麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置的製作方法

2023-05-23 13:02:31 2

專利名稱：麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於臨床麻醉鎮靜程度的監測裝置，特別是一種使用腦 電圖來監測麻醉鎮靜深度的裝置。
背景技術：
麻醉深度一直是麻醉醫生所關心的問題，如何通過有效的監護實現高質 量的麻醉效果，對於臨床手術十分重要， 一直是麻醉醫生所要解決的技術難 題。
關於腦電圖所記錄的腦電波波形，通常是以波幅、頻率和相位為特徵來
描述，因此，現有採用的EEG用於反映麻醉深度是以EEG的時域特徵來描 述的，主要分析EEG波形的幾何性質，因此，仍未能得到令人滿意的解決 效果。

發明內容
綜上所述，如何改進已有腦電圖儀的結構使其具有對腦功能指數進行分 析的功能，特別是具有雙頻指數的分析功能，使之可用於反映麻醉深度，此 乃是本發明所要解決的技術問題，為此，本發明的目的在於提供一種麻醉鎮 靜深度的腦電圖監測裝置。
本發明的技術方案如下
根據本發明的一種麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置，包括腦電波採集放 大及數據處理器、顯示器，特點是在所述兩個部件之間增設腦功能指數分析 模塊，其設置於計算機內部，並由此臺計算機進行運控、處理，最後將處理結果送顯示器進行顯示o
具體地，所述的腦功能指數分析模塊包括依次以流程聯結的EEG信號 模塊、信號數位化模塊、數字濾波器、FFT計算模塊、e比子參數模塊；後 接該數字濾波器並依次成流程聯結的突發抑制檢測模塊、突發抑制子參數模 塊；以及後接該FFT計算模塊並依次成流程聯結的雙極性計算模塊、同步波
譜比參數模塊，以及所述的e比子參數模塊、突發抑制子參數模塊和同步波
譜比參數模塊都與雙指數參數加權和模塊相連接；
所述腦電波採集放大與處理器中的放大器包括依次以電路聯結的腦電 信號放大電路、通道選擇開關、AD轉換電路、腦電放大器數據緩存、USB 接口電路和USB接口。
更具體地，所述的放大電路為一隻低模擬放大倍率放大器，其帶寬為 卜1000Hz，放大倍數為50，其後接一隻16位高位率灰階A/D轉換電路；
本發明的優點是
1) 可更精確地使用麻醉藥，使麻醉的維持更為平穩，同時可減少麻醉 藥的用量。
2) 確保病人術中無知曉、術後無記憶。
3) 提供快速清醒和拔管的指徵，提高術後甦醒質量，縮短復甦室停留 時間。
4) 使術後意識恢復更完全。
5) 用於指導ICU病人鎮靜藥用量，使病人維持在更加平穩的鎮靜水平。


