本发明涉及提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的方法和装置。
术后谵妄(POD)是种常见的术后并发症，多见于老年人群，其会导致住院时间延长、认知能力丧失、手术后生活质量下降以及手术后长达一年的死亡率增大。通过评价风险轮廓(高龄、术前认知能力下降等)来预测哪些患者发展出POD的风险较大。但风险轮廓的创建并不具体，并且不与各患者的实际的个人风险相适应。
上世纪初首次提出借助脑电图(EEG)中的表面电极来导出脑电波。早期对EEG振荡进行视觉评价，其中重点是对癫痫可能性、睡眠阶段划分和昏迷深度判断以及脑死亡检测进行评估。通过引入基于计算机的脑电图分析软件，诊断的评价和阐释力得到大幅改进。利用EEG数据进行麻醉控制是常见措施。
在脑电图中，不同的EEG频带之间存在区别。在本专利申请中，将以下定义应用于EEG频带：直流EEG：<0.5Hz；sub-delta频段：0.5-1.5Hz；delta频段：1.5至4Hz；theta频段：4至<8Hz；alpha频段：8至12Hz；beta频段：>12至35Hz；gamma频段：>35Hz。
此外，已知通过测定所谓的alpha峰值频率(aFP)来表征各alpha频率。峰值频率指的是alpha频段中具有最大功率的频率，在EEG信号的功率谱中也就是指某个频率，在此频率下，alpha频段中的功率或振幅平方最大。Gu Y、Chen J、Lu Y、Pan S.在2016年的ClinEEG Neurosci的第47卷第2期的《Integrative Frequency power of EEG correlateswith progression of mild cognitive impairment to dementia in Parkinson'sdisease》第113-117页报告提出，alpha峰值频率与认知能力有关。
F.M.Radtke、M.Franck、J.Lendner、S.Krüger、K.D.Wernecke、C.D.Spies在2013年6月1日的BJA：British Journal of Anaesthesia的第110卷增刊的《Monitoring depth ofanaesthesia in a randomized trial decreases the rate of postoperativedelirium but not postoperative cognitive dysfunction》的第i98-i105页描述过，通过EEG支持的麻醉深度的神经监测可以显著降低术后谵妄的频率。其中，借助EEG评价来测量麻醉深度，以便更精确地实施麻醉，从而降低术后谵妄频率。
本发明的目的是提供方法和设备，所述方法和设备提供使得医生或麻醉师能够更好地评估术后谵妄出现概率的信息。
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的方法、一种具有权利要求11的特征的方法、一种具有权利要求20的特征的方法、一种具有权利要求26的特征的装置、一种具有权利要求35的特征的装置，以及一种具有权利要求44的特征的装置。本发明的技术方案参阅从属权利要求。
有鉴于此，本发明在第一发明方面中提供一种方法，所述方法提供表明术后谵妄出现概率增大的参数。根据所述方法，在患者的头部检测至少一个EEG信号。对EEG信号的术中alpha峰值频率进行测定，其中EEG信号的功率谱中的alpha峰值频率为alpha频段中功率最大的频率。此外，对测得的术中alpha峰值频率是否显著(即以定义的方式)低于alpha峰值频率的预设参考值进行检查。正如下文还将阐述的那样，参考值例如指未发展出术后谵妄的参考患者组群的平均alpha峰值频率。
在术中alpha峰值频率显著低于预设参考值的情形下，提供相应的信息作为参数，其中该参数显示出术后谵妄出现的概率增大。医生可以结合其他参数一起使用该参数，来决定是否对患者进行早期治疗。
需要指出的是，检查术中alpha峰值频率是否显著低于alpha峰值频率的预设参考值的步骤包括在预设参考值和术中alpha峰值频率之间求差。如果这个差满足某些标准，例如大于某个预设值，那么术中alpha峰值频率就“显著”低于预设参考值。还需要指出的是，显示出术后谵妄出现概率增大的参数同样显示出术中alpha峰值频率显著低于预设参考值。
还需要指出的是，根据本发明的实施方案，对测得的术中alpha峰值频率是否显著低于预设参考值的检查可以通过机器学习来实施，其中人工系统从显著较低的术中alpha峰值频率的示例学习，并且可以在学习阶段结束后将这些示例概括化，其中可以识别出学习数据中的模型和规律性。
