CN109498004A - 一种麻醉数据监控系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于医疗设备技术领域，提供了一种麻醉数据监控系统和方法，麻醉数据监控系统包括数据处理模块、数据管理模块和数据显示模块；数据处理模块接入脑电信号，且向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据；数据管理模块存储麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存；其中，麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。通过本发明能够在大量存储麻醉参考数据的同时，提高数据的传输效率，避免数据丢失，实现实时数据的可靠存储。

Description

一种麻醉数据监控系统和方法
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种麻醉数据监控系统和方法。
背景技术
在当前的手术治疗手段中，麻醉是一个必不可少的环节；其次，在病人麻醉过程中，时刻监护病人的状态也是不必可少的工作。随着医学传感技术和电子技术的发展，麻醉监护不再限于人工监护，基于各类生理参数的监护系统不断增多，其中，麻醉深度监护是近几年发展起来的，用于量化麻醉时病人催眠状态的监护仪，能够监控使用麻醉剂和其他药物时病人大脑的催眠状态，保护病人的生命安全。
然而，单一的凭借麻醉深度数值对患者进行麻醉数据的监护，不能有效的反应病人的麻醉程度和镇静水平，而基于多数据的麻醉监护存储大量数据时，容易丢失数据，降低了麻醉监护的可靠性。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种麻醉数据监控系统和方法，以解决现有技术中单一的凭借麻醉深度数值对患者进行麻醉数据的监护，不能有效的反应病人的麻醉程度和镇静水平，而基于多数据的麻醉监护不可靠的问题。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种麻醉数据监控系统，包括数据处理模块、数据管理模块和数据显示模块；
所述数据处理模块接入脑电信号，且向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据；
所述数据管理模块存储所述麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存；
其中，麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。
可选地，所述数据处理模块还根据所述脑电信号，向所述数据显示模块输出信号质量数据；
所述信号质量数据包括信号质量比和导联线阻抗。
可选地，所述显示模块包括与所述数据处理模块连接的第一显示单元、第二显示单元；
所述第一显示单元通过数码管显示所述麻醉参考数据和所述信号质量数据；
所述第二显示单元通过曲线模拟器显示所述麻醉参考数据。
可选地，所述数据处理模块还包括与所述数字处理信号连接的报警器；
所述显示模块还包括与所述数据处理模块连接的第三显示单元；
所述报警器和所述第三显示单元，用于在任一所述脑电信号质量参数和/或任一所述麻醉参考数据超过预设数值时，发出报警信号。
可选地，所述数据处理模块包括依次连接的前置放大器、二级放大器、模拟滤波器、模数转换器和数字信号处理器；
所述前置放大器接入所述脑电信号；
所述数字信号处理器与所述显示模块和数据管理模块连接。
所述模拟滤波器，用于对所述脑电信号进行过滤，在预设频率段中收集脑电能量；
所述模数转换器，用于根据比率将所述脑电能量转换为参数，获得脑电能量由高频向低频转化的曲线；
所述数字信号处理器，用于根据所述曲线，输出所述麻醉参考数据。
可选地，在根据比率将所述脑电能量转换为参数时，纳入爆发抑制状态的百分比，以使所述数据处理模块输出爆发抑制比。
可选地，所述麻醉数据监控系统还包括蓝牙模块；
所述蓝牙模块与所述数据管理模块连接；
所述蓝牙模块将所述麻醉参考数据发送至外部设备。
本发明实施例第二方面提供了一种基于麻醉数据的监控方法，包括：
通过数据处理模块接入脑电信号；
通过所述数据处理模块对所述脑电信号进行处理，使所述数据处理模块向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据；
通过所述数据管理模块存储所述麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存；
