УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ НАРКОЗА

Полезная модель относится к медицине, к устройствам автоматизированного контроля глубины наркоза в анестезиологии или интенсивной терапии.
Известен метод и устройство для определения глубины наркоза непосредственно из зарегистрированной электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Патент США №6011990 МКЛ 7 А 61 В 5/0476, КЛ США 600/544, опубликован 24.04.1997 г., принят за прототип.
Известное устройство содержит блок подготовки ЭЭГ сигнала, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), блок отображения информации, блок вычислений, блок вычисления глубины наркоза, блок ввода текстовой информации, аналого-цифровой преобразователь, усилитель.
При всех достоинствах известного устройства следует отметить достаточную его сложность, т.е.: наличие двух каналов регистрации электроэнцефалографического (ЭЭГ) сигнала, канал для регистрации двигательных артефактов пациента, канал для регистрации электрических наводок, а также отсутствие возможности защиты сигнала ЭЭГ от радиочастотных помех, отсутствие возможности коррекции фрагментов регистрируемой ЭЭГ содержащих артефакт, что снижает точность регистрации и, как следствие, точность вычисления глубины наркоза.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является упрощение конструкции устройства, а также повышение точности регистрации электроэнцефалографического сигнала (ЭЭГ), путем исключения воздействия радиочастотных помех и артефактов при регистрации ЭЭГ и вычислении глубины наркоза.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройство для контроля глубины наркоза, содержащее блок подготовки сигнала, постоянное запоминающее устройство, блок отображения информации, блок вычислений, блок вычисления глубины наркоза, блок ввода текстовой информации, аналого-цифровой преобразователь, блок усиления и фильтрации, цифровой фильтр, введены - блок активной защиты от радиочастотных помех, блок удаления артефактов, блок вычисления спектральных характеристик. При этом входы блока усиления и фильтрации связаны с входами блока активной защиты от радиочастотных помех, выход которого связан с электродом, установленным в точке «с» на голове пациента, а вход блока удаления артефактов соединен с выходом блока обнаружения артефактов, один выход блока удаления артефактов соединен с входом блока
вычисления параметрической функции электроэнцефалографического сигнала, другой его выход соединен с входом блока вычисления спектральных характеристик.
Выход блока усиления и фильтрации блока подготовки сигнала связан с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом оптрона, выход которого соединен с входами блоков постоянного запоминающего устройства, блока отображения информации и цифрового фильтра, входящего в состав блока вычисления.
При этом выход цифрового фильтра соединен с входом блока обнаружения артефактов, один выход которого соединен с входом блока вычисления параметрической функции ЭЭС, а другой выход с входом блока вычисления спектральных характеристик, третий выход блока обнаружения артефактов связан с входом блока удаления артефактов, один выход последнего соединен с входом блока вычисления спектральных характеристик, а другой его выход соединен с блоком вычисления параметрической функции.
Выходы блоков вычисления параметрической функции ЭЭГ и вычисления спектральных характеристик соединены с одним входом блока вычисления глубины наркоза, другой вход которого соединен с входом блока ввода текстовой информации, выходы блока вычисления глубины наркоза и блока ввода текстовой информации соединены соответственно со вторыми входами блоков постоянного запоминающего устройства и отображения информации.
На Фиг.1 представлена блок-схема устройства для контроля глубины наркоза.
Устройство, изображенное на фиг.1, содержит блок подготовки сигнала 1, включающий в себя последовательно соединенные между собой блок усиления и фильтрации 2, аналого-цифровой преобразователь 3, оптрон 4 и блок активной защиты от радиочастотных помех 5, а также блок вычислений 6, в состав которого входят блок вычисления спектральных характеристик 7 и последовательно связанные между собой цифровой фильтр 8, блок обнаружения артефактов 9, блок удаления артефактов 10, блок вычисления параметрической функции электроэнцефалографического сигнала 11.
В устройство также входят постоянное запоминающее устройство 12, блок отображения информации 13, блок вычисления глубины наркоза 14, блок ввода текстовой и вспомогательной числовой информации 15, а также электроды 16, 17, 18, закрепляемые на голове пациента соответственно в точках «а» «b» «с».
Входы блока усиления и фильтрации 2 связаны с входами блока активной защиты от радиочастотных помех 5, выход которого связан с электродом, установленным в точке «с» на голове пациента, а вход блока удаления артефактов 10 соединен с выходом блока обнаружения артефактов 9, один выход блока удаления артефактов соединен с входом
блока вычисления параметрической функции электроэнцефалографического сигнала 11, другой его выход соединен с входом блока вычисления спектральных характеристик 7.
Выход блока усиления и фильтрации 2 блока подготовки сигнала 1 связан с входом аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого связан с входом оптрона 4, выход которого соединен с входами блоков постоянного запоминающего устройства 12, блока отображения информации 13 и цифрового фильтра 8, входящего в состав блока вычисления 6.