本发明基于以下出人意料的认识：可以用术中测得的alpha峰值频率或其与参考值的偏差提供某个参数，该参数可以用来预测或至少更好地评估术后谵妄的发展。这样就能进行早期治疗干预，从而防止或减少患有术后谵妄的患者中出现的部分严重的后续并发症。
在此涉及的是可以简单地在临床日常工作中实施的基于仪器的检查，这样就能通过本发明大幅提高诊断可靠性。根据本发明，已经可以在术中发出警报，从而引入辅助性的治疗措施。同样可以在恢复室和其他护理站中对患者进行相应的治疗，或者可以对进一步的曲线进行仔细监控。
根据本发明的一种技术方案，所述预设参考值通过取测得的多个未发展出术后谵妄的患者的术中alpha峰值频率的平均值而测得。其中，可以根据患者所处的年龄段来预设参考值。因此，例如针对第一年龄段(例如65-70岁)测定出第一参考值，具体方式是，取这个第一年龄段的多个患者处测得的术中alpha峰值频率的平均值。例如针对第二年龄段(例如70-80岁)测定出第二参考值，具体方式是，取这个第二年龄段的多个患者处测得的术中alpha峰值频率的平均值。通过根据某个特定的年龄段选择参考值来提高正确预测术后谵妄出现的概率。但需要指出的是，根据年龄段的参考值测定仅为本发明的一个实施例。
在其他技术方案中，可以通过考虑测得的多个未发展出术后谵妄的患者的术中alpha峰值频率，以及额外地考虑测得的多个发展出术后谵妄的患者的术中alpha峰值频率，来测定预设参考值。这样就能在测定参考值时考虑到发展出术后谵妄的患者与未发展出术后谵妄的患者间的alpha峰值频率的典型频率间隔。
根据本发明的另一技术方案，在患者处于稳定麻醉的时间点测定所述术中alpha峰值频率。例如在插管或失去知觉开始15分钟后测量术中alpha峰值频率。但这些值仅作为示例。
可以在某个定义的术中时窗范围内多次测量患者的术中alpha峰值频率并取平均值。
如上所述，根据本发明的方法，对术中alpha峰值频率是否显著低于alpha峰值频率的预设参考值进行检查，并且针对这个情形输出相应的信息作为参数。例如在预设参考值与术中alpha峰值频率之间的差超过与参考值的按百分比计算的定义偏差或者术中alpha峰值频率与参考值之间的定义的绝对差的情况下，存在alpha峰值频率显著较低的情形。在第一种情形下，例如检查术中alpha峰值频率是否与参考值偏离至少X％，例如至少10％。在第二种情形下，检查术中alpha峰值频率与参考值的频率差是否超过预定义的值，例如1赫兹。
根据本发明，优选记录额叶的EEG信号，也就是实施额叶导出，其中在布置在患者前额上的不同位置的至少两个电极上测量EEG信号。可以记录多个额叶EEG信号，取其平均值来测定alpha峰值频率。在通常使用的10-20系统中，由定位在位置F7、F8、Fp1、Fp2和Fpz上的电极导出信号。
可以实施双极导出(两个活性电极的差)或单极导出(多个活性电极相对于共用参考的差)。
根据另一技术方案，在EEG信号被带通滤波器滤波后，在这个EEG信号上测定术中alpha峰值频率。带通滤波器例如如此地构建，使其仅能被频率范围为0.5-40Hz的信号通过。
根据另一技术方案，在测定EEG信号的术中alpha峰值频率时，测定在alpha频段和theta频段中在EEG信号功率谱中功率最大的频率。术中的alpha峰值激活通常在alpha频段中进行。但在手术后发展出术后谵妄的患者(POD患者)中，频率的峰值同样处于上theta频段，其中theta频段在4至8Hz之间延伸。在本发明的范围内，频率的这种处于上theta频段的峰值同样被称为alpha峰值。
本发明在第二发明方面中提供一种方法，所述方法提供表明术后谵妄出现概率增大的另一参数。根据所述方法，在患者的头部检测至少一个EEG信号。测定EEG信号的alpha频段的功率，其中alpha频段的功率在EEG信号的功率谱中被定义为alpha频段中所有频率范围内的功率的积分。也就是测定alpha频段中所有频率范围内的EEG信号的功率。
在使用麻醉诱发药物前的术前时间点测定alpha频段的第一功率，在麻醉诱发的失去知觉开始后的术中时间点测定alpha频段的第二功率。随后，对alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大是否小于预定义的幅度进行检查。针对这个情形，提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现概率增大的参数。
所述第二发明方面主要基于以下基本事实：在麻醉期间，alpha频段的功率增大。这一点主要与额叶区域内的GABA神经元的术中激活导致alpha激活有关。本发明现揭示以下出人意料的关联：发展出术后谵妄的患者的alpha频段的功率在麻醉下的增大幅度小于未发展出术后谵妄的患者。换言之，在发展出术后谵妄的患者中，alpha频段功率从第一功率(术前)到第二功率(术中)的增大小于预定义的幅度(在极端情况下同样包括，alpha频段功率从术前到术中甚至会下降)。
