CN117838064B - 麻醉监测装置 - Google Patents

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CN117838064B CN202410244645.3A CN202410244645A CN117838064B CN 117838064 B CN117838064 B CN 117838064B CN 202410244645 A CN202410244645 A CN 202410244645A CN 117838064 B CN117838064 B CN 117838064B
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Abstract

本发明公开了一种麻醉监测装置,包括:采集电路、脑电信号放大电路、AD转换电路、控制模块、显示模块、电源管理模块,其中,采集电路,用于采集第一路模拟信号、第二路模拟信号和目标基准信号,并根据这三个信号确定第一模拟脑电信号和第二模拟脑电信号;脑电信号放大电路,用于对脑电信号进行放大,得到目标第一模拟脑电信号和目标第二模拟脑电信号;AD转换电路,用于对脑电信号进行模数转换,得到目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号;控制模块,用于确定目标麻醉深度参数;显示模块,用于显示目标麻醉深度参数;电源管理模块用于为麻醉监测装置供电。采用本发明实施例,提高了脑电信号的准确度。

Description

麻醉监测装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种麻醉监测装置。
背景技术
目前,在手术中,一般是通过麻醉监测仪器采集患者的脑电图,并由麻醉监测仪器中内置的脑电图分析算法对患者的脑电图处理,得到一个数字(0~100以内的数字)来表示麻醉深度,也即麻醉指数,数字的值越低表示麻醉深度越深。这种麻醉监测仪器易于操作,并且,得到的麻醉指数易于解释。
但是,麻醉监测仪器在脑电信号的采集过程中,采集到的脑电信号微弱且含有很多干扰信号,从而,导致采集的脑电信号不准,为此,如何提高脑电信号的准确度成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种麻醉监测装置,先采集人体的脑电信号,再对采集到的脑电信号进行放大,放大之后进行滤波,滤除脑电信号中的干扰信号,如此,通过放大和滤波操作,可以提高脑电信号的信噪比,使得脑电信号更容易被检测和分析,从而,提高了脑电信号的准确度。
第一方面,本发明实施例提供了一种麻醉监测装置,包括:采集电路、脑电信号放大电路、AD转换电路、控制模块、显示模块、电源管理模块,其中,
所述采集电路连接所述脑电信号放大电路的第一端,所述脑电信号放大电路的第二端连接所述AD转换电路的第一端;所述AD转换电路的第二端连接所述控制模块的第一端,所述AD转换电路的第三端连接所述电源管理模块;所述控制模块的第二端连接所述显示模块的第一端;所述控制模块的第三端连接所述电源管理模块;所述显示模块的第二端连接所述电源管理模块;
所述脑电信号放大电路包括:第一放大电路、第二放大电路;所述第一放大电路的第一端、所述第二放大电路的第一端分别连接所述采集电路,所述第一放大电路的第二端连接所述第二放大电路的第二端,所述第一放大电路的第三端和第四端分别连接所述AD转换电路,所述第二放大电路的第三端和第四端分别连接所述AD转换电路;所述采集电路,用于采集第一路模拟信号、第二路模拟信号和目标基准信号,根据所述第一路模拟信号和所述目标基准信号确定第一模拟脑电信号,根据所述第二路模拟信号和所述目标基准信号确定第二模拟脑电信号;所述第一放大电路,用于对所述第一模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第一模拟脑电信号;所述第二放大电路,用于对所述第二模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第二模拟脑电信号;所述AD转换电路,用于对所述目标第一模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第一数字脑电信号,还用于对所述目标第二模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第二数字脑电信号;所述控制模块,用于根据所述目标第一数字脑电信号和所述目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数;所述显示模块,用于显示所述目标麻醉深度参数;所述电源管理模块,用于为所述麻醉监测装置供电;
其中,在所述根据所述目标第一数字脑电信号和所述目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数方面,所述麻醉监测装置具体用于:
根据所述目标第一数字脑电信号确定第一麻醉相关参数;
根据所述目标第二数字脑电信号确定第二麻醉相关参数;
确定所述目标第一数字脑电信号对应的第一位置的第一脑部活跃程度参数;
确定所述目标第二数字脑电信号对应的第二位置的第二脑部活跃程度参数;
获取所述目标基准信号的第三位置与所述第一位置之间的第一人体皮肤阻抗;
获取所述目标基准信号的所述第三位置与所述第二位置之间的第二人体皮肤阻抗;
确定与所述第一人体皮肤阻抗对应的第一影响参数;
确定与所述第二人体皮肤阻抗对应的第二影响参数;
利用所述第一影响参数优化所述第一脑部活跃程度参数,得到目标第一脑部活跃程度参数;
利用所述第二影响参数优化所述第二脑部活跃程度参数,得到目标第二脑部活跃程度参数;
根据所述目标第一脑部活跃程度参数和所述目标第二脑部活跃程度参数确定第一权值和第二权值;
根据所述第一权值、所述第二权值、所述第一麻醉相关参数和所述第二麻醉相关参数进行运算,得到所述目标麻醉深度参数。
可选的,所述第一放大电路包括:第一射频滤波电路、第一差分增益电路、第一高通滤波电路、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管;其中,
所述第一射频滤波电路的第一端作为所述第一放大电路的第一端,所述第一射频滤波电路的第二端作为所述第一放大电路的第二端,所述第一射频滤波电路的第三端连接所述第一差分增益电路的第一端,所述第一射频滤波电路的第四端连接所述第一差分增益电路的第二端;所述第一差分增益电路的第三端连接所述第一高通滤波电路的第一端,所述第一差分增益电路的第四端连接所述第一高通滤波电路的第二端;所述第一高通滤波电路的第三端作为所述第一放大电路的第三端,所述第一高通滤波电路的第三端还分别连接所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极,所述第一高通滤波电路的第四端作为所述第一放大电路的第四端,所述第一高通滤波电路的第四端还分别连接所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极;所述第一二极管、所述第三二极管的正极均接地,所述第二二极管、所述第四二极管的负极均连接第一电源。
可选的,所述第一射频滤波电路包括:第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容;其中,
