[发明专利]多通道智能给药系统

摘要

本发明公开了一种多通道智能给药系统，它包括：数据采集传输终端、TCI靶控系统、无线通讯终端、计算和数据管理终端；数据采集传输终端采集头皮电极记录脑电信号；通过对脑电波信号的分解与重构，提取皮层与皮层下脑电，建立皮层和皮层下的“二房室”模型进行交互分析；对于预处理后的脑电波数据，施加波形识别算法、小波分析算法，得到不同脑状态客观定理测量数据；通过TCI靶控系统维持血液中药物浓度的计算机控制给药技术。本发明可以实现术中的镇痛及镇静监测，并通过无线数据传输技术汇总其他监护仪生理指标数据，在合理的范围内以此调节麻醉中效应室浓度高低，以TCI技术实现理想个体特异性多通道麻醉镇痛镇静的技术问题。

主权项

1.一种多通道智能给药系统，其特征在于它包括：数据采集传输终端、计算和数据管理终端、无线通讯终端、TCI靶控系统。数据采集传输终端，通过头皮电极采集脑电信号，并通过前置放大、模数转换后进入计算和数据管理终端，其记录到的脑电信号具备分离为皮层和皮层下脑电信号的特征。计算和数据管理终端，对采集到的脑电信号运用小波分析方法进行分解和重构计算，分离为皮层脑电房室和皮层下脑电房室，针对分解后的二房室脑电信号，计算和数据管理终端将建立四个象限的脑电分析阵列，左右脑、皮层和皮层下脑电数据集，计算各个数据集的动态相关性和静态相关性，在小波变换的分解与重构的降噪过程中，结合模式识别方法把头皮电极记录到的脑电信号分解为皮层脑电和皮层下脑电，构建皮层和皮层下的“二房室”模型。模型进行交互分析即通过波形识别算法对比皮层和皮层下脑电信号的动态或静态协调性，获得包括镇痛、镇静等脑功能状态的定量数据指标；在500/秒采样频率、10位bite采样精度和1.25秒时间窗口下，通过离散化处理生成各导联波形信号的向量组，对于预处理后的脑电波数据，施加波形识别算法、小波分析算法；波形电位的峰值判断采用极大、极小值波形识别算法，获得的时间点作为加权因子a。通过组合计算，可得窗口脑电信号计算元数据：{i_10，i_12，i_15，i_22，i_23，i_24，i_35，i_45，i_48，i_52，......}简称为i系列指数组，其中{i_12，i_15，i_23，i_45，i_48，......}为皮层脑电信号中间变量元数据；{i_22，i_35，i_60，i_70，......}为皮层下脑电信号中间变量元数据；{i_10，i_24，i_52，i_66......}为综合中间变量元数据；{i系列指数组}j＝j{WLE(i)，PSD(i)，Gi(x)}j&{a1，a2，……an}j其中j为导联数量，WLE(i)为波形电位的功率，PSD(i)为功率谱计算向量组，Gi(x)为功率谱计算中间变量，{a1，a2，a3，......，an}为多元回归加权系数；对上述元数据的不同拆分组合、不同脑电信号导联之间的相互关系进行分析，通过聚类加权计算，可以得到不同脑状态客观定理测量数据；包括镇痛、镇静等定量测量指标；其中镇静反映皮层兴奋与抑制的相互作用；镇痛指数反映皮层下兴奋与抑制的相互作用；表达式为：镇静(WLi)＝{a1，a2……an}&{i_12，i_15，i_23，i_24，i_45，i48，i_52}镇痛(PTi)＝{a1，a2……an}&{i_22，i_24，i_35，i_52，i_60，i_70}无线通讯终端完成无线数据传输：运用无线数据传输技术作为信息交换媒介，将术间多硬件平台形成的生命体征参数包括心电、血压、心律、血氧等常规生理参数数据集成到统一的信息系统中，采用统一的数据交互模式，将上述数据实现共享，即在多通道智能给药系统中的数据显示模块中中显示其生理数据参数，并设定其预警阈值，实现数据异常报警，提示麻醉医生，且持续血压监测数据辅助镇痛及镇静指数做麻醉药控制决策；TCI靶控系统：由单片计算机单元、辅助TCI计算及控制单元、网络信息发送及无线接收单元、驱动及推注给药执行单元、输入键及显示单元、药盒、电源部分组成。利用镇痛镇静指数作为麻醉决策评价指标并利用持续血压监测参数值矫正麻醉决策；全麻术中理想镇痛指数范围为40‑60，全麻术中理想镇静指数范围35‑70，当术中镇痛或镇静指数值高于参考范围上限时，通过升高镇痛或镇静药物目标浓度数值通过TCI模式增加麻醉药物泵速来维持镇痛或镇静指数值处于理想麻醉指数范围内；当术中镇痛或镇静指数低于参考范围下限时，则通过降低镇痛或镇静药物目标浓度数值通过TCI模式降低麻醉药物泵速来维持镇痛或镇静指数值处于理想麻醉指数范围内；当持续血压监测参数处于报警状态时，即使镇痛或镇静不处于理想麻醉参数范围内，系统设定镇痛及镇静药物目标浓度不变化且发出警报提示，经由医生确认后执行新的麻醉决策；在设定初始镇痛镇静药物目标浓度及不同镇痛镇静药物增减步长后，以TCI模式实现麻醉药物的输注决策，通过网络向中心机传送状态及报警信息及接收相关控制命令，利用TCI模式增减麻醉药物泵速，达到升高或降低镇痛或镇静药物的目标浓度的目的，使镇痛及镇静指数值处于合理的范围内。