DE102004052305A1

DE102004052305A1 - Method for operating an evaluation device and device for measuring anesthetic depth

Info

Publication number: DE102004052305A1
Application number: DE102004052305A
Authority: DE
Inventors: Hannes Dr. Maier; Sebastian Dr. Palm
Original assignee: Universitatsklinikum Hamburg Eppendorf
Current assignee: Universitatsklinikum Hamburg Eppendorf
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-04
Also published as: WO2006045302A1

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Messung einer Narkosetiefe und weist eine Steuereinrichtung zur Generierung mindestens eines akustischen Anregungssignals auf. Es ist mindestens ein akustischer Signalgeber sowie mindestens ein Sensor zur Erfassung eines bioelektrischen Antwortsignals verwendet. Der Sensor ist an eine Auswertungseinheit angeschlossen. Die Steuereinrichtung ist zur Generierung von mindestens zwei Modulationssignalen unterschiedlicher Frequenzen ausgebildet und mit einem Modulator versehen. Der Modulator moduliert die Modulationssignale mindestens einem Trägersignal auf. Die Auswertungseinheit ist mit einem Analysator zur Auswertung von Anteilen des Antwortsignals versehen, wobei die Anteile jeweils einem der Modulationssignale zugeordnet sind. Das Verfahren dient zum Betreiben einer Auswertungseinrichtung zur Bestimmung der Narkosetiefe eines Lebewesens.The device is used to measure anesthetic depth and has a control device for generating at least one acoustic excitation signal. At least one acoustic signal transmitter and at least one sensor for detecting a bioelectric response signal are used. The sensor is connected to an evaluation unit. The control device is designed to generate at least two modulation signals of different frequencies and provided with a modulator. The modulator modulates the modulation signals to at least one carrier signal. The evaluation unit is provided with an analyzer for evaluating portions of the response signal, wherein the portions are each assigned to one of the modulation signals. The method is used to operate an evaluation device for determining the depth of anesthesia of a living being.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Auswertungseinrichtung zur Bestimmung der Narkosetiefe eines Lebewesens, bei dem das Lebewesen mit mindestens einem akustischen Anregungssignal beaufschlagt und mindestens ein Antwortsignal gemessen und ausgewertet wird.The The invention relates to a method for operating an evaluation device for determining the depth of anesthesia of a living being in which the living being subjected to at least one acoustic excitation signal and at least one response signal is measured and evaluated.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Messung einer Narkosetiefe, die eine Steuereinrichtung zur Generierung eines akustischen Anregungssignals, mindestens einen akustischen Signalgeber sowie mindestens einen Sensor zur Erfassung eines Antwortsignals aufweist und bei der der Sensor an eine Auswertungseinheit angeschlossen ist.The Invention relates to this In addition, an apparatus for measuring anesthetic depth, the control device for generating an acoustic excitation signal, at least one acoustic signal transmitter and at least one sensor for detection a response signal and wherein the sensor to an evaluation unit connected.

