10、催眠深度的测量与控制技术解析

催眠深度的测量与控制技术解析

1. 催眠深度测量方法

催眠药物的作用目标器官是中枢神经系统（特别是大脑），因此脑电图（EEG）信号被认为可以反映药物诱导的催眠深度。然而，原始EEG信号难以直接用于解读催眠深度，近年来涌现了多种从EEG中提取单变量特征以量化麻醉催眠成分的技术，下面介绍两种较有前景的技术。

1.1 双谱分析

双谱分析是一种先进的信号处理技术，通过量化构成信号的各成分之间的相互作用，来量化二次非线性和偏离正态性的程度。早期将双谱分析应用于EEG提取临床信息的研究，是用于表征大鼠的睡眠模式。后续的多项研究验证了基于EEG双谱分析的指数可用于监测催眠深度。其中，Bowles等人提出了无量纲的双谱（BIS）指数，该指数最初在0到1之间进行缩放，0代表清醒状态，1代表最大催眠水平。

1996年，Aspect Medical Systems开发了商用的意识监测仪——BIS监测仪。为了便于解读，BIS指数被重新缩放到0到100之间，100表示清醒，0表示最大催眠水平。BIS监测仪的主要优势在于减少术中知晓的发生率，以及降低药物使用量和出院时间，从而降低麻醉相关成本。然而，BIS监测仪也存在严重缺点，如引入较大的固有测量延迟（15到55秒），并且其计算BIS指数的算法可能需要在不同分析模式之间切换，引入的不连续性可能被视为非线性，若处理不当会影响控制方案的性能。

1.2 小波分析

离散小波变换（DWT）可将给定信号分解为多个集合，每个集合是描述信号在相应频带内时间演变的系数时间序列。Bibian等人首次将小波分析应用于EEG信号，得出了用于描述催眠深度的单变量指标——基于小波的中枢神经系统麻醉值（WAVCNS），并