CN116473513A - 一种智能化脑功能监测与预测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化脑功能监测与预测系统，包括中央处理模块，所述中央处理模块通过输入接口模块与脑电波信号采集模块电性连接，且中央处理模块分别与脑电波分析单元和脑电波显示单元实现双向电性连接，本发明涉及智能化麻醉监测及脑功能监测与预测技术领域。该具有智能化脑功能安全监测功能的监测及预测系统，可针对病人脑电波中的β波进行实时准确地检测分析，判断病人麻醉过程中的脑功能状态，及时检测和判断β波，发出预测信号，通过提前干预，降低病人术后谵妄、认知功能障碍等不良情况发生风险，通过采用不同波形匹配不同颜色显示，医护人员观察时更加明显易懂，达到实时进行脑功能监测与预测以及及时有效进行脑功能保护的目的。
Description
技术领域
本发明涉及麻醉监测及智能化脑功能监测与预测技术领域，具体为一种智能化脑功能监测与预测系统。
背景技术
所有麻醉药和麻醉方法都可影响病人的生理状态稳定性；手术创伤和出血可使病人生理功能处于应激状态；外科疾病与并存的内科疾病又有各自的病理生理改变，这些因素都将造成机体生理潜能承受巨大负担。为减轻这种负担和提高手术麻醉安全性，需要对病人麻醉过程中进行全面的安全监测，确保病人的安全。
脑功能监测与预测系统，尤其是脆弱脑的监测与预测对于手术麻醉管理尤为重要。而脆弱脑的高危因素较多，尤其是老年人手术患者的病理与生理特点，使得老年手术患者脑部疾病发病率高(缺血性脑卒中、帕金森病、阿尔兹海默病)，脑部疾病使得患者在术前或术后会出现围术期神经认知功能障碍等情况，而围术期评估滞后和干预不当可导致患者术后神经认知功能长期损害。
脆弱脑的形成因素有很多，如：学龄前儿童，脑创伤、神经功能、异常疾病的发作等，以及炎症、脑部疾病等。
因而，对于脆弱脑的脑功能智能化监测与预测，具有非常高的临床意义。对脑功能进行智能化监测与预测，能够产生很大的社会价值。
目前采用的麻醉深度监测方法一般是基于脑电波信号(EEG)中分析出脑电意识指数、伤害性刺激等其他指标来显示病人麻醉过程中的麻醉状态情况，而这样的监测系统不能针对病人脑电波中的β波(频率为13-30Hz)进行实时准确地检测分析，来判断病人麻醉过程中的脑功能安全监测情况。全身麻醉过程中，若检测到β波后会导致病人术后发生神经认知功能障碍的风险加大，无法达到通过在麻醉过程中需要针对β波的出现进行检测，并及时给病人调整用药，来预防并降低病人术后发生神经认知功能障碍风险的目的，同时现有的基于脑电波信号(EEG)监测系统在对各波形信号显示过程中均是通过采用单一的颜色进行显示，给医护人员的观察带来不便，不能实现通过采用不同波形匹配不到不同颜色进行显示，让医护人员观察时更加明显易懂，从而给医护人员在麻醉管理过程中脑功能安全监测及预测以及脑功能保护工作带来极大的不便。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能化脑功能监测与预测系统，解决了现有的监测系统不能针对病人脑电波中的β波进行实时地检测分析，来判断病人麻醉过程中的脑功能监测情况。在全身麻醉过程中，若检测到β波出现，会导致病人术后出现神经认知功能障碍的风险增加，无法达到通过在麻醉过程中出现的β波进行实时检测，并及时给病人调整用药，来防止病人术后发生认知功能障碍的风险的目的，同时现有的脑电波信号(EEG)监测系统在对各波形信号显示过程中均是通过采用单一的颜色进行显示，给医护人员的观察带来不便，不能实现通过采用不同波形匹配不到不同颜色进行显示，来使医护人员观察时更加明显易懂的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能化脑功能监测与预测系统，包括中央处理模块，所述中央处理模块通过输入接口模块与脑电波信号采集模块电性连接，且中央处理模块分别与脑电波分析单元和脑电波显示单元实现双向电性连接；