Die Verwendung von akustisch evozierten Potentialen zur Erfassung des Wachheitszustandes eines Patienten wird bei spielsweise bereits bei [Thornton, C., Evoked potentials in anaesthesia. Eur.J.Anaesthesiol. 1991; 8: 89–107.] beschrieben. Die bislang realisierten Verfahren haben sich jedoch als sehr störungsanfällig erwiesen. In die jeweilige Messung gehen das individuelle Hörvermögen, die Güte der Ableitung sowie die Sauerstoffversorgung des Ohres mit ein. Darüber hinaus können die Signalgeber oder die Sensoren verrutschen oder herausfallen, was ebenfalls zu Fehlmessungen führt. Die bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind deshalb insbesondere noch nicht in ausweichender weise dafür geeignet, zur Steuerung von Narkosegeräten verwendet zu werden, die bei Operationen eingesetzt werden.The Use of acoustically evoked potentials for the detection of the Alertness of a patient is already known in [Thornton, C., Evoked potentials in anesthesia. Eur.J.Anaesthesiol. 1991; 8: 89-107.] described. However, the procedures implemented so far have proved to be very susceptible to failure. Into the respective measurement go the individual hearing, the quality of the derivation as well as the oxygen supply of the ear. Furthermore can the signalers or the sensors slip or fall out, which also leads to incorrect measurements. The hitherto known methods and devices are therefore particular not yet evasive suitable for controlling anesthesia units to be used in operations.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine verbesserte Störungssicherheit und Genauigkeit bereitgestellt wird.task It is therefore an object of the present invention to provide a method of the invention mentioned type to improve such that improved interference safety and accuracy is provided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von einer Steuereinrichtung akustische Anregungssignale generiert und als Antwortsignal ein bioelektrisches Antwortsignal des Lebewesens gemessen und ausgewertet wird und daß das Anregungssignal sowohl mit einem ersten Modulationssignal einer ersten Modulationsfrequenz sowie einem zweiten Modulationssignal einer zweiten Modulationsfrequenz moduliert wird und daß die erste und die zweite Modulationsfrequenz relativ zueinander unterschiedlich sowie kleiner als eine niedrigste Frequenz des Anregungssignals generiert werden.These Task is inventively characterized solved, that of a control device generates acoustic excitation signals and as a response signal a bioelectrical response signal of the living being is measured and evaluated and that the excitation signal both with a first modulation signal of a first modulation frequency and a second modulation signal of a second modulation frequency is modulated and that the first and the second modulation frequency relative to each other and less than a lowest frequency of the excitation signal to be generated.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine verbesserte Störungsunanfälligkeit realisiert wird.Further Object of the present invention is to provide a device of Initially mentioned type such that an improved interference exclusion is realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung zur Generierung von mindestens zwei Modulationssignalen unterschiedlicher Frequenzen ausgebildet und mit einem Modulator versehen ist, der die Modulationssignale einem Trägersignal aufmoduliert und daß die Auswertungseinheit einen Analysator zur Auswertung von Anteilen des Anregungssignals aufweist, die jeweils einem der Modulationssignale zugeordnet sind.These Task is inventively characterized solved, that the Control device for generating at least two modulation signals formed different frequencies and with a modulator is provided, the modulation signals to a carrier signal modulated and that the evaluation unit an analyzer for evaluating portions of the excitation signal each associated with one of the modulation signals.

Durch die Applikation und die Auswertung von mindestens zwei Modulationssignalen unterschiedlicher Frequenz ist es möglich, eine automatische Erkennung von Störungen im Bereich der Steuerung zu implementieren. Insbesondere werden die Frequenzen der Modulationssignale derart gewählt, daß die eine Frequenz hinsichtlich ihrer akustischen Wahrnehmung in einem für die Wachheit des Lebewesens relevanten und die andere Frequenz in einem im wesentlichen vom Wachheitszustand unabhängigen akustischen Frequenzbereich liegt. Bei einer Veränderung des Antwortsignals zu beiden Modulationsfrequenzen kann die Veränderung des Hörvermögens in die Auswertung mit einbezogen werden oder auf eine Störung rückgeschlossen und eine weitere Auswertung des Signals, beispielsweise zur Steuerung der Narkosemittelzufuhr eines Narkosegerätes, unterdrückt werden. Bei einer Veränderung lediglich des vom Wachheitszustand abhängigen Signals kann hingegen auf einen veränderten Wachheits- bzw. Narkosezustand rückgeschlossen und das entsprechende Signal von der Steuerung des Narkosegerätes herangezogen werden.By the application and the evaluation of at least two modulation signals different frequency, it is possible to automatic detection of disorders to implement in the field of control. In particular, be the frequencies of the modulation signals are selected such that the one frequency in terms their acoustic perception in one for the alertness of the living being relevant and the other frequency in a substantially of Alertness independent acoustic frequency range lies. At a change of the response signal At both modulation frequencies, the change in hearing in the evaluation are involved or inferred from an error and a further evaluation of the signal, for example for control the anesthetic agent delivery of an anesthesia machine, are suppressed. For a change only of the state of alertness dependent On the other hand, the signal can be changed to a state of alertness or narcosis inferred and the appropriate signal used by the control of the anesthesia machine become.

Aufgrund einer sehr schnellen Reaktion auf das akustisch bereitgestellte Anregungssignals sind das verfahren und die Vorrichtung insbesondere dafür geeignet, in automatischen Regelkreisen zur Narkoseführung verwendet zu werden.by virtue of a very fast response to the acoustically provided Excitation signal are the method and the device in particular suitable for to be used in automatic control circuits for anesthesia management.