还需要指出的是，根据本发明的实施方案，对alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大是否小于预定义的幅度的检查可以通过机器学习来实施，其中人工系统从alpha频段功率的有所减小的增大幅度的示例学习，并且可以在学习阶段结束后将这些示例概括化，其中可以识别出学习数据中的模型和规律性。
对所述第二发明方面而言，由于其为可以简单地在临床日常工作中实施的基于仪器的检查，因此，可以大幅提高诊断可靠性。已经可以在术中发出警报，从而引入辅助性的治疗措施。同样可以在恢复室和其他护理站中对患者进行相应的治疗，或者可以对进一步的曲线进行仔细监控。
所述第二发明方面可以与所述第一发明方面无关地实现，或与其组合实现。
根据第二发明方面的一种技术方案，alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大必须低于某个预定义幅度从而提供信息，通过以下方式测定所述预定义幅度：
-针对多个未发展出术后谵妄的患者，将alpha频段的平均第一功率与alpha频段的平均第二功率进行对比，其中形成第一参考值，
-针对多个发展出术后谵妄的患者，将alpha频段的平均第一功率与alpha频段的平均第二功率进行对比，其中形成第二参考值，
-基于第一参考值与第二参考值之间的差或比例形成预定义幅度。
因此，基于参考值对所观察患者的术前与术中alpha频段功率差实施评价，看是否存在术后谵妄出现概率增大的条件，在该参考值基础上形成相关的“预定义幅度”。在未发展出术后谵妄以及发展出术后谵妄的患者处测定参考值。
为了形成第一和第二参考值，例如可以通过求这些值的差或商来将alpha频段的平均第一功率与alpha频段的平均第二功率进行对比。
根据一种技术方案，由第一参考值与第二参考值的差加上按百分比计算的或绝对公差值来形成所述预定义幅度。按百分比计算的公差值例如可以相当于标准偏差。
根据另一技术方案，根据患者所处的年龄段来测定所述预定义幅度。例如针对两个组群测定针对第一年龄段(例如65-70岁)的参考值以及测定针对第二年龄段(例如70-80岁)的参考值。将所在年龄段的参考值用于所观察的患者，从而提高正确预测术后谵妄出现的概率。
根据另一技术方案，以dB测定alpha频段的第一功率、alpha频段的第二功率以及alpha频段从第一功率到第二功率的增大，以及，alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大必须低于某个幅度从而提供和检查信息，该幅度同样以dB给出。功率的相应dB值由现代的EEG麻醉监测器直接输出，因而可以以简单的方式获得。
根据一个实施例，alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大必须小于15dB，特别是小于12dB，从而提供信息或产生参数。
同样地，对所述第二发明方面而言，根据一种技术方案，在EEG信号被带通滤波器滤波后，在这个信号上测定alpha频段的功率。优选在患者的头部检测至少一个额叶EEG信号，其中可以检测患者的多个额叶EEG信号，取其平均值来测定alpha频段的功率。例如在定位在10-20系统中的位置F7、F8、Fp1、Fp2和Fpz上的电极上导出信号。
本发明在第三发明方面中提供一种方法，所述方法提供表明术后谵妄出现概率增大的另一参数。根据所述方法，在患者的头部检测至少一个EEG信号，其中仅对小于0.5Hz的EEG信号频率范围进行检测或观察。这个频率范围内的信号也被称为“直流EEG”或“DC-EEG”，因为信号的变化非常缓慢。根据一种技术方案，对频率小于0.5Hz的所有信号进行检测。在一种替代技术方案中，可以进一步限制所观察的频率范围，例如限制在频率小于0.1Hz的信号。
根据所述第三发明方面的方法，对EEG信号的当前时窗中的EEG信号的平均振幅进行测定。所观察的时窗在从当前时间起跨越定义的时间跨度的时间段内观察EEG信号，例如两分钟或一分钟的时间段范围内或者最后30秒、20秒、10秒或2秒范围内的EEG信号。就此而言，该方案涉及的是随时间变化的时窗或在某个时间范围内的振幅测量的测定。平均振幅的测定可以连续进行或以特定的间隔进行。
在使用麻醉诱发药物前的术前时间点与在麻醉诱发的失去知觉开始后的术中时间点之间测定EEG信号的平均振幅的曲线。其中，特别是在麻醉诱发的失去知觉开始时测定EEG信号的平均振幅。例如可以通过角膜反射来在麻醉中精确检测到失去知觉的开始(“loss of consciousness”-LOC)
