杂志医疗保健工程
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杂志医疗保健工程/2020/文章

研究文章|开放获取

体积 2020 |文章编号 4643584 | 11 网页 | https://doi.org/10.1155/2020/4643584

麻醉心脏病人手术切口引起的脑电活动变化:基于脑电图的定量分析

Manpreet考尔，1 尼拉姆RUP普拉卡什，2 帕尔文卡尔拉，3 戈韦尔丹杜特普里，4 坦维尔萨姆拉，4 和 马诺戈亚尔五

1卓越（工业及产品设计），旁遮普工程学院，印度昌迪加尔的中心

2ECE部，PEC昌迪加尔，昌迪加尔，印度

3生产工程部，PEC昌迪加尔，昌迪加尔，印度

4麻醉科，昌迪加尔PGIMER，昌迪加尔，印度

五神经内科，PGIMER昌迪加尔，昌迪加尔，印度

学术编辑：袁林脚
收到 2019年8月02
修改后的 2019年10月1日
公认 09年10月2019年
发布时间 2020年3月1日

抽象

本研究探讨在头皮记录皮层活动由于麻醉的心脏病患者手术切口采用脑电图（EEG）模式的改变。主要目的是手术切口后脑电活动的变化进行比较。次级目的是比较在时间，频率的变化，和意识（LOC）的损耗后的小波域参数和插管后。实时脑电图数据是从19名患者接受心脏手术和信号，时间，频率和小波域参数进行量化记录。在hjorth活性，hjorth复杂性，RMS值，总频带功率，相对增量频带功率，标准偏差和近似系数的最大值的增加（一个五），细节系数的最小值（d五，d4和d3）和流动性hjorth减少;近似熵;相对θ，α，和β带功率;specentropy;中位数，频谱边缘，并平均频率;细节系数平均值(d4);细节系数的标准偏差（d五，d4和d3);细节系数的最大值(d五);和近似系数的最小值（一个五）的LoC过程中观察到。降低hjorth活动;hjorth流动性;rms值;总带功率;相对波段功率;中值频率;系数的标准偏差（一个五，d五，d4和d3);和系数的最大值（一个五，d五，d4和d3)和hjorth复杂性的增加;细节系数平均值(d五);和系数的最小值（一个五，d五，d4和d3）插管后观察。在hjorth活动显著下降;hjorth流动性;总带功率;相对频带功率;specentropy;中、平均频率;细节系数的标准差和最大值(d五，d4和d3）并增加均方根值;相对增量带功率;系数的平均（一个五和d五);和系数的最小值（d五，d4和d3）观察由于手术切口。由此可以得出结论，EEG信号的不同频谱和时间参数是感应，插管，以及手术切口有潜在信息，用于测量麻醉剂或麻醉剂的功效的深度高度敏感。

