[发明专利]一种脑电抑制水平评估方法及系统

说明书

技术领域

本申请涉及医疗器械，尤其涉及一种脑电抑制水平评估方法及系统。

背景技术

EEG(Electroencephalograph，脑电图)爆发抑制信号是一种在特殊状态下(例如深度麻醉下)才会出现的脑电信号特征，近些年来才渐渐被研究。EEG爆发抑制信号波形特征表现在低幅度值的脑电抑制信号状态与高频高幅度的脑电爆发信号状态交替出现，并且这种交替变化没有周期性。如图1所示为一段爆发抑制信号。其中的E为噪音，F为爆发信号，G为抑制信号，当爆发抑制状态出现时，大脑的代谢率将减至最低。如果长时间出现爆发抑制状态，说明病人处于危险的体征状态，易导致脑受损或脑死亡。通过对EEG信号抑制水平的分析，能够有效地评价大脑的兴奋程度，在评价病人意识水平、麻醉深度中具有非常重要的应用价值。目前EEG信号抑制水平评价主要是利用BSR(Burst Suppression Ratio，爆发抑制比指标)，其主要通过评价在一定时间段内，EEG信号幅度的绝对值不超过5微伏(uV)的信号段占总时间段的比值，但是这种简单通过幅度来判断EEG信号一直水平的方法容易将噪声误判定为爆发信号，造成准确性和可靠性不好。

目前评价脑电抑制水平主要是利用BSR。在具有BIS(Bispectral Index，麻醉深度)监测功能的多参数监护仪上对BSR参数给出了如下的定义：在过去60S中脑电信号被认为处于抑制状态的时间所占总时间的比值。Rampil等也给出了爆发抑制比的计算方法。规定在信号持续时间大于0.5S的子时间段上，脑电信号幅值的绝对值不大于5uV即判定为抑制信号，从而能计算出爆发抑制比参数。然而此方法抗干扰严重不足，如果EEG信号受到各种干扰(例如体动、眼电、肌电、电刀、除颤等)，会很容易将噪声判定为爆发信号，造成上述参数计算结果的不够准确性。

发明内容

本申请提供一种脑电抑制水平评估方法及系统。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种脑电抑制水平评估方法及系统，包括计算脑电抑制水平指数的过程，所述计算脑电抑制水平指数的过程包括：

将脑电信号分段，去除其中的噪声段，判断剩余段数中的爆发信号和抑制信号，然后根据抑制信号段数占去除噪声段后的段数的比例，计算得到抑制水平指数。

上述方法，所述计算脑电抑制水平指数的过程具体包括：

采集最近的预定时长的脑电信号，将所述脑电信号平均分成多段；

计算分段脑电信号标准差的中值与所述分段脑电信号标准差的最大值；

根据所述中值和所述最大值判断所述分段脑电信号是否为噪声，若是则去除；

区分剩余的所述分段脑电信号中的抑制信号和爆发信号；

通过所述抑制信号的段数占抑制信号和爆发信号总段数的比例，计算抑制水平指数。

上述方法，所述根据中值和所述最大值判断所述分段脑电信号是否为噪声，具体包括：

根据所述中值和所述最大值计算第一阈值Threshold1；

其中，

其中，j＝1,2,…,N；Med为所述分段脑电信号标准差的中值,Max为所述分段脑电信号标准差的最大值；N为数据段更新的次数。

若所述分段脑电信号所对应的标准差大于第一阈值，则判断为噪声。

上述方法，所述区分剩余的所述分段脑电信号中的抑制信号和爆发信号，具体包括：

根据所述中值和所述最大值计算第二阈值Threshold2；

Thresold2(j)＝(1-δ)*Thresold2(j-1)+α*med

其中，j＝1,2,…,N；

若所述分段脑电信号所对应的标准差小于第二阈值，则判断为抑制信号，否则为爆发信号。

上述方法，所述中值，具体通过以下步骤获得：

计算所述分段脑电信号的标准差Std；

其中x_k(n)为分段脑电信号，为分段脑电信号的均值，L为分段脑电信号的数据点数；k＝1,2，…,M为数据段的序列，M是数据段的段数；

根据所述标准差Std计算所述中值；

Med＝median{Std(k)}_{k＝1,2,...,M}，其中Med为所述中值。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种脑电抑制水平评估系统，所述系统，用于将脑电信号分段，去除其中的噪声段，判断剩余段数中的爆发信号和抑制信号，然后根据抑制信号段数占去除噪声段后的段数的比例，计算得到抑制水平指数。