此外，检查EEG信号的平均振幅在麻醉诱发的失去知觉开始时的增大是否超过预定义的幅度。针对这个情形，提供或输出相应的信息作为显示出术后谵妄出现概率增大的参数。
随后，也就是在麻醉诱发的失去知觉开始后，平均振幅进一步下降，使得EEG信号的平均振幅在麻醉诱发的失去知觉开始时具有峰值，且相应地易于通过测量技术被检测到。
所述第三发明方面基于以下出人意料的认识：在失去知觉开始的时间点上“直流”EEG信号(也就是频率小于0.5Hz的EEG信号的信号分量)的平均振幅显著增大的患者发展出术后谵妄的概率显著较大。而在未发展出术后谵妄的患者中，“直流”EEG信号的平均振幅在失去知觉开始的时间点上并未增大或并未显著增大。
所述第三发明方面可以与所述第一和第二发明方面无关地实现，或与其中的一个或两个组合实现。
为了检测“直流”EEG信号，EEG信号可以通过截止频率为0.5Hz的低通滤波器。
根据所述第三发明方面的一种技术方案，EEG信号的平均振幅在麻醉诱发的失去知觉开始时的增大必须高于某个预定义幅度从而提供信息，通过以下方式测定所述预定义幅度：针对多个未发展出术后谵妄的患者，测定麻醉诱发的失去知觉开始时的EEG信号的平均振幅，其中形成第一参考值。此外，针对多个发展出术后谵妄的患者，测定麻醉诱发的失去知觉开始时的EEG信号的平均振幅，其中形成第二参考值。基于第一参考值与第二参考值之间的差或比例形成预定义幅度。例如，第二参考值必须至少以系数3，特别是至少以系数5，特别是至少以系数10大于第一参考值，从而超过预定义的幅度。
其中，可以由第一参考值与第二参考值的差减去按百分比计算的或绝对公差值来形成所述预定义幅度。此外，可以根据患者所处的年龄段来测定所述预定义幅度。
在所述第三发明方面中，根据一个实施方案，在定位在10-20系统中的位置Cz(即中心)上的电极上以及在例如耳朵上的参考电极上导出EEG信号。为了实施这个中心EEG导出，通过实验检测出最佳信号。但替代地，同样可以例如再通过定位在位置F7、F8、Fp1、Fp2和Fpz上的电极在额叶实施导出。
本发明的方法特别是通过计算机程序自动实施。在计算机上运行计算机程序时，所述计算机程序例如含有用于实施根据权利要求1所述的方法的程序编码，和/或用于实施根据权利要求11所述的方法的程序编码，和/或用于实施根据权利要求20所述的方法的程序编码。
本发明在另一发明方面中涉及一种提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的装置，其中所述装置具有：
-用于在患者的头部检测至少一个EEG信号的构件，
-用于测定EEG信号的术中alpha峰值频率的构件，其中EEG信号的功率谱中的alpha峰值频率为alpha频段中功率最大的频率，
-用于检查测得的术中alpha峰值频率是否显著低于alpha峰值频率的预设参考值的构件，
-用于提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现概率增大的参数的构件。
本发明在另一发明方面中涉及一种提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的装置，其中所述装置具有：
-用于在患者的头部检测至少一个EEG信号的构件，
-用于测定EEG信号的alpha频段的功率的构件，其中alpha频段的功率在EEG信号的功率谱中被定义为alpha频段中所有频率范围内的功率的积分，
-其中在使用麻醉诱发药物前的术前时间点测定alpha频段的第一功率，在麻醉诱发的失去知觉开始后的术中时间点测定alpha频段的第二功率，
-用于检查alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大是否小于预定义的幅度的构件，
-用于提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现概率增大的参数的构件。
本发明在另一发明方面中涉及一种提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的装置，其中所述装置具有：
-被设置和配置成用于在患者的头部检测至少一个EEG信号的构件，其中仅对小于0.5Hz的EEG信号频率范围进行检测或观察，
-被设置和配置成用于在EEG信号的当前时窗中测定的EEG信号的平均振幅的构件，
-被设置和配置成用于在使用麻醉诱发药物前的术前时间点与在麻醉诱发的失去知觉开始后的术中时间点之间测定EEG信号的平均振幅的曲线的构件，
-其中在麻醉诱发的失去知觉开始时测定EEG信号的平均振幅，
-被设置和配置成用于检查EEG信号的平均振幅在麻醉诱发的失去知觉开始时的增大是否超过预定义的幅度的构件，以及
