麻醉精度监护仪器及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种监护仪器及方法。
【背景技术】
[0002] 手术麻醉中麻醉深度恰当与否是指对患者使用各种麻醉药物的剂量是否合适，而 手术诱导期控制各种麻醉药的剂量和选用麻醉药物的种类是根据患者的体质、体重、年龄、 身体状况来决定的；手术维持期的麻醉药物的剂量则是根据生命体征参数超出正常范围的 多少来决定的。
[0003] 以往在手术过程中，麻醉诱导期用药和麻醉维持期用药主要依靠麻醉医师的经 验，而经验是无法用标准来衡量的。由此带来三个问题：
[0004] 1.手术诱导期根据患者的体质、体重、年龄、身体状况确定麻醉药物的剂量并不 正确，因为不同的人，即使体重、体质、年龄、身高都相同，对麻醉药的耐药性和代谢能力差 异也很大。所以，诱导期根据患者的体质、体重、年龄、身体状况来确定统一的麻醉药剂量， 在很多情况下就会导致麻醉过深，而对另外很多人则会显得麻醉不足。麻醉不足有经验的 麻醉医师通常很快能发觉并会弥补，而麻醉过深则生命体征参数在一定范围内并不容易发 现，从而会对患者造成伤害。
[0005] 2.手术维持期麻醉药物的剂量管理如果还是依据患者的体质、体重、年龄、身体状 况，这和诱导期一样不合理，无需过多解释。通常情况下，在维持期如患者出现生命体征参 数异常，麻醉医师首先考虑的是麻醉深度合适不合适，并试用麻醉药来调整，如果不行再考 虑其它方案。但麻醉药主要是抑制大脑神经的，而生命体征参数中的心电血压则是围绕心 脏监测的，因此，生命参数出现异常并不一定是麻醉引起的，显然不能单纯靠麻醉药物来解 决；而如果生命体征参数异常真是麻醉药所引起，那就说明神经系统已受到严重伤害，再去 处置，已经是亡羊补牢；而如果有神经系统监测就能提前预防。
[0006] 3.麻醉药种类繁多，所谓麻醉，产生麻而不痛作用的是镇痛药，而产生醉而不醒 作用的是镇静药，很多镇静药含有镇痛成分，镇痛药又含有镇静功能；此外，麻醉药又分为 吸入药和静脉药，有的适合诱导期，有的适合维持期；不同的麻醉药还有不同的副作用，如： 影响心脏、血压、肝肾功能等。如果每次手术都采用几种麻醉药物作用于大脑神经，当几种 麻醉药物作用同一患者时，药物之间会产生什么反应？这完全要靠麻醉医师的经验。虽然 有经验的麻醉医师可以控制的游刃有余，但经验少，尤其中小医院的麻醉医师对高危患者 就会非常紧张。我国有80%的中小医院，它们负责国内70%患者的麻醉和手术。因此，要 提高所有麻醉医师的水平，仅靠培训还不行，还需要先进的麻醉监测设备麻醉意识消失指 数和伤害敏感指数监测仪。
[0007] 从上个世纪八十年代起，国外开始研宄通过脑电波的频率来计算意识指数的方法 来评价麻醉中的镇静程度，并于本世纪初进入中国市场。商家为了在产品推广过程中更有 影响力，特意将意识深度监护仪的产品名称改为麻醉深度监护仪。虽然该产品在中国已使 用了15年，但一直没有被中国麻醉界广泛接受，宄其原因：1.麻醉包含了镇静和镇痛两个 主要成分，所以，那种只能通过监测意识指数评价镇静程度而不能评价镇痛程度的设备是 不能称为麻醉深度监护设备的。而且，在手术麻醉过程中，在意识已消失的前提下，镇痛是 充分镇静的基础。2.意识指数是将手术台上的患者意识程度按百分比划分，并将麻醉的范 围控制在40-60。由于现代的麻醉都追求较浅的麻醉以使苏醒更为迅速，如果按这种思路将 意识指数控制在50-60,此区间出现术中知晓率将达10%，而术中知晓是医疗事故，会产生 医疗纠纷；如果将意识指数控制在40-45,则会出现麻醉过深，且很多麻醉医师用经验也能 控制在这一范围。所以，麻醉医师多认为现在的麻醉深度监护仪没有多少用处。
[0008] 为什么现在意识指数不能指导麻醉医师用药呢？这是因为意识指数评价患者清 醒、半清醒、失去知觉、麻醉过深并不是一个一维的标定值，从临床发现：有的患者意识指数 在88就失去知觉，有的49还有知觉；故用同一个范围控制不同的患者意识深度显然存在 问题。当我们研宄意识指数正态分布时可清楚看到，通过上万患者失去知觉点的统计，其在 二维图上是一条曲线，而在二维图上确定一个点需要两个参数才能准确定位。由此看来，过 去的意识指数给了把尺子，但要确定一个相对值，还必须要有另外一个参数配合，仅有意识 指数监测在麻醉深度监测过程中确实用处不大，因此意识深度监护仪并没有的得到广泛应 用。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种通过脑电信号来计算伤害敏感指数评价镇痛程度；并 根据伤害敏感指数和意识指数来控制镇静药物剂量的麻醉精度监护方法及仪器。
[0010] 为实现上述目的，本发明提供一种麻醉精度监护方法，包括以下步骤：
[0011] 步骤一，由麻醉深度模块提取原始脑电信号；
[0012] 步骤二，用快速傅里叶理论操作分析原始脑电信号频谱的四个不同频带能量参 数，该四个不同频带能量参数如下所示，
[0013] Theta = In ?4_8Hz/Eh4hz)，
[0014] Alpha = In (E9_13Hz/Eh4Hz)，
[0015]BD1122 = ln?n_22Hz/EH4Hz)，
