專利名稱：疼痛判定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使疼痛的存在客觀化的技術(shù)。
背景技術(shù)：
如果能夠測(cè)量被試驗(yàn)者的疼痛并客觀地示出，則可以客觀地測(cè)量止痛劑的藥效， 或者可視化患者的疼痛而進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹委?。以往，例如如專利文獻(xiàn)1所示，使用如下所述的 方法將表示疼痛程度的度量尺交給患者，患者根據(jù)自身的疼痛程度移動(dòng)指示標(biāo)，并通過(guò)讀 取該指示標(biāo)而對(duì)疼痛進(jìn)行定量化。專利文獻(xiàn)1 美國(guó)專利第6258042號(hào)但是，在以往技術(shù)中的疼痛測(cè)量中，由于是根據(jù)患者的自申報(bào)來(lái)測(cè)量，因此存在很 難采集客觀的數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出，其目的在于提供一種能夠客觀地判斷疼痛的 技術(shù)。以下示出了本發(fā)明的獨(dú)立的各方面。(1)本發(fā)明的疼痛判定裝置具有心電信息取得部，其取得測(cè)量部測(cè)量的心電信息；疼痛判斷單元，其根據(jù)與所述心電信息的波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)，判斷疼痛；以及輸出單元，其輸出疼痛判斷單元的判斷結(jié)果。因此，可以客觀地進(jìn)行疼痛的判定。(2)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，與波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)是P波、Q波、R波、S波、T波或者ST的特征值的波動(dòng)。因此，可以根據(jù)特征點(diǎn)的這些明確的值，進(jìn)行準(zhǔn)確的疼痛判定。(3)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元具有噪聲排除單元，其用于提高根據(jù)與波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)進(jìn)行 疼痛判斷的準(zhǔn)確性。因此，可以減少將不是疼痛的情況判定為疼痛的誤判斷。(4)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，噪聲排除單元將心電波形的特征點(diǎn)的間隔的波動(dòng)、肌電信息或者第2測(cè)量部測(cè)量 的皮膚電阻或者皮膚電位作為指標(biāo)，進(jìn)行噪聲排除的判斷。因此，可以更準(zhǔn)確地排除誤判斷。(5)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元具有波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分 析；以及
波高關(guān)聯(lián)值LF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元得到的波高 關(guān)聯(lián)值的頻率成分，計(jì)算LF成分而作為波高關(guān)聯(lián)值LF成分，疼痛判斷單元取得所述波高關(guān)聯(lián)值LF成分作為波高關(guān)聯(lián)值的波動(dòng)的特征。因此，可以通過(guò)觀察波高關(guān)聯(lián)值LF成分來(lái)進(jìn)行疼痛判定。(6)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元，在所述波高關(guān)聯(lián)值LF成分增大了的情況下，判定為存在疼痛。因此，可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行疼痛判定。(7)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元具有間隔頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述心電信息的波形特征點(diǎn)的間隔 進(jìn)行頻率分析；間隔HF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述間隔頻率分析單元得到的波形特征點(diǎn)的間隔 的頻率成分，計(jì)算HF成分而作為間隔HF成分，疼痛判斷單元取得所述間隔HF成分作為間隔的波動(dòng)的特征。因此，可以通過(guò)觀察間隔HF成分來(lái)提高疼痛判定的準(zhǔn)確性。(8)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，間隔HF成分是表示從所述間隔頻率分析單元所得到的波形特征點(diǎn)的間隔的頻率 成分得到的呼吸性變動(dòng)成分的指標(biāo)。(9)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元，在間隔HF成分未減少，而波高關(guān)聯(lián)值LF成分增大了的情況下，判 定為存在疼痛。