所述第一电阻的第一端作为所述第一射频滤波电路的第一端,所述第一电阻的第二端分别连接所述第一电容的第二端和所述第二电容的第一端;所述第二电容的第二端分别连接所述第二电阻的第二端和所述第三电容的第一端;所述第一电容的第一端和所述第三电容的第二端均接地;所述第二电阻的第一端还作为所述第一射频滤波电路的第二端;所述第一射频滤波电路用于滤除所述第一路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号。
可选的,所述第一差分增益电路包括:第一运算放大器、第二运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容;其中,
所述第一运算放大器的第一端连接所述第一电阻的第二端,所述第一运算放大器的第二端分别连接所述第三电阻的第一端、所述第四电容的第一端、所述第四电阻的第一端,所述第一运算放大器的第三端分别连接所述第三电阻的第二端和所述第四电容的第二端;所述第四电阻的第二端连接所述第五电阻的第一端;所述第五电阻的第二端分别连接所述第五电容的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第二运算放大器的第二端;所述第二运算放大器的第一端连接所述第三电容的第一端,所述第二运算放大器的第三端分别连接所述第六电阻的第二端和所述第五电容的第二端;所述第一差分增益电路用于放大滤除干扰信号后的所述第一路模拟信号。
可选的,所述第一高通滤波电路包括:第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第六电容、第七电容;其中,
所述第七电阻的第一端分别连接所述第一运算放大器的第三端和所述第六电容的第一端,所述第七电阻的第二端分别连接所述第八电阻的第一端、所述第十电阻的第二端、所述第十一电阻的第一端;所述第八电阻的第二端分别连接所述第二运算放大器的第三端和所述第七电容的第一端;所述第六电容的第二端连接所述第九电阻的第一端;所述第九电阻的第二端连接所述第十电阻的第一端,所述第九电阻的第二端还作为所述第一高通滤波电路的第三端;所述第十一电阻的第二端连接所述第十二电阻的第一端,所述第十一电阻的第二端还作为所述第一高通滤波电路的第四端;所述第十二电阻的第二端连接所述第七电容的第二端;所述第一高通滤波电路用于抑制放大后的所述第一路模拟信号中的低频漂移,得到所述目标第一模拟脑电信号;所述第一高通滤波电路还用于为所述AD转换电路提供稳定的第一直流偏置信号。
可选的,所述第二放大电路包括:第二射频滤波电路、第二差分增益电路、第二高通滤波电路、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管;其中,
所述第二射频滤波电路的第一端作为所述第二放大电路的第一端,所述第二射频滤波电路的第二端作为所述第二放大电路的第二端,所述第二射频滤波电路的第三端连接所述第二差分增益电路的第一端,所述第二射频滤波电路的第四端连接所述第二差分增益电路的第二端;所述第二差分增益电路的第三端连接所述第二高通滤波电路的第一端,所述第二差分增益电路的第四端连接所述第二高通滤波电路的第二端;所述第二高通滤波电路的第三端作为所述第二放大电路的第三端,所述第二高通滤波电路的第三端还分别连接所述第五二极管的负极和所述第六二极管的正极,所述第二高通滤波电路的第四端作为所述第二放大电路的第四端,所述第二高通滤波电路的第四端还分别连接所述第七二极管的负极和所述第八二极管的正极;所述第五二极管、所述第七二极管的正极均接地,所述第六二极管、所述第八二极管的负极均连接第二电源。
可选的,所述第二射频滤波电路包括:第十三电阻、第十四电阻、第八电容、第九电容、第十电容;其中,
所述第十三电阻的第一端作为所述第二射频滤波电路的第一端,所述第十三电阻的第二端分别连接所述第八电容的第二端和所述第九电容的第一端;所述第九电容的第二端分别连接所述第十四电阻的第二端和所述第十电容的第一端;所述第八电容的第一端和所述第十电容的第二端均接地;所述第十四电阻的第一端还作为所述第二射频滤波电路的第二端;所述第二射频滤波电路用于滤除所述第二路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号。
可选的,所述第二差分增益电路包括:第三运算放大器、第四运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十一电容、第十二电容;其中,
所述第三运算放大器的第一端连接所述第十三电阻的第二端,所述第三运算放大器的第二端分别连接所述第十五电阻的第一端、所述第十一电容的第一端、所述第十六电阻的第一端,所述第三运算放大器的第三端分别连接所述第十五电阻的第二端和所述第十一电容的第二端;所述第十六电阻的第二端连接所述第十七电阻的第一端;所述第十七电阻的第二端分别连接所述第十二电容的第一端、所述第十八电阻的第一端、所述第四运算放大器的第二端;所述第四运算放大器的第一端连接所述第十电容的第一端,所述第四运算放大器的第三端分别连接所述第十八电阻的第二端和所述第十二电容的第二端;所述第二差分增益电路用于放大滤除干扰信号后的所述第二路模拟信号。
可选的,所述第二高通滤波电路包括:第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第十三电容、第十四电容;其中,
所述第十九电阻的第一端分别连接所述第三运算放大器的第三端和所述第十三电容的第一端,所述第十九电阻的第二端分别连接所述第二十电阻的第一端、所述第二十二电阻的第二端、所述第二十三电阻的第一端;所述第二十电阻的第二端分别连接所述第四运算放大器的第三端和所述第十四电容的第一端;所述第十三电容的第二端连接所述第二十一电阻的第一端;所述第二十一电阻的第二端连接所述第二十二电阻的第一端,所述第二十一电阻的第二端还作为所述第二高通滤波电路的第三端;所述第二十三电阻的第二端连接所述第二十四电阻的第一端,所述第二十三电阻的第二端还作为所述第二高通滤波电路的第四端;所述第二十四电阻的第二端连接所述第十四电容的第二端;所述第二高通滤波电路用于抑制放大后的所述第二路模拟信号中的低频漂移,得到所述目标第二模拟脑电信号;所述第二高通滤波电路还用于为所述AD转换电路提供稳定的第二直流偏置信号。
可选的,所述采集电路包括:第一采集电极、第二采集电极、参考电极,其中,所述第一采集电极用于采集目标对象的头部的所述第一位置的所述第一路模拟信号;所述第二采集电极用于采集所述目标对象的头部的所述第二位置的所述第二路模拟信号;所述参考电极放置于所述目标对象的头部的所述第三位置,所述参考电极采集到的电压信号用于作为所述目标基准信号;根据所述第一路模拟信号、所述第二路模拟信号、所述目标基准信号得到所述第一模拟脑电信号、所述第二模拟脑电信号。