所述脑电波分析单元包括脑电信号接收模块、脑波数据整合模块和数据处理单元，所述数据处理单元包括数据抽取模块、β波识别模块和参数提取模块；
所述脑电信号接收模块用于接收脑电波信号采集模块采集的脑电波数据；
所述脑波数据整合模块用于对采集的脑电波数据进行整合处理；
所述脑电波显示单元包括波形识别模块、颜色分配模块、匹配显示模块和显示图像生成模块；
所述颜色分配模块用于对显示过程中使用的颜色进行分配处理；
所述匹配显示模块用于将分配处理的颜色对应匹配于识别的不同类型的脑电波波形，来进行不同颜色的显示。
优选的，所述脑电信号接收模块的输出端与脑波数据整合模块的输入端电性连接，且脑波数据整合模块的输出端与数据处理单元的输入端电性连接。
优选的，所述波形识别模块的输出端与颜色分配模块的输入端电性连接，且颜色分配模块的输出端与匹配显示模块的输入端电性连接，所述匹配显示模块的输出端与显示图像生成模块的输入端电性连接。
优选的，所述数据抽取模块的输出端与β波识别模块的输入端电性连接，且β波识别模块的输出端与参数提取模块的输入端电性连接。
优选的，所述中央处理模块与脑电波检测数据存储模块实现双向电性连接，且脑电波分析单元的输出端与脑电波检测数据存储模块的输入端电性连接。
优选的，所述中央处理模块与告警发送模块实现双向电性连接，且脑电波分析单元的输出端分别与脑电波显示单元和告警发送模块的输入端电性连接。
优选的，所述中央处理模块的输出端与加药控制模块的输入端电性连接，且告警发送模块的输出端与加药控制模块的输入端电性连接。
优选的，所述中央处理模块分别与用户交互模块和监测报告生成模块实现双向电性连接。
优选的，所述中央处理模块的输入端与电源模块的输出端电性连接，且电源模块的输出端分别与脑电信号采集模块、用户交互模块、监测报告生成模块和加药控制模块的输入端电性连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种智能化脑功能监测与预测系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该智能化脑功能监测与预测系统，通过中央处理模块通过输入接口模块与脑电波信号采集模块电性连接，且中央处理模块分别与脑电波分析单元和脑电波显示单元实现双向电性连接，脑电波分析单元包括脑电信号接收模块、脑波数据整合模块和数据处理单元，数据处理单元包括数据抽取模块、β波识别模块和参数提取模块，可针对病人脑电波中的β波进行实时检测分析，来判断病人麻醉过程中的脑功能状况，能够及时检测和判断β波，来降低病人术后出现认知功能障碍的风险，很好的达到通过在麻醉过程中针对β波进行实时检测，并及时给病人调整用药，来降低病人术后发生认知功能障碍风险的目的，从而确保了整个麻醉过程的安全性，更好地进行智能化脑功能的监测与预测，保护脑功能不受损害。
(2)、该智能化脑功能监测与预测系统，通过脑电波显示单元包括波形识别模块、颜色分配模块、匹配显示模块和显示图像生成模块，可实现通过采用不同波形匹配不到不同颜色进行显示，来使医护人员观察时更加明显易懂，很好的达到了清楚明显的显示脑波图形的目的，从而方便医护人员在麻醉管理中的智能化的脑功能安全监测与预测的工作。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理框图；
图2为本发明脑电波分析单元的结构原理框图；
图3为本发明脑电波显示单元的结构原理框图。
图中，1中央处理模块、2输入接口模块、3脑电波信号采集模块、4脑电波分析单元、41脑电信号接收模块、42脑波数据整合模块、43数据处理单元、431数据抽取模块、432β波识别模块、433参数提取模块、5脑电波显示单元、51波形识别模块、52颜色分配模块、53匹配显示模块、54显示图像生成模块、6脑电波监测数据存储模块、7告警发送模块、8加药控制模块、9用户交互模块、10监测报告生成模块、11电源模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种智能化脑功能监测与预测系统，包括中央处理模块1，中央处理模块1通过输入接口模块2与脑电波信号采集模块3电性连接，且中央处理模块1分别与脑电波分析单元4和脑电波显示单元5实现双向电性连接；