因此，可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行疼痛判定。(10)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元具有波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分 析；波高關(guān)聯(lián)值HF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元得到的波高 關(guān)聯(lián)值的頻率成分，計(jì)算HF成分而作為波高關(guān)聯(lián)值HF成分，疼痛判斷單元取得所述波高關(guān)聯(lián)值HF成分作為波高關(guān)聯(lián)值的波動(dòng)的特征。(11)本發(fā)明的疼痛判定裝置的特征在于，疼痛判斷單元，在間隔HF成分未減少，而波高關(guān)聯(lián)值LF成分及波高關(guān)聯(lián)值HF成 分都增大了的情況下，判定為存在疼痛。因此，可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行疼痛判定。在本發(fā)明中，“心電波形測(cè)量部”是指具有對(duì)測(cè)量對(duì)象的心電波形進(jìn)行測(cè)量的功能 的裝置，心電計(jì)等相當(dāng)于該心電波形測(cè)量部。在實(shí)施方式中，圖2的ECG電極20、放大器22 相當(dāng)于該心電波形測(cè)量部。在實(shí)施方式中，圖3的步驟S3 S7、圖4的步驟S8 S14對(duì)應(yīng)于“疼痛判斷單 元”。在實(shí)施方式中，圖3的步驟S5、S6對(duì)應(yīng)于“間隔頻率分析單元”。
在實(shí)施方式中，圖3的步驟S7對(duì)應(yīng)于“間隔波形HF成分計(jì)算單元”。在實(shí)施方式中，圖4的步驟S8、S9對(duì)應(yīng)于“波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元”。在實(shí)施方式中，圖4的步驟SlO對(duì)應(yīng)于“波高關(guān)聯(lián)值LF成分計(jì)算單元”?！拜敵鰡卧笔侵妇哂幸匀魏涡问捷敵雠袛嘟Y(jié)果的功能的裝置，是包含對(duì)顯示器、 打印機(jī)、其他計(jì)算機(jī)、記錄介質(zhì)等進(jìn)行輸出的裝置或者用于發(fā)送信息的通信部的概念?！靶碾娦畔ⅰ辈粌H是心電波形數(shù)據(jù)，而是包含心電波形的特征部分的值等的概念?！安ǜ哧P(guān)聯(lián)值”不僅是波高峰值，而是波高平均值、波形面積等，包含與波的形狀相 關(guān)的值的概念?！靶碾娦畔⑷〉貌俊笔侵赴邮諄?lái)自測(cè)量部的信號(hào)的電路、讀取來(lái)自記錄介質(zhì)的 數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)器、接收通過(guò)通信發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)的接收部等的概念?！安▌?dòng)”是指值的時(shí)間變動(dòng)?！癙波、Q波、R波、S波、T波或者ST的特征值的波動(dòng)”是指對(duì)P波等附加特征的特 征值(峰值或平均值等)的波動(dòng)。“程序”不僅是能夠由CPU直接執(zhí)行的程序，還是包含源代碼形式的程序、壓縮處理 后的程序、加密后的程序等的概念。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的疼痛判定裝置的功能框圖。圖2是使用CPU實(shí)現(xiàn)疼痛判定裝置時(shí)的硬件結(jié)構(gòu)。圖3是疼痛判定程序的流程圖。圖4是疼痛判定程序的流程圖。圖5是示出心電波形的圖。圖6a是示出記錄在硬盤(pán)32中的每一拍的數(shù)據(jù)的圖。圖6b是示出記錄在硬盤(pán)32中的5秒間的平均數(shù)據(jù)的圖。圖7是示出RR間隔、R波高值的樣條插值的圖。圖8是示出計(jì)算LF(低頻)成分和HF(高頻)成分的圖。圖9是示出疼痛判定裝置的實(shí)測(cè)例數(shù)據(jù)的圖。圖10是示出疼痛判定裝置的實(shí)測(cè)例數(shù)據(jù)的圖。圖11是示出疼痛判定裝置的實(shí)測(cè)例圖表的圖。圖12是示出疼痛判定裝置的實(shí)測(cè)例圖表的圖。圖13是示出疼痛判定裝置的實(shí)測(cè)例圖表的圖。圖14是示出疼痛判定裝置的實(shí)測(cè)例圖表的圖。圖15是示出T波波高值的LF成分、HF成分的變化的圖。圖16是示出ST值的LF成分、HF成分的變化的圖。圖17是示出QRS間隔的LF成分、HF成分的變化的圖。圖18是示出投入了鎮(zhèn)痛劑的情況下的R波高值LF成分、R波高值HF成分的變化 的圖。圖19是示出投入了鎮(zhèn)痛劑的情況下的RR間隔HF成分的變化的圖。圖20是示出投入了鎮(zhèn)痛劑的情況下的T波高值LF成分、T波高值HF成分的變化
7的圖。