[0016] BD3344 = In (E33_44Hz/Eh4Hz);
[0017] 步骤三，将上述四个同频带能量参数输入模糊模型中；
[0018] 步骤四，根据爆发抑制比BSR校正模糊模型的输出Fuzzyratput，伤害敏感指数的计 算公式如下；
[0019]
[0020] 步骤五，用伤害敏感指数结合意识指数可确定麻醉患者失去知觉的临界点，在测 得患者失去知觉的临界点后，根据不同患者采用不同意识指数控制镇静药物剂量。
[0021] 其中，在所述步骤一中，麻醉深度模块提取原始脑电信号后，原始脑电信号先在 127Hz下进行低通过滤，再在256Hz下进行采样。
[0022] 其中，在所述步骤二，在用快速傅里叶理论操作分析之前使用汉明窗口集成。
[0023] 其中，在所述步骤三中，模糊模型为SUGENO型的自适应神经模糊推理系统，每一 个参数都有四个2高斯籍功能输入和16个恒流输出隶属函数。
[0024] 其中，在步骤一至步骤五进行脑电信号监测的同时，用心电模块监测患者的心率 和呼吸，用无创血压模块监测患者无创血压，用血氧模块监测患者脉搏氧饱和度和脉率，用 体温1?块测患者的体温。
[0025] 此外，本发明还提供一种麻醉精度监护仪器，包括用于提供工作电压的电源模块、 用于输出监测数据的工控模块、用于监测患者神经系统的麻醉深度模块和生命体征参数监 测模块；所述电源模块分别与工控模块、麻醉深度模块和生命体征参数监测模块电连接，所 述工控模块分别与生命体征参数监测模块和麻醉深度模块电连接；所述麻醉深度模块连接 用于从患者大脑内提取原始脑电信号的脑电电缆；麻醉深度模块包括快速傅里叶理论操作 系统、模糊模型和校正输出系统，所述快速傅里叶理论操作系统分析原始脑电信号频谱的 四个不同频带能量参数，Theta = ln(E4_8Hz/E卜44Hz)，Alpha = ln(E9_13Hz/E卜44Hz)，BD1122= =In(E3m4hzZ^44hz);模糊模型接入四个同频带能量参数，初步计 算伤害敏感指数，校正输出系统爆发抑制比BSR校正模糊模型的输出Fuzzytjutput，伤害敏感 指数的计算公式如下；
[0026]
[0027] 其中，该麻醉精度监护仪器还包括报警模块以及麻醉剂量控制模块，所述工控模 块分别与报警模块和麻醉剂量控制模块电连接。
[0028] 其中，所述麻醉深度模块包括用于测量伤害敏感指数的第一指数测量模块以及用 于测量意识指数的第二指数测量模块。
[0029] 其中，所述生命体征参数监测模块包括用于监测患者的心率和呼吸的心电模块， 用于监测患者无创血压的无创血压模块，用于监测患者脉搏氧饱和度和脉率的血氧模块， 用于监测患者体温的体温模块。
[0030] 其中，所述麻醉深度模块设有三个电接口，第一电接口与工控模块连接，第二接口 与电源模块连接，第三接口与脑电电缆连接。
[0031] 本发明的有益效果是：本发明提供的麻醉精度监护方法，采用神经系统的监测方 法，通过监测患者的神经系统来确定麻醉药物的剂量，比传统的根据患者的体质、体重、年 龄、身体状况确定麻醉药物的剂量，更为科学和准确，将明显降低麻醉过程中对大脑神经系 统的伤害；而且，本监护方法利用伤害敏感指数来评价镇痛程度，填补了国内外麻醉深度只 有意识监测，而没有镇痛程度监测的空白；同时，伤害敏感指数和意识指数结合可确定麻醉 患者失去知觉的临界点，从而实现了麻醉镇静与镇痛之间的平衡，在测得患者失去知觉的 临界点后，麻醉期间就可根据不同患者采用不同意识指数控制镇静药物剂量，以杜绝术中 知晓和避免麻醉过深，实现精确麻醉；而且，对I⑶的患者也可用于控制睡眠深度，便于随 时唤醒。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明提供的麻醉精度监护方法的流程图；
[0033] 图2为本发明提供的麻醉精度监护仪器的结构方框图。
[0034] 主要元件符号说明如下：
[0035] 11、电源模块 12、工控模块
[0036] 13、麻醉深度模块 14、生命体征参数监测模块
[0037] 15、脑电电缆 16、报警模块
[0038] 17、麻醉剂量控制模块 131、第一指数测量模块
[0039] 132、第二指数测量模块 141、心电模块
[0040] 142、无创血压模块 143、血氧模块
[0041] 144、体温模块。
【具体实施方式】
[0042] 参阅图1和图2,本发明提供的麻醉精度监护方法，包括以下步骤：
[0043] 步骤一，由麻醉深度模块13提取原始脑电信号；
[0044] 步骤二，用快速傅里叶理论操作分析原始脑电信号频谱的四个不同频带能量参 数，该四个不同频带能量参数如下所示，
[0045] Theta=In(E4_8Hz/Eh4Hz)，
[0046]Alpha=In(E9_13Hz/Eh4Hz)，
[0047] BDl122 =In低卜激/^-她），
[0048] BD3344=In(E33_44Hz/Eh4Hz);
[0049] 步骤三，将上述四个同频带能量参数输入模糊模型中；
[0050] 步骤四，根据爆发抑制比BSR校正模糊模型的输出Fuzzyratput，伤害敏感指数的计 算公式如下；
[0051]
[0052] 步骤五，用伤害敏感指数结合意识指