[发明专利]用于结合麻醉药和止痛药的药物效应相互作用与评估麻醉期间意识水平的脑电图的装置

说明书

背景技术

麻醉介绍

以一个简单的定义，麻醉是一种药物诱导状态，在此状态下患者已经失去意识，失去痛觉，即无痛觉，此外，患者也可能会麻痹。这允许患者无痛苦和疼痛地接受手术和其他程序，否则他们要经历这种痛苦和疼痛。

现代麻醉的目标之一是确保足够的意识水平，以防止因疏忽而无意中给患者使用过量的麻醉药，这可能引起麻醉患者术后并发症增加。手术中发生的意识唤回的整体发生率约0.1-1％，但它在某些高风险的患者中可能要高得多，如多发性创伤，剖腹产手术，心脏手术和血流动力学不稳定的患者。对麻醉科医生而言，术中知晓是一个重大的医疗和法律责任，并可能会导致患者术后身心功能障碍，因此应避免。

观察者警觉和镇静评分（OAAS）是关于全身麻醉时评估意识水平的方法。OAAS是6个级别的临床分级，其中，级别3至5对应清醒，而级别2至0表示麻醉，其中，级别0是最深层次的，下表示意了级别的定义。

OAAS级别

其它临床分级存在，然而，实际应用中运用临床分级的缺点是它们不能被连续运用，且它们执行起来比较复杂繁琐。这已经引起了进行意识水平的自动化评估的研究。最流行的方法是脑电图（EEG）分析，记录头皮脑电图之后，由对应算法进行对该记录的头皮脑电图进行处理，该算法将脑电图映射到通常在0-100范围的一个指数内。

脑电图的处理通常涉及脑电图的光谱分析或更先进的信号处理方法，如符号动力学，熵，双频分析，或脑电图的同步时频分析，如崔-威廉姆斯分布和LempelZev复杂度已被提出与意识水平相关。脑电图可分为不同的频带，其中，δ活性最低，紧跟着是θ，α和β的活性。在一般情况下，当患者被麻醉时，脑电图的平均值或光谱边缘频率的减少会发生。

然后，通过使用判别函数，如逻辑回归，模糊逻辑，神经网络a.o.，几个参数可以组合成一个单一的指数。

肌电图（EMG）被称为影响和叠加脑电图，并由于较低的信号噪声比而使得脑电图的解释困难。肌电图的主导的频率范围是40-300赫兹，但它仍可存在于低至10赫兹的频率。这意味着，脑电图和肌电图不能被简单的带通滤波所分离。基于这两者的一些特点是不同的的假设，因此，应寻求其它方法来分离这两个实体。脑电图和肌电图的复杂度可能是不同的，虽然这脑电信号和肌电信号显示高度非线性特性。

发明内容

本发明涉及在全身麻醉时评估意识水平的方法和装置。为这个目的，来自患者头皮并携带有表面电极的信号被记录，该记录的信号定义如下：

S=EEG+EMG+伪影，

其中，EEG是脑电图，EMG是面部肌电图，以及伪影除去来源于脑电图或肌电图之外的所有其它信号组分。伪影通常是来自于其它医疗设备例如透热或滚子泵或运动伪影的50/60赫兹的交流声，噪音。

然而，肌电图通常是干扰脑电图的最重要的噪音来源。脑电图和肌电图是很难分离的，因为它们具有重要的频谱重叠，因此，常用的过滤技术不能从脑电图分离肌电图。这种影响是明显的，梅斯纳以及其他人的文章，完全清醒的人在神经肌肉的阻滞时的脑电双频指数下降，《麻醉止痛》，2003年8月，97(2)：488-91，阐述了当施行神经肌肉阻断剂(NMBA)移除了肌电活动时，意识水平指数有显著的变化。该文章中所指的意识水平指数是指脑电双频指数(BIS)，由美国Aspect医学公司在BIS监测中商业化。

试验了用于评估脑电图复杂度的其它方法，例如熵，Lempel Zev复杂度和双频分析；符号动力学方法也被探索用来检验从脑电图提取的特征。

专利申请EP1741388A1揭露了一种确定在全身麻醉状态下药物诱导高频脑电图是否有助于一目标主题的方法。它主张方法的权利，其中，至少一种药物是NMDA(N-甲基-D-天（门）冬氨酸)对抗剂，以及至少一种药物属于一个组，该组包括氯胺酮，右旋氯胺酮，一氧化二氮，以及氙。

它包括通过获取脑电图和肌电图信号来监测目标的大脑状态的方法。通过计算两个预定频段上的信号功率值(一个频段仅覆盖脑电图的范围，以及一个频段覆盖脑电图和肌电图的范围)，生成一个作为阀值的比例。如果高频脑电图诱导药物被派发，则设备切换至“NMDA模式”而不是利用“正常模式”，以确定目标的状态指数。美国专利6,801，803(基于熵的监测)揭露了该“正常模式”。

专利申请EP1563789A1包括通过获取皮质相关生物信号和皮下相关生物信号以监测患者的神经系统状态的方法。