具體實(shí)施例方式1.功能框1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的疼痛判定裝置的功能框圖。心電信息取 得部2取得對(duì)象者的心電圖信息。波高關(guān)聯(lián)值取得單元10根據(jù)所得到的心電圖，按每個(gè)周期取得波高關(guān)聯(lián)值(例如 R波的峰值(R波高值))。另外，波高關(guān)聯(lián)值取得單元10可以預(yù)先取得包含有波高關(guān)聯(lián)值 的數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)基于心電圖數(shù)據(jù)計(jì)算波高關(guān)聯(lián)值來(lái)取得。波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元12 對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分析，并得到各頻率成分的大小。波高關(guān)聯(lián)值 LF計(jì)算單元14根據(jù)波高關(guān)聯(lián)值的頻率成分計(jì)算LF成分(波高關(guān)聯(lián)值LF成分)。間隔取得單元4根據(jù)所得到的心電圖，取得心電波形的特征點(diǎn)的間隔(例如，R波 與R波的時(shí)間間隔(RR間隔))。另外，間隔取得單元4可以預(yù)先取得包含有特征點(diǎn)的間隔 的數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)基于心電圖計(jì)算特征點(diǎn)的間隔來(lái)取得。間隔頻率分析單元6對(duì)作為時(shí) 序數(shù)據(jù)得到的特征點(diǎn)的間隔進(jìn)行頻率分析，并得到各頻率成分的大小。間隔HF成分計(jì)算單 元8根據(jù)由間隔頻率分析單元6得到的特征點(diǎn)的間隔的頻率成分，計(jì)算HF成分(間隔HF 成分)。分析單元16根據(jù)波高關(guān)聯(lián)值LF成分和間隔HF成分的變化，如下所述判斷疼痛的 有無(wú)及程度。分析單元16將波高關(guān)聯(lián)值LF成分作為基準(zhǔn)進(jìn)行疼痛的判定。如果波高關(guān)聯(lián) 值LF成分比平常時(shí)增大，則有可能存在疼痛。并且，如果波高關(guān)聯(lián)值LF成分與平常時(shí)相同 或者比平常時(shí)減少，則不存在疼痛的可能性。但是，分析單元16即使在波高關(guān)聯(lián)值LF成分比平常時(shí)增大，有可能存在疼痛的情 況下，在間隔HF成分比平常時(shí)減少了的情況下，也不判斷為疼痛。分析單元16在波高關(guān)聯(lián) 值LF成分比平常時(shí)增大，且間隔HF成分與平常時(shí)相同或者增大時(shí)，判斷為疼痛。此時(shí)，分 析單元16將波高關(guān)聯(lián)值LF成分的峰值大小判斷為疼痛的程度。另外，在該實(shí)施方式中，由波高關(guān)聯(lián)值取得單元10、波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元12、 波高關(guān)聯(lián)值LF成分計(jì)算單元14、間隔取得單元4、間隔頻率分析單元6、間隔HF成分計(jì)算單 元8構(gòu)成疼痛判斷單元3。并且，由間隔計(jì)算單元4、間隔頻率分析單元6、間隔HF計(jì)算單元 8構(gòu)成噪聲排除單元。輸出單元17將如上所述分析的疼痛判定結(jié)果輸出到顯示器等。2.硬件結(jié)構(gòu)圖2示出了使用CPU 26實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)施方式的疼痛判定裝置時(shí)的硬件結(jié)構(gòu)。CPU26 上連接有A/D轉(zhuǎn)換器M、顯示器觀、存儲(chǔ)器30、硬盤(pán)32、操作部34。ECG電極20貼附在對(duì)象者的身體上以取得對(duì)象者的心電信號(hào)。由放大器22放大 來(lái)自ECG電極20的心電信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器M轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的心電波形信號(hào)。A/D 轉(zhuǎn)換器M將所生成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器30中。存儲(chǔ)器30作為CPU 26的作業(yè)區(qū)來(lái)使用。顯示器28顯示判定結(jié)果等。操作部34 是用于由操作者進(jìn)行操作輸入的按鈕等。硬盤(pán)32中記錄有用于疼痛判定的程序。3.疼痛判定程序的處理