-被设置和配置成用于针对这个情形，提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现概率增大的参数的构件。
上述构件可以通过微处理器结合微处理器所运行的程序编码实现。例如可以将上述参数显示在监测器上。
此外，所述装置被构建和配置成用于实施权利要求2-10、11-18和20-25中给出的方法步骤并且具有相应的构件。
本发明在另一发明方面中涉及一种EEG麻醉监测器，其具有根据权利要求26所述的装置和/或具有根据权利要求35所述的装置和/或具有根据权利要求44所述的装置。因此，本发明的装置集成在EEG麻醉监测器中，其中所述EEG麻醉监测器被设置和构建为对EEG数据进行实时分析。
下面参照附图结合多个实施例对本发明进行详细说明。其中：
图1示例性地示出清醒状态下和麻醉诱发的失去知觉后的作为时间相关信号以及在功率谱中的EEG信号；
图2示例性地示出功率谱中未发展出术后谵妄(nonPOD)的患者组群以及发展出术后谵妄(POD)的患者组群的术中alpha峰值频率；
图3示例性地示出以dB测量的术前与术中的alpha频段的功率之间的差，其中既针对未发展出术后谵妄(nonPOD)的患者组群，又针对发展出术后谵妄(POD)的患者组群测量alpha频段的功率；
图4示出提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的第一方法；
图5示出提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的第二方法；
图6示例性地示出诱导麻醉前的时间点(1)、开始失去知觉的时间点(2)和开始失去知觉后的时间点(3)的直流EEG信号的平均振幅，其中发展出术后谵妄(POD)的患者组群的平均振幅在开始失去知觉的时间点显著增大；
图7示出提供表明术后谵妄出现概率增大的参数的第三方法；
图8示例性地示出用于实施图4和/或5和/或7的方法的装置；以及
图9示出10-20系统中用于EEG电极的定位点。
本发明包括三个发明方案，其中一个发明方案观察的是对患者的术中alpha峰值频率的测定，第二发明方案观察的是对患者的术前和术中的alpha频段的功率之间的差的测定，第三发明方案观察的是对麻醉诱发的失去知觉开始时的“直流”EEG信号的平均振幅和其曲线的测定。
结合图1和2对第一发明方案中首次发现的关联进行说明，该关联已被研究证明。结合图1和3对第二发明方案中首次发现的关联进行说明，该关联已被研究证明。结合图6对第三发明方案中首次发现的关联进行说明，该关联已被研究证明。
为了说明发明背景，图1在上方视图中示出清醒状态下的患者中所出现的EEG信号(“基线”)。该信号既作为时间信号(左)示出，又作为频谱分析后的功率谱(右)示出。在功率谱中，作出功率(振幅平方)μV
图1的下方视图(“麻醉”)示出麻醉下的EEG信号。可以看出，频谱相对于清醒患者的值整体上朝左移动。具体而言，在麻醉下，delta、theta和alpha频段的频率增大，而beta和gamma波下降。其中Purdon PL、Pierce ET、Mukamel EA、Prerau MJ、Walsh JL、Wong KFK、Salazar-Gomez AF、Harrell PG、SampsonAL、Cimenser A、Ching S、Kopell NJ、Tavares-SToeckel C、Habeeb K、Merhar R、Brown E.在2013年的PNAS的第110卷第12期的《Electroencephalogram signatures of loss and recovery of consciousness frompropofol》的E1142-1151指出，在GABA激活的麻醉剂诱发深度失去知觉情况下，主要会导致特性额叶alpha频段激活。
图2在绘示有功率dB与频率的关系曲线的功率谱中示出未发展出术后谵妄的患者组群以及发展出术后谵妄的患者组群的术中alpha峰值频率。其中，alpha峰值频率被定义为alpha频段中功率最大的频率。替代地，还可以观察theta频段或theta频段的上部(6与8Hz之间)，也就是说，alpha峰值频率被定义为alpha频段和theta频段(或theta频段的上区域)中功率最大的频率。
在一项前瞻性的观察研究示出如下关联：手术后未发展出术后谵妄(non-POD)的患者中的术中alpha峰值频率高于手术后发展出术后谵妄(POD)的患者。因此，图中nonPOD患者的alpha峰值频率α
该研究在年龄匹配的患者组群中实施，包括11个POD患者和11个non-POD患者。这样就能看出，POD患者中的术中alpha峰值频率显著低于non-POD患者。
