Detección de la profundidad anestésica en señales registradas por el canal electroencefalográfico F4 / Detection of anesthetic depth in signals recorded by electroencephalographic channel F4

Introducción: durante una intervención quirúrgica es necesario que el paciente, bajo los efectos de la anestesia general permanezca inconsciente e insensible al dolor, sin embargo, se reportan casos de despertar intraoperatorio. Debido a la incidencia de este fenómeno y los efectos adversos a los que conlleva, el Centro de Estudios de Neurociencias, Procesamiento de Imágenes y Señales, de la Universidad de Oriente, Cuba, desarrolla un prototipo de monitor de anestesia que permita la detección de los cambios de estados anestésicos, a partir del reconocimiento automático de Niveles de Profundidad Anestésica en señales electroencefalográficas.Objetivo: detectar de manera automática estados de sedación anestésica a partir de señales electroencefalográficas como sistema de apoyo al monitoreo intraoperatorio.Métodos: se realizó el registro de las señales electroencefalográficas de 27 pacientes sometidos a cirugía general abdominal, seleccionándose para el estudio el canal F4. La detección de los niveles de profundidad anestésica se efectuó usándose métodos computacionales de Inteligencia Artificial.Resultados: se redujo la escala de profundidad anestésica a tres niveles, obteniéndose una efectividad en el reconocimiento de: 90,24 por ciento en el nivel ligero, 90,06 por ciento en el moderado y 96,12 por ciento en el nivel profundo.Conclusiones: se proponen tres niveles de profundidad anestésica, detectados con más del 90 por ciento de exactitud en las señales electroencefalográficas, lo cual posibilitará mejorar la práctica diaria del anestesiólogo a partir del monitor que desarrolla el ya mencionado Centro de Estudios. Los resultados evidencian que la derivación F4 es representativa del comportamiento de los fármacos anestésicos en la actividad cerebral(AU)

Introduction: During surgery a patient under general anesthesia must remain unconscious and insensitive to pain. However, cases have been reported of intraoperative awareness. Due to the incidence of this phenomenon and the adverse effects it causes, the Center for Neuroscience and Image and Signal Processing Studies of the University of Oriente, Cuba, is developing a prototype for an anesthesia monitor allowing detection of changes in anesthetic status based on automated recognition of Anesthetic Depth Levels in electroencephalographic signals.Objective: Automatically detect anesthetic sedation states in electroencephalographic signals as a support system for intraoperative monitoring.Methods: Recording was conducted of electroencephalographic signals from 27 patients undergoing general abdominal surgery. The channel selected for the study was F4. Detection of anesthetic depth levels was performed using Artificial Intelligence computer methods.Results: The anesthetic depth scale was reduced to three levels. Recognition effectiveness was 90.24 percent for the light level, 90.06 percent for the moderate level, and 12 percent for the deep level.Conclusions: Three anesthetic depth levels are proposed, which were detected with above 90 percent accuracy in electroencephalographic signals. The daily work of anesthesiologists will be improved with the use of the monitor being developed at the above mentioned study center. Results show that F4 derivation is representative of the effect of anesthetics upon brain activity(AU)

Evaluación de la eficacia de los parámetros del electroencefalograma cuantitativo en la medición del nivel de profundidad anestésico / Evaluation of the effectiveness of the quantitative electroencephalogram parameters in the measurement of the anesthetic depth level

Introducción: los métodos de medición del nivel de profundidad del efecto hipnótico de los fármacos anestésicos, a partir del análisis cuantitativo del electroencefalograma, necesitan ser perfeccionados y optimizados para garantizar su aplicación eficiente en la práctica clínica. Objetivo: evaluar los efectos del nivel de profundidad anestésica y de la derivación del registro en los parámetros del electroencefalograma cuantitativo, para garantizar la selección de los parámetros óptimos en la clasificación del nivel de profundidad anestésica. Métodos: se estudió una muestra de 29 adultos con afecciones abdominales, tratados quirúrgicamente por vía endoscópica, bajo anestesia general. El registro electroencefalográfico se realizó mediante un montaje de 19 canales y el nivel de profundidad anestésica fue cuantificado clínicamente mediante una escala de 8 niveles. Igualmente, los parámetros del electroencefalograma cuantitativo fueron estimados mediante el sistema de análisis del equipo Medicid 5 de Neuronic. Resultados: el nivel de profundidad anestésica presentó un efecto significativo en los parámetros del electroencefalograma cuantitativo, en los modelos espectrales de banda ancha y estrecha. Entre los parámetros con mayor significación figuraron: el poder absoluto delta, theta, el poder relativo theta y la frecuencia media theta, alpha y total; mientras que en los parámetros de banda estrecha se obtuvo un efecto significativo en todas las derivaciones, con una interacción significativa entre la topografía y el nivel de profundidad anestésica.Conclusiones: los parámetros del electroencefalograma cuantitativo pueden ser utilizados de forma eficaz en la predicción del nivel de profundidad anestésica, con una mayor resolución en los niveles de clasificación que los utilizados hasta el presente. Asimismo, se confirmó el efecto selectivo de los agentes hipnóticos en las diferentes áreas corticales(AU)

