手术生理监测信号实时采集系统设计及麻醉深度分析

摘要

为了能够更深入地研究临床手术，许多医疗科研机构都需要收集大量的手术记录数据，建立手术医疗案例数据库。包括心率、脑电双频指数、脑电图、心电图、呼吸频率、血氧浓度、体温、皮肤导电度等生理监测信号，它们反映了病人的主要生理活动特征。尤其是手术期间病人处于麻醉状态，生理监测信号能够反映出病人对手术的反应，可以记录和还原病人在手术期间的生理变化过程，是医生手术实施过程中的重要参照信息。目前，手术生理监测信号采集主要靠人工完成，这种方法浪费大量的人力并且效率低下。同时，市场上麻醉深度监测仪价格昂贵，麻醉深度评估算法保密，提高了手术器械成本，加重了患者医疗负担。
　　针对目前存在的这些问题，本文主要完成了以下研究工作：
　　（1）分析了现有人工生理监测信号采集方法的不足，提出了一种自动、实时的采集方案。建立一个基于WLAN的无线网络，用于信号的无线传输；设计一个基于MySQL的数据库系统，用于存储手术生理数据，用户可以通过WEB浏览器进行数据访问。
　　（2）在实际的医院环境下，利用Wifi Analyzer软件测试WLAN网络的信号覆盖范围及强度，利用 IPerf测试 WLAN数据传输速率。通过对比医院麻醉医师记录数据，测试系统数据采集的准确性。测试结果表明，WLAN信号覆盖范围较广，信号强度较强，数据传输速度较快，采集准确率较高，各指标都达到了应用需求。
　　（3）对生理监测信号实时采集系统中获取的数据，进行麻醉深度分析。提出一种基于排列组合熵的麻醉深度评估算法，该算法抗噪声能力强，时间复杂度低，运算速度快。利用该算法对20例手术生理数据进行麻醉评估，并将评估结果与BIS、专家评估清醒度分别进行对比，证实了算法有效性和优势。
　　本文设计的实时手术生理监测信号采集系统，可完成数据的记录、传输、存储、管理等功能。同时，提出的麻醉深度评估算法，对采集到的手术生理监测数据进行了麻醉深度评估，结果有效地反映病人的麻醉状态。

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第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究的背景、目的与意义

1.3 相关领域国内外研究现状

1.4 论文主要研究工作及结构安排

第2章 手术生理监测信号实时采集系统设计

2.1生理信号监测与分析方法

2.2 实时信号采集系统网络的硬件设计

2.4实时信号采集系统软件设计

2.4本章小结

第3章 生理信号实时采集系统性能测试

3.1无线网络系统的性能测试

3.2 数据采集系统的验证和分析

3.3 数据库的访问测试

3.4本章小结

第4章 基于生理监测数据的麻醉深度分析

4.1 数据来源

4.2 EOG噪声对算法影响的仿真研究

4. 3基于排列组合熵的麻醉深度评估

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1论文工作总结

5.2下一步工作展望

致谢

参考文献