本发明属于麻醉深度监测仪的检测，具体涉及一种麻醉深度监测仪的自动化检测装置及其检测方法。
背景技术：
1、脑电信号是指通过在头部表面放置电极，记录由大脑神经元活动产生的电场变化。在使用麻醉的手术过程中，人体在麻醉药物的作用下会在药效作用时产生相应的脑电信号，称为麻醉脑电信号。该信号可通过将电极贴在人前额正中、眉弓上和太阳穴处等位置检测出。麻醉脑电信号的持续时间并不是一个固定的值，它取决于作用药物的剂量和具体的麻醉过程，信号幅值一般为几微伏到几百微伏。
2、检测麻醉脑电信号的过程分为对患者注入麻醉药物、实时测量并分析麻醉脑电信号两个步骤。在临床麻醉深度监测中，通常采用的麻醉药物为丙泊酚，当药效起作用时，根据患者脑电信号的特征分为麻醉诱导、麻醉维持和麻醉恢复三个阶段。麻醉诱导开始时，脑电信号会迅速发生变化，通常在几分钟内从清醒状态转变为麻醉状态；在麻醉维持阶段，脑电信号较为稳定，主要用于监测麻醉深度的持续性和稳定性；麻醉药物作用减弱，脑电信号会逐渐恢复到清醒状态，该时期称为麻醉恢复阶段。麻醉深度指数是基于不同的数值范围来描述患者的麻醉阶段状态：80-100：表明患者处于清醒状态，没有麻醉效果；60-80：表示患者处于一种轻度的镇静状态即麻醉诱导阶段，意识可能已经有所减弱；40-60：表明患者已经进入较深的麻醉状态，意识更显著地受到抑制；<40： 表明患者意识受到极大的抑制，是较深的麻醉状态。麻醉深度监测仪在受到标准化的麻醉脑电信号时，麻醉深度指数通常从清醒阶段的80-100逐渐降低为麻醉维持阶段40-60，麻醉药效减弱后，麻醉深度指数将从40-60逐渐向80-100升高。
3、麻醉深度监测仪常用包括频域分析、时域分析及复杂度分析等信号处理方法来提取脑电信号中如频率成分、功率谱密度等特征参数，再将这些特征加权求和以得到麻醉深度指数、信号质量指数、肌电信号指数、爆发抑制比、脑电信号图和脑电信号功率谱密度图等参数。麻醉深度的准确监测对于手术的安全性和效果至关重要，因此在国际标准化组织和国际电工委员会发布的标准文件iso 80601-2-13:2022中，对麻醉深度监测仪的检测参数和性能要求有明确的规定，并且需要定期对仪器进行检测校准。在标准化的脑电信号作用下，麻醉深度监测仪需要准确地测量出脑电信号的幅值和时间参数，才能保证临床诊断的可靠性。麻醉深度监测仪被广泛用于各种手术的麻醉管理，如全身麻醉、区域麻醉及镇静等，对婴幼儿、老年人等身体机能较弱的患者，更是有效的客观麻醉深度评估工具。麻醉深度监测仪是定量检测仪器，其脑电信号测量结果的准确性直接影响麻醉师的决策，关乎患者的安全和手术效果，因此需要利用专用的检测工具对其进行定期校准和检测，以确保其性能和可靠性。
技术实现思路
1、发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种麻醉深度监测仪的自动化检测装置及其检测方法，能够评价麻醉深度监护设备的准确性。
2、技术方案：本发明所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，包括：
3、波形文件存储模块，用于存储脑电信号波形文件；
4、信号发生模块，用于生成与脑电信号数值成正比的模拟信号；
5、电压基准模块，用于校准所述模拟信号的幅值范围；
6、信号衰减网络模块，用于调整所述模拟信号的强度和减少噪声；
7、数据读取模块，用于自动获取被检设备的测量结果；
8、输入界面模块，用于接收用户输入的参数；
9、显示界面模块，用于显示测量结果；
10、处理器模块，用于读取所述输入界面模块输入的参数，根据参数从所述波形文件存储模块中获取对应的波形文件，通过控制所述信号发生模块转换输出电信号幅值与波形文件中数值成正比的模拟信号，模拟信号由所述电压基准模块校准范围，再经所述信号衰减网络模块调整后输出至被检设备；被检设备根据模拟信号生成麻醉深度数值，麻醉深度数值经所述数据读取模块获取后输入至所述处理器模块，经所述处理器模块分析后生成测量结果并经所述显示界面模块显示。
11、进一步完善上述技术方案，所述波形文件存储模块使用welch方法对真实脑电信号进行功率谱密度分析，取第一个功率谱密度由高能量值逐渐降为低能量的时间段，对原始真实脑电信号进行对应的时间段切分，得到包含清醒阶段、麻醉诱导阶段、麻醉维持阶段、麻醉恢复阶段的脑电数据；通过kmeans聚类算法分析脑电信号中α波与患者身份信息的关系，得到包含人群类型、对应麻醉深度值的真实脑电数据库。