可以看出,通过实施本发明实施例提供的麻醉监测装置,麻醉监测装置包括:采集电路、脑电信号放大电路、AD转换电路、控制模块、显示模块、电源管理模块,脑电信号放大电路包括:第一放大电路、第二放大电路;采集电路用于采集第一路模拟信号、第二路模拟信号和目标基准信号,根据第一路模拟信号和目标基准信号确定第一模拟脑电信号,根据第二路模拟信号和目标基准信号确定第二模拟脑电信号;第一放大电路,用于对第一模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第一模拟脑电信号;第二放大电路,用于对第二模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第二模拟脑电信号;AD转换电路,用于对目标第一模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第一数字脑电信号,还用于对目标第二模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第二数字脑电信号;控制模块,用于根据目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数;显示模块,用于显示目标麻醉深度参数,电源管理模块用于为麻醉监测装置供电,通过采集电路采集人体的脑电信号,再通过脑电信号放大电路对采集到的脑电信号进行放大,放大之后进行滤波,滤除脑电信号中的干扰信号,如此,通过放大和滤波操作,可以提高脑电信号的信噪比,使得脑电信号更容易被检测和分析,从而,提高了脑电信号的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种麻醉监测装置的结构框图;
图2是本申请实施例提供的一种脑电信号放大电路的结构框图;
图3是本申请实施例提供的一种麻醉深度参数与临床状态的关系图;
图4是本申请实施例提供的一种脑电信号放大电路的原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请所有附图中,模块(电路)连线附近的字母表示端口号(按字母顺序表示端口号大小),例如,图1中脑电信号放大电路左侧的字母a表示脑电信号放大电路的第一端,图1中脑电信号放大电路右侧的字母b表示脑电信号放大电路的第二端,以此类推。
首先,对本申请中涉及的一些名词进行解释,解释如下:
脑电信号:又称脑电图(Electroencephalogram,EEG)信号,它是通过放置在头皮上的电极记录下来的脑电活动的电信号。EEG信号反映了大脑神经元的电活动,包括神经元之间的通讯和同步性。EEG信号通常以波形的形式表示,其频率范围在0.5-100Hz之间,包括不同的频率波段,如δ波、θ波、α波、β波和γ波波段。这些波段反映了不同的大脑状态和功能,例如睡眠、注意力、认知加工等。
SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)传输方法:是一种用于短距离、高速数据传输的通信协议。它通常用于连接微控制器和外部设备,如传感器、存储芯片、显示屏等。
SPI模块:是微控制器中的一个硬件模块,用于实现SPI传输方法。它通常包括时钟生成电路、数据寄存器、控制寄存器等。
麻醉深度:指在全身麻醉过程中,患者意识、感觉和生理反应受抑制的程度。全身麻醉是通过使用麻醉药物使患者失去意识和感觉,以进行手术或其他医疗操作。麻醉深度的评估对于确保患者的安全和舒适非常重要。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的一种麻醉监测装置100的结构框图,如图1所示的麻醉监测装置100包括:采集电路101、脑电信号放大电路102、AD转换电路103、控制模块104、显示模块105、电源管理模块106,其中,
采集电路101连接脑电信号放大电路102的第一端,脑电信号放大电路102的第二端连接AD转换电路103的第一端;AD转换电路103的第二端连接控制模块104的第一端,AD转换电路103的第三端连接电源管理模块106;控制模块104的第二端连接显示模块105的第一端;控制模块104的第三端连接电源管理模块106;显示模块105的第二端连接电源管理模块106。
请参阅图2,图2是本申请实施例提供的一种脑电信号放大电路102的结构框图,脑电信号放大电路102包括:第一放大电路201、第二放大电路202;第一放大电路201的第一端、第二放大电路202的第一端分别连接采集电路101,第一放大电路201的第二端连接第二放大电路202的第二端,第一放大电路201的第三端和第四端分别连接AD转换电路103,第二放大电路202的第三端和第四端分别连接AD转换电路103;其中,
采集电路101,用于采集第一路模拟信号、第二路模拟信号和目标基准信号,根据第一路模拟信号和目标基准信号确定第一模拟脑电信号,根据第二路模拟信号和目标基准信号确定第二模拟脑电信号。
第一放大电路201,用于对第一模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第一模拟脑电信号;第二放大电路202,用于对第二模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第二模拟脑电信号;AD转换电路103,用于对目标第一模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第一数字脑电信号,还用于对目标第二模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第二数字脑电信号。控制模块104,用于根据目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数;显示模块105,用于显示目标麻醉深度参数;电源管理模块106,用于为所述麻醉监测装置100供电。
具体实施例中,AD转换电路103可以包括模数转换芯片,控制模块104与AD转换电路103之间的通信可以采用SPI传输方法,控制模块104中可以包括微控制器,微控制器中包含有SPI模块,可直接使用SPI模块与AD转换电路103通信,控制模块104主要用于接收AD转换电路103传输的目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号,并对接收到的脑电信号进行处理分析,得到多种麻醉相关参数,多种麻醉相关参数可以包括以下至少一种:加权排序熵、爆发抑制比、β率(Beta Ratio)、肌电图、人体皮肤阻抗,进一步的,将这多种麻醉相关参数进行组合计算,得到目标麻醉深度参数,具体的,可以是对上述多种麻醉相关参数中的每一参数给定一个权重,根据多种麻醉相关参数和其对应的权重进行加权运算,最终得到目标麻醉深度参数,例如,可以是预先存储预设的麻醉相关参数与权重之间的映射关系,基于该映射关系确定上述多种麻醉相关参数中的每一参数对应的权重,得到多个权重。
需要解释的是,上述人体皮肤阻抗是指采集电路101与人体皮肤之间的电阻。它是由皮肤的特性和电路与皮肤的接触方式所决定的。β率是指脑电信号中β波的出现频率或占总脑电信号的比例,β波是一种频率较高的脑电波,通常与认知和觉醒状态相关,β率可以反映大脑的活动水平和状态。
显示模块105可以包括显示屏,可以显示多种数据,例如,波形显示、参数显示、趋势回顾、目标对象的信息、异常报警等等,在此不做限定。电源管理模块106可以包括多种电源,输出的电压大小(类型)也可以调节,例如,5V、3.3V,以此来为麻醉监测装置100供电。
可选的,在所述根据所述目标第一数字脑电信号和所述目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数方面,所述麻醉监测装置具体用于:
根据所述目标第一数字脑电信号确定第一麻醉相关参数;
根据所述目标第二数字脑电信号确定第二麻醉相关参数;
确定所述目标第一数字脑电信号对应的第一位置的第一脑部活跃程度参数;