圖1是本發明的方塊圖2是本發明軟體主體模塊圖3是本發明中的腦功能指數分析模塊圖4是本發明中的放大器結構框圖；以及圖5是本發明中的模擬信號放大器示意圖。
具體實施例方式
下面根據圖1 圖5給出本發明一個較好實施例，並予以詳細描述，以 使本技術領域的技術人員能易於理解本發明的結構特徵和功能特色，而不是 用來限定本發明的範圍。
參見圖1 圖3
腦電波形顯示出腦細胞群自發而有節律的電活動，腦電波一般是用波 幅、頻率和相位等特徵來描述。全身麻醉時，腦電圖頻率隨麻醉加深或變淺 呈順序變化，與麻醉藥濃度呈函數關係，被用來反映麻醉深度。隨著快速傅 立葉變換技術的成熟，越來越多的EEG頻域特徵卻可用來反映麻醉深度，將 時間-振幅關係的原始腦電信號轉換成頻率-功率的關係，並衍化出多個數量 化參數，如雙頻指數(BIS)、邊緣頻率(SEF)、中間頻率(MF)等。
BIS EEG分析是應用非線性相位鎖定原理對原始EEG波形進行處理，是 在功率譜分析的基礎上又加入了相關函數譜的分析，既測定EEG的線性成分 (頻率和功率)，又分析EEG成分波之間的非線性關係(位相和諧波)。通過分 析各頻率中高階諧波的相互關係，進行EEG信號頻率間位相耦合的定量測定。 清醒人在EEG頻率帶上有顯著的位相耦合或位相鎖定。因此BIS分析對來自 傅立葉分析的信息進行了更清楚的表達,不僅包括了更多的原始EEG信息，而 且更多地排除了許多對EEG信息的幹擾因素。BIS的變量是通過多變量數學 回歸方程計算產生的值來表達的。雙頻譜分析是定量EEG頻率間的相位偶聯 (phase coupling),包含了頻率和振幅信息，相位偶聯是非線性行為的特 徵，因而雙頻譜分析能精確地檢測和定量信號間線性和非線性變化，能更準 確地反映麻醉深度變化。BIS數值範圍為0 100，數值越大，越清醒，反之提
示大腦皮質的抑制愈嚴重。
雙頻指數(bispectral index, BIS)包含了時域、頻域和高階譜變量(雙譜分析)三種特性的腦電圖(EEG)定量分析指標，其通過一個特定的非線性 算法(Aspect Medical Systems, Natick， USA),將四個不同的EEG參數， 即突發抑制率(burst s叩pression ratio, BSR)、 "QUAZI"、 P比率(beta ratio)和快慢波的相對同步性(synch fast slow),綜合成一個100-0的無 量綱數字，用於表示大腦的抑制程度。 請參閱圖4和圖5
本發明放大器與傳統方式的不同的獨特之處在於腦電信號放大電路的 針對腦功能指數分析的獨特設計。
1. 超寬頻帶
採用超寬頻帶設計方式以適應腦功能指數分析的要求，常規腦電頻帶寬 度多為l-60Hz，而本放大器帶寬範圍是l一1000Hz，除了在傳統電路上做了 一定的調整外，還應用了低模擬放大倍率技術。
2. 低模擬放大倍率
由於腦電信號極其微弱，傳統的設計思路是在腦電信號放大部分通過多 級串聯的方式將腦電信號放大(模擬信號)放大10000倍，在傳統電路放大 電路中，在將腦電信號放大的同時也把許多幹擾信號進行放大，同時前級放 大電路的靜態噪聲也被放大，這些幹擾信號和噪聲信號夾雜在腦電信號中， 很難區分，而且會使某些頻率的波形被放大到截止的幅度，導致整個波形失 真，腦電信號不能真實復原，這些不僅對後期信號處理帶來困難，最重要的 是會影響腦電分析的準確度。
本發明的放大器，則僅採用了 50倍放大的一級放大電路，可以有效地 解決傳統電路中所存在的問題，但是放大倍率過小會對後期的信號處理過程 產生一定困難，為了彌補這一不足，採用了 16位高位率灰階的A/D轉換電 路，遠高於傳統的8位，取得了非常滿意的效果。
權利要求
1、一種麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置，包括腦電波採集放大與數據處理器(1)、顯示器(2)，其特徵在於，還有一臺計算機(3)以及安裝於該計算機(3)內部的軟體主體(4)、以及腦功能指數分析模塊(46)，該計算機(3)與腦電波採集放大與數據處理器(1)以USB總線成雙向聯結，該計算機(3)將處理結果送顯示器(2)顯示。
2、 根據權利要求1所述的麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置，其特徵在 於，所述的腦功能指數分析模塊(46)包括依次成流程聯結的EEG信號模塊(460)、信號數位化模塊(461)、數字濾波器(462)、 FFT計算模塊(463)， P比子參數模塊(464)，雙指數參數加權和模塊(469);依次以流程聯結的 數字濾波器(462)、突發抑制檢測模塊(465)、突發抑制子參數模塊(466)、 雙指數參數加權和模塊(469);以及依次以流程聯結的FFT計算模塊(464)， 雙極計算模塊(467)、同步波譜比參數模塊(468)、雙指數參數加權和模塊(469)。
3、 根據權利要求1所述的麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置，其特徵在 於，所述的腦電波採集放大與處理器(1)中的放大器(10)包括依次成電 路聯結的腦電信號放大電路(100)、通道選擇開關(101)、AD轉換電路(102)、 腦電放大器數據緩存(104)、 USB接口電路(105)和USB接口 (106)。
4、 根據權利要求3所述的麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置，其特徵在 於，所述的腦電信號放大電路(100)為一隻低模擬放大倍率放大器，帶寬 為l 1000Hz，放大倍數為50，其後接一隻16位高位率灰階A/D轉換電路。
全文摘要
一種麻醉鎮靜深度的腦電圖監測裝置，包括腦電波採集放大與數據處理器(1)、顯示器(2)，其特徵在於，還有一臺計算機(3)以及安裝於該計算機(3)內部的軟體主體(4)、以及腦功能指數分析模塊(46)，該計算機(3)與腦電波採集放大與數據處理器(1)以USB總線成雙向聯結，該計算機(3)將處理結果送顯示器(2)顯示。本發明的優點是1.可更精確地使用麻醉藥，使麻醉的維持更為平穩，同時可減少麻醉藥的用量。2.確保病人術中無知曉、術後無記憶。3.提供快速清醒和拔管的指徵，提高術後甦醒質量，縮短復甦室停留時間。4.使術後意識恢復更完全。5.用於指導ICU病人鎮靜藥用量，使病人維持在更加平穩的鎮靜水平。
文檔編號A61B5/0476GK101301196SQ20071004056
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月11日 優先權日2007年5月11日
發明者王亞棟 申請人:上海世珈醫療設備有限責任公司