A及圖8A)中的一特定頻率范圍中，例如O-lHz，計算出該基底 節(jié)律性頻率所在的一特定窄頻寬（例如正負(fù)〇. 〇2Hz)的RRI功率與該基底節(jié)律性頻率的倍 頻所在的其他數(shù)個頻寬的RRI功率的總和。該總和即為所求的「呼吸性節(jié)律成份」。由此 可知RRI及EDR在計算「呼吸性節(jié)律成份」時，皆為必須的資訊，其中EDR頻譜圖協(xié)助找出 呼吸性節(jié)律成份的基底節(jié)律性頻率，而RRI頻譜圖用以計算出呼吸性節(jié)律成份。相對地，在 此一實施例中，「呼吸性非節(jié)律成份」（respiratory non-rhythmic component)的更確切 地計算法如下：在RRI頻率對功率的頻譜圖中的同一特定頻率范圍中，例如0-lHz，RRI總 功率減去該呼吸性節(jié)律成份。之后以兩者的比值做為一指數(shù)，并命名該指數(shù)為「非節(jié)律對 節(jié)律比值」或NRR(non_rhythmic to rhythmic ratio)，如步驟S160所不。而該「非節(jié)律 對節(jié)律比值」NRR可用以代表呼吸性竇性心率不整的規(guī)律性，進(jìn)而估算麻醉深度（depth of anesthesia)，如S170所示。上述程序可以通過使用市售的應(yīng)用軟體來實現(xiàn)，例如微軟公司 的 Microsoft Visual Studio ⑧。
[0042] 估計麻醉深度的方法的第二實施例
[0043] 以上述第一實施例作為基礎(chǔ)，還可以進(jìn)一步應(yīng)用「多窗口時間-頻率重新分 配」（multitaper time-frequency reassignment, MTFR)的方法取代傳統(tǒng)的傅立葉轉(zhuǎn)換 (Furier's transformation)。多窗口時間-頻率重新分配（MTFR)是一種時頻分析方法， 其結(jié)合了時頻重新分配和多窗口分析兩種技術(shù)。時頻重新分配技術(shù)大幅提高了頻譜圖的分 辨率，多窗口分析技術(shù)能夠抑制頻譜圖的變動，通過上述兩種技術(shù)，將RRI對時間關(guān)系圖及 EDR對時間關(guān)系圖轉(zhuǎn)換為具有更高分辨率的RRI頻率對功率頻譜圖及EDR頻率對功率頻譜 圖，由此而計算出更精確的呼吸性節(jié)律成份、呼吸性非節(jié)律成份及NRR，進(jìn)而更有效地量化 呼吸性竇性心律不整的節(jié)律特性。在此處，將多窗口時間-頻率重新分配頻譜圖稱為MTFR 頻譜圖。關(guān)于細(xì)節(jié)請參考Francois Auger 與 Patrick Flandrin 發(fā)表于 IEEE Trans Signal Process 期干丨J (1995 年）的論文：「Improving the readability of time-frequency and time-scale representations by the reassignment method」及 Xiao Jun 與 Patrick Flandrin 發(fā)表于 IEEE Trans Signal Process 期刊（2007 年）的論文：「Multitaper Time-Frequency Reassignment for Nonstationary Spectrum Estimation and Chirp Enhancement」。
[0044] 請參照圖11，其為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例中估計麻醉深度的方法流程圖，其應(yīng) 用步驟S230, S240的多窗口時間頻率重新分配（MTFR)方法取代步驟S130, 140的傅立葉 轉(zhuǎn)換（Fourier transformation)，將RRI數(shù)據(jù)及EDR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RRI頻率對功率頻譜圖及 EDR頻率對功率頻譜圖。在步驟S250中，根據(jù)RRI及EDR頻率對功率MTFR頻譜圖，計算出 呼吸性節(jié)律成份及呼吸性非節(jié)律成份。其確切地計算法如下：由于MTFR頻譜圖是時間和 頻率的函數(shù)，RRI與EDR的MTFR頻譜圖分別以MTFRm (t，f)和MTFRedk(t，f)表示。EDR的 MTFR頻譜圖MTFRedk(t，f)可用于取得基底節(jié)律性頻率fr(t)的精確值，并定義該基底節(jié)律 頻率fr(t)為EDR的MTFR頻譜圖MTFREDR(t，f)中一特定頻率范圍中，例如Ο-lHz，一最大 EDR功率的峰值所對應(yīng)的頻率?；坠?jié)律性頻率表示如下：
[0045] 「通式一 I
[0046]
【主權(quán)項】
1. 一種用于估計麻醉深度的方法，其特征在于：包括： 獲取一心電信號； 根據(jù)該心電信號量化呼吸性竇性心律不整的規(guī)律性而得到一指數(shù)；及根據(jù)該指數(shù)估計 麻醉深度。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：從量化該規(guī)律性得到的指數(shù)是一呼吸性非 節(jié)律成份與一呼吸性節(jié)律成份的比率，所述呼吸性節(jié)律成份代表心率變異被呼吸運動影響 的程度，所述呼吸性非節(jié)律成份代表不被呼吸運動影響的心率變異。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述呼吸性節(jié)律成份為于一 RRI頻率對功 率頻譜圖的一特定頻率范圍中，一基底節(jié)律性頻率所在的一特定頻寬的RRI功率與該基底 節(jié)律性頻率的倍頻所在的一特定頻寬的RRI功率的總和，RRI為心電圖中R波至R波的間 期，該基底節(jié)律性頻率為于一 EDR頻率對功率頻譜圖的一特定頻率范圍中，具有一最大EDR 功率的一頻率，EDR為心電圖來源的呼吸信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述呼吸性非節(jié)律成份為于該RRI頻率對 功率頻譜圖的一特定頻率范圍中，RRI的總功率減去該呼吸性節(jié)律成份。