确定所述目标第二数字脑电信号对应的第二位置的第二脑部活跃程度参数;
获取所述目标基准信号的第三位置与所述第一位置之间的第一人体皮肤阻抗;
获取所述目标基准信号的第三位置与所述第二位置之间的第二人体皮肤阻抗;
确定与所述第一人体皮肤阻抗对应的第一影响参数;
确定与所述第二人体皮肤阻抗对应的第二影响参数;
利用所述第一影响参数优化所述第一脑部活跃程度参数,得到目标第一脑部活跃程度参数;
利用所述第二影响参数优化所述第二脑部活跃程度参数,得到目标第二脑部活跃程度参数;
根据所述目标第一脑部活跃程度参数和所述目标第二脑部活跃程度参数确定第一权值和第二权值;
根据所述第一权值、所述第二权值、所述第一麻醉相关参数和所述第二麻醉相关参数进行运算,得到所述目标麻醉深度参数。
本申请实施例中,麻醉相关参数可以包括以下至少一种:加权排序熵、爆发抑制比、β率(Beta Ratio)、肌电图、人体皮肤阻抗等等,在此不做限定。
具体实施例中,可以根据目标第一数字脑电信号确定第一麻醉相关参数,还可以根据目标第二数字脑电信号确定第二麻醉相关参数,具体的,第一麻醉相关参数和第二麻醉相关参数均可以是爆发抑制比,可以是使用阈值法对目标第一数字脑电信号进行分析,例如,可以先预先设置一个目标阈值,接着,找出目标第一数字脑电信号中所有小于该目标阈值的第一信号部分,也即抑制部分,还可以找出目标第一数字脑电信号中所有大于或等于该目标阈值的第二信号部分,也即爆发部分,接着,可以根据抑制部分和爆发部分计算第一爆发抑制比,具体如下:
第一爆发抑制比=(爆发部分的时长/抑制部分的时长)×100%;
得到第一爆发抑制比,也即第一麻醉相关参数,同样的,也可以通过相同的方法得到第二麻醉相关参数。
需要解释的是,不同的麻醉相关参数的获取方法不同,上述的阈值法只是获取爆发抑制比的一种方法,在实际应用中,可以根据麻醉相关参数的种类选择相应的获取方法。
接着,可以确定目标第一数字脑电信号对应的第一位置的第一脑部活跃程度参数;确定目标第二数字脑电信号对应的第二位置的第二脑部活跃程度参数,具体的,可以是通过对目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号进行特征提取,得到目标第一数字脑电信号的第一功率谱密度和目标第二数字脑电信号的第二功率谱密度,接着,可以根据第一功率谱密度和第二功率谱密度确定第一脑部活跃程度参数和第二脑部活跃程度参数,具体的,可以预先存储预设的功率谱密度与脑部活跃程度参数之间的映射关系,基于该映射关系、第一功率谱密度和第二功率谱密度可以确定第一脑部活跃程度参数和第二脑部活跃程度参数。
进一步的,可以获取目标基准信号的第三位置与第一位置之间的第一人体皮肤阻抗;获取目标基准信号的第三位置与第二位置之间的第二人体皮肤阻抗,具体的,可以是通过专业的医疗设备获取人体皮肤阻抗,例如,可以通过生物电阻抗分析仪器(例如,人体阻抗仪)对第三位置与第一位置或第二位置之间的皮肤进行检测,生物电阻抗分析仪器会显示出接触位置之间的阻抗读数,也即人体皮肤阻抗,如此,可以通过生物电阻抗分析仪器检测得到第一人体皮肤阻抗和第二人体皮肤阻抗。
确定与第一人体皮肤阻抗对应的第一影响参数;确定与第二人体皮肤阻抗对应的第二影响参数,可以预先存储预设的人体皮肤阻抗与影响参数之间的映射关系,基于该映射关系、第一人体皮肤阻抗和第二人体皮肤阻抗可以确定第一影响参数和第二影响参数,影响参数的取值范围可以为-0.2~0.2,接着,可以利用第一影响参数优化第一脑部活跃程度参数,得到目标第一脑部活跃程度参数,具体如下:
目标第一脑部活跃程度参数=(1+第一影响参数)×第一脑部活跃程度参数;
还可以利用第二影响参数优化第二脑部活跃程度参数,得到目标第二脑部活跃程度参数,具体如下:
目标第二脑部活跃程度参数=(1+第二影响参数)×第二脑部活跃程度参数;
根据目标第一脑部活跃程度参数和目标第二脑部活跃程度参数确定第一权值和第二权值,可以是预先存储预设的脑部活跃程度参数与权值之间的映射关系,基于该映射关系、目标第一脑部活跃程度参数和目标第二脑部活跃程度参数确定第一权值和第二权值;第一权值和第二权值的取值范围均为0~1,并且,第一权值+第二权值=1;最后,可以根据第一权值、第二权值、第一麻醉相关参数和第二麻醉相关参数进行运算,得到目标麻醉深度参数,具体如下:
目标麻醉深度参数=第一权值×第一麻醉相关参数+第二权值×第二麻醉相关参数。
需要解释的是,第一麻醉相关参数和第二麻醉相关参数可以是同一种参数,或者,可以是不同的参数;生物电阻抗分析仪器的检测原理是通过向人体发送微小的电流,并测量电流通过人体组织时的电阻值来确定皮肤阻抗。
如此,通过根据目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号分别确定第一麻醉相关参数和第二麻醉相关参数;接着,分别确定第一位置和第二位置对应的第一脑部活跃程度参数和第二脑部活跃程度参数;然后,获取第三位置与第一位置之间的第一人体皮肤阻抗,以及第三位置与第二位置之间的第二人体皮肤阻抗;根据第一人体皮肤阻抗和第二人体皮肤阻抗分别确定第一影响参数和第二影响参数;利用第一影响参数和第二影响参数分别优化第一脑部活跃程度参数和第二脑部活跃程度参数,得到目标第一脑部活跃程度参数和目标第二脑部活跃程度参数;根据上述两个脑部活跃程度参数确定第一权值和第二权值;根据第一权值、第二权值、第一麻醉相关参数和第二麻醉相关参数进行运算,得到目标麻醉深度参数,一方面,通过利用人体皮肤阻抗确定的影响参数来优化脑部活跃程度参数,可以提高参数的准确性和可靠性,另一方面,通过综合考虑脑电信号和脑部活跃程度参数可以得到更加全面的信息,这有助于得到精准的目标麻醉深度参数,从而,更准确地评估人体的麻醉状态。
可选的,显示模块105可以用于显示目标对象的临床状态,具体的,请参阅图3,图3是本申请实施例提供的一种麻醉深度参数与临床状态的关系图,可以看出目标麻醉深度参数在40-60的范围内最好,是适宜麻醉状态,在此状态适合对目标对象进行手术。显示模块105可以根据图3中的信息确定上述目标麻醉深度参数对应的临床状态,在显示模块105中的显示屏中显示临床状态,以供目标对象周围的医生或护士随时查看目标对象的麻醉状态,防止麻醉过深或过浅,对目标对象造成伤害。
通过图3可以看出,麻醉深度参数的数值越低,表示麻醉程度越深,具体的,麻醉深度参数与临床状态之间的对应关系如下:
在麻醉深度参数的数值处于0-20范围内,表示患者处于危险状态,完全无脑电活动状态(无意识状态);
在麻醉深度参数的数值处于20-40范围内,表示患者处于深度麻醉状态;
在麻醉深度参数的数值处于40-60范围内,表示患者处于适宜麻醉状态,例如,外科手术;
在麻醉深度参数的数值处于60-80范围内,表示患者处于轻度麻醉状态;
在麻醉深度参数的数值处于80-90范围内,表示患者处于催眠、昏昏欲睡状态;
在麻醉深度参数的数值处于90-100范围内,表示患者处于清醒状态。
可选的,上述采集电路101可以包括:第一采集电极、第二采集电极、参考电极,其中,第一采集电极用于采集目标对象的头部的第一位置的第一路模拟信号;第二采集电极用于采集目标对象的头部的第二位置的第二路模拟信号;参考电极可以放置于目标对象的头部的第三位置,参考电极采集到的电压信号用于作为目标基准信号;根据第一路模拟信号、第二路模拟信号、目标基准信号得到第一模拟脑电信号、第二模拟脑电信号。