При этом выход цифрового фильтра 8 соединен с входом блока обнаружения артефактов 9, один выход которого соединен с входом блока вычисления параметрической функции ЭЭС 11, а другой выход с входом блока вычисления спектральных характеристик 7, третий выход блока обнаружения артефактов связан с входом блока удаления артефактов 10, один выход последнего соединен с входом блока вычисления спектральных характеристик 7, а другой его выход соединен с блоком вычисления параметрической функции 11.
Выходы блоков вычисления параметрической функции ЭЭГ 11 и вычисления спектральных характеристик 7 соединены с одним входом блока вычисления глубины наркоза 14, другой вход которого соединен с входом блока ввода текстовой информации 15, выходы блока вычисления глубины наркоза 14 и блока ввода текстовой и вспомогательной числовой информации 15 соединены соответственно со вторыми входами блоков постоянного запоминающего устройства 12 и отображения информации 13.
Устройство работает следующим образом.
У пациента регистрируют ЭЭГ в одном монополярном отведении из точек на голове, соответствующих международной системе 10-20%, с помощью Ag-ClAg электродов. В точке «а», которая по системе 10-20% обозначается Fpz, расположен сигнальный электрод 16. В точке «b», которая по системе 10-20% обозначается М, расположен референтный электрод 17. Эта пара электродов образует одно монополярное отведение. В точке «с» расположен электрод 18, на который подается сигнал из блока активной защиты от радиопомех 5. Местоположение этого электрода жестко не задано, поэтому он может менять свое положение по желанию оператора системы.
Сигнал ЭЭГ с электродов 16, 17 на голове пациента через экранированные провода передается в блок подготовки сигнала 1 на вход блока усиления и фильтрации 2, и на вход блока активной защиты от радиочастотных помех 5, входящих в состав блока 1.
В блоке усиления и фильтрации 2 происходит усиление амплитуды сигнала до 1 вольта и ограничение частотной полосы в пределах 0.5 Гц-35 Гц. В блоке активной защиты от радиочастотных помех 5 происходит выделение радиочастотной помехи из сигнала и изменение
фазы помехи на 180°. Полученный сигнал передается обратно на пациента через электрод 18 в точке «с».
Усиленный и отфильтрованный в блоке усиления и фильтрации 2 сигнал передается на вход АЦП 3, где происходит дискретизация с частотой 128 Гц. Преобразованный сигнал через оптрон 4 передается в блок вычислений 6 для дальнейшей цифровой обработки, в блок отображения информации 13 и постоянное запоминающее устройство 12.
В блоке цифровой фильтрации 8, входящем в состав блока вычислений 6, происходит цифровая фильтрация. Затем, с выхода блока цифровой фильтрации 8 сигнал поступает на вход блока обнаружения артефактов 9. Здесь происходит оценка наличия артефакта. Если обнаруживается, что сигнал с выхода блока 8 содержит исправимый артефакт, то сигнал передается в блок удаления артефактов 10. После удаления артефакта в блоке 10, сигнал передается в блок вычисления параметрической функции ЭЭГ сигнала 11 и в блок вычисления спектральных характеристик 7. Если обнаруживается, что сигнал с выхода блока 8 не содержит артефактов, то он сразу передается в блок вычисления параметрической функции ЭЭГ сигнала 11 и в блок вычисления спектральных характеристик 7. Если обнаруживается, что сигнал содержит неисправимый артефакт, то сигнал не подлежит дальнейшей обработке.
Данные, полученные при вычислении спектральных характеристик в блоке 7 и параметрической функции в блоке 11, передаются в блок вычисления глубины наркоза 14. В этот блок передаются данные из блока ввода текстовой и вспомогательной числовой информации 15, (возраст пациента и пол, значение артериального давления, значение частоты сердечных сокращений (ЧСС), комментарии). Данные из блока вычислений 6 суммируются с данными из блока ввода текстовой и вспомогательной числовой информации 15, и далее происходит вычисление глубины наркоза в блоке 14.
Данные из блока ввода текстовой и вспомогательной числовой информации 15 и из блока вычисления глубины наркоза 14 попадают в ПЗУ 12 для хранения и в блок отображения информации 13 для представления в графической форме и отображения.
Преимуществами предложенной системы по сравнению с системой, описанной в патенте 6-011-990, являются:
1. Упрощенная конструкция.
- в предложенной системе имеется один канал. В системе 6-011-990 минимум два канала.
наличие активной системы защиты от радиочастотных помех. Это позволяет отказаться от дополнительных датчиков для регистрации радиочастотных помех, артефактов
и соответственно от дополнительных элементов системы для обработки информации с этих датчиков.
2. Возможность коррекции участков ЭЭГ, содержащих артефакт.