[发明专利]一种麻醉深度监测系统及麻醉深度监测方法

权利要求书

1.一种麻醉深度监测系统，其特征在于，所述麻醉深度监测系统包括监测器模块、信号处理模块、中央控制模块、显示模块和监测报警模块；

监测器模块，与中央控制模块连接，由脑电信号监测器、心电信号监测器、脉搏信号监测器、呼吸信号监测器、肌肉信号监测器、感知刺激器构成，用于采集病患的实时身体状态信号；

信号处理模块，与中央控制模块连接，包括信号采集器和放大电路，所述信号采集器用于采集监测器采集的身体状态信号，经由放大电路，对信号进行放大，放大后使用小波包去噪对信号进行去噪，小波包去噪会对信号在传输过程中产生的噪声进行处理，且保证信号的完整性；

所述信号采集器在采集到身体状态信号后，对身体状态信号进行初步处理，所述处理方法包括：

针对输入信号中的特定信号分量，产生估测信号数值；

所述估测信号数值的计算公式为：

其中，i为正整数且小于等于所述输入信号的种类数，k为正整数且小于等于所述节点的个数K，为第i种输入信号对应的估测信号数值，S_i(n)为第i种输入信号，x^k(n)为第k个节点的输入信号；

根据输入信号与估测信号数值产生信号处理结果；

根据信号处理结果调整估测信号数值，以输出输入信号中的特定信号分量的目标估测信号；

中央控制模块，与监测器模块、信号处理模块、显示模块、数据监测模块和监测报警模块连接，包括控制器、A/D转换器以及D/A转换器，用于对各个机器的反馈信号进行处理，以及实现控制信号的传输；

所述对各个机器的反馈信号进行处理，包括：确定AD转换对象的物理量与对应电压值之间的线性关系；判断当前物理量下测量的电压值是否存在偏差，若存在偏差，控制器自动进行AD转换校准；

所述控制器自动进行AD转换校准，包括：

连接并设置控制器的参数以及测试控制器的运行特性；所述测试控制器的运行特性，包括：使控制器处于速度模式下，使控制器进行控制和校正，保证速度内环性能稳定；将设计的MFAC控制算法在上位PC机上通过cSPACE的Simulink搭建好；运行MFAC控制器中的编译模块；将MFAC算法自动生成DSP代码；通过上位PC机的USB接口将代码下载到数字信号处理器中运行，经过控制器，生成电压输出信号，驱动控制器运行；

编程实现MFAC控制方法：

计算控制器输出u(k)，

其中，所述MFAC控制器u(k)部分基于cSPACE的Simulink搭建，λ＞0为权重系数，用来限制控制输入量的变化；ρ∈(0,1]是额外加入的步长因子，使算法具有更强的灵活性和一般性；是φ(k)在k时刻的估计值；y*(k+1)为期望的输出信号；u(k)，y(k)分别表示系统在k时刻的输入和输出；

所述MFAC控制器u(k)部分基于cSPACE的Simulink搭建，包括：

u(k)经过延时模块得到u(k-1)；通过cSPACE中Sine Wave模块给定正弦位置信号即，y*(k+1)；直线电机的输出y(k+1)经光栅检测单元可得到，再经延时模块得到y(k)；由cSPACE中的WM-Write2和WM-Write3可直接在线调节MFAC控制律算法中的λ和ρ值；将估计器的输出接入到Subsystem的In端，输出Out得到y(k)以负反馈的形式与期望信号y*(k+1)连接，由此得到y*(k+1)-y(k)；将输出介入Product模块中，从而得到将输出和u(k-1)接入到Add模块中，其中Add模块中的Listofsigns设置为(++│)；得到MFAC控制器的输出信号u(k)；

依据公式计算系统在k时刻的伪偏导数；

其中，μ＞0，η∈(0,1]；表示的前一时刻伪偏导数；

Δy(k)＝y(k)-y(k-1)；Δu(k-1)＝u(k-1)-u(k-2)；

将伪偏导数带入公式由此得到控制器输出u(k)；

控制器输出u(k)，再经D/A转换器将数字信号转化为模拟信号；模拟信号再生成电压输出信号，驱动运行；

显示模块，与中央控制模块连接，由三块显示屏幕连接构成，左侧显示屏幕用于显示脉搏信号、肌肉信号，中间显示屏幕用于显示脑信号、心电信号、呼吸信号，右侧屏幕用于显示感知刺激信号以及麻醉深度数据；

数据监测模块，与中央控制模块连接，用于对中央控制模块传来的数据进行实时分析，筛选是否存在异常数据；

报警模块，与中央控制模块连接，用于在检测到异常数据时，利用报警器发出报警提醒。