本申请实施例中,电极可以包括以下至少一种:主动电极、凝胶电极、干电极等等,在此不做限定,第一位置、第二位置、第三位置均可以是默认位置或提前预设的位置。
具体实施例中,可以采用主动电极加凝胶电极的方案来对目标对象的脑电信号进行采集,例如,可以是第一采集电极和第二采集电极均为主动电极,参考电极为凝胶电极,第一采集电极可以放置在目标对象的头部的第一位置(例如,头部的右前额),用于采集第一路模拟信号,第二采集电极可以放置在目标对象的头部的第二位置(例如,头部的左前额),用于采集第二路模拟信号;参考电极可以放置在目标对象的头部的第三位置(例如,头部的前额正中间),用于采集目标基准信号。
接着,可以根据第一路模拟信号、第二路模拟信号、目标基准信号得到第一模拟脑电信号、第二模拟脑电信号,具体的,可以是将第一路模拟信号与目标基准信号进行比较,可以是使用减法运算,通过减去目标基准信号,可以去除共同的噪声或干扰成分,得到第一路模拟信号中与脑电活动相关的部分,即第一模拟脑电信号,同样的,也可以对第二路模拟信号和目标基准信号进行相同的处理,得到第二路模拟信号中与脑电活动相关的部分,即第二模拟脑电信号。
请参阅图4,图4是本申请实施例提供的一种脑电信号放大电路102的原理图,在图4中,A表示模拟信号,CH1和CH2分别表示通道1(即第一采集电极)输入、通道2(即第二采集电极)输入,用于测试电路是否正常工作,OUT+/-表示脑电信号经脑电信号放大电路102放大后输出信号的正/负信号,三角形表示0V电压。
如图4所示,A-CH1表示第一路模拟脑电信号,A-CH2表示第二路模拟脑电信号,A-REF表示目标基准信号,CH1-测试点、CH2-测试点、REF-测试点分别表示第一路模拟脑电信号的测试点、第二路模拟脑电信号的测试点、目标基准信号的测试点;CH1-OUT+/-表示第一路模拟脑电信号经脑电信号放大电路102放大后输出信号的正/负信号,也即目标第一模拟脑电信号;CH2-OUT+/-表示第二路模拟脑电信号经脑电信号放大电路102放大后输出信号的正/负信号,也即目标第二模拟脑电信号。
可选的,脑电信号放大电路102中的第一放大电路201包括:第一射频滤波电路401、第一差分增益电路402、第一高通滤波电路403、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4;其中,
第一射频滤波电路401的第一端作为第一放大电路201的第一端,第一射频滤波电路401的第二端作为第一放大电路201的第二端,第一射频滤波电路401的第三端连接第一差分增益电路402的第一端,第一射频滤波电路401的第四端连接第一差分增益电路402的第二端;第一差分增益电路402的第三端连接第一高通滤波电路403的第一端,第一差分增益电路402的第四端连接第一高通滤波电路403的第二端;第一高通滤波电路403的第三端作为第一放大电路201的第三端,第一高通滤波电路403的第三端还分别连接第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极,第一高通滤波电路403的第四端作为第一放大电路201的第四端,第一高通滤波电路403的第四端还分别连接第三二极管D3的负极和第四二极管D4的正极;第一二极管D1、第三二极管D3的正极均接地,第二二极管D2、第四二极管D4的负极均连接第一电源。
可选的,第一射频滤波电路401包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3;其中,
第一电阻R1的第一端作为第一射频滤波电路401的第一端,第一电阻R1的第二端分别连接第一电容C1的第二端和第二电容C2的第一端;第二电容C2的第二端分别连接第二电阻R2的第二端和第三电容C3的第一端;第一电容C1的第一端和第三电容C3的第二端均接地;第二电阻R2的第一端还作为第一射频滤波电路401的第二端;第一射频滤波电路401用于滤除第一路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号。
可选的,第一差分增益电路402包括:第一运算放大器OA1、第二运算放大器OA2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第五电容C5;其中,
第一运算放大器OA1的第一端连接第一电阻R1的第二端,第一运算放大器OA1的第二端分别连接第三电阻R3的第一端、第四电容C4的第一端、第四电阻R4的第一端,第一运算放大器OA1的第三端分别连接第三电阻R3的第二端和第四电容C4的第二端;第四电阻R4的第二端连接第五电阻R5的第一端;第五电阻R5的第二端分别连接第五电容C5的第一端、第六电阻R6的第一端、第二运算放大器OA2的第二端;第二运算放大器OA2的第一端连接第三电容C3的第一端,第二运算放大器OA2的第三端分别连接第六电阻R6的第二端和第五电容C5的第二端;第一差分增益电路402用于放大滤除干扰信号后的第一路模拟信号。
可选的,第一高通滤波电路403包括:第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第六电容C6、第七电容C7;其中,
第七电阻R7的第一端分别连接第一运算放大器OA1的第三端和第六电容C6的第一端,第七电阻R7的第二端分别连接第八电阻R8的第一端、第十电阻R10的第二端、第十一电阻R11的第一端;第八电阻R8的第二端分别连接第二运算放大器OA2的第三端和第七电容C7的第一端;第六电容C6的第二端连接第九电阻R9的第一端;第九电阻R9的第二端连接第十电阻R10的第一端,第九电阻R9的第二端还作为第一高通滤波电路403的第三端;第十一电阻R11的第二端连接第十二电阻R12的第一端,第十一电阻R11的第二端还作为第一高通滤波电路403的第四端;第十二电阻R12的第二端连接第七电容C7的第二端;第一高通滤波电路403用于抑制放大后的第一路模拟信号中的低频漂移,得到目标第一模拟脑电信号;第一高通滤波电路403还用于为AD转换电路103提供稳定的第一直流偏置信号。
可选的,第二放大电路202包括:第二射频滤波电路404、第二差分增益电路405、第二高通滤波电路406、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8;其中,
第二射频滤波电路404的第一端作为第二放大电路202的第一端,第二射频滤波电路404的第二端作为第二放大电路202的第二端,第二射频滤波电路404的第三端连接第二差分增益电路405的第一端,第二射频滤波电路404的第四端连接第二差分增益电路405的第二端;第二差分增益电路405的第三端连接第二高通滤波电路406的第一端,第二差分增益电路405的第四端连接第二高通滤波电路406的第二端;第二高通滤波电路406的第三端作为第二放大电路202的第三端,第二高通滤波电路406的第三端还分别连接第五二极管D5的负极和第六二极管D6的正极,第二高通滤波电路406的第四端作为第二放大电路202的第四端,第二高通滤波电路406的第四端还分别连接第七二极管D7的负极和第八二极管D8的正极;第五二极管D5、第七二极管D7的正极均接地,第六二极管D6、第八二极管D8的负极均连接第二电源。
需要解释的是,上述第一电源和第二电源均可以为电源管理模块106中的电源,二者可以为同一电源,或者,不同电源。上述第一电源和第二电源也可以均为直流(交流)电源,最大输出电流可以为5A。