Eine einfache Durchführung der Modulation wird dadurch unterstützt, daß eine Amplitudenmodulation durchgeführt wird. Ein typischer Frequenzbereich wird dadurch definiert, daß ein Trägersignal mit einer Frequenz von etwa 200 Hz bis etwa 6 kHz oder ein Bandpaß-Rauschen in diesem Frequenzbereich verwendet wird.A easy implementation the modulation is supported by an amplitude modulation carried out becomes. A typical frequency range is defined by a carrier signal at a frequency of about 200 Hz to about 6 kHz or a bandpass noise is used in this frequency range.

Ein auf die Detektion eines Wachheitszustandes ausgerichtetes Anregungssignal wird dadurch bereitgestellt, daß ein erstes Modulationssignal mit einer ersten Modulationsfrequenz von etwa 40 Hz verwendet wird.One on the detection of a wakefulness oriented excitation signal is provided by a first modulation signal having a first modulation frequency of about 40 Hz is used.

Ein Anregungssignal zur Plausibilisierung des Meßvorganges wird dadurch erzeugt, daß ein zweites Modulationssignal mit einer zweiten Modulationsfrequenz von etwa 80 Hz verwendet wird.An excitation signal for plausibility of the measurement process is generated by a second modulation signal having a second modulation frequency of about 80 Hz is used.

Insbesondere ist daran gedacht, daß ein erstes Modulationssignal mit einer ersten Modulationsfrequenz von höchstens 60 Hz verwendet wird.Especially is remembered that one first modulation signal having a first modulation frequency of at the most 60 Hz is used.

Darüber hinaus ist es auch möglich, daß ein zweites Modulationssignal mit einer zweiten Modulationsfrequenz von mindestens 60 Hz verwendet wird.Furthermore it is also possible that a second Modulation signal with a second modulation frequency of at least 60 Hz is used.

Eine permanente Signalauswertung wird dadurch unterstützt, daß beide Modulationssignale gleichzeitig auf die Trägerfrequenz aufmoduliert werden.A Permanent signal evaluation is supported by the fact that both modulation signals simultaneously to the carrier frequency be modulated.

Vereinfachte Signalstrukturen lassen sich dadurch bereitstellen, daß die Modulationssignale mindestens zeitweise sequentiell auf das Trägersignal aufmoduliert werden.Simplified Signal structures can be provided in that the modulation signals at least temporarily sequentially to the carrier signal be modulated.

Zur Unterstützung kurzfristiger Reaktionen auf Änderungen des Antwortsignals wird vorgeschlagen, daß eine zeitlich kontinuierliche Messung durchgeführt wird.to support short-term reactions to changes the response signal is proposed that a temporally continuous Measurement performed becomes.

Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, daß eine zeitlich kontinuierliche Signalgenerierung durchgeführt wird.Furthermore it proves to be advantageous that a temporally continuous Signal generation performed becomes.

Eine vereinfachte Meßwertverarbeitung wird dadurch unterstützt, daß eine blockweise Auswertung von Signalanteilen durchgeführt wird.A simplified measured value processing is supported by that one blockwise evaluation of signal components is performed.

Bei der Realisierung einer sequentiellen Signalverarbeitung erweist es sich als vorteilhaft, daß eine Signalgenerierung und eine Signalauswertung innerhalb von vorgebbaren Zeitfenstern durchgeführt wird. Dies beinhaltet insbesondere die Mittelung im Zeitbereich zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses, beispielsweise blockweise oder kontinuierlich, mit oder ohne exponentielle Wichtung.at the realization of a sequential signal processing proves it is advantageous that a Signal generation and signal evaluation within predefinable Time windows is performed. This includes in particular the averaging in the time domain for improvement the signal-to-noise ratio, for example, blockwise or continuous, with or without exponential weighting.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In The drawings are exemplary embodiments of the invention shown schematically. Show it:

1 ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines gerätetechnischen Aufbaus zur Generierung der Anregungssignale sowie zur Erfassung der Antwortsignale, 1 a simplified block diagram for illustrating a device construction for generating the excitation signals and for detecting the response signals,

2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Signalgenerierung durch Modulation und 2 a block diagram illustrating the signal generation by modulation and

3 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Signalauswertung. 3 a block diagram illustrating the signal evaluation.