1.简介

术中疼痛评估是一项具有挑战性的任务。研究疼痛刺激时的电皮层变化可能有助于监测或检测疼痛的存在或严重程度。研究了脑电信号的不同信号表征因诱导和伤害性疼痛刺激(插管和手术切口)而发生的改变[1-12]。额、颞导联的诱导导致颞、枕区阿尔法功率下降，额、颞导联阿尔法功率增加;有报道称由于插管导致额叶、中央引线三角能量下降[1]。近似熵的减少[2]，光谱边缘频率从16hz到12hz，以及贝塔波段功率，以及增加的贝塔波段功率和总功率已被报道由于感应[3]。有报道称诱导早期delta和beta2升高，alpha1、alpha2、beta降低[4]。减少在相对增量活性;增加相对于θ，α，和诱导时的β活性;增加诱导后增量活性;控制线和插管期间降低相对θ，α和β的活性已经报道了五]。增加在主轴波（阿尔法）在麻醉的手术浓度;降低α波;在更深的水平增加在诱导和抑制突发，然后平坦EEG的深能级theta和δ波已经被研究[6]。有报道称，在不充分镇痛的情况下，由于有害刺激，α纺锤波消失和SEF减少[6]。据报道，由于皮肤切口，BIS和功率谱参数会发生变化[7]。在总功率在中间和边缘频率和减小的增加已经报道由于与铲犊牛去角[有害刺激8]。在血液动力学应答麻醉羊引导学生改变矫形handlimb手术期间有害刺激，其伴随着要么“觉醒”或“反常觉醒”反应[9]。插管和切开后古典觉醒模式已经报道择期手术[麻醉成年患者10]。在高频功率，发作前阿尔法振幅的损失和抑制突发模式没有变化已经报道了由于手术切口[11]。雪橇等。在经历轻微的手术的患者诱导，插管，手术和恢复从诱导时在双频指数，95％频谱边缘频率，和脑电活动的近似熵探索变化。减少双频指数，95％SEF，和近似熵诱导后已经观察到[13]。两种反应，即，“古典”唤醒反应（高频率的活动显性）8，10]和“反常”唤醒反应（低频活性的显性）9，11，已报道在麻醉成人插管和手术切口。因此，前人的研究结果是不一致的。医学界的人一直在使用BIS监测仪来监测镇静水平。但是，现在，还没有能够监测手术不同阶段大脑皮层电活动变化的监视器。此外，很少有研究描述有害刺激对大脑皮层电活动的影响。因此，本研究的目的是探讨脑皮层电反应在伤害性刺激下的变化。麻醉心脏病人的插管和皮肤切口。这项工作对过去工作的贡献是这项工作探索了不同光谱和时间参数的变化比如时间，频率，小波域参数在接受大型手术的病人中比如冠状动脉旁路移植，心内修复，房间隔缺损，室间隔缺损，等等。本研究还通过比较手术切口前和切口阶段的脑电图信号，研究了手术切口期间不同参数脑电图信号的变化情况。

2。材料和方法

After getting approval from Institutional Ethics Committee of Post Graduate Institute of Medical Education and Research (PGIMER), Chandigarh, and written informed consent, we performed this observational study in accordance with Helsinki’s declaration over a period of 2 months in 34 patients scheduled for cardiac surgery. Inclusion criteria were patients aged between 18 and 80 years and patients having cardiac diseases (valvular, congenital, and coronary artery). Exclusion criteria were patients aged <18 and more than 80 years, pregnancy, and emergency cardiac surgeries.

连续脑电图记录了在基线，控制线，气管插管，并用切口清晰的Braintech脑电图机（ACE医疗设备，昌迪加尔，印度），这是基于国际联合会10-20电极放置系统事件患者发[14，15], having a sampling rate of 256 Hz, bandpass-filtered between 0.1 and 70 Hz, and notch-filtered at 50 Hz. Several events like LoC, intubation, and incision were marked manually. Electrodes were placed atFP1，FP2，P3，P4，Fž，Cž和Pž位置。参考电极放置在两个耳垂。阻抗控制为低于5千欧姆。七单极（FP1，FP2，P3，P4，Fž，Cž和Pž）和两个双极记录（FžCž和CžPž）进行了计算。

2.1。麻醉

在手术室中，地下16静脉内插管插入和监视器附着（脉冲血氧定量法，心电图，周期性非侵入式血压（S /麻醉监视器，德恩欧美达公司，麦迪逊，WI），和双（双XP，看点医疗系统，牛顿，MA在S/ 5麻醉显示器））。预诱导动脉线和中央线都固定在所有患者给予局部麻醉，并连续动脉血压，中心静脉压测量记录后。

Induction of anaesthesia was performed with propofol using closed loop anaesthesia delivery system (CLADS) to target BIS of 50 and fentanyl 3 mcg/kg was the analgesic used in both groups. Muscular paralysis for tracheal intubation was achieved by vecuronium bromide 0.1 mg/kg. Volume-controlled mechanical ventilation with FiO20。五，tidal volume 7-8 ml/kg, positive end-expiratory pressure (PEEP) 5 cm H2O, and respiratory rate of 12–14/min with air : oxygen mixture (50 : 50) was initiated to maintain end-tidal carbon dioxide (ETCO2）values between 30 and 35 mmHg. Maintenance of anaesthesia was done with propofol infusion using CLADS to target BIS value of 40–60. Fentanyl infusion at 1.0 mcg/kg/h was administered for analgesia.