脑电波分析单元4包括脑电信号接收模块41、脑波数据整合模块42和数据处理单元43，数据处理单元43包括数据抽取模块431、β波识别模块432和参数提取模块433；
脑电信号接收模块41用于接收脑电波信号采集模块3采集的脑电波数据；
脑波数据整合模块42用于对采集的脑电波数据进行整合处理；
脑电波显示单元5包括波形识别模块51、颜色分配模块52、匹配显示模块53和显示图像生成模块54；
颜色分配模块52用于对显示过程中使用的颜色进行分配处理；
匹配显示模块53用于将分配处理的颜色对应匹配于识别的不同类型的脑电波波形，来进行不同颜色的显示。
本发明实施例中，脑电信号接收模块41的输出端与脑波数据整合模块42的输入端电性连接，且脑波数据整合模块42的输出端与数据处理单元43的输入端电性连接。
本发明实施例中，波形识别模块51的输出端与颜色分配模块52的输入端电性连接，且颜色分配模块52的输出端与匹配显示模块53的输入端电性连接，匹配显示模块53的输出端与显示图像生成模块54的输入端电性连接。
本发明实施例中，数据抽取模块431的输出端与β波识别模块432的输入端电性连接，且β波识别模块432的输出端与参数提取模块433的输入端电性连接。
本发明实施例中，中央处理模块1与脑电波监测数据存储模块6实现双向电性连接，且脑电波分析单元4的输出端与脑电波监测数据存储模块6的输入端电性连接，中央处理模块1与告警发送模块7实现双向电性连接，且脑电波分析单元4的输出端分别与脑电波显示单元5和告警发送模块7的输入端电性连接，中央处理模块1的输出端与加药控制模块8的输入端电性连接，且告警发送模块7的输出端与加药控制模块8的输入端电性连接，中央处理模块1分别与用户交互模块9和监测报告生成模块10实现双向电性连接，中央处理模块1的输入端与电源模块11的输出端电性连接，且电源模块11的输出端分别与脑电信号采集模块3、用户交互模块9、监测报告生成模块10和加药控制模块8的输入端电性连接。
使用时，脑电信息采集模块3会将采集的脑电数据通过输入接口模块2传输至中央处理模块1内，中央处理模块1再将采集的脑电数据分别发送至脑电波分析单元4、脑电波显示单元5和脑电波检测数据存储模块6内，脑电波监测数据存储模块6对采集的脑电数据进行存储，脑电波分析单元4内的脑波信号接收模块41接收到采集的脑电数据后，通过脑波数据整合模块42将不同时间节点采集的脑波数据整合成连续的脑波图像，再通过数据处理单元43内的数据抽取模块431对整合的脑波数据进行抽取处理，然后通过β波识别模块432对抽取的脑波数据进行β波进行实时识别处理，同时通过参数提取模块433进行参数提取，当识别出脑波数据中存在β波后，中央处理模块1会控制告警发送模块7发送警示信息，同时控制调整用药控制模块8对病人提前加药，确保病人的安全。
在智能化脑功能监测与预测系统工作过程中，中央处理模块1会控制脑电波显示单元5内的波形识别模块51先识别出不同种类波形的数量，再通过颜色分配模块52判断需要使用多少种类的颜色，然后通过匹配显示模块53将判断的颜色分别与识别的不同种类的波形进行匹配，之后通过显示图像生成模块54生成不同颜色显示的脑电波图像，用户可通过用户交互模块9来与整个监测系统进行交互，用户可通过用户交互模块9使中央处理模块1控制监测报告生成模块10生成监测报告，供医护人员进行综合查看和评估。