图3以曲线图示出针对nonPOD的患者组群和POD的患者组群的以dB测量的术前与术中的alpha频段的功率之间的差。在一项前瞻性的观察研究示出如下关联：在POD患者中，alpha频段的功率从术前到术中的增幅小于non-POD患者。如图3所示，在non-POD患者中，从术中到术前的差Δ的平均值为约21dB。在POD患者中，这个平均值为约10dB且显著较低。non-POD患者的标准偏差为约13dB。POD患者的标准偏差为约11.5dB。该标准偏差同样在图3中示出。
该研究在包括年龄超过65岁的19个POD患者和35个non-POD患者的患者组群中实施，其中用应用最广泛的麻醉剂之一的异丙酚实施麻醉诱导。这样就能看出，在POD患者中，alpha频段中从术前到术中的EEG信号的功率增幅显著减小，相应地，在POD患者中，alpha频段中从术中到术前的功率差显著较小。
图2和3中的测量以如下方式实施：
a)EEG导出：
用基于EEG的脑功能监测器(加利福尼亚州尔湾市Masimo公司的“SEDLine监测器”)从麻醉开始到麻醉结束记录下连续的术中EEG。将表面EEG粘合电极(Masimo公司的4248RD SEDLine传感器，单人使用，非无菌)安装在对应于10/20系统的位置F7、F8、FP1和FP2上，具有Fpz作为接地电极和Fpz上方约1cm处的参照物，参阅图8。为此，对患者的前额和太阳穴进行彻底消毒并清除皮肤油脂。各电极的阻抗均小于5kΩ，扫描频率为250Hz。
在将粘合电极与基于EEG的脑功能监测器连接在一起后，开始导出和记录连续的4通道EEG。此时患者仍保持清醒，使得第一值对应于基线活动的导出。为了测定EEG导出期间的明确时间点，在EEG记录期间在EEG中手动放置“事件标记”。事件标记：“基线”＝使用麻醉剂前的清醒患者，“开始麻醉”＝开始使用麻醉剂，“失去知觉”＝缺少眼睑反射，“ITN”＝为患者插管，“OP”＝ITN 15-30分钟后的术中稳定阶段。所有患者均接受静脉注射药物异丙酚以进行麻醉诱导，借助静脉注射异丙酚或借助吸入麻醉剂地氟烷或七氟烷来进行维持。将所记录的EEG数据从SEDLine监控器输出。
b)EEG评价：
原始EEG数据配设有0.5-40Hz的带通滤波器(脑视觉分析器软件)。随后，实施视觉EEG数据分析，其中在时间点“基线”和“OP”上选择10秒的无伪影EEG时窗。EEG数据被分割成“基线”和“术中”EEG。其他数据分析借助Matlab(美国马萨诸塞州纳提克的The MathWorks，Inc.)的Chronux工具箱(Bookil等，2010)实施。借助Multitaper法以2秒的时窗、1.9秒的重叠、时间带宽积TW＝3、taper数k＝5以及2W＝3Hz的光谱分辨率计算出所有频带(慢和快delta、theta、alpha、beta)范围内的功率谱。该计算借助计算机控制的数字EEG信号处理实施。其基础为借助快速傅立叶转换实施的原始EEG频谱分析，可以通过快速傅立叶转换计算出当前待分析的时窗的功率分量。
随后将数据转换为分贝刻度[Power(dB)＝10log10(Power(μV))]。为了更好地映射额叶EEG功率，计算出汇集的额叶电极，电极Fp1、Fp2、F7和F8的信号以同样的权重汇入该额叶电极。
根据所测定的频谱测定图2所示alpha频段(8-12Hz)(aPF)中的峰值频率(Hz)。此外，计算出图3所示术中与术前的alpha频段中的信号功率差(OP alpha频段功率与基线alpha频段功率的差)。
c)谵妄筛查：
手术后，从被恢复室接收开始，定期进行谵妄评分统计。根据DSM V(Diagnosticand Statistical Manual of Mental Disorders，精神障碍诊断与统计手册)的标准来定义术后谵妄。停留在恢复室期间，定期统计护理检测分数(NuDESC)。将停留在恢复室期间的某个时间点的NuDESC分数≥2的所有患者鉴定为术后谵妄患者(POD组)，将NuDESC分数≤1的患者鉴定为无术后谵妄的患者(NonPOD组)。
d)统计评价：
alpha峰值频率以及OP alpha频段功率与基线alpha频段功率的差的统计计算用24版的SPSS(Copyright SPSS，Inc.，美国伊利诺伊州芝加哥市，60606)借助曼-惠特尼U检验和克鲁斯卡尔-沃利斯检验来实施。
根据本发明，对所测得的关联进行电子的或基于计算机的评价，并将其用于测定患者的从术前到术中的alpha频段中的EEG信号功率的增幅或术中alpha峰值频率。其中，附属程序可以作为软件工具集成在基于EEG的脑功能监测器或脑电图中。