Als akustisches Trägersignal für die Modulationsfrequenzen wird typischerweise eine Signalfrequenz oder Signalfrequenzen im Bereich von 200 Hz bis 6 kHz gewählt. Für die Modulationssignale werden typischerweise Frequenzen von etwa 40 Hz einerseits und von etwa 80 Hz andererseits verwendet. Ein Antwortsignal auf die Anregung mit etwa 40 Hz ist stärker von der Wachheit des Lebewesens abhängig als das Antwortsignal auf die Anregungsfrequenz von 80 Hz. Für das erste Signal können grundsätzlich auch Frequenzen unterhalb von 60 Hz und für das zweite Signal Frequenzen oberhalb von 60 Hz verwendet werden. Die beiden Modulationssignale können entweder gleichzeitig oder zeitlich versetzt auf das Trägersignal aufmoduliert werden. Vorzugsweise wird das Trägersignal kontinuierlich bereitgestellt, es ist hier aber auch eine zeitlich getaktete Bereitstellung möglich, wobei die aktiven Phasen lang genug gewählt werden müssen, um eine Signalauswertung durchführen zu können. Die Signalpausen müssen kurz genug sein, um eine schnelle Reaktion zu ermöglichen.When acoustic carrier signal for the Modulation frequencies will typically be a signal frequency or Signal frequencies in the range of 200 Hz to 6 kHz selected. For the modulation signals typically frequencies of about 40 Hz on the one hand and of used on the other hand about 80 Hz. A response to the stimulus with about 40 Hz is stronger depending on the alertness of the living being as the response signal to the excitation frequency of 80 Hz. For the first signal can in principle also Frequencies below 60 Hz and for the second signal frequencies above 60 Hz. The two modulation signals can either simultaneously or with a time offset to the carrier signal be modulated. Preferably, the carrier signal is provided continuously, but it is also possible here a temporally clocked provision, wherein the active phases have to be chosen long enough to perform a signal evaluation to be able to. The signal pauses must be short be enough to allow a quick response.

Die Modulation wird vorzugsweise als Amplitudenmodulation durchgeführt. Der Modulationsbereich kann gleich oder unterschiedlich auf die beiden Modulatorfrequenzen verteilt werden.The Modulation is preferably carried out as amplitude modulation. Of the Modulation range may be equal or different to the two modulator frequencies be distributed.

Das Antwortsignal wird vorzugsweise als EEG-Signal erfaßt und hinsichtlich der unterschiedlichen Antwortfrequenzen ausgewertet. Das Antwortsignal auf die niedrigere Frequenz repräsentiert hierbei den Wachheitsgrad, das Antwortsignal auf die höhere Frequenz den Status und die Qualität der akustischen Präsentation, der Ableitung und des Hörvermögens.The Response signal is preferably detected as EEG signal and in terms evaluated the different response frequencies. The response signal represented on the lower frequency here the degree of alertness, the response signal to the higher frequency the status and quality the acoustic presentation, the derivative and the hearing.

Eine einfache von der jeweiligen akustischen Präsentation unabhängige Signalauswertung kann dadurch bereitgestellt werden, daß eine abgeleitete Größe, beispielsweise eine Differenz oder ein Quotient der beiden Antwortsignalanteile ausgewertet wird. Durch die Auswertung der beiden Antwortsignalanteile lassen sich nicht nur gerätetechnische Störungen, sondern auch Signalbeeinflussungen aufgrund des individuellen Hörvermögens weitgehend eliminieren. Ebenfalls wird eine Veränderung des Hörvermögens während der Narkose hinsichtlich der Narkosesteuerung kompensiert und ansonsten einfach detektiert. Eine Auswertung der Antwortsignale kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Amplitudenhöhe im Zeitbereich oder unter Einbeziehung einer Analyse im Frequenzbereich erfolgen. Ein typischer Modulationsgrad liegt in einem Bereich von 50 bis 100 %. Die Signalauswertung kann innerhalb eines vorgebbaren Zeitfensters und gegebenenfalls unter Einbeziehung einer Signalmittelung im Zeitbereich erfolgen.A simple signal evaluation independent of the respective acoustic presentation can be provided by having a derived quantity, for example a difference or quotient of the two response signal components is evaluated. By the evaluation of the two response signal components can not be just technical equipment disorders, but also largely eliminate signal interference due to individual hearing. There will also be a change of hearing during the Anesthesia in terms of anesthesia control compensated and otherwise simply detected. An evaluation of the response signals can be dependent from the respective amplitude level in the time domain or involving an analysis in the frequency domain respectively. A typical degree of modulation is in a range of 50 to 100%. The signal evaluation can be within a predefinable Time window and optionally involving a signal averaging take place in the time domain.