Fentanyl 1 mcg/kg was administered before sterenotomy. Nasopharyngeal temperature, urinary output, and ETCO2都被记录下来。肝素化后开始CPB，每20分钟重复心脏停搏。在CPB期间地图保持在50-70毫米汞柱的范围内。CPB的断奶是逐步进行的。使用适当的收缩激素肾上腺素/去甲肾上腺素/多巴胺/米力农维持足够的组织灌注和心输出量。手术后分离肺层，将患者转移到术后ICU进行机械通气。

2.2。原始脑电数据的预处理

基线的一分钟没有人工噪声的数据，用于进一步的分析切口期间4秒数据的LoC期间8秒数据，插管期间8秒数据8秒切口之前两分钟，以数据，和。所提出的模型的框图显示于图1。


图1
提出的模型的框图。

The raw EEG data were bandpass-filtered between 0.5 Hz and 35 Hz in order to remove the high-frequency noise and low-frequency artefacts. Further, in the filtered data, outliers were replaced by the mean of nearest values. Different algorithms for the normalization of data are available such as “zscore,” “norm,” “scale,” “range,” and “center.” “zscore” method has been used by Sharma et al. for eliminating the subject based bias [16]。与此相对应，本文采用z-score归一化方法对数据进行归一化处理。对于脑电信号的分割，以往文献中对脑电信号的分割采用了4秒epoch [17，18]。归一化数据被进一步分割成4秒的持续时间较小的时期。

2.3。特征提取

我们使用矩阵实验室(MATLAB)统计工具箱，从基线、诱导、插管、切口前和切口后具有4秒时间窗的分段epoch中计算时间、频率和小波域参数，如下所述。

2.3.1。时域

以往的研究利用各种时域特征来估计感应和痛觉的效果。统计时域特征集包括近似熵、rms值、hjorth参数(hjorth活度、hjorth活度、hjorth复杂度)、均方根值等。

2.3.2。频域

Time domain series having sampling frequency of 256 Hz is processed using fast Fourier transform (FFT) and power spectral density (PSD) and its normalization [19]。PSD通过计算自相关序列的快速傅里叶变换及其归一化得到，公式(1）和（2）， 分别：

Several frequency domain features such as specentropy, relative delta band power (<4 Hz), relative theta band power (4–8 Hz), relative alpha band power (8–15 Hz), and relative beta band power (15–30 Hz) along with mean, median, and 95% spectral edge frequency were computed using FFT. These features have also been used by Panavaranan and Wongsawat for pain state detection [19]。

2.3.3。小波域

频域参数不包含几个频率的时间分布。这些分布可以通过计算联合时频参数来获得。在小波域分析，多尺度特征表示被使用并且在各标尺独特厚度[20.]。每一级包括下采样和过滤阶段，即下采样和过滤阶段。，采用高通和低通滤波器设计。在计算小波域参数时，首先将时域序列分解为粗逼近(一个五）和细节信息（d五-d1)与Daubechies母亲小波函数。分解完成了5个级别(图)2)。从分解的信息，平均值，标准偏差，最小值，和最大值获得。As the filtered signal is in the range (0.5–35 Hz), detail coefficientsd2和d1已被忽略。


图2
小波分解法。

然后不同的时间，频率，和小波域特征的平均值为基准，在上述，插管后，和postincision用于进一步分析后。

2.3.4。统计分析

原假设为“基线和诱导期间脑电图信号记录无显著变化;预处理和postintubation;预处理和postincision。使用Wilcoxon符号秩次检验比较LoC、插管和切口阶段后计算参数的变化。 被认为具有统计学意义。