可选的,第二射频滤波电路404包括:第十三电阻R13、第十四电阻R14、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10;其中,
第十三电阻R13的第一端作为第二射频滤波电路404的第一端,第十三电阻R13的第二端分别连接第八电容C8的第二端和第九电容C9的第一端;第九电容C9的第二端分别连接第十四电阻R14的第二端和第十电容C10的第一端;第八电容C8的第一端和第十电容C10的第二端均接地;第十四电阻R14的第一端还作为第二射频滤波电路404的第二端;第二射频滤波电路404用于滤除第二路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号。
可选的,第二差分增益电路405包括:第三运算放大器OA3、第四运算放大器OA4、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十一电容C11、第十二电容C12;其中,
第三运算放大器OA3的第一端连接第十三电阻R13的第二端,第三运算放大器OA3的第二端分别连接第十五电阻R15的第一端、第十一电容C11的第一端、第十六电阻R16的第一端,第三运算放大器OA3的第三端分别连接第十五电阻R15的第二端和第十一电容C11的第二端;第十六电阻R16的第二端连接第十七电阻R17的第一端;第十七电阻R17的第二端分别连接第十二电容C12的第一端、第十八电阻R18的第一端、第四运算放大器OA4的第二端;第四运算放大器OA4的第一端连接第十电容C10的第一端,第四运算放大器OA4的第三端分别连接第十八电阻R18的第二端和第十二电容C12的第二端;第二差分增益电路405用于放大滤除干扰信号后的第二路模拟信号。
可选的,第二高通滤波电路406包括:第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第十三电容C13、第十四电容C14;其中,
第十九电阻R19的第一端分别连接第三运算放大器OA3的第三端和第十三电容C13的第一端,第十九电阻R19的第二端分别连接第二十电阻R20的第一端、第二十二电阻R22的第二端、第二十三电阻R23的第一端;第二十电阻R20的第二端分别连接第四运算放大器OA4的第三端和第十四电容C14的第一端;第十三电容C13的第二端连接第二十一电阻R21的第一端;第二十一电阻R21的第二端连接第二十二电阻R22的第一端,第二十一电阻R21的第二端还作为第二高通滤波电路406的第三端;第二十三电阻R23的第二端连接第二十四电阻R24的第一端,第二十三电阻R23的第二端还作为第二高通滤波电路406的第四端;第二十四电阻R24的第二端连接第十四电容C14的第二端;第二高通滤波电路406用于抑制放大后的第二路模拟信号中的低频漂移,得到目标第二模拟脑电信号;第二高通滤波电路406还用于为AD转换电路103提供稳定的第二直流偏置信号。
需要解释的是,上述第一直流偏置信号和第二直流偏置信号可以作为AD转换电路103的参考电平,用于确定输入信号的范围和幅度,稳定的直流偏置信号可以确保AD转换的结果在预期的范围内,避免由于参考电平不稳定导致的转换误差。
具体实施例中,第一放大电路201和第二放大电路202工作原理和作用一样,都是放大脑电信号,只不过是一个放大的是第一模拟脑电信号,另一个放大的是第二模拟脑电信号。
具体的,以第一放大电路201为例,下面将对第一放大电路201对第一模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第一数字脑电信号的过程进行解释。
第一放大电路201包括:第一射频滤波电路401、第一差分增益电路402、第一高通滤波电路403、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4;其中,
首先,通过第一射频滤波电路401对第一路模拟信号进行处理,第一射频滤波电路401可以是一种电子滤波器,它可以通过选择特定的频率范围来过滤掉不需要的信号成分,在本申请实施例中,第一射频滤波电路401可以用于滤除第一路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号,通过滤波,可以减少第一路模拟信号中的高频成分,提高信号的信噪比,得到第一脑电信号。
如此,通过第一射频滤波电路401可以用于滤除第一路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号,可以提高脑电信号的信噪比,使信号更加清晰和易于分析,一方面,高频噪声和干扰可能会导致脑电信号中出现伪迹,使用第一射频滤波电路401可以减少这些伪迹的出现,提高了信号的可靠性;另一方面,高频噪声和干扰可能会对后续的电路造成损害,使用第一射频滤波电路401可以保护后续电路免受这些干扰的影响。
接着,通过第一差分增益电路402对上述第一脑电信号进行放大处理,第一差分增益电路402可以对输入的信号进行差分放大,并产生一个输出信号。在对脑电信号处理中,第一差分增益电路402可以用于放大脑电信号的差分部分,可以提高信号的增益,得到第二脑电信号。
如此,通过第一差分增益电路402可以用于放大第一脑电信号中的差分部分,可以提高信号的增益,使信号更加清晰和易于分析,还可以减少共模噪声的影响,提高信号的信噪比,得到第二脑电信号。
进一步的,可以通过第一高通滤波电路403去除第二脑电信号中的低频噪声和直流分量,第一高通滤波电路403是一种电子滤波器,它可以让高频信号通过,而阻止或衰减低频信号,在脑电信号处理中,第一高通滤波电路可以用于去除低频噪声和直流分量,第一高通滤波电路403还可以用于抑制第二脑电信号中的低频漂移,从而,得到上述目标第一模拟脑电信号;另外,第一高通滤波电路403还用于为上述AD转换电路103提供稳定的直流偏置信号。
如此,通过第一高通滤波电路403对第二脑电信号进行处理,可以去除这些低频噪声,提高信号的信噪比,另外,脑电信号中的有用信息通常包含在高频分量中,如棘波、尖波等,使用第一高通滤波电路,可以保留这些高频信息,以便后续的分析和处理。
上述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4用于电压钳位,保护后级电路,即保护AD转换电路103,通过二极管实现电压钳位的原理为:二极管的正向导通压降相对较低,而反向击穿电压相对较高。当输入信号的电压超过二极管的正向导通压降时,二极管会导通,将输入信号的电压限制在二极管的正向导通压降以下。这样,即使输入信号的电压超过后级电路的耐受电压,也不会对后级电路造成损害。
如此,通过限制输入信号的电压,可以保护后级电路免受过高电压的损害,提高电路的可靠性和稳定性,还可以在输入信号中存在浪涌电流或瞬间的高电压脉冲时,通过二极管的钳位作用,可以将这些浪涌电流或高电压脉冲限制在安全范围内,防止对后级电路造成损坏,另外,二极管钳位还可以用于电平转换,将输入信号的电压限制在特定的电压范围内,以便与后级电路的电压要求相匹配。
