Electroencephalography (EEG) is a commonly used method to record electrical activity in the human brain. Fluctuations in the frequency and amplitude of the brain waves can provide valuable information to clinicians about the state of the patient. EEG is a powerful tool to measure the depth of anesthesia (DOA) during surgical operations.
One of the methods to measure DOA is to quantify entropy of the measured EEG. The nature of the measurement in the operating room and the signal itself set a relatively strict requirements for the whole system. The measurement system is susceptible to significant amount of interference, and it is critical that this interference does not cause problems for reliability of the measurement or the results during clinical use.
Analog front-end (AFE) is a multipurpose hardware component that can be used in measurement systems for biopotential signals. When used in a measurement system, AFE acquires the analog signal, amplifies and filters it and finally converts the signal into digital form.
In this thesis, the usage of an AFE for the next-generation entropy-based monitoring system was evaluated. This early-stage evaluation was done by conducting performance tests for the AFE that are defined in a particular EEG performance standard. Test results were compared to the limits that are defined by the standard.
The results show that the tested AFE seems promising to be used in the next-generation EntropyTM system. All tests were clearly passed when compared to the standard limits.Elektroenkefalografia (EEG) on yleisesti käytetty menetelmä, jossa rekisteröidään ihmisten aivojen sähköistä toimintaa. Taajuuden ja amplitudin vaihtelu aivosähkökäyrässä voi kertoa kliinikolle tärkeää tietoa potilaan aivojen tilasta. EEG on tehokas työkalu mittaamaan anestesian syvyyttä kirurgisten operaatioiden aikana.
Yksi menetelmistä mitata anestesian syvyyttä on määrittää mitatun EEG:n entropia. Mittauksen luonne ja ympäristö asettavat tarkat vaatimukset koko järjestelmälle. Mittausjärjestelmä altistuu merkittävälle määrälle häiriöitä ja on tärkeää, ettei nämä häiriöt aiheuta ongelmia mittauksen luotettavuudelle tai tuloksille kun järjestelmää käytetään kliinisessä ympäristössä.
Analoginen etuaste -siru eli AFE-siru on monikäyttöinen elektroniikkakomponentti, jota voidaan käyttää biopotentiaalisten signaalien mittausjärjestelmässä. Kun AFE-sirua käytetään mittausjärjestelmässä, se vastaanottaa analogisen signaalin, vahvistaa ja suodattaa signaalin ja lopuksi muuntaa signaalin digitaaliseen muotoon.
Tässä työssä AFE-sirun käyttöä arvioitiin seuraavan sukupolven entropiaan perustuvaan mittausjärjestelmään. Tämä alkuvaiheen arviointi perustui EEG:n suorituskykystandardin mukaisiin vaatimuksiin. Testituloksia verrataan rajoihin, jotka standardi on määrittää.
Tulokset näyttävät, että testattu AFE-siru vaikuttaa lupaavalta ajatellen seuraavan sukupolven EntropyTM mittausjärjestelmää. Kaikki testit läpäisivät selvästi rajat, jotka standardi vaatii.