3.实验结果

研究招募了34名接受心脏手术的受试者(患者)。14名患者的数据记录出现问题，1名患者在心脏麻醉师术中使用TEE评估心功能后推迟了手术。仅对19例患者进行了数据记录和统计分析。该病人的人口学和临床细节在表中进行了总结1。
人口和临床参数 值
年龄（岁） 47。63 ± 19.13
Sex (M : F) 12 : 7
体重(公斤) 56.89±15.47
高度（cm） 15五 ± 25.9
BMI（公斤/米2） 30。06 ± 35.54
诊断
 CCHD 1
 Valvular heart disease 7
计算机辅助设计 7
 ACHD 3
主动脉carctation 1
其他人 1
外科手术
 ICR 1
 Valve repair 8
 CABG 7
 ASD 2
 VSD 1
 Thrombectomy 1
表1
人口表和患者的临床细节。
3.1。感应的影响

由于感应，也有大脑的脑电活动的变化。感应引起hjorth活动显著增加;hjorth复杂性;rms值;总带功率;相对增量带功率;标准偏差和近似系数的最大值（一个五);和细节系数的最小值（d五，d4和d3）和流动性hjorth减少;近似熵;相对θ，α，和β带功率;specentropy;中位数，频谱边缘，并平均频率;细节系数平均值(d4);细节系数的标准偏差（d五，d4和d3);细节系数的最大值(d五);和近似系数的最小值（一个五）在多个位置以粗体显示于表2。
特性 FP1 FP2 P3 P4 FžCž CžPž Fž Cž Pž
Baseline-induction
Hjorth活动 0.099 0.084 0.314 0.277 0.04 0.159 0.001 0.421 0.024
Hjorth流动性 0.02 0.077 0.016 0.001 0.018 0.064 0.027 0.295 0.053
Hjorth复杂性 0.024 0.077 0.277 0.044 0.022 0.091 0.227 0.212 0.445
近似熵 0.024 0.036 0.006 0.003 0.007 0.011 0.024 0.077 0.018
RMS值 0.099 0.009 0.355 0.053 0.02 0.084 0.001 0.469 0.014
总功率频段 0.04 0.243 0.376 0.398 0.171 0.398 0.004 0.601 0.016
三角洲带电源 0.024 0.053 0.009 0.001 0.004 0.003 0.064 0.277 0.044
θ带功率 0.008 0.004 0.016 0.003 0.002 0.016 0.006 0.376 0.314
α波功率 0.077 0.398 0.005 0.001 0.005 0.002 0.295 0.376 0.02
β频带能量 0.02 0.053 0.036 0.001 0.008 0.049 0.044 0.494 0.107
Specentropy 0.022 0.02 0.044 0.107 0.022 0.099 0.099 0.26 0.184
中频 0.049 0.126 0.036 0.001 0.004 0.007 0.02 0.573 0.147
边缘频率 0.033 0.064 0.016 0.002 0.011 0.03 0.033 0.136 0.053
平均频率 0.02 0.084 0.027 0.001 0.004 0.006 0.036 0.355 0.049
近似系数平均值(一个五） 0.277 0.469 0.573 0.904 0.841 0.936 0.601 0.334 0.26
意味着细节系数（d五） 0.658 0.26 0.126 0.084 0.314 0.573 0.573 0.546 0.52
意味着细节系数（d4） 0.053 0.027 0.904 0.809 0.077 0.099 0.136 1 0.936
意味着细节系数（d3） 0.445 1 0.687 0.421 0.936 0.936 0.26 0.421 0.52
逼近系数的标准差（一个五） 0.02 0.005 0.059 0.004 0.003 0.059 0 0.355 0.014
细节系数的标准偏差（d五） 0.009 0.014 0.243 0.136 0.198 0.904 0.445 0.717 0.872
细节系数的标准偏差（d4） 0.053 0.171 0.099 0.027 0.117 0.212 0.494 0.778 0.334
细节系数的标准偏差（d3） 0.049 0.126 0.033 0.003 0.059 0.243 0.212 0.376 0.376
近似系数的最大值(一个五） 0.184 0.059 0.053 0.011 0.005 0.024 0.001 0.398 0.01
细节系数的最大值(d五） 0.005 0.005 0.159 0.126 0.687 0.968 0.277 0.546 0.778
细节系数的最大值(d4） 0.077 0.198 0.334 0.099 0.546 0.748 0.872 0.629 0.936
细节系数的最大值(d3） 0.064 0.117 0.107 0.077 0.07 0.968 0.355 0.841 0.872
逼近系数的最小值（一个五） 0.053 0.687 0.036 0.018 0.011 0.059 0.003 0.573 0.022
细节系数的极小值(d五） 0.024 0.053 0.469 0.033 0.171 0.184 0.398 0.494 0.841
细节系数的极小值(d4） 0.04 0.212 0.117 0.117 0.243 0.809 0.494 0.52 0.748
细节系数的极小值(d3） 0.07 0.107 0.227 0.018 0.136 0.904 0.277 0.687 0.573
（ 被认为是统计上显著）。
表2
下基线与控制线脑电数据进行比较的统计显着性值。
3.2。插管的影响