其中，麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。
可选地，通过所述数据处理模块对所述脑电信号进行处理，使所述数据处理模块向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据，包括；
通过所述前置放大器接入所述脑电信号；
通过所述模拟滤波器，对所述脑电信号的进行过滤，在预设频率段中收集脑电能量；
通过所述模数转换器，根据比率将所述脑电能量转换为参数，获得脑电能量由高频向低频转化的曲线；
通过所述数字信号处理器，根据所述曲线，输出所述麻醉参考数据。
可选地，在通过比率将所述脑电能量转换为参数时，纳入爆发抑制状态的百分比。
本发明实施例提出的一种麻醉数据监控系统，通过数据处理模块对脑电信号进行处理，获得麻醉深度指数和肌电值等麻醉参考数据；数据处理模块将上述麻醉参考数据发送至数据显示模块进行显示，以指导麻醉师控制手术中的麻醉用药量，此外，数据处理模块还将麻醉参考数据发送至数据管理模块存储，而数据管理模块中，通过动态内存分配算法消耗和释放内存，能够在大量存储麻醉参考数据的同时，提高数据的传输效率，避免数据丢失，实现实时数据的可靠存储。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的麻醉数据监控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的麻醉数据监控系统的显示效果示意图；
图3为本发明实施例二提供的麻醉数据监控系统的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的麻醉数据监控方法的实现流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
在后续的描述中，发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种麻醉数据监控系统100，包括数据处理模块10、数据管理模块20和数据显示模块30。
在本发明实施例中，数据处理模块10分别与数据管理模块20和数据显示模块30连接。
在本发明实施例中，数据处理模块10，用于接入脑电信号，且向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据。
在数据处理模块中，通过对脑电信号进行算法分析，输出麻醉参考数据。
在具体应用中，数据处理模块可以为任意的能够进行脑电信号计算的处理器或处理系统，例如ANFIS(Adaptive Neuro-FuzzyInference System，自适应模糊神经推理系统)。
在本发明实施例中，数据管理模块20，用于存储麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存。
在数据管理模块中，采用高性能32位嵌入式微处理器作为系统的管理核心，通过与高效的嵌入式操作系统相结合，采用独特的动态内存分配算法，实现对内存的消耗和释放，提高数据的传输效率，避免数据丢失。
上述麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。
在具体应用中，麻醉深度指数分为三期：陶醉、兴奋(有或无意识)和较深的麻醉，在没有伤害性刺激存在的前提下，绝大多数麻醉状态都是过深的，也即表现为血压下降、心率减慢、呼吸抑制等，这里既有药理性因素，如药物本身对中枢、心血管、呼吸系统的抑制作用；也有生理性因素，即交感抑制后心血管系统整体功能的降低。在本发明实施例中，麻醉深度指数具有一定的显示区间，例如以0～100为显示区间，及时准确地反映临床麻醉中手术患者的麻醉程度。
在实际应用中，麻醉深度指数为0～20时，患者处于危险状态；麻醉深度指数为20～40时，患者处于深度麻醉状态；麻醉深度指数为40～60时，患者处于适合外科手术的麻醉状态；麻醉深度指数为60～80时，患者处于轻度麻醉状态；麻醉深度指数为80～90时，患者处于催眠、昏昏欲睡状态；麻醉深度指数为90～100时，患者处于清醒状态。
在具体应用中，肌电值能在一定程度上反映神经肌肉的活动，从而反应麻醉病人的镇静水平。
在具体应用中，麻醉数据的有效性不仅与麻醉病人有关，还与设备所在环境有关。
在本发明实施例中，数据处理模块还根据脑电信号，向数据显示模块输出信号质量数据。通过质量数据反应当前设备的连接环境是否可靠，从而保证麻醉数据的可靠性。
其中，信号质量数据包括信号质量比和导联线阻抗。