1 zeigt eine Signalerzeugungseinrichtung (1), die über D/A Wandler (2), Verstärker (4) und Abschwächer (3) mit akustischen Signalgebern (6) verbunden ist. Die Signalgeber (6) können als Ohrsondenlautsprecher (im Ohr) oder als externe, über Schläuche mit dem Ohr verbundene Lautsprecher ausgebildet sein, die im Gehörgang des Patienten (5) stekken. Zur Kontrolle und Erfassung des im Gehörgang vorliegenden akustischen Signals nehmen noch Mikrophone (7) das im Gehörgang vorliegende Signal auf. 1 shows a Signalalerseinseinrich tion ( 1 ), which are connected via D / A converters ( 2 ), Amplifiers ( 4 ) and attenuators ( 3 ) with acoustic signalers ( 6 ) connected is. The signalers ( 6 ) can be designed as ear-ear speakers (in the ear) or as external loudspeakers connected via tubes to the ear, which are located in the auditory canal of the patient ( 5 ) stekken. To control and detect the acoustic signal present in the auditory canal microphones ( 7 ) the signal present in the ear canal.

Die Signalerfassungseinrichtung (8) dient der Registrierung von EEG-Signalen und erfolgt über Oberflächen oder Nadelelektroden (9) und Differenzvorverstärker (10). In die aus Vor- und Endverstärker (11) bestehende Verstärkerkette sind Tiefpässe (12) geschaltet. Diese dienen als anti-aliasing Filter. Bandpässe (13) dienen zur Signalkonditionierung. Die Verstärker sind an Analog-Digital-Wandler (14) angeschlossen. Den Analog-Digital-Wandlern (14) und Digital-Analog-Wandlern (2) sind Einlese- (15) und Ausgabespeicher (16) zugeordnet. Der Kontrolle der im Ohr wirklich vorliegenden Schallpegel und Signalformen dienen an die Gehörgangsmikrophone (7) angeschlossene Mikrophonverstärker (17). Diese sind über anti-aliasing Filter (18) an Analog-Digital-Wandler (19) angeschlossen, denen weitere Einlesespeicher (20) zugeordnet sind.The signal detection device ( 8th ) is used to register EEG signals and takes place via surfaces or needle electrodes ( 9 ) and differential preamplifier ( 10 ). In the from pre and power amplifier ( 11 ) existing amplifier chain are low passes ( 12 ). These serve as anti-aliasing filters. Bandpasses ( 13 ) are used for signal conditioning. The amplifiers are connected to analog-to-digital converters ( 14 ) connected. The analog-to-digital converters ( 14 ) and digital-to-analog converters ( 2 ) are read-in ( 15 ) and output memory ( 16 ). The control of the sound levels and waveforms actually present in the ear are used for the ear canal microphones ( 7 ) connected microphone amplifier ( 17 ). These are about anti-aliasing filters ( 18 ) to analog-to-digital converter ( 19 ), to which further read-in memories ( 20 ) assigned.

