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中枢神经系统在感知外界刺激或内在刺激的过程中产生的生物电活动称为诱发电位（Evoked Potential，EP）。目前，诱发电位信号的检测与分析技术已经成为临床医学诊断神经系统病变和损伤的一种重要手段。20世纪70年代开始，国际上开始对诱发电位信号进行研究及临床应用。近年来，信号处理研究人员越来越重视诱发电位信号的分析与处理，他们希望从诱发电位信号中获取更多的信息，从而建立起诱发电位信号变化和神经系统损伤的直接联系。
诱发电位信号是一种生物电信号，由中枢神经系统产生，声、光与电脉冲等外部刺激会导致神经系统产生具有特定规律的响应。在临床实验中，能够检测到的常见的几种诱发电位信号有视觉诱发电位（Visual Evoked Potential，VEP）信号、听觉诱发电位（Auditory Evoked Potential，AEP）信号和体感诱发电位（Somatosensory Evoked Potential，SEP）信号等。
诱发电位信号通常情况下相对稳定，属于准周期信号。但是，当神经系统出现某种改变时，诱发电位信号将随之发生变化。在对神经系统进行外部刺激后，从刺激时刻开始到诱发电位信号中某个选定的EP峰值出现，这之间的时间间隔被称为诱发电位信号的潜伏期（Latency）。诱发电位信号可以用来表征神经系统的状态和变化，这是因为诱发电位信号记录了神经系统传导通路上各个部位的详细信息，潜伏期及诱发电位信号变化是神经系统传导和延迟的体现。EP波形的特征受各个子波的影响，因此可以通过分析这些子波的波幅与潜伏期来进行病情诊断。
诱发电位信号不仅可以用于神经系统损伤诊断和患者疼痛程度监测，它还可以为医生确定眩晕症患者的视力障碍、脊髓病变等提供帮助，为法医鉴定提供客观的指标。因此在临床上，提取出的诱发电位信号的应用十分广泛。为了使诱发电位信号的提取更加精确和有效，研究者开始研究新的诱发电位信号提取方法，这些新的方法能够为医生进行临床诊断提供客观依据，也能够在生理学、病理学，甚至是认知科学领域发挥出更大的应用价值。从20世纪70年代开始，全球范围内开始对诱发电位信号进行研究和临床应用。近年来，信号处理研究人员越来越重视对诱发电位信号的分析与处理，他们希望能够从诱发电位信号中获得更多的有效信息，以此建立诱发电位信号变化和神经系统损伤之间的直接联系。他们通常会同时记录自发脑电信号与诱发电位信号，在诱发电位信号的处理过程中，由于研究重点是诱发电位信号，所以此时自发脑电信号会被当成噪声。然而，由于诱发电位信号是混杂在很强的背景噪声（主要是自发脑电信号）当中的，所以其信噪比通常为0～10 dB。因此，如何在噪声中提取出诱发电位信号是神经科学领域的一个重要课题。
目前，在临床上广泛使用的提取诱发电位信号的方法是传统的累加平均法，该方法能够在强背景噪声的情况下有效提取微弱的周期信号。研究者在使用累加平均法提取诱发电位信号时往往基于以下3点假设。
假设一：诱发电位信号是一种周期信号，也就是说，机体在每次受到刺激后得到的诱发电位信号波形是一致的或者是近似一致的；
假设二：脑电信号和其他的背景噪声与刺激没有关联，并且为零均值的随机过程；
假设三：信号与背景噪声是相互独立的，并且具有加性关系。
诱发电位信号检测与分析是本书研究的关键内容，它将为疼痛监测和麻醉深度监测的实现提供重要的理论依据。另外，诱发电位信号的检测与分析目前还广泛应用于神经系统损伤的诊断领域和其他医疗领域，所以其相关理论研究也具有重要的应用价值。
为引出与疼痛相关的诱发电位信号，特异性疼痛刺激的选择十分重要。皮肤痛点刺激、皮肤针刺刺激、电刺激等方法都是对触觉、压感觉、本体感觉、痛觉等的复合刺激，而不是选择性地兴奋痛觉纤维，而且有些方法具有明显的创伤性。
激光诱发电位（Laser Evoked Potential，LEP）信号是指通过激光刺激器照射人体皮肤表面产生的脑电诱发电位信号。激光的辐照能量集中在极短的时间内释放，同时会产生辐射热，由于激光属于长波辐射，所以这种刺激在表皮层约50μm内会被完全吸收，仅能激活表皮内痛温觉的游离神经末梢感受器，即能够选择性地兴奋Aδ纤维和C纤维，具有极高的痛觉纤维选择性。由于激光刺激器不直接接触体表，所以激光诱发电位信号无体感成分。因此，可以认为激光诱发电位信号是反映机体疼痛程度的一个有效信号成分。另外，激光具有良好的可控性，能提供连续可调的不同强度的疼痛刺激，为疼痛特异性激光诱发电位信号的筛选和相关性研究提供了必要条件。而且，激光刺激是无创刺激，易于被临床患者接受。
人的体表在受到激光冲击时会感受到两种疼痛刺激：一种为约200ms的瞬时体表冲击感痛温觉刺激，另一种为约1200ms的依赖时间积累的体表灼烧感痛温觉刺激。对应上述两种痛觉，激光诱发电位信号包含与Aδ纤维有关的晚成分和与C纤维有关的超晚成分。激光诱发电位信号的晚成分被认为在研究中描述了中枢神经系统对痛觉的确认，如对痛点的定位和对疼痛程度的认知。