由于插管，hjorth活性显著下降;hjorth流动性;rms值;总带功率;相对波段功率;中值频率;系数的标准偏差（一个五，d五，d4和d3);和系数的最大值（一个五，d五，d4和d3)和hjorth复杂性的增加;细节系数平均值(d五);和系数的最小值（一个五，d五，d4和d3)在表中粗体所示位置观察到3。
特性 FP1 FP2 P3 P4 FžCž CžPž Fž Cž Pž
预插管后
Hjorth活动 0.099 0.077 0.314 0.277 0.04 0.147 0.001 0.421 0.022
Hjorth流动性 0.936 0.421 0.01 0.036 0.778 0.027 0.494 0.044 0.159
Hjorth复杂性 0.355 0.184 0.147 0.147 0.601 0.314 0.014 0.421 0.036
近似熵 0.717 0.809 0.084 0.084 0.376 0.243 0.658 0.117 0.227
RMS值 0.117 0.159 0.421 0.295 0.064 0.198 0.001 0.52 0.033
总功率频段 0.049 0.07 0.171 0.171 0.04 0.147 0.001 0.243 0.005
三角洲带电源 0.573 0.091 0.212 0.212 0.601 0.227 0.469 0.171 0.778
θ带功率 0.748 0.008 0.03 0.314 0.421 0.421 0.314 0.295 0.334
α波功率 0.184 0.629 0.212 0.184 0.841 0.841 0.872 0.601 0.778
β频带能量 0.064 0.968 0.147 0.334 0.295 0.243 0.872 0.809 0.376
Specentropy 0.687 0.295 0.227 0.295 0.52 0.07 0.936 0.059 0.904
中频 0.184 0.044 0.003 0.184 0.314 0.04 0.376 0.077 0.126
边缘频率 0.52 0.117 0.117 0.091 0.904 0.243 0.171 0.748 0.398
平均频率 0.968 0.084 0.07 0.117 0.968 0.099 0.376 0.171 0.227
近似系数平均值(一个五） 0.277 0.469 0.573 0.904 0.841 0.936 0.601 0.334 0.26
意味着细节系数（d五） 0.184 1 0.008 0.573 0.334 0.295 0.52 0.295 0.494
意味着细节系数（d4） 0.26 0.198 0.748 0.778 0.573 0.445 0.717 0.601 0.936
意味着细节系数（d3） 0.717 0.841 0.212 0.872 0.936 0.778 0.936 0.968 0.872
逼近系数的标准差（一个五） 0.184 0.334 0.968 0.629 0.04 0.277 0.005 0.717 0.159
细节系数的标准偏差（d五） 0.016 0.033 0.03 0.053 0.171 0.053 0 0.198 0.001
细节系数的标准偏差（d4） 0.04 0.059 0.005 0.049 0.227 0.077 0.002 0.084 0
细节系数的标准偏差（d3） 0.044 0.077 0.002 0.008 0.314 0.091 0.005 0.243 0.003
近似系数的最大值(一个五） 0.184 0.099 0.778 0.658 0.01 0.277 0 0.546 0.022
细节系数的最大值(d五） 0.007 0.009 0.099 0.053 0.077 0.077 0 0.184 0.003
细节系数的最大值(d4） 0.036 0.198 0.007 0.02 0.053 0.033 0.001 0.053 0.007
细节系数的最大值(d3） 0.091 0.04 0.011 0.02 0.212 0.077 0.006 0.212 0.005
逼近系数的最小值（一个五） 0.091 0.936 0.629 0.494 0.064 0.494 0.003 0.748 0.136
细节系数的极小值(d五） 0.016 0.091 0.014 0.077 0.198 0.033 0.001 0.04 0.004
细节系数的极小值(d4） 0.03 0.005 0.004 0.036 0.147 0.024 0.002 0.022 0
细节系数的极小值(d3） 0.159 0.099 0.01 0.024 0.421 0.008 0.02 0.07 0.006
（ 被认为是统计上显著）。
表3
下插管前插管后与脑电数据进行比较的统计显着性值。
3.3。切口的影响