Introduction: the depth level measurement methods of the hypnotic effect of anesthetic drugs, from the quantitative analysis of the electroencephalogram, need to be corrected and optimized to guarantee their efficient application in the clinical practice. Objective: to evaluate the effects of the anesthetic depth level and of the record derivation in the parameters of the quantitative electroencephalogram, to guarantee the selection of optimal parameters in the classification of the anesthetic depth level. Methods: a sample of 29 adults with abdominal disorders, surgically treated through endoscopy, under general anaesthesia was studied. The electroencephalographic record was carried out by means of a 19 channels assembly and the level of anesthetic depth was clinically quantified by means of an 8 levels scale. Equally, the parameters of the quantitative electroencephalogram were calculated by means of the analysis system of the Medicid 5 equipment of Neuronic. Results: the level of anesthetic depth presented a significant effect in the parameters of the quantitative electroencephalogram, in the spectral models of broad and narrow band. Among the parameters with more significance there were: the absolute power delta, theta, the relative power theta and the mean frequency theta, alpha and total; while in the narrow band parameters a significant effect was obtained in all derivations, with a significant interaction between the topography and the anesthetic depth level. Conclusions: the parameters of the quantitative electroencephalogram can be used in an effective way in the prediction of the anesthetic depth level, with a higher resolution in the classification levels than those used up to now. Also, the selective effect of the hypnotic agents was confirmed in the different cortical areas(AU)

Evaluación de la eficacia de los parámetros del electroencefalograma cuantitativo en la medición del nivel de profundidad anestésico / Evaluation of the effectiveness of the quantitative electroencephalogram parameters in the measurement of the anesthetic depth level

Introducción: los métodos de medición del nivel de profundidad del efecto hipnótico de los fármacos anestésicos, a partir del análisis cuantitativo del electroencefalograma, necesitan ser perfeccionados y optimizados para garantizar su aplicación eficiente en la práctica clínica. Objetivo: evaluar los efectos del nivel de profundidad anestésica y de la derivación del registro en los parámetros del electroencefalograma cuantitativo, para garantizar la selección de los parámetros óptimos en la clasificación del nivel de profundidad anestésica. Métodos: se estudió una muestra de 29 adultos con afecciones abdominales, tratados quirúrgicamente por vía endoscópica, bajo anestesia general. El registro electroencefalográfico se realizó mediante un montaje de 19 canales y el nivel de profundidad anestésica fue cuantificado clínicamente mediante una escala de 8 niveles. Igualmente, los parámetros del electroencefalograma cuantitativo fueron estimados mediante el sistema de análisis del equipo Medicid 5 de Neuronic. Resultados: el nivel de profundidad anestésica presentó un efecto significativo en los parámetros del electroencefalograma cuantitativo, en los modelos espectrales de banda ancha y estrecha. Entre los parámetros con mayor significación figuraron: el poder absoluto delta, theta, el poder relativo theta y la frecuencia media theta, alpha y total; mientras que en los parámetros de banda estrecha se obtuvo un efecto significativo en todas las derivaciones, con una interacción significativa entre la topografía y el nivel de profundidad anestésica. Conclusiones: los parámetros del electroencefalograma cuantitativo pueden ser utilizados de forma eficaz en la predicción del nivel de profundidad anestésica, con una mayor resolución en los niveles de clasificación que los utilizados hasta el presente. Asimismo, se confirmó el efecto selectivo de los agentes hipnóticos en las diferentes áreas corticales.

Introduction: the depth level measurement methods of the hypnotic effect of anesthetic drugs, from the quantitative analysis of the electroencephalogram, need to be corrected and optimized to guarantee their efficient application in the clinical practice. Objective: to evaluate the effects of the anesthetic depth level and of the record derivation in the parameters of the quantitative electroencephalogram, to guarantee the selection of optimal parameters in the classification of the anesthetic depth level. Methods: a sample of 29 adults with abdominal disorders, surgically treated through endoscopy, under general anaesthesia was studied. The electroencephalographic record was carried out by means of a 19 channels assembly and the level of anesthetic depth was clinically quantified by means of an 8 levels scale. Equally, the parameters of the quantitative electroencephalogram were calculated by means of the analysis system of the Medicid 5 equipment of Neuronic. Results: the level of anesthetic depth presented a significant effect in the parameters of the quantitative electroencephalogram, in the spectral models of broad and narrow band. Among the parameters with more significance there were: the absolute power delta, theta, the relative power theta and the mean frequency theta, alpha and total; while in the narrow band parameters a significant effect was obtained in all derivations, with a significant interaction between the topography and the anesthetic depth level. Conclusions: the parameters of the quantitative electroencephalogram can be used in an effective way in the prediction of the anesthetic depth level, with a higher resolution in the classification levels than those used up to now. Also, the selective effect of the hypnotic agents was confirmed in the different cortical areas.