图4示出测定表明术后谵妄出现概率增大的参数的第一方法。在步骤401中，对患者的至少一个额叶EEG信号进行检测。例如通过对应于10/20系统的位置F7、F8、FP1和FP2上的电极，以Fpz为参考电极记录四个EEG信号，并且将这些信号平均。另一接地电极略高于Fpz。
随后，在步骤402中，测定EEG信号的术中alpha峰值频率。这一点在患者处于稳定麻醉的时间点，例如失去知觉开始约15-30min后实施。下一步，对测得的术中alpha峰值频率是否显著低于alpha峰值频率的预设参考值进行检查。其中，事先通过取测得的多个未发展出术后谵妄的患者的术中alpha峰值频率的平均值来测定出该预设参考值。其中，该预设参考值与患者的年龄段相匹配。在此情形下，在预设参考值与测得的术中alpha峰值频率之间的差超过与参考值的按百分比计算的定义偏差或者术中alpha峰值频率与参考值之间的定义的绝对差的情况下，当前测得的术中alpha峰值频率例如显著低于预设参考值。根据图2的值，参考值为10.1赫兹，且在测得的alpha峰值频率的值低于9.5赫兹的情况下，认为存在显著偏差。
针对这个情形，在步骤404中，提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现概率增大的参数。
图5示出测定表明术后谵妄出现概率增大的参数的第二方法。在步骤501中，重新对患者的至少一个额叶EEG信号进行检测。例如通过对应于10/20系统的位置F7、F8、FP1和FP2上的电极，以Fpz为参考电极记录四个EEG信号，并且将这些信号平均。
随后，在步骤502中，测定EEG信号的alpha频段的功率，其中alpha频段的功率在EEG信号的功率谱中被定义为alpha频段中所有频率范围内的功率的积分。因此，在步骤503中，在使用麻醉诱发药物前的术前时间点测定alpha频段的第一功率，在麻醉诱发的失去知觉开始后的术中时间点测定alpha频段的第二功率。
随后，对alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大是否小于预定义的幅度进行检查。该预定义的幅度例如根据POD患者和nonPOD患者处测得的参考值确定。该预定义的幅度例如可以为某个dB值，该值为alpha频段功率从术前到术中可以增大的最大值，因而存在显著性。根据图3的值，该预定义的幅度例如为15dB，也就是说，如果alpha频段的功率从术前到术中增大15dB以下，则认为存在显著性。在此情形下，在步骤505中，提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现的参数。
图6示出第三发明方案的测量值，该发明方案观察的是对“直流”EEG信号的平均振幅和其在麻醉诱发的失去知觉开始时的曲线的测定。就此而言，首先需要指出，市售的基于EEG的脑功能监测器具有高通滤波器，其可以滤除小于0.5Hz的信号频率范围。与其不同的是，第三实施方案观察的是小于0.5Hz的频率范围，其也被称为“直流”EEG或DC-EEG。为此，测得的信号例如可以通过极限频率为0.5Hz的低通滤波器。
连续地对测得的DC-EEG信号的振幅进行评价，其中在当前同步的时窗中计算出该振幅的平均值。需要将这个幅度平均值与用来测量振幅的信号的平均值区分开。例如在相同的时窗中或在一个更长的时窗中或在整个测量时间范围内测定信号的平均值，或者通过基于EEG的脑功能监测器来确定。
图6示出在三个时间点1、2、3上对平均振幅进行的测量，其中时间点1为使用麻醉诱发药物前的术前时间点，时间点2表示麻醉诱发的失去知觉的开始，时间点3为麻醉诱发的失去知觉开始后的时间点。在y轴上绘示有平均振幅，其在10-20系统中的点Cz处被导出(参见图9)，因而被称为“Cz位移”，其中这一点仅作为示例。
图6还对POD患者和nonPOD患者进行进一步区分。
在时间点1上，POD患者以及nonPOD患者的DC-EEG信号的平均振幅均相对较小。下面给出时间点1上包括N＝7的POD患者和N＝9的nonPOD患者的患者组群的组群统计数据。
组群统计数据
在时间点2上，也就是麻醉诱发的失去知觉开始时，POD患者的平均振幅显著增大，而nonPOD患者的平均振幅仅小幅增大。下面给出时间点2上包括N＝7的POD患者和N＝7的nonPOD患者的患者组群的组群统计数据。
组群统计数据
POD患者从时间点1到时间点2的平均振幅增大的显着性为0.003(克鲁斯卡尔-沃利斯检验)，也就是存在明显的显著性。
在时间点3上，也就是在麻醉诱发的失去知觉开始后的时间点上，POD患者和nonPOD患者的平均振幅重新下降。因此，曲线的峰值仅存在于POD患者处。下面给出时间点3上包括N＝7的POD患者和N＝10的nonPOD患者的患者组群的组群统计数据。
组群统计数据