切口引起的hjorth活动明显减少;hjorth流动性;总带功率;相对频带功率;specentropy;中、平均频率;细节系数的标准差和最大值(d五，d4和d3）并增加均方根值;相对增量带功率;系数的平均（一个五和d五);和系数的最小值（d五，d4和d3）在位置以粗体显示于表4。
特性 FP1 FP2 P3 P4 FžCž CžPž Fž Cž Pž
预切开后
Hjorth活动 0.968 0.02 0.07 0.809 0.009 0.126 0.421 0.227 0.334
Hjorth流动性 0.469 0.904 0.171 0.227 0.147 0.02 0.376 0.084 0.601
Hjorth复杂性 0.243 0.355 0.717 0.573 0.421 0.059 0.687 0.334 0.52
近似熵 0.841 0.904 0.376 0.936 0.546 0.147 0.277 0.355 0.469
RMS值 0.04 0.212 0.872 0.243 0.07 0.52 0.809 0.398 0.687
总功率频段 0.748 0.018 0.355 0.778 0.044 0.212 0.968 0.398 0.841
三角洲带电源 0.778 0.376 0.295 0.421 0.091 0.014 0.314 0.421 0.658
θ带功率 0.841 0.198 0.295 0.841 0.126 0.053 0.117 0.295 0.687
α波功率 0.717 0.601 0.398 0.126 0.07 0.011 0.52 0.314 0.26
β频带能量 0.398 0.546 0.445 0.717 0.629 0.212 0.809 0.809 0.687
Specentropy 1 0.872 0.044 0.52 0.398 0.376 0.809 0.398 0.376
中频 0.904 0.601 0.147 0.334 0.136 0.01 0.314 0.445 0.601
边缘频率 0.445 0.546 0.398 0.968 0.398 0.117 0.421 0.295 0.872
平均频率 0.421 0.601 0.243 0.494 0.159 0.011 0.421 0.398 0.601
近似系数平均值(一个五） 0.872 0.778 0.841 0.027 0.658 0.717 0.314 0.778 0.872
意味着细节系数（d五） 0.198 0.546 0.227 0.295 0.573 0.936 0.018 0.064 0.171
意味着细节系数（d4） 0.355 0.936 0.227 1 0.748 0.872 0.334 0.107 0.159
意味着细节系数（d3） 0.841 0.52 0.936 0.295 0.717 0.809 0.52 0.778 0.546
逼近系数的标准差（一个五） 0.147 0.809 0.809 0.184 0.904 0.494 0.421 0.601 0.687
细节系数的标准偏差（d五） 0.295 0.212 0.295 0.52 0.227 0.008 0.355 0.546 0.243
细节系数的标准偏差（d4） 0.809 0.573 0.126 0.26 0.107 0.006 0.469 0.171 0.573
细节系数的标准偏差（d3） 0.658 0.601 0.091 0.334 0.198 0.013 0.717 0.227 0.494
近似系数的最大值(一个五） 0.077 0.277 0.52 0.159 0.748 0.904 0.52 0.421 0.809
细节系数的最大值(d五） 0.778 0.147 0.243 0.573 0.184 0.007 0.295 1 0.159
细节系数的最大值(d4） 0.717 0.494 0.027 0.212 0.033 0.126 0.355 0.107 0.227
细节系数的最大值(d3） 0.601 0.159 0.227 0.445 0.314 0.004 0.658 0.872 0.872
逼近系数的最小值（一个五） 0.936 0.841 0.968 0.421 0.748 0.601 0.445 0.809 0.376
细节系数的极小值(d五） 1 0.126 0.147 0.295 0.421 0.036 0.421 0.687 0.277
细节系数的极小值(d4） 0.968 0.376 0.212 0.629 0.044 0.001 0.295 0.044 0.147
细节系数的极小值(d3） 0.748 0.398 0.494 0.376 0.295 0.04 0.243 0.629 0.469
（ 被认为是统计上显著）。
表4
P下preincision与postincision脑电数据进行比较的统计显着性值。

