[發明專利]基于腦波信號進行分析的方法和設備

有效

• 申請號: 201480008515.4
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN105072988B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張祜宗;金應徽;樸祥賢;洪承均;金光武
• 申請（專利權）人: 燦美工程股份有限公司
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476;A61B5/048;A61B5/0482
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 陶敏,臧建明

技術領域

本發明涉及一種測量麻醉深度的方法，且更確切地說，一種通過使用倒譜技術測量麻醉深度的方法和設備，所述方法和設備能夠通過提供麻醉深度的精確值，不管麻醉狀態的快速變化而及時提供麻醉深度信息且提高追蹤(tracking)速度。

背景技術

一般來說，在包含手術和治療的醫療實踐領域中，當疼痛施加到個體時，通過麻醉阻斷神經傳遞以去除或減少疼痛。在嚴重疾病或癥狀的手術期間，進行全身麻醉，且應持續觀測全身麻醉下的患者。患者的麻醉狀態應通過感測麻醉深度進行檢查。盡管手術應在足夠麻醉下進行，但存在患者遭受由手術期間的蘇醒所致的精神疼痛的問題。

因此，在手術期間，應持續測量麻醉深度，且觀測臨床方面的方法和分析生物電信號的方法已主要用作測量麻醉深度的方法。分析生物電信號的方法包括測量和分析腦波以評估麻醉劑對中樞神經系統的效應的方法，且也存在各種類型的應用使用腦波的方法的監測設備。存在各種類型的使用腦波的麻醉深度監測設備的原因為對應的設備具有分析和評估腦波的不同算法。

當前，腦電雙頻指數(Bispectral index，下文被稱作“BIS”)分析設備最普遍地用作麻醉深度監測設備。BIS分析設備為基于腦波的麻醉深度測量技術首次開發和采用于其中、將麻醉深度顯示為待在0～100范圍內數字化的“BIS”且通過比較BIS與常規麻醉深度測量標準或另一麻醉深度儀器中計算的指數驗證BIS的臨床可靠性的設備中的一種。

在包含如BIS分析設備的常規麻醉深度監測設備的情況下，使用者(麻醉深度臨床個體或麻醉深度監測者)不能夠改進或改變儀器的腦波分析算法，使得可能不應用適合于患者特征的算法且因此不能精確監測患者的麻醉深度。此外，由于安裝在儀器中的分析算法的細節未公開，設備不適合于臨床麻醉深度研究且驗證算法誤差中存在許多困難。

此外，如BIS分析設備的麻醉深度監測設備具有患者的麻醉狀態由于用于麻醉狀態的快速改變的追蹤速度(tracking speed)緩慢而不能夠快速感測到的問題。

專利文獻1涉及一種通過腦波信號分析測量大腦活動和麻醉深度的系統和方法，其中可相比于常規光譜分析、小波(wavelet)分析或熵分析極精確地計算值，但基本算法的結構極簡單。

(專利文獻1)韓國專利申請特許公開公布號2012-0131027(2012年12月4日公布)

發明內容

技術問題

為解決上述問題，本發明的一個目的為提供一種通過使用倒譜技術測量麻醉深度的方法，其于高追蹤速度下提供精確麻醉深度和對麻醉程度變化的快速反應。

技術解決方案

為解決上述問題，根據本發明的通過使用倒譜技術測量麻醉深度的方法包含：通過接收第一EEG信號作為輸入信號和通過進行梅爾頻率倒譜系數(mel frequency cepstral coefficient；MFCC)計算而通過第一特征向量提取部分提取第一特征向量；通過接收麻醉狀態下的第二EEG信號和非麻醉狀態下的第三EEG信號作為輸入信號并且進行梅爾頻率倒譜系數(MFCC)計算而通過第二特征向量提取部分提取第二特征向量和第三特征向量；以及通過將均為向量平面的軸的第二與第三特征向量之間的區域分成多個區段，且在多個區段中量化特征向量所位于的位置而通過量化部分輸出貫穿量化部分的麻醉深度指數。

根據本發明的優選實施例，第一特征向量的提取還包含對手術期間的第一EEG信號進行小波變換(wavelet transform)或低頻帶通濾波中的至少一個以去除噪音和選擇并輸出僅具有預定頻率范圍的信號。

根據本發明的優選實施例，麻醉深度指數的輸出包含以介于1到100范圍內的指數縮放(scaling)待顯示于屏幕顯示部分上的定量信號。

根據本發明的優選實施例，第一特征向量的提取包含在短時間(short time)內將第一EEG信號分成若干區段以對每一區段的分割信號進行傅立葉變換且隨后對結果求和。

根據本發明的優選實施例，第一特征向量的提取包含通過多個具有不同頻帶的濾波器組對經傅立葉變換的信號進行濾波和計算所述信號中的每一個的功率譜。

根據本發明的優選實施例，第一特征向量的提取包含通過對功率譜信號進行對數計算而減少由頻率所致的信號失真。

根據本發明的優選實施例，第一特征向量的提取包含通過從對在對數計算之后獲得的信號進行離散余弦變換之后獲得的信號之中僅選擇通過多個濾波器組中的預定濾波器的信號來提取第一特征向量。