在具体应用中，信号质量比和导联线阻抗可以反应麻醉数据监控系统的接入环境。
信号质量比表示了脑电波通过导联线传送到低噪声放大器时的信号稳定度，当信号质量比低于标准数值时，说明接入麻醉数据监控系统的信号不稳定，可能存在病人和仪器之间的连接不稳定的问题。
导联线阻抗表示了示导联线的阻抗值，脑电极如果正常连接时，阻抗值应该小于10K欧姆；同理，当导联线阻抗大于10K欧姆，则电极连接错误，表明可能存在病人和导联线之间的接触不稳定的问题。
在本发明实施例中，数据显示模块30，用于显示上述的麻醉参考数据。
在具体应用中，显示模块可以包括与数据处理模块连接的第一显示单元和第二显示单元。
其中，第一显示单元通过数码管显示麻醉参考数据；第二显示单元通过曲线模拟器显示麻醉参考数据。
如图2所示，本发明实施例所提出的麻醉数据监控系统在实际的麻醉数据监控装置中，显示的内容。
其中，麻醉深度指数可以通过第一显示单元的数码管，在装置中显示为数字，也通过第二显示单元的曲线模拟器，在装置中显示为随时间变化的曲线。
而脑电信号则仅通过第二显示单元的曲线模拟器，在装置中显示为随时间变化的曲线。
在本发明实施例中，通过第一显示单元和第二显示单元，同时显示麻醉参考数据，可以直观地表现出麻醉参考数据是否稳定，从而判断病人的麻醉状态是否稳定。
在一个实施例中，数据处理模块还包括与数字处理信号连接的报警器；显示模块还包括与数据处理模块连接的第三显示单元；
报警器和第三显示单元，用于在任一脑电信号质量参数和/或任一麻醉参考数据超过预设数值时，发出报警信号。
在具体应用中，报警信号可以为报警器发出的警示声音，也可以为第三显示单元发出的警示信号，其中，警示信号可以为用于警示的常闭指示灯。
在本发明实施例中，通过报警器和第三显示单元，在脑电信号正常时，可以及时反馈病人的危险麻醉状态。
在一个实施例中，麻醉数据监控系统还包括蓝牙模块；蓝牙模块与数据管理模块连接。
其中，蓝牙模块，用于将麻醉参考数据发送至外部设备，外部设备可以为打印机或带有蓝牙功能的移动终端。
本发明实施例提供的麻醉数据监控系统，通过数据处理模块将脑电信号进行处理，获得麻醉深度指数和肌电值等麻醉参考数据；数据处理模块将上述麻醉参考数据发送至数据显示模块进行显示，以指导麻醉师控制手术中的麻醉用药量，此外，数据处理模块还将麻醉参考数据发送至数据管理模块存储，而数据管理模块中，通过动态内存分配算法消耗和释放内存，能够在大量存储麻醉参考数据的同时，提高数据的传输效率，避免数据丢失，实现实时数据的可靠存储。
实施例二
如图2所示，实施例一中的麻醉数据监控系统100的数据处理模块10，包括依次连接的前置放大器11、二级放大器12、模拟滤波器13、模数转换器14和数字信号处理器15。
其中，前置放大器11，用于接入脑电信号，并进行一次放大。
二级放大器12，用于将一次放大的脑电信号再次放大。
模拟滤波器13，用于对放大后的脑电信号进行过滤，在预设频率段中收集脑电能量。
在具体应用中，脑电信号可以根据频率段，划分为多个种类，从不同的频率段的脑电信号中可以获取多方面的信息。
例如，通过对每秒2000次的脑电信号的采集过滤，收集6～12Hz，11～21Hz，30～42.5Hz三个频率段的脑电能量。其中，6～12Hz的脑电信号主要包括α波，11～21Hz的脑电波主要包括α波、低频β波、β波和高频β波，30～42.5Hz主要包括高频β波和γ波。
其中，α波表示人的意识清醒，但身体放松；β波表示人处于紧张、压力、脑疲劳的状态；γ波表示人处于危险状态。
模数转换器14，用于根据比率将脑电能量转换为参数，获得脑电能量由高频向低频转化的曲线。
在本发明实施例中，在根据比率将脑电能量转换为参数时，纳入爆发抑制状态的百分比，以使数据处理模块输出爆发抑制比。
在具体应用中，通过麻醉数据监控系统获得的麻醉参考数据还包括爆发抑制比。爆发抑制比，在脑电信号曲线中，呈现为一种特殊的波形，可以反映药物因素造成的较深的麻醉深度，以及脑器质性病变，比如：缺氧性昏睡，伴缺氧性脑病的未成熟儿以及与婴儿期的年龄有关系的脑病。
数字信号处理器15，用于根据上述的曲线，分析计算后，输出麻醉参考数据。
在具体应用中，前置放大器、二级放大器、模拟滤波器、模数转换器和数字信号处理器，可以为任意的能够实现其功能的电子器件。
实施例三
如图4所示，本发明实施例提供了一种基于麻醉数据的监控方法，包括：
S401、通过数据处理模块接入脑电信号。
S402、通过所述数据处理模块对所述脑电信号进行处理，使所述数据处理模块向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据。