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：該RRI的頻率對功率頻譜圖及EDR的頻率 對功率頻譜圖分別為一 RRI的MTFR頻譜圖及一 EDR的MTFR頻譜圖，MTFR為多窗口時間頻 率重分配，而該呼吸性非節(jié)律成份、該呼吸性節(jié)律成份、該基底節(jié)律性頻率、該基底節(jié)律性 頻率的倍頻、該基底節(jié)律性頻率的RRI功率或該基底節(jié)律性頻率的倍頻的RRI功率衍生于 該RRI的MTFR頻譜圖或該EDR的MTFR頻譜圖。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：該基底節(jié)律性頻率由以下公式 定義：
其中fr(t)為基底節(jié)律性頻率。
7. 如權(quán)利要求5所述的的方法，其特征在于：該呼吸性非節(jié)律成份由以下公式定義：
其中Pr (t)呼吸性非節(jié)律成份，fr為基底節(jié)律性頻率，b為一頻寬，η為一正整數(shù)，a為 一上限頻率值，用以界定一特定頻率范圍。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：該呼吸性非節(jié)律成份與該呼吸性節(jié)律成份 的該比值以下公式定義：
其中NRR(t)為呼吸性非節(jié)律成份與該呼吸性節(jié)律成份的該比值，HF^a)為RRI的 MTFR頻譜圖中一特定頻率范圍中，RRI的總功率。
9. 一種估計麻醉深度的裝置，其特征在于：包括： 一心電信號擷取單兀，以非侵入式的方式截取一心電信號，進(jìn)而輸出一數(shù)位化心電信 號；以及 一心電信號分析單元，連接該心電信號擷取單元以接收該數(shù)位化心電信號，根據(jù)此心 電信號量化呼吸性竇性心律不整的規(guī)律性而得到一指數(shù)，以供評估麻醉深度。
10. 如權(quán)利要求9所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：從量化該規(guī)律性得到的指數(shù) 是一呼吸性非節(jié)律成份與一呼吸性節(jié)律成份的比率，所述呼吸性節(jié)律成份代表心率變異被 呼吸運動影響的程度，所述呼吸性非節(jié)律成份代表不被呼吸運動影響的心率變異。
11. 如權(quán)利要求10所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：所述呼吸性節(jié)律成份為于 一 RRI頻率對功率頻譜圖的一特定頻率范圍中，一基底節(jié)律性頻率所在的一特定頻寬的 RRI功率與該基底節(jié)律性頻率的倍頻所在的一特定頻寬的RRI功率的總和，RRI為心電圖中 R波至R波的間期，該基底節(jié)律性頻率為于一 EDR頻率對功率頻譜圖的一特定頻率范圍中， 具有一最大EDR功率的一頻率，EDR為心電圖來源的呼吸信號。
12. 如權(quán)利要求11所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：所述呼吸性非節(jié)律成份為 于該RRI頻率對功率頻譜圖的一特定頻率范圍中，RRI的總功率減去該呼吸性節(jié)律成份。
13. 如權(quán)利要求12所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：該RRI頻率對功率頻譜圖 及EDR頻率對功率頻譜圖分別為一 RRI的MTFR頻譜圖及一 EDR的MTFR頻譜圖，MTFR為多 窗口時間頻率重分配，而該呼吸性非節(jié)律成份、該呼吸性節(jié)律成份、該基底節(jié)律性頻率、該 基底節(jié)律性頻率的倍頻、該基底節(jié)律性頻率的RRI功率或該基底節(jié)律性頻率的倍頻的RRI 功率衍生于該RRI的MTFR頻譜圖或該EDR的MTFR頻譜圖。
14. 如權(quán)利要求13所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：該基底節(jié)律性頻率由以下 公式定義：
其中fr(t)為基底節(jié)律性頻率。
15. 如權(quán)利要求13所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：該呼吸性非節(jié)律成份由以 下公式定義：
其中Pr (t)為該呼吸性非節(jié)律成份，fr為基底節(jié)律性頻率，b為一頻寬，η為一正整數(shù)， a為一上限頻率值，用以界定一特定頻率范圍。
16. 如權(quán)利要求15所述的麻醉深度評估裝置，其特征在于：該呼吸性非節(jié)律成份與該 呼吸性節(jié)律成份的該比值由以下公式定義：
其中NRR(t)為該呼吸性非節(jié)律成份與該呼吸性節(jié)律成份的該比值，HFmk(t)為RRI的 MTFR頻譜圖中一特定頻率范圍中，RRI的總功率。
【專利摘要】一種估計麻醉深度的方法與裝置。由受測者量測得到心電信號，量化心電信號中的呼吸性竇性心律不整(respiratory sinus arrhythmia,RSA)的規(guī)律性而得到一指數(shù)，幷根據(jù)該指數(shù)估計麻醉深度。
【IPC分類】A61B5-0452
【公開號】CN104856673
【申請?zhí)枴緾N201410057818
【發(fā)明人】許淑霞
【申請人】許淑霞
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月20日