12、进一步地，所述处理器模块具有：
13、脑电生成算法单元，具有循环条件生成对抗网络模型，针对接收到的输入参数，生成与输入参数相匹配的模拟脑电信号；
14、数据分析单元，使用滑动窗口法和多窗口大小评估法分析测量结果，将测量结果与标准值进行误差分析，评估被检设备准确性。
15、进一步地，所述循环条件生成对抗网络模型使用长短期记忆网络作为生成器和判别器，以真实脑电数据及对应的麻醉深度值和人群类型作为训练数据，所述生成器接收麻醉深度值、人群类型、随机生成的噪声向量作为输入，通过三层lstm网络层生成模拟脑电信号；所述判别器将真实和生成的脑电信号与相应的麻醉深度值、人群类型相结合，经过三层lstm网络层输出区分真假信号的概率；训练过程中，生成器通过最大化判别器的错误率来优化，判别器通过最小化真实与生成信号的分类误差进行训练，损失函数采用二元交叉熵损失，优化方法使用adam优化器；训练完成后，生成器接收到新的输入参数，能够生成与输入参数相匹配的模拟脑电信号；
16、所述滑动窗口法通过移动和计算每个窗口内麻醉深度值的均值、最大值、最小值，以检测到麻醉深度值的变化，通过获取最大下降段的位置，划分清醒阶段、麻醉诱导阶段、麻醉维持阶段和麻醉恢复阶段；所述多窗口大小评估法选择清醒阶段和麻醉维持阶段均方误差最小，清醒阶段和麻醉维持阶段之间平均差值最大的窗口大小作为最终的滑动窗口大小；所述误差分析将上述阶段被检设备的麻醉深度数值与自动化检测装置输出的标准麻醉深度数值进行对比，计算均方误差，误差越小，表明被检设备的准确性越高。
17、进一步地，所述数据读取模块包括：
18、rs232电平转换单元，用于读取rs232协议的被检设备数据；
19、以太网转串口单元，用于读取rj45协议的被检设备数据；
20、图像识别单元，使用yolo算法实时检测非开放协议被检设备的屏幕信息。
21、进一步地，所述用户输入的参数包括麻醉深度数值、人群类型，或麻醉深度数值、人群类型与肌电信号、高频电刀信号的组合；所述处理器模块能够根据输入的麻醉深度数值、人群类型，向波形文件存储模块获取相应参数的脑电信号波形文件并控制所述信号发生模块转换输出；或所述处理器模块根据输入的麻醉深度数值、人群类型与肌电信号、高频电刀信号的组合，向波形文件存储模块获取相应参数的脑电信号波形文件，并通过加入随机噪声数值来模拟肌电信号和/或添加高频的正弦波或方波数值模拟高频电刀信号，再通过控制所述信号发生模块转换输出。
22、进一步地，所述用户输入的参数为标准波形，标准波形包括方波、正弦波和三角波，波形的峰峰值范围为1μv-1000μv，频率范围为0.1hz-500hz；所述处理器模块根据用户输入的波形参数生成指定波形信号，再通过控制所述信号发生模块转换输出。
23、采用上述麻醉深度监测仪的自动化检测装置进行检测方法，包括以下步骤：
24、s1、接收用户输入的参数；
25、s2、根据设定参数生成模拟脑电信号；
26、s3、将模拟脑电信号输出至被检设备；
27、s4、自动获取被检设备的测量结果；
28、s5、将被检设备的测量结果与自动化检测装置的标准值进行对此和误差分析；
29、s6、输出误差分析结果，评估被检设备的准确性和稳定性。
30、进一步地，所述s1中用户输入的参数包括：标准波形以及与标准波形对应的峰值和频率；所述处理器模块接收到输入的参数，通过ad5546数模转换模块定时输出指定的波形，adr425电压基准模块等比例调整输出波形电压大小至微伏级，由信号衰减网络模块过滤信号噪声并输出模拟脑电波形到被检设备。
31、进一步地，所述s1中用户输入的参数包括：麻醉深度值、人群类型、肌电信号和高频电刀信号；所述处理器模块接收到输入的参数，向波形文件存储模块获取相应参数的脑电信号波形文件，并向脑电信号波形文件中加入随机噪声数值来模拟肌电信号和/或加入高频的正弦波或方波数值模拟高频电刀信号；处理后的波形文件通过信号发生模块中ad5546数模转换模块输出电信号幅值与波形文件中数值成正比的模拟信号；信号衰减网络模块将电压基准模块校正后的模拟信号进行1000倍衰减得到相应的脑电信号并输出至被检设备。
32、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的装置采用模块化设计，内部包含信号发生模块、电压基准模块、处理器模块、信号衰减网络模块和通信模块等，信号发生模块产生的信号通过信号衰减网络模块进行调节，使信号幅值在微伏级别，模拟真实的脑电信号幅值；处理器模块和信号发生模块相互独立，信号模拟更准确，且便于调校以保证自身的准确性，更适用于计量和质检领域；各模块通过合理的连接关系，实现了精确的信号生成、传输、调节及输出功能，提高了装置的可维护性和灵活性。