S403、通过所述数据管理模块存储所述麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存。
在上述步骤S401至步骤S403中，麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。
在一个实施例中，上述步骤S402的详细实现步骤可以为：
通过所述前置放大器接入所述脑电信号；
通过所述模拟滤波器，对所述脑电信号的进行过滤，在预设频率段中收集脑电能量；
通过所述模数转换器，根据比率将所述脑电能量转换为参数，获得脑电能量由高频向低频转化的曲线；
通过所述数字信号处理器，根据所述曲线，输出所述麻醉参考数据。
其中，在通过比率将所述脑电能量转换为参数时，纳入爆发抑制状态的百分比。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种麻醉数据监控系统，其特征在于，包括数据处理模块、数据管理模块和数据显示模块；
所述数据处理模块接入脑电信号，且向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据；
所述数据管理模块存储所述麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存；
其中，麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。
2.如权利要求1所述的麻醉数据监控系统，其特征在于，所述数据处理模块还根据所述脑电信号，向所述数据显示模块输出信号质量数据；
所述信号质量数据包括信号质量比和导联线阻抗。
3.如权利要求1或2任一项所述的麻醉数据监控系统，其特征在于，所述显示模块包括与所述数据处理模块连接的第一显示单元、第二显示单元；
所述第一显示单元通过数码管显示所述麻醉参考数据和所述信号质量数据；
所述第二显示单元通过曲线模拟器显示所述麻醉参考数据。
4.如权利要求3所述的麻醉数据监控系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括与所述数字处理信号连接的报警器；
所述显示模块还包括与所述数据处理模块连接的第三显示单元；
所述报警器和所述第三显示单元，用于在任一所述脑电信号质量参数和/或任一所述麻醉参考数据超过预设数值时，发出报警信号。
5.如权利要求1或2任一项所述的麻醉数据监控系统，其特征在于，所述数据处理模块包括依次连接的前置放大器、二级放大器、模拟滤波器、模数转换器和数字信号处理器；
所述前置放大器接入所述脑电信号；
所述数字信号处理器与所述显示模块和数据管理模块连接。
所述模拟滤波器，用于对所述脑电信号进行过滤，在预设频率段中收集脑电能量；
所述模数转换器，用于根据比率将所述脑电能量转换为参数，获得脑电能量由高频向低频转化的曲线；
所述数字信号处理器，用于根据所述曲线，输出所述麻醉参考数据。
6.如权利要求5所述的麻醉数据监控系统，其特征在于，在根据比率将所述脑电能量转换为参数时，纳入爆发抑制状态的百分比，以使所述数据处理模块输出爆发抑制比。
7.如权利要求1所述的麻醉数据监控系统，其特征在于，还包括蓝牙模块；
所述蓝牙模块与所述数据管理模块连接；
所述蓝牙模块将所述麻醉参考数据发送至外部设备。
8.一种基于麻醉数据的监控方法，其特征在于，包括：
通过数据处理模块接入脑电信号；
通过所述数据处理模块对所述脑电信号进行处理，使所述数据处理模块向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据；
通过所述数据管理模块存储所述麻醉参考数据，并使用动态内存分配算法消耗和释放内存；
其中，麻醉参考数据包括麻醉深度指数和肌电值。
9.如权利要求8所述的基于麻醉数据的监控方法，其特征在于，通过所述数据处理模块对所述脑电信号进行处理，使所述数据处理模块向数据显示模块和数据管理模块输出麻醉参考数据，包括；
通过所述前置放大器接入所述脑电信号；
通过所述模拟滤波器，对所述脑电信号的进行过滤，在预设频率段中收集脑电能量；
通过所述模数转换器，根据比率将所述脑电能量转换为参数，获得脑电能量由高频向低频转化的曲线；
通过所述数字信号处理器，根据所述曲线，输出所述麻醉参考数据。
10.如权利要求9所述的基于麻醉数据的监控方法，其特征在于，在通过比率将所述脑电能量转换为参数时，纳入爆发抑制状态的百分比。
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