4。讨论

这项研究表明，由于手术切口，在hjorth活动显著下降;hjorth流动性;总带功率;相对频带功率;specentropy;中、平均频率;标准偏差;和细节系数的最大值（d五，d4和d3）并增加均方根值;相对增量带功率;和平均系数（一个五和d五);系数极小（d五，d4和d3） 被观测到。感应引起hjorth活性的增加;hjorth复杂性;rms值;总带功率;相对增量带功率;标准偏差和近似系数的最大值（一个五);和细节系数的最小值（d五，d4和d3）和流动性hjorth减少;近似熵;相对θ，α，和β带功率;specentropy;中位数，频谱边缘，并平均频率;细节系数平均值(d4);细节系数的标准偏差（d五，d4和d3);细节系数的最大值(d五);逼近系数的极小值(一个五)。麻醉诱导引起低频活动增加，是麻醉加深的一个指标[1，4]。降低平均值，中值，和95％的边缘频率由于从高频分量到低频分量信号过渡观察到，正如麻醉深度与在以前的研究中异氟醚或丙泊酚[评估过程中已经报道2，3]。Schwender等人报道了感应时的光谱边缘频率从16 Hz降低到12 Hz，全身麻醉后的光谱边缘频率从12 Hz增加到18 Hz。hjorth复杂度的增加表示信号与纯正弦波的相似性，hjorth迁移率的降低，近似熵和spec熵表示信号复杂度的降低和相似性的增加，这是LoC的间接指标。Bruhn等人在用地氟醚麻醉测量麻醉药物效果时报道了脑电图信号中近似熵的降低[2]。我们观察到，除了所有地点的双相EEG响应FP1在病人被诱导的时候，如图所示3和4。这种低频delta活动的减少和高频活动的增加(双相反应)在过去的研究中已有报道[五]。令人惊讶的是，Rundshagen等人并没有报道诱导过程中脑电图信号的这种变化。这可能是由于血浆药物浓度的缓慢变化才会出现这种效果[1]。

(一)
(一)
(b)
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(c)
(c)
(d)
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(e)
(e)
(f)
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(g)
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(h)
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(我)
(我)
图3
相对增量带功率的地形。值是中值和相对Δ功率的四分位数间距。X- 轴：1-正常静止状态;感应的2-启动;3-LOC;4-插管后;5- preincision;6- postincision。ÿ-轴:相对delta波段功率。 基线与LoC; 为诱导期间基线对比; 对于preincision与postincision。
(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
(f)
(f)
(g)
(g)
(h)
(h)
(我)
(我)
图4
相对α波功率的地形。值是中值和相对Δ功率的四分位数间距。X- 轴：1-正常静止状态;感应的2-启动;3-LOC;4-插管后;5- preincision;6- postincision。ÿ- 轴：相对α波功率。 基线与LoC; 为诱导期间基线对比; 对于preincision与postincision。

气管插管后，hjorth活动;hjorth流动性;rms值;总带功率;相对波段功率;中值频率;系数的标准偏差（一个五，d五，d4和d3);和系数的最大值（一个五，d五，d4和d3）降低，hjorth复杂性;细节系数平均值(d五);系数极小（一个五，d五，d4和d3） 增加。这种变化在信号中的复杂性和高频率成分不同的参数表示进一步降低。在这项研究中，我们并没有皮层觉醒由于插管是按照过去的研究报告[12]。