在测量中，如前所述地对DC-EEG信号进行测量。以电极位置Cz实施导出(参阅图9)。但在整个皮质上均出现相同的动态，这样也能实施额叶或高额叶(hoch frontale)导出。
图7示例性地示出测定表明术后谵妄出现概率增大的参数的相应方法。在步骤701中，在患者的头部检测至少一个EEG信号，其中仅观察小于0.5Hz的EEG信号频率范围，也就是直流EEG信号或DC-EEG信号。例如通过位置Cz上的电极或例如耳朵上的参考电极来实施导出。
在步骤702中，连续地对EEG信号的当前时窗中的EEG信号的平均振幅进行测定。对平均振幅进行的这个连续测定使得能够在步骤703中在术前与术中时间点之间测定EEG信号的平均振幅的曲线。其中，在步骤704中，在麻醉诱发的失去知觉开始时测定EEG信号的平均振幅。
在步骤705中，检查EEG信号的平均振幅在麻醉诱发的失去知觉开始时是否增大，如果是，检查该增大是否超过预定义的幅度。其中，例如通过两个参考值来测定该预定义的幅度，其中第一参考值给出多个nonPOD患者在麻醉诱发的失去知觉开始时的EEG信号的平均振幅，第二参考值给出多个POD患者在麻醉诱发的失去知觉开始时的EEG信号的平均振幅。事先在POD患者组群以及nonPOD患者组群中测得这些参考值。
例如在第二参考值以某个系数，例如以系数3大于第一参考值的情况下，则超过预定义的幅度。
在此情形下，在步骤706中，提供相应的信息作为显示出术后谵妄出现的参数。随后，在步骤707中，医生或麻醉师对这些信息加以利用。医生或麻醉师例如可以利用这些信息来根据患者的其他参数实施较浅的麻醉，以及/或者在麻醉后立即引入辅助性的治疗措施来抑制术后谵妄的发展。
为了实施图4、5和7所示方法，可以使用基于EEG的脑功能监测器或共同地使用计算机。其中，通过在处理器中运行的程序编码，实施测定术中alpha峰值频率并且与参考值对比的方法步骤(图3)，或者测定EEG信号的alpha频段功率并且检查alpha频段功率从第一功率到第二功率的增大是否小于预定义的幅度的方法步骤，或者测定“直流”EEG信号的平均振幅的曲线并且对该曲线进行评价的方法步骤。程序编码存储在处理器的存储器中并且在运行前被载入该处理器。运行程序编码的处理器可以为EEG监测器的主处理器，也可以为单独的处理器。
图7示例性地示出这种基于EEG的脑功能监测器1的可能的实施方案。EEG监测器1包括微处理器2、存储器3、控制装置4、输出单元5和用于连接EEG电缆的接口7。
可以通过接口7用EEG电极61、62将EEG电缆连接EEG监测器1。示例性示出两个接收EEG信号的EEG电缆，其中可以设有其他用于接收多通道EEG信号的EEG电缆。
将EEG信号输往微处理器2。在存储器3中存储有程序编码，或者可以将程序编码载入存储器3，当在微处理器2中运行该程序代码时，该程序代码实施就图4和/或就图5和/或就图7而言所说明的方法。可以通过控制装置4控制流程，且这个控制装置适于接收相应的输入错误。控制装置4可以含有EEG监测器1的主处理器或类似的处理器。替代地，微处理器2的功能可以由控制装置4承担。可以通过控制装置4和/或其他未示出的模块来实现EEG监测器1的其他功能。
因此，微处理器2在运行载入的程序编码时对术中alpha峰值频率进行测定、将这个频率与参考值进行对比，并且测定所测得的术中alpha峰值频率是否显著低于alpha峰值频率的预设参考值。将相应的信息传输至输出单元5并在这个输出单元上输出。这一点例如可以通过监测器51和/或声学单元52实施。
作为替代或补充方案，微处理器2在运行载入的程序编码时如图5所示地对alpha频段的功率进行评价。其中，对alpha频段功率从术前功率到术中功率的增大是否小于预定义的幅度进行检查。将相应的信息传输至输出单元5并在这个输出单元上输出。这一点可以通过监测器51和/或声学单元52实施。
作为替代或补充方案，微处理器2在运行载入的程序编码时如图7所示地对“直流”EEG信号的平均振幅的曲线进行评价。其中，检查EEG信号的平均振幅在麻醉诱发的失去知觉开始时的增大是否超过预定义的幅度。将相应的信息传输至输出单元5并在这个输出单元上输出。这一点可以通过监测器51和/或声学单元52实施。
当然，本发明不限于上述实施例，在不偏离本文所描述的方案的情况下，可以进行不同的修改和改进。任意特征，只要不相互排斥，均可以单独使用或与其他任意特征组合使用，且本公开案扩展至并且包括本文所描述的一或多个特征的所有组合和子组合。一旦定义了范围，那么其包括这些范围内的所有值以及落入一个范围内的所有子范围。
机译： 用于提供参数的方法和设备，其表示术后谵妄的较高可能性
机译： 用于提供参数的方法和设备，其表示术后谵妄的较高可能性
机译： 提供指示术后del妄发生概率增加的参数的方法和装置