综上，本发明可针对病人脑电波中的β波(频率为13-30Hz)进行实时检测分析，来判断病人麻醉过程中的脑功能监测及预测，能够及时检测和判断在麻醉管理过程中出现的β波，来降低病人术后发生神经认知功能障碍的风险，很好的达到通过在麻醉过程中需要针对β波进行实时检测，并及时给病人调整用药，降低病人术后发生认知功能障碍风险的目的，从而确保了整个麻醉管理过程的患者脑功能监测与预测的安全性，可实现通过采用不同波形匹配不到不同颜色进行显示，来使医护人员观察时更加明显易懂，很好的达到了清楚明显的显示脑波图形的目的，从而方便医护人员的麻醉管理过程中进行智能化脑功能监测和预测的工作。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种智能化脑功能监测与预测系统，包括中央处理模块(1)，其特征在于：所述中央处理模块(1)通过输入接口模块(2)与脑电波信号采集模块(3)电性连接，且中央处理模块(1)分别与脑电波分析单元(4)和脑电波显示单元(5)实现双向电性连接；
所述脑电波分析单元(4)包括脑电信号接收模块(41)、脑波数据整合模块(42)和数据处理单元(43)，所述数据处理单元(43)包括数据抽取模块(431)、β波识别模块(432)和参数提取模块(433)；
所述脑电信号接收模块(41)用于接收脑电波信号采集模块(3)采集的脑电波数据；
所述脑波数据整合模块(42)用于对采集的脑电波数据进行整合处理；
所述脑电波显示单元(5)包括波形识别模块(51)、颜色分配模块(52)、匹配显示模块(53)和显示图像生成模块(54)；
所述颜色分配模块(52)用于对显示过程中使用的颜色进行分配处理；
所述匹配显示模块(53)用于将分配处理的颜色对应匹配于识别的不同类型的脑电波波形，来进行不同颜色的显示。
2.根据权利要求1所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述脑电信号接收模块(41)的输出端与脑波数据整合模块(42)的输入端电性连接，且脑波数据整合模块(42)的输出端与数据处理单元(43)的输入端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述波形识别模块(51)的输出端与颜色分配模块(52)的输入端电性连接，且颜色分配模块(52)的输出端与匹配显示模块(53)的输入端电性连接，所述匹配显示模块(53)的输出端与显示图像生成模块(54)的输入端电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述数据抽取模块(431)的输出端与β波识别模块(432)的输入端电性连接，且β波识别模块(432)的输出端与参数提取模块(433)的输入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述中央处理模块(1)与脑电波监测数据存储模块(6)实现双向电性连接，且脑电波分析单元(4)的输出端与脑电波监测数据存储模块(6)的输入端电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述中央处理模块(1)与告警发送模块(7)实现双向电性连接，且脑电波分析单元(4)的输出端分别与脑电波显示单元(5)和告警发送模块(7)的输入端电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述中央处理模块(1)的输出端与加药控制模块(8)的输入端电性连接，且告警发送模块(7)的输出端与加药控制模块(8)的输入端电性连接。
8.根据权利要求7所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述中央处理模块(1)分别与用户交互模块(9)和监测报告生成模块(10)实现双向电性连接。
9.根据权利要求8所述的一种智能化脑功能监测与预测系统，其特征在于：所述中央处理模块(1)的输入端与电源模块(11)的输出端电性连接，且电源模块(11)的输出端分别与脑电信号采集模块(3)、用户交互模块(9)、监测报告生成模块(10)和加药控制模块(8)的输入端电性连接。
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2023
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