2 veranschaulicht die Erzeugung und Bereitstellung des akustischen Signals für die Ausgabespeicher (16) im Bereich der Signalerzeugungseinrichtung (1). Die Signalerzeugung ist der Einfachheit halber nur für eine Seite im Detail dargestellt, die der anderen Seite ist entsprechend. Es werden je Seite zwei amplitudenmodulierte Signale (23) erzeugt die durch den Parametersatz (22) beschrieben sind. Dieser ist durch die Trägerfrequenzen f₁, f₂, die Modulationsfrequenzen F₁, F₂ und durch die Modulationstiefen R₁, R₂ für jeweils eine Seite charakterisiert. Die Trägerfrequenzen f₁, f₂ liegen im Hörbereich 200Hz–6kHz und der Modulationsgrad beträgt zwischen 50 und 100%. Die niedrigere der Modulationsfrequenzen beträgt ungefähr 40Hz, die höhere liegt günstiger Weise bei ca. 80Hz. 2 illustrates the generation and provision of the acoustic signal for the output memories ( 16 ) in the area of the signal generating device ( 1 ). The signal generation is shown for simplicity only for one page in detail, the other side is accordingly. There are two amplitude-modulated signals ( 23 ) generated by the parameter set ( 22 ) are described. This is characterized by the carrier frequencies f ₁ , f ₂ , the modulation frequencies F ₁ , F ₂ and by the modulation depths R ₁ , R ₂ for one side. The carrier frequencies f ₁ , f ₂ are in the audible range 200Hz-6kHz and the degree of modulation is between 50 and 100%. The lower of the modulation frequencies is about 40Hz, the higher is conveniently about 80Hz.

Die Trägerfrequenzen f₁, f₂ können identisch sein, sowohl untereinander als auch mit denen auf der anderen Seite, können aber auch unterschiedlich gewählt werden. Die Länge des erzeugten Zeitfensters t₁ bestehend aus wl Einzelwerten, ist so gewählt, daß sie Vielfachen der Perioden der Trägerfrequenzen f₁, f₂ und Vielfachen der Perioden der Modulatorfrequenzen F₁, F₂ entspricht, um eine kontinuierli che Ausgabe zu ermöglichen. Beide erzeugte Signale werden addiert (24).The carrier frequencies f ₁ , f ₂ can be identical, both with each other and with those on the other side, but can also be chosen differently. The length of the generated time window t ₁ consisting of wl individual values, is chosen so that it corresponds to multiples of the periods of the carrier frequencies f ₁ , f ₂ and multiples of the periods of the modulator frequencies F ₁ , F ₂ , to allow a continuous output. Both generated signals are added ( 24 ).

Alternativ zur Kalibrierung des akustischen Signals über Bandpaßfilter wird das Signal durch eine Transformation in den Frequenzbereich mit einer gespeicherten Kalibrierung (25) des Lautsprechers durch Multiplikation (26) mit der inversen Transferfunktion des Lautsprechers kalibriert und wieder in ein Signal im Zeitbereich (27) zurückgewandelt. Das so erzeugte und kalibrierte Signal wird in die Ausgabespeicher (16) eingelesen. Dieses Signal wird zyklisch oder mit jeweils neu erzeugten Blöcken in dem Digital-Analog-Wandler ausgelesen und als akustisches Signal ausgegeben.As an alternative to calibrating the acoustic signal via band-pass filter, the signal is transformed by a transformation into the frequency domain with a stored calibration ( 25 ) of the loudspeaker by multiplication ( 26 ) is calibrated with the inverse transfer function of the loudspeaker and again into a signal in the time domain ( 27 ) converted back. The signal thus generated and calibrated is transferred to the output memories ( 16 ). This signal is read cyclically or with newly generated blocks in the digital-to-analog converter and output as an acoustic signal.

3 veranschaulicht die Signalregistrierung und Signalauswertung. Das Eingangssignal der Analog-Digital-Wandler (14) ist zunächst zwischengespeichert (15) und wird in Zeitblöcken der Länge sl einem Spitzenwertdetektor (27) zur Erfassung von Störungen und Bereichsüberschreitungen zugeführt. 3 illustrates the signal registration and signal evaluation. The input signal of the analog-to-digital converters ( 14 ) is initially cached ( 15 ) and is a peak detector in time blocks of length sl ( 27 ) for detecting disturbances and range overruns.

Die Länge des Auswertungszeitfensters besteht aus sl Einzelwerten, die so gewählt sein sollten, daß sie Vielfachen der Perioden der Trägerfrequenzen f₁, f₂ und Vielfachen der Perioden der Modulatorfrequenzen F₁, F₂ entsprechen, um die Notwendigkeit einer Fensterung des Eingangssignals zu vermeiden. Die Ausgabe- und Einlesefensterlängen, die durch die jeweiligen Sample-Raten und die Sample-Längen sl und wl gegeben werden können, müssen aber nicht gleich sein.The length of the evaluation time window consists of sl individual values, which should be selected such that they f multiples of periods of the carrier frequencies ₁ f _2, and multiples of the periods of the modulator frequencies F _1, F ₂ corresponding to the need for windowing, to prevent the input signal. The output and read window lengths, which can be given by the respective sample rates and the sample lengths sl and wl, need not be the same.

