科学研究中,人脑及其相关的生理变化一直都是研究的热点与难点问题。目前对于麻醉的工作机理还没有确定的解释。由于大脑的复杂性与麻醉机制研究的困难性,建立麻醉下的脑电效应机制模型并分析麻醉下脑氧代谢规律是探索麻醉效应的机制重要途径。但是现有的研究存在着模型针对性不强、数据分析不全面、麻醉下的脑氧代谢机制研究相对较浅等问题。基于此,本文从麻醉过程的脑电效应模型建立和脑氧代谢规律两个角度来分析,采用理论模型与实际数据结合来探索麻醉的机制。具体工作内容如下:首先,对于麻醉药物效应机制的模型研究,针对麻醉药物丙泊酚,建立能够生成描述宏观脑电信号的模型。模型融合药代药效动力学,结合给定丙泊酚诱导全麻的药物注射速率,根据药代动力学模型获取药物效应室浓度变化,并以效应室浓度作为神经群模型的输入,最终获取描述麻醉过程的脑电信号。神经群模型采用神经元等效电路的形式,考虑神经元互相间的连接方式与相互作用,以及大脑皮层的生理学与解剖学结构。针对生成的模型数据,本文分析了同一药物作用下的九个被试者全麻过程的实际脑电与仿真脑电数据在频谱、排序熵和相对功率谱密度等方面的特性。结果显示仿真脑电数据与实际数据在频谱特征、排序熵指标上具有高的一致性。然后,对于麻醉机制的脑氧研究,利用功能近红外成像技术,获得了丙泊酚联合瑞芬太尼的全麻手术过程中前额皮层脑氧代谢(氧合血红蛋白和去氧血红蛋白)的浓度变化信息。采用Beer-Lambert法则从光学参数中提取相对脑氧代谢指标,并研究分析不同麻醉阶段的各个指标的变化趋势与特征。研究结果表明,氧合血红蛋白与去氧血红蛋白的浓度变化在麻醉的各个阶段有显著差异。表明麻醉过程中的脑氧代谢有着明显的变化,为临床上辅助判断麻醉脑功能状态提供了重要参考。最后,我们对比了在麻醉机制研究上模型及脑氧代谢的相关研究结果与现有的研究结论的关系。