用于測量麻醉深度的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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宄且在證明算法錯誤 時存在許多困難。
[0006] 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。
[0007] 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j：商分析相比，可非常準確地計算出 值，但基本算法的結構非常簡單。
[0008] (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】
[0009] 技術問題
[0010] 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。
[0011] 技術解決方案
[0012] 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 行頻譜摘計算來提取頻譜摘計算值（SpEn);由修改的香農j：商計算部分通過乘以香農j：商計 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)。
[0013] 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⑶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 彡 U 彡 0· 74)。
[0014] 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。
[0015] 根據本發明的優選實施例，所述方法包含：計算通過對其中噪音被去除的時期信 號執行高速傅立葉變換輸出的頻率分量的功率譜密度；以及通過從功率譜密度執行頻譜熵 計算來提取頻譜摘計算值。
[0016] 根據本發明的優選實施例，所述方法包含通過從正規化的信號執行香農熵計算來 提取香農熵計算值。
[0017] 根據本發明的優選實施例，所述方法包含對正規化的信號執行高速傅立葉變換和 從功率譜密度提取頻譜熵計算值。
[0018] 根據本發明的優選實施例，所述方法包含通過乘以在對待求和到預定頻帶、然后 乘以常數的正規化的信號執行離散傅立葉變換后獲得的值來計算臨界值至少兩次。
[0019] 根據本發明的優選實施例，所述方法包含通過計數大于臨界值的點的數目、將計 數的數目除以時期信號的點的總數且用預定值乘以經相除的值來提取CAI計算值。
[0020] 根據本發明的另一個實施例，根據本發明的一種用于測量麻醉深度的設備包含： CAI提取部分，其經配置以按時間段劃分EEG信號來產生時期信號，設定來自時期信號的預 定臨界值，以及通過計數在時期信號中超出臨界值的點的數目來提取CAI計算值（CAI);修 改的香農熵提取部分，其經配置以通過乘以從EEG信號計算的香農熵計算值（ShEn)與從 EEG信號計算的頻譜熵計算值（SpEn)來輸出修改的香農熵計算值（MshEn);以及MsCAI提 取部分，其經配置以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)。
[0021] 根據本發明的優選實施例，MsCAI提取部分通過根據以下等式對將修改的香農熵 計算值（MshEn)乘以第一常數（L)與將CAI計算值（CAI)乘以第二常數（U)求和來提取麻 醉深度指標（MsCAI) :MsCAI = L*MshEn+U*CAI (L = 0· 243,0· 65 彡 U 彡 0· 74)。
[0022] 根據本發明的優選實施例，CAI提取部分還包含臨界值提取部分，其經配置以根 據麻醉程度或頻帶不固定地改變由臨界值相乘的常數，以便將麻醉程度或頻帶應用到臨界 值。
[0023] 根據本發明的優選實施例，臨界值提取部分通過乘以在對待求和到預定頻帶、然 后乘以常數的正規化的信號執行