Evaluación de Estrategias de Control Lineal en la Práctica de Anestesia

Gladys Julieta Pacheco Rubio; Jesús Carrillo Ahumada; Oscar Núñez Gaona; María de Jesús García Gómez; Cirilo Nolasco Hipólito

Gladys Julieta Pacheco Rubio ,
Jesús Carrillo Ahumada ,
Oscar Núñez Gaona ,
María de Jesús García Gómez ,
Cirilo Nolasco Hipólito

Resumen

Una de las formas de mejorar la precisión de los procedimientos médicos, especialmente en anestesia, es mediante la automatización. Esto implica que, a través de una representación del paciente y de la bomba de infusión, junto con sus variables de entrada y salida, así como la selección adecuada de un controlador es posible establecer la cantidad exacta de medicamento, evitando así errores humanos. En este trabajo la innovación radica en el uso de controladores PI lineales que destacan por su simplicidad y robustez. Esta metodología se diferencia de investigaciones previas al centrarse en soluciones accesibles y prácticas que pueden ser aplicadas directamente en entornos clínicos, optimizando la seguridad y precisión. Se presentan diversas ganancias de controladores Proporcional-Integral (PI) lineales diseñadas para este sistema, evaluando su desempeño y su capacidad para mejorar la precisión en la administración de anestesia en diferentes poblaciones de pacientes. Los resultados obtenidos no solo aportan un marco teórico, sino que también pueden contribuir a optimizar procedimientos empíricos en el área quirúrgica, brindando mayor seguridad y efectividad en el manejo de los pacientes.

Palabras clave: Control automático, anestesia, control lineal, aplicaciones, modelos matemáticos

Texto completo:

PDF

Referencias

Carrillo-Ahumada, J., García-Muñoz, M. A., & Reynoso-Meza, G. (2016). Sintonización de controladores Pareto-óptimo aplicados a una turbina de viento para generación de energía. Revista de Energía Química y Física, 3(9), 14-23.

Carrillo-Ahumada, J., Nolasco-Hipólito, C., Reynoso-Meza, G., Ruiz-López, I. I., & García-Alvarado, M. A. (2023). A review from 1996 to 2021 of tuning methodologies and controller structures applied for an unstable/stable (bio) reactor with imperfect mixing and bypass. ISA Transactions, 138, 460-473.

Carrillo-Ahumada, J., Reynoso-Meza, G., Ruiz-López, I. I., & García-Alvarado, M. A. (2020). Analysis of open-loop and L2/D controlled closedloop behavior of the Cholette’s bioreactor under different operating conditions. ISA Transactions, 101, 147-159.

Carrillo-Ahumada, J., Rodríguez-Jimenes, G. C., & García-Alvarado, M. A. (2011). Tuning optimalrobust linear MIMO controllers of chemical reactors by using Pareto optimality. Chemical Engineering Journal, 174(1), 357-367.

Carrillo-Ahumada, J., Reynoso-Meza, G., Sanchís-Saez, J., García-Nieto, S., & Alvarado, G. (2015). Sintonización de controladores Pareto-óptimo robustos para sistemas multivariables. Aplicación en un helicóptero de 2 grados de libertad. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 12(2), 177-188.

Eskandari, N., van Heusden, K., & Dumont, G. A. (2020). Extended habituating model predictive control of propofol and remifentanil anesthesia. Biomedical Signal Processing and Control, 55, 101656.

Joosten, A., Rinehart, J., Bardaji, A., Van der Linden, P., Jame, V., Van Obbergh, L., ... & Barvais, L. (2020). Anesthetic management using multiple closedloop systems and delayed neurocognitive recovery: a randomized controlled trial. Anesthesiology, 132(2), 253-266.

Marsh, B. M. W. M. N., White, M., Morton, N., & Kenny, G. (1991). Pharmacokinetic model driven infusion of propofol in children. BJA: British Journal of Anaesthesia, 67(1), 41-48.

Pérez, J. A. M., Torres, S., Reboso, J. A., & Reboso, H. (2011). Estrategias de control en la práctica de anestesia. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, 8(3), 241-249.

Rodríguez-Mariano, A., Reynoso-Meza, G., Páramo-Calderón, D. E., Chávez-Conde, E., García- Alvarado, M. A., & Carrillo-Ahumada, J. (2015). Análisis del desempeño de controladores lineales sintonizados en diferentes estados estacionarios del biorreactor de Cholette mediante técnicas de decisión multi-criterio. Revista mexicana de ingeniería química, 14(1), 167-204.

Schnider, T. W., Minto, C. F., Gambus, P. L., Andresen, C., Goodale, D. B., Shafer, S. L., & Youngs, E. J. (1998). The influence of method of administration and covariates on the pharmacokinetics of propofol in adult volunteers. The Journal of the American Society of Anesthesiologists, 88(5), 1170-1182.

Toma, A. (2023). A Comprehensive Review on Automated Control of Anesthesia: Recent Methods, Challenges and Future Trends. Wasit Journal for Pure sciences, 2(2), 291-315.