可以看出,通过实施本发明实施例提供的麻醉监测装置100,麻醉监测装置100包括:采集电路101、脑电信号放大电路102、AD转换电路103、控制模块104、显示模块105、电源管理模块106,脑电信号放大电路102包括:第一放大电路201、第二放大电路202;采集电路101用于采集第一路模拟信号、第二路模拟信号和目标基准信号,根据第一路模拟信号和目标基准信号确定第一模拟脑电信号,根据第二路模拟信号和目标基准信号确定第二模拟脑电信号;第一放大电路201,用于对第一模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第一模拟脑电信号;第二放大电路202,用于对第二模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第二模拟脑电信号;AD转换电路103,用于对目标第一模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第一数字脑电信号,还用于对目标第二模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第二数字脑电信号;控制模块104,用于根据目标第一数字脑电信号和目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数;显示模块105,用于显示目标麻醉深度参数,电源管理模块106用于为所述麻醉监测装置100供电,通过采集电路101采集人体的脑电信号,再通过脑电信号放大电路102对采集到的脑电信号进行放大,放大之后进行滤波,滤除脑电信号中的干扰信号,如此,通过放大和滤波操作,可以提高脑电信号的信噪比,使得脑电信号更容易被检测和分析,从而,提高了脑电信号的准确度。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种麻醉监测装置,其特征在于,所述麻醉监测装置包括:采集电路、脑电信号放大电路、AD转换电路、控制模块、显示模块、电源管理模块,其中,
所述采集电路连接所述脑电信号放大电路的第一端,所述脑电信号放大电路的第二端连接所述AD转换电路的第一端;所述AD转换电路的第二端连接所述控制模块的第一端,所述AD转换电路的第三端连接所述电源管理模块;所述控制模块的第二端连接所述显示模块的第一端;所述控制模块的第三端连接所述电源管理模块;所述显示模块的第二端连接所述电源管理模块;
所述脑电信号放大电路包括:第一放大电路、第二放大电路;所述第一放大电路的第一端、所述第二放大电路的第一端分别连接所述采集电路,所述第一放大电路的第二端连接所述第二放大电路的第二端,所述第一放大电路的第三端和第四端分别连接所述AD转换电路,所述第二放大电路的第三端和第四端分别连接所述AD转换电路;
所述采集电路,用于采集第一路模拟信号、第二路模拟信号和目标基准信号,根据所述第一路模拟信号和所述目标基准信号确定第一模拟脑电信号,根据所述第二路模拟信号和所述目标基准信号确定第二模拟脑电信号;所述第一放大电路,用于对所述第一模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第一模拟脑电信号;所述第二放大电路,用于对所述第二模拟脑电信号进行放大处理,得到目标第二模拟脑电信号;所述AD转换电路,用于对所述目标第一模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第一数字脑电信号,还用于对所述目标第二模拟脑电信号进行模数转换,得到目标第二数字脑电信号;所述控制模块,用于根据所述目标第一数字脑电信号和所述目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数;所述显示模块,用于显示所述目标麻醉深度参数;所述电源管理模块,用于为所述麻醉监测装置供电;
其中,在所述根据所述目标第一数字脑电信号和所述目标第二数字脑电信号确定目标麻醉深度参数方面,所述麻醉监测装置具体用于:
根据所述目标第一数字脑电信号确定第一麻醉相关参数;
根据所述目标第二数字脑电信号确定第二麻醉相关参数;
确定所述目标第一数字脑电信号对应的第一位置的第一脑部活跃程度参数;
确定所述目标第二数字脑电信号对应的第二位置的第二脑部活跃程度参数;
获取所述目标基准信号的第三位置与所述第一位置之间的第一人体皮肤阻抗;
获取所述目标基准信号的所述第三位置与所述第二位置之间的第二人体皮肤阻抗;
确定与所述第一人体皮肤阻抗对应的第一影响参数;确定与所述第二人体皮肤阻抗对应的第二影响参数;具体为,预先存储预设的人体皮肤阻抗与影响参数之间的映射关系,基于该映射关系、第一人体皮肤阻抗和第二人体皮肤阻抗确定所述第一影响参数和所述第二影响参数;影响参数的取值范围为-0.2-0.2;
利用所述第一影响参数优化所述第一脑部活跃程度参数,得到目标第一脑部活跃程度参数;具体为,目标第一脑部活跃程度参数=(1+第一影响参数)×第一脑部活跃程度参数;
利用所述第二影响参数优化所述第二脑部活跃程度参数,得到目标第二脑部活跃程度参数;具体为,目标第二脑部活跃程度参数=(1+第二影响参数)×第二脑部活跃程度参数;
根据所述目标第一脑部活跃程度参数和所述目标第二脑部活跃程度参数确定第一权值和第二权值;具体为,预先存储预设的脑部活跃程度参数与权值之间的映射关系,基于该映射关系、所述目标第一脑部活跃程度参数和所述目标第二脑部活跃程度参数确定所述第一权值和所述第二权值;所述第一权值和所述第二权值的取值范围均为0-1,并且,二者之和为1;
根据所述第一权值、所述第二权值、所述第一麻醉相关参数和所述第二麻醉相关参数进行运算,得到所述目标麻醉深度参数,具体为,目标麻醉深度参数=第一权值×第一麻醉相关参数+第二权值×第二麻醉相关参数。
2.如权利要求1所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第一放大电路包括:第一射频滤波电路、第一差分增益电路、第一高通滤波电路、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管;其中,
所述第一射频滤波电路的第一端作为所述第一放大电路的第一端,所述第一射频滤波电路的第二端作为所述第一放大电路的第二端,所述第一射频滤波电路的第三端连接所述第一差分增益电路的第一端,所述第一射频滤波电路的第四端连接所述第一差分增益电路的第二端;所述第一差分增益电路的第三端连接所述第一高通滤波电路的第一端,所述第一差分增益电路的第四端连接所述第一高通滤波电路的第二端;所述第一高通滤波电路的第三端作为所述第一放大电路的第三端,所述第一高通滤波电路的第三端还分别连接所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极,所述第一高通滤波电路的第四端作为所述第一放大电路的第四端,所述第一高通滤波电路的第四端还分别连接所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极;所述第一二极管、所述第三二极管的正极均接地,所述第二二极管、所述第四二极管的负极均连接第一电源。
3.如权利要求2所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第一射频滤波电路包括:第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容;其中,
所述第一电阻的第一端作为所述第一射频滤波电路的第一端,所述第一电阻的第二端分别连接所述第一电容的第二端和所述第二电容的第一端;所述第二电容的第二端分别连接所述第二电阻的第二端和所述第三电容的第一端;所述第一电容的第一端和所述第三电容的第二端均接地;所述第二电阻的第一端还作为所述第一射频滤波电路的第二端;