洪等人。从双极位置记录使用的EEG信号C3P3评估麻醉深度，并与相关的运动硫喷妥钠浓度。令人惊讶地，Rundshagen等。证明，通过使用硫喷妥钠和芬太尼，不诱导期间阻止古典觉醒。他们用从8个双极位置记录EEG信号，使用硫喷妥钠/芬太尼和气管插管诱导期间在大脑电活动的变化映射[1]。

切开皮肤后，最主要的变化是相对于增量功率和相对超额功率下降增加。这是自相矛盾的觉醒的指示，因为在以往的研究报道[6，9]。雪橇等。从爆发抑制模式，以增量波分量由于丙泊酚或氟醚手术切口报告的过渡麻醉的患者。减少specentropy在P3位置和hjorth流动性，平均下降和平均频率CžPž位置表示多个相似度和过渡从高频分量到低频分量。这是自相矛盾的觉醒的间接指标。这些特征可以进一步用于索引或用于检测存在或疼痛的严重程度的显示器的开发中使用。

这两种类型的伤害性刺激的反应，“自相矛盾”标志着低频δ波活动的主导地位，以及“经典”标志着高频活动的主导地位已文献报道。我们的研究结果和过去的那些文献之间的差异可能会在（一）气管插管和切开时麻醉水平的变化来阐述;用于记录EEG信号（b）中的蒙太奇;对脑的脑电活动麻醉药或（c）的效果。

五，结论

结论脑电图信号的不同频率活动是麻醉诱导和伤害性刺激时脑皮层电活动的敏感参数。、插管和皮肤切口。在LoC状态下，脑电波随着低频delta活动的增加和高频活动的减少而变得更加相似。与诱导相比，插管对脑电图的影响很小。由于切口，在脑电图模式中观察到反常的觉醒反应。

数据可用性

而研究成果商业化用于支持这项研究的结果的数据，目前正在禁运。对数据的请求，这篇文章的发表后，将由相应的作者认为。

伦理审批

在这项研究中进行的所有过程都涉及人类的参与者和均符合医学教育和研究，昌迪加尔，邮政研究所的机构研究委员会的道德标准，并按照1964年赫尔辛基宣言。

所有参与本研究的参与者均已获得书面知情同意。

利益冲突

作者宣称，有兴趣就本文发表任何冲突。

致谢

笔者想承认马诺戈亚尔博士，教授其他神经内科，PGIMER，昌迪加尔的部门，在EEG信号的解释在数据记录和智力投入他的技术援助。特别感谢在旁遮普工程学院和PGIMER，昌迪加尔的工业及产品设计实验室的卓越中心的所有成员。

参考

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  2. J.布鲁恩，H.Röpcke，和A. Hoeft，“近似熵作为氟醚麻醉期间麻醉药效应的脑电图测量，”麻醉学卷。92，没有。3，第715-726，2000。查看在：出版商的网站|谷歌学术搜索
  3. D. Schwender，M. Daunderer，S. Mulzer，S. Klasing，U. Finsterer和K.彼得，“脑波的边缘频率监视‘深度’用异氟烷或丙泊酚麻醉的，”英国麻醉学杂志，第77卷，no。第179-184页，1996年。查看在：出版商的网站|谷歌学术搜索
  4. B. Zickmann，J.博尔特，E.迅达，K.沃尔夫，F.小巧玲珑，和G. Hempelmann，“麻醉诱导用氯胺酮咪达唑仑以下地形electroencephalometry，”明镜Anaesthesist卷。43，没有。2，第S59-S67，1994年。查看在：谷歌学术搜索
  5. O. H.怀德史密斯，O. Hagon和E. Tassonyi，“喉镜插管期间EEG觉醒：补充有一氧化二氮的硫喷妥钠或异丙酚的比较，”英国麻醉学杂志第75卷，no。1995年，第441-446页。查看在：出版商的网站|谷歌学术搜索
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  20. M. Vatankhah和A. Toliyat，“使用离散小波变换的疼痛水平测量，”国外医学工程技术卷。8，没有。5，第380-384，2016。查看在：出版商的网站|谷歌学术搜索

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