Der Spitzenwertdetektor (27) dient zur Artefaktunterdrükkung durch Verwerfen von Blöcken, die Spitzen oberhalb eines Schwellwertes (TH) aufweisen. Die Anzahl der Blöcke in den letzten N eingegangenen Blöcken, die keine Überschrei tung aufweisen, werden gewichtet summiert (28). Die Überschreitung eines vorgewählten Anteils (RejctMax) von Blöcken mit Spitzen führt zu einer Fehlermeldung (29, ALARM2), daß der Anteil auswertbarer Signale zu gering ist.The peak detector ( 27 ) serves to suppress artefact by discarding blocks having peaks above a threshold (TH). The number of blocks in the last N blocks received, which have no overrun, are weighted ( 28 ). Exceeding a preselected proportion (RejctMax) of blocks with tips leads to an error message ( 29 , ALARM2) that the proportion of evaluable signals is too low.

Blöcke die keine Spitzenwerte > TH aufweisen, werden im Zeitbereich gemittelt und einer Mittelwertbildung (30) zugeführt. Diese führt eine kontinuierliche Mittelung im Sinne eines "running averages" über eine vorgegebene Anzahl (N) der letzten eingegangenen Blöcke ohne oder mit expotentieller Wichtung durch. Alternativ kann eine diskontinuierliche Mittelung bis zu einer vorgegebenen Anzahl gültiger Blöcke durchgeführt werden. Das Mittelwertsignal aus den gültigen Blöcken wird dann in den Frequenzbereich transformiert (31). Die zur Beurteilung des Hörvermögens und der Narkosetiefe dienenden Amplituden A₁, A₂ bei den Frequenzen F₁, F₂ werden aus diesem Spektrum gewonnen (32).Blocks that have no peak values> TH are averaged in the time domain and averaged ( 30 ). This performs a continuous averaging in the sense of a "running averages" over a predetermined number (N) of the last blocks received without or with expotential weighting. Alternatively, a discontinuous averaging may be performed up to a predetermined number of valid blocks. The mean value signal from the valid blocks is then transformed into the frequency domain ( 31 ). The amplitudes A ₁ , A ₂ at the frequencies F ₁ , F ₂ serving to assess the hearing and the depth of anesthesia are obtained from this spectrum ( 32 ).

Zur Beurteilung der Aussagekraft des Signals dient weiterhin eine Abschätzung der Rauschamplituden N₁, N₂ bei den Modulationsfrequenzen F₁, F₂, die zusammen mit ihren Standardabweichungen SD₁, SD₂ aus den Nachbarfrequenzlinien von F₁, F₂ gewonnen werden (32). Die Amplituden A₁, A₂ werden weiterhin dahingegen geprüft ob sie auf einem wählbaren Signifikanzlevel über dem geschätzten Rauschen liegen (33). Eine fehlende Signifikanz einer der beiden Amplituden führt zu der Fehlermeldung ALARM3 (34).To assess the significance of the signal is still an estimate of the noise amplitudes N ₁ , N ₂ at the modulation frequencies F ₁ , F ₂ , which are obtained together with their standard deviations SD ₁ , SD ₂ from the neighboring frequency lines of F ₁ , F ₂ ( 32 ). The amplitudes A ₁ , A ₂ continue to be tested against being at a selectable level of significance above the estimated noise ( 33 ). A missing significance of one of the two amplitudes leads to the error message ALARM3 ( 34 ).

Zur Kontrolle der akustischen Signale im Gehörgang wird das in den Einlesespeichern (20) zwischengespeicherte Eingangssignal der Analog-Digital-Wandler (14) in den Frequenzbereich transformiert (35). Ein Unterschreiten der Sollamplituden (A_isoll) unter Berücksichtigung einer Toleranz (Δ) bei den Frequenzen F₁, F₂ führt zu der Fehlermeldung ALARM1 (36). Analoges gilt für das Überschreiten der Sollwerte.To control the acoustic signals in the auditory canal, this is stored in the read-in memory ( 20 ) cached input signal of the analog-to-digital converter ( 14 ) is transformed into the frequency domain ( 35 ). Falling below the nominal amplitudes (A is _soll ) taking into account a tolerance (Δ) at the frequencies F ₁ , F ₂ leads to the error message ALARM1 ( 36 ). The same applies to exceeding the setpoints.