所述第一射频滤波电路用于滤除所述第一路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号。
4.如权利要求3所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第一差分增益电路包括:第一运算放大器、第二运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容;其中,
所述第一运算放大器的第一端连接所述第一电阻的第二端,所述第一运算放大器的第二端分别连接所述第三电阻的第一端、所述第四电容的第一端、所述第四电阻的第一端,所述第一运算放大器的第三端分别连接所述第三电阻的第二端和所述第四电容的第二端;所述第四电阻的第二端连接所述第五电阻的第一端;所述第五电阻的第二端分别连接所述第五电容的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第二运算放大器的第二端;所述第二运算放大器的第一端连接所述第三电容的第一端,所述第二运算放大器的第三端分别连接所述第六电阻的第二端和所述第五电容的第二端;
所述第一差分增益电路用于放大滤除干扰信号后的所述第一路模拟信号。
5.如权利要求4所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第一高通滤波电路包括:第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第六电容、第七电容;其中,
所述第七电阻的第一端分别连接所述第一运算放大器的第三端和所述第六电容的第一端,所述第七电阻的第二端分别连接所述第八电阻的第一端、所述第十电阻的第二端、所述第十一电阻的第一端;所述第八电阻的第二端分别连接所述第二运算放大器的第三端和所述第七电容的第一端;所述第六电容的第二端连接所述第九电阻的第一端;所述第九电阻的第二端连接所述第十电阻的第一端,所述第九电阻的第二端还作为所述第一高通滤波电路的第三端;所述第十一电阻的第二端连接所述第十二电阻的第一端,所述第十一电阻的第二端还作为所述第一高通滤波电路的第四端;所述第十二电阻的第二端连接所述第七电容的第二端;
所述第一高通滤波电路用于抑制放大后的所述第一路模拟信号中的低频漂移,得到所述目标第一模拟脑电信号;所述第一高通滤波电路还用于为所述AD转换电路提供稳定的第一直流偏置信号。
6.如权利要求1所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第二放大电路包括:第二射频滤波电路、第二差分增益电路、第二高通滤波电路、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管;其中,
所述第二射频滤波电路的第一端作为所述第二放大电路的第一端,所述第二射频滤波电路的第二端作为所述第二放大电路的第二端,所述第二射频滤波电路的第三端连接所述第二差分增益电路的第一端,所述第二射频滤波电路的第四端连接所述第二差分增益电路的第二端;所述第二差分增益电路的第三端连接所述第二高通滤波电路的第一端,所述第二差分增益电路的第四端连接所述第二高通滤波电路的第二端;所述第二高通滤波电路的第三端作为所述第二放大电路的第三端,所述第二高通滤波电路的第三端还分别连接所述第五二极管的负极和所述第六二极管的正极,所述第二高通滤波电路的第四端作为所述第二放大电路的第四端,所述第二高通滤波电路的第四端还分别连接所述第七二极管的负极和所述第八二极管的正极;所述第五二极管、所述第七二极管的正极均接地,所述第六二极管、所述第八二极管的负极均连接第二电源。
7.如权利要求6所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第二射频滤波电路包括:第十三电阻、第十四电阻、第八电容、第九电容、第十电容;其中,
所述第十三电阻的第一端作为所述第二射频滤波电路的第一端,所述第十三电阻的第二端分别连接所述第八电容的第二端和所述第九电容的第一端;所述第九电容的第二端分别连接所述第十四电阻的第二端和所述第十电容的第一端;所述第八电容的第一端和所述第十电容的第二端均接地;所述第十四电阻的第一端还作为所述第二射频滤波电路的第二端;
所述第二射频滤波电路用于滤除所述第二路模拟信号中的高频共模干扰信号和差分干扰信号。
8.如权利要求7所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第二差分增益电路包括:第三运算放大器、第四运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十一电容、第十二电容;其中,
所述第三运算放大器的第一端连接所述第十三电阻的第二端,所述第三运算放大器的第二端分别连接所述第十五电阻的第一端、所述第十一电容的第一端、所述第十六电阻的第一端,所述第三运算放大器的第三端分别连接所述第十五电阻的第二端和所述第十一电容的第二端;所述第十六电阻的第二端连接所述第十七电阻的第一端;所述第十七电阻的第二端分别连接所述第十二电容的第一端、所述第十八电阻的第一端、所述第四运算放大器的第二端;所述第四运算放大器的第一端连接所述第十电容的第一端,所述第四运算放大器的第三端分别连接所述第十八电阻的第二端和所述第十二电容的第二端;
所述第二差分增益电路用于放大滤除干扰信号后的所述第二路模拟信号。
9.如权利要求8所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述第二高通滤波电路包括:第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第十三电容、第十四电容;其中,
所述第十九电阻的第一端分别连接所述第三运算放大器的第三端和所述第十三电容的第一端,所述第十九电阻的第二端分别连接所述第二十电阻的第一端、所述第二十二电阻的第二端、所述第二十三电阻的第一端;所述第二十电阻的第二端分别连接所述第四运算放大器的第三端和所述第十四电容的第一端;所述第十三电容的第二端连接所述第二十一电阻的第一端;所述第二十一电阻的第二端连接所述第二十二电阻的第一端,所述第二十一电阻的第二端还作为所述第二高通滤波电路的第三端;所述第二十三电阻的第二端连接所述第二十四电阻的第一端,所述第二十三电阻的第二端还作为所述第二高通滤波电路的第四端;所述第二十四电阻的第二端连接所述第十四电容的第二端;
所述第二高通滤波电路用于抑制放大后的所述第二路模拟信号中的低频漂移,得到所述目标第二模拟脑电信号;所述第二高通滤波电路还用于为所述AD转换电路提供稳定的第二直流偏置信号。
10.如权利要求1-9任一项所述的麻醉监测装置,其特征在于,所述采集电路包括:第一采集电极、第二采集电极、参考电极,其中,
所述第一采集电极用于采集目标对象的头部的所述第一位置的所述第一路模拟信号;所述第二采集电极用于采集所述目标对象的头部的所述第二位置的所述第二路模拟信号;所述参考电极放置于所述目标对象的头部的所述第三位置,所述参考电极采集到的电压信号用于作为所述目标基准信号;
根据所述第一路模拟信号、所述第二路模拟信号、所述目标基准信号得到所述第一模拟脑电信号、所述第二模拟脑电信号。
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