33、装置内置通信模块，可以自动识别连接的麻醉深度监测仪的通信协议类型，适应多种不同型号的麻醉深度监测仪，提高了装置的兼容性和实用性。
34、本发明能够定量模拟麻醉过程中人体脑电信号的变化情况，通过内置模拟脑电生成算法和内置脑电数据库，可根据麻醉深度数值参数发出对应的标准麻醉脑电模拟信号，模拟人在麻醉药物条件下的脑电信号生理活动，包括：模拟麻醉深度数值为0-100数值人体模拟脑电信号；根据麻醉深度数值为0-100数值人需要输出不同人群模拟脑电信号；可根据需要添加肌电信号、高频电刀信号等干扰；也可根据预先设定的参数发出方波、正弦波等标准电信号。
35、本发明能够输出模拟脑电数字信号，自动识别麻醉深度监护仪的显示内容或协议内容，并根据内容计算得出并记录校准结果，对被检麻醉深度监护仪进行检测，同时执行信号生成与测量任务，实现了统一的信号生成与测量平台，减少了设备体积和成本，保证了装置在不同测量任务中的一致性和准确性。
1.一种麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，所述波形文件存储模块使用welch方法对真实脑电信号进行功率谱密度分析，取第一个功率谱密度由高能量值逐渐降为低能量的时间段，对原始真实脑电信号进行对应的时间段切分，得到包含清醒阶段、麻醉诱导阶段、麻醉维持阶段、麻醉恢复阶段的脑电数据；通过kmeans聚类算法分析脑电信号中α波与患者身份信息的关系，得到包含人群类型、对应麻醉深度值的真实脑电数据库。
3.根据权利要求2所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，所述处理器模块具有：
4.根据权利要求3所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，所述数据读取模块包括：
6.根据权利要求1所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，所述用户输入的参数包括麻醉深度数值、人群类型，或麻醉深度数值、人群类型与肌电信号、高频电刀信号的组合；所述处理器模块能够根据输入的麻醉深度数值、人群类型，向波形文件存储模块获取相应参数的脑电信号波形文件并控制所述信号发生模块转换输出；或所述处理器模块根据输入的麻醉深度数值、人群类型与肌电信号、高频电刀信号的组合，向波形文件存储模块获取相应参数的脑电信号波形文件，并通过加入随机噪声数值来模拟肌电信号和/或添加高频的正弦波或方波数值模拟高频电刀信号，再通过控制所述信号发生模块转换输出。
7.根据权利要求2所述的麻醉深度监测仪的自动化检测装置，其特征在于，所述用户输入的参数为标准波形，标准波形包括方波、正弦波和三角波，波形的峰峰值范围为1μv-1000μv，频率范围为0.1hz-500hz；所述处理器模块根据用户输入的波形参数生成指定波形信号，再通过控制所述信号发生模块转换输出。
8.一种使用如权利要求1-7任一项所述麻醉深度监测仪的自动化检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述s1中用户输入的参数包括：标准波形以及与标准波形对应的峰值和频率；所述处理器模块接收到输入的参数，通过ad5546数模转换模块定时输出指定的波形，adr425电压基准模块等比例调整输出波形电压大小至微伏级，由信号衰减网络模块过滤信号噪声并输出模拟脑电波形到被检设备。
10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述s1中用户输入的参数包括：麻醉深度值、人群类型、肌电信号和高频电刀信号；所述处理器模块接收到输入的参数，向波形文件存储模块获取相应参数的脑电信号波形文件，并向脑电信号波形文件中加入随机噪声数值来模拟肌电信号和/或加入高频的正弦波或方波数值模拟高频电刀信号；处理后的波形文件通过信号发生模块中ad5546数模转换模块输出电信号幅值与波形文件中数值成正比的模拟信号；信号衰减网络模块将电压基准模块校正后的模拟信号进行1000倍衰减得到相应的脑电信号并输出至被检设备。
