[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: 201480008609.1
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104994782B
• 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: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04;A61B5/048;A61B5/0484
• 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

本發明涉及一種用于測量麻醉深度的方法，且更明確地說，涉及一種用于測量麻醉深度的方法和設備，其能夠提供麻醉深度的精確測量值，而不管麻醉條件的改變，通過顯著改善追蹤速度(tracking speed)來根據麻醉條件的改變及時地提供麻醉深度信息，且具有與常規麻醉深度分析設備的兼容性，由此具有高利用率。

背景技術

通常，在包含手術和治療的醫療實踐的領域中，當疼痛被施加到受治療者時，通過麻醉來阻止神經傳遞，使得去除或減小疼痛。在針對嚴重疾病或癥狀的手術期間，執行一般麻醉，且應連續地觀測處于一般麻醉下的患者。應通過感測麻醉深度來檢查患者的麻醉狀態，且存在問題。雖然應在足夠麻醉下執行手術，但存在歸因于在手術期間的蘇醒患者遭受精神疼痛的問題。

因此，在手術期間，應連續地測量麻醉深度，且用于觀測臨床方面的方法和用于分析生物電信號的方法已主要用作用于測量麻醉深度的方法。用于分析生物電信號的方法包含用于測量和分析腦波以便評估麻醉劑對中樞神經系統的影響的方法，且還存在將使用腦波的方法應用于的各種種類的監控設備。存在使用腦波的各種種類的麻醉深度監控設備的原因在于，相應設備具有用于分析和評估腦波的不同算法。

當前，雙頻譜指標(Bispectral index，下文被稱作“BIS”)分析設備最流行地被用作麻醉深度監控設備。BIS分析設備為基于腦波的麻醉深度測量技術經發展且首次在其中采用的設備中的一個，將麻醉深度顯示為待在0到100的范圍內數字化的“BIS”，且通過將BIS與常規麻醉深度測量標準或與在另一麻醉深度儀器中計算的指標比較來驗證BIS的臨床可靠性。

借助于包含例如BIS分析設備的常規麻醉深度監控設備，為麻醉深度臨床受治療者或麻醉深度監控者的用戶不能夠改善或改變儀器的腦波分析算法，使得適合于患者的病人特性的算法可能未應用，且因此不能準確地監控患者的麻醉深度。此外，由于未揭示安裝在儀器中的分析算法的細節，因此所述設備不適合于臨床麻醉深度研究且在證明算法錯誤時存在許多困難。

此外，例如BIS分析設備的麻醉深度監控設備具有患者的麻醉狀態不能夠被迅速地感測到問題，這是因為用于麻醉狀態的迅速改變的追蹤速度(tracking speed)較慢。

專利文獻1是關于一種用于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，其中與常規光譜分析、小波(wavelet)分析或熵分析相比，可非常準確地計算出值，但基本算法的結構非常簡單。

(專利文獻1)韓國專利申請早期公開案第2012-0131027號(于2012年12月4日公開)

發明內容

技術問題

為了解決以上描述的問題，本發明的目標為提供一種用于測量麻醉深度的方法和設備，其能夠提供麻醉深度的精確測量值而不管麻醉條件的改變，及時地提供麻醉深度信息而不管麻醉狀態的迅速改變，且具有與常規麻醉深度分析設備的兼容性。

技術解決方案

為了解決以上描述的問題，根據本發明的一種用于測量麻醉深度的方法包含：由時期劃分部分按時間單位將EEG信號劃分成多個時期信號，由計數部分通過計數在比確定的臨界值高的值的時期中的點的數目來提取CAI計算值(CAI)，由香農(Shannon)熵計算部分通過執行來自EEG信號的香農熵計算來提取香農熵計算值(ShEn)，以及由頻譜熵計算部分通過執行頻譜熵計算來提取頻譜熵計算值(SpEn)；由修改的香農熵計算部分通過乘以香農熵計算值(ShEn)和頻譜熵計算值(SpEn)來提取修改的香農熵計算值(MshEn)；以及由CAI提取部分通過對修改的香農熵計算值(MshEn)和CAI計算值(CAI)執行邏輯運算來提取麻醉深度指標(MsCAI)。

根據本發明的優選實施例，麻醉深度指標(MsCAI)的提取包含通過根據以下等式將用第一常數(L)乘以修改的香農熵計算值(MshEn)與用第二常數(U)乘以CAI計算值(CAI)求和來提取麻醉深度指標(MsCAI)：MsCAI＝L*MshEn+U*CAI(L＝0.243，0.65≤U≤0.74)。

根據本發明的優選實施例，香農熵計算值(ShEn)和頻譜熵計算值(SpEn)的提取包含：對EEG信號執行低頻帶通濾波；對在低頻帶通濾波后獲得的信號執行高頻帶通濾波；通過按預定時間單位劃分在低頻帶通濾波后獲得的信號來產生第一時期信號；通過按預定時間單位劃分在高頻帶通濾波后獲得的信號來產生第二時期信號；去除來自第一時期信號的噪音；以及通過按具有從其去除的噪音的時期信號的均方根值劃分第二時期信號來執行正規化。