Das akustische Signal kann akustisch monaural oder binaural appliziert werden. Bei einer Applizierung auf beide Ohren ist es möglich, während der Narkose auftretende Veränderungen im Bereich eines der Ohren zu erkennen und eine falsche Signalauswertung hierdurch zu vermeiden. Bei einer Applizierung auf beide Ohren können die Träger und die Modulatoren identisch sein, es ist aber auch möglich, unterschiedliche Träger und/oder Modulatoren zu verwenden. Bei einer Verwendung von unterschiedlichen Modulatoren kann über beide Ohren eine unabhängige Messung erfolgen.The acoustic signal can be applied acoustically monaural or binaural become. When applied to both ears, it is possible during anesthesia occurring changes in the area of one of the ears to detect and a wrong signal evaluation to avoid this. When applied to both ears, the carrier and the modulators may be identical, but it is also possible to have different ones carrier and / or modulators. When using different Modulators can over both ears an independent Measurement done.

Gemäß einer vereinfachten Ausführungsform besteht das akustische Signal, das auf ein Ohr oder beide Ohren appliziert wird, lediglich aus einer einzelnen Frequenz. Es ist aber auch daran gedacht, für jeden Modulator eine eigene Trägerfrequenz zu verwenden. Darüber hinaus ist es auch möglich, ein bandbegrenztes Rauschen einzusetzen.According to one simplified embodiment There is the acoustic signal that is on one ear or both ears is applied, only from a single frequency. It is but also thought for each modulator has its own carrier frequency to use. About that It is also possible to use a band limited noise.

Claims

A method for operating an evaluation device for determining the depth of anesthesia of a living being, wherein the living being subjected to at least one acoustic excitation signal and at least one response signal measured and evaluated, characterized in that generated by a control device, the acoustic excitation signal having at least one frequency and a response signal bioelectrical response signal of the living being measured and evaluated and that the excitation signal is modulated both with a first modulation signal of a first modulation frequency and a second modulation signal of a second modulation frequency and that the first and the second modulation frequency relative to each other different and smaller than a fundamental frequency are generated.

Method according to claim 1, characterized in that that one Amplitude modulation performed becomes.

Method according to claim 1 or 2, characterized the existence carrier signal is used with a frequency of about 200 Hz to about 6 kHz.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized the existence first modulation signal having at least a first modulation frequency of about 40 Hz is used.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized the existence second modulation signal having a second modulation frequency of about 80 Hz is used.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized the existence first modulation signal having a first modulation frequency of at most 60 Hz is used.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized the existence second modulation signal having a second modulation frequency of at least 60 Hz is used.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that both Modulation signals are modulated simultaneously on the carrier signals.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the Modulation signals at least temporarily sequential to the carrier signal be modulated.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that one temporally continuous measurement is performed.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that one temporally continuous signal generation is performed.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that one time-discontinuous measurement is performed.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that one time-discontinuous signal generation is performed.

Method according to one of Claims 1 to 13, characterized that one blockwise evaluation of signal components is performed.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized that one Signal generation and signal evaluation within predefinable Time windows performed becomes.

Method according to one of claims 1 to 15, characterized that as bioelectrical response signal an EEG signal is evaluated.

Device for measuring anesthetic depth, the a control device for generating at least one acoustic Excitation signal, at least one acoustic signaler as well has at least one sensor for detecting a response signal and wherein the sensor is connected to an evaluation unit is, characterized in that the Control device for generating at least two modulation signals formed different frequencies and provided with a modulator is that the modulation signals at least one carrier signal modulated and that the Evaluation unit an analyzer for the evaluation of shares of the excitation signal, each one of the modulation signals assigned.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the signal detection device ( 13 ) has at least one bandpass.

Device according to claim 17 or 18, characterized that the Modulator is designed as an amplitude modulator.