圖3示出了記錄在硬盤(pán)32中的疼痛判定程序的流程圖。CPU 26在步驟Sl中，取 入存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中的心電波形數(shù)據(jù)。心電波形是按規(guī)定時(shí)間對(duì)電位的變化進(jìn)行采樣得 到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，示意地示出在圖5中。CPU 26識(shí)別所取入的心電波形的一拍(步驟S2)。例如，識(shí)別具有超過(guò)規(guī)定值的 波峰點(diǎn)的波并將該波作為R波。并且，將緊接在該R波之前的底波作為Q波，將Q波的開(kāi)始 點(diǎn)作為一拍的開(kāi)始點(diǎn)。同樣地，通過(guò)識(shí)別下一拍的開(kāi)始點(diǎn)來(lái)識(shí)別一拍。并且，將緊接在R波 之后的底波作為S波，并將S波結(jié)束后的平坦波識(shí)別為ST部。接著，CPU 26計(jì)算本次識(shí)別的一拍的R波的峰值、與前一拍的R波的峰值的時(shí)間 間隔，并記錄到硬盤(pán)32中(步驟S3)。在該實(shí)施方式中，步驟S3對(duì)應(yīng)于間隔取得單元。進(jìn) 而，計(jì)算R波的波峰的波高值，并記錄在硬盤(pán)32中(步驟S4)。在該實(shí)施方式中，步驟S4對(duì) 應(yīng)于波高關(guān)聯(lián)值取得單元。因此，當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行處理時(shí)，如圖6a所示，在硬盤(pán)32中記錄有各 拍的RR間隔和R波高值。另外，在圖6a中，R表示R波高值，RR表示RR間隔。并且，絕對(duì)時(shí)刻表示計(jì)測(cè)時(shí) 刻，相對(duì)時(shí)刻表示以計(jì)測(cè)開(kāi)始為0的時(shí)間。并且，在該實(shí)施方式中，如圖6a所示，還記錄RR 間隔和R波高值以外的特征值。P為P波高值、Q為Q波高值、S為S波高值、ST為ST值、T 為T波高值、I3R為P波與R波的間隔、VAT為Q波與R波的間隔、QRS為Q波與S波的間隔、 QT為Q波與T波的間隔。接著，CPU 26計(jì)算表示RR間隔的時(shí)間變動(dòng)的波形(步驟S5)。例如，如圖6b所示， 根據(jù)圖6a的數(shù)據(jù)計(jì)算RR間隔的5秒間平均值的時(shí)間變動(dòng)。接著，如圖7A所示，以如下方 式進(jìn)行標(biāo)繪，即在橫軸表示時(shí)間、縱軸表示RR間隔的平面上，將圖6b的RR間隔的平均值的 時(shí)間變動(dòng)表示為P。對(duì)橫軸標(biāo)繪的時(shí)間間隔可以對(duì)應(yīng)于實(shí)際的一拍的時(shí)間。由于RR間隔的 時(shí)間變動(dòng)為每一拍的離散值，因此如圖7A所示，通過(guò)進(jìn)行樣條插值等，用平滑的波形α連 結(jié)。接著，CPU 26根據(jù)所生成的RR間隔變動(dòng)波形α，按照比一拍短的時(shí)間間隔(例 如，數(shù)十ms)進(jìn)行重采樣，得到RR間隔的時(shí)序數(shù)據(jù)。對(duì)該時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析(例如，傅里葉變換、小波變換等)，計(jì)算各頻率成分的值(步驟S6)。按重采樣的 單位時(shí)間間隔計(jì)算該頻率分析的值。圖8示出了如上所述得到的頻率分析波形?？v軸是功率譜密度(單位為msec2 ·Ηζ 的平方根)，橫軸為頻率(單位為Hz)。將表現(xiàn)為低頻率的具有峰值的波稱為VLF、將其下一 個(gè)波稱為L(zhǎng)F、將再下一個(gè)波稱為HF (表示呼吸性變動(dòng)成分)。CPU沈計(jì)算HF波的平均值。在該實(shí)施方式中，CPU沈如下計(jì)算HF的平均值。首先，找出位于0. 15Hz 0.4Hz(也可以到2Hz)之間的極大值。接著，提取該極大值前后0.15Hz區(qū)間的波形，并 將最小值作為基線計(jì)算其面積(參照?qǐng)D8)。通過(guò)將該面積除以頻率寬度(0.3Hz)，計(jì)算平 均值，將該平均值作為RR間隔HF成分(單位為msec/ (Hz的平方根))。CPU 26計(jì)算按重采樣的單位時(shí)間計(jì)算出的RR間隔HF成分的5秒間的平均值，并 記錄在硬盤(pán)32中(步驟S7)。圖9示出了 RR間隔HF成分的記錄例。在該圖中，用“HF幅 值”示出的項(xiàng)目為RR間隔HF成分。接著，CPU沈計(jì)算表示R波高值的時(shí)間變動(dòng)的波形(步驟S8)。例如，如圖7B所 示，如以下方式進(jìn)行標(biāo)繪，即在將橫軸作為時(shí)間、將縱軸作為R波高值的平面上，根據(jù)圖6b的數(shù)據(jù)將R波高值的5秒間平均值的時(shí)間變動(dòng)表示為Q0對(duì)橫軸標(biāo)繪的時(shí)間間隔可以對(duì)應(yīng) 于實(shí)際的一拍的時(shí)間。由于R波高值的時(shí)間變動(dòng)為每一拍的離散值，因此，如圖7B所示，通 過(guò)進(jìn)行樣條插值等，用平滑的波形β連結(jié)。接著，CPU沈根據(jù)所生成的R波高值波形β，按照比一拍短的時(shí)間間隔(例如，數(shù) 十ms)進(jìn)行重采樣，得到R波高值的時(shí)序數(shù)據(jù)。對(duì)該時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析(例如，傅里葉變換、小波變換等)，計(jì)算各頻率成分的值(步驟S9)。按重采樣的 單位時(shí)間間隔計(jì)算該頻率分析的值。圖8示出了如上所述得到的頻率分析的波形。CPU沈?qū)ψ鳛闀r(shí)序數(shù)據(jù)的R波高值 的頻率分析波形，通過(guò)與上述的RR間隔HF成分相同的計(jì)算方法，計(jì)算R波高值LF成分。在該實(shí)施方式中，CPU沈如下計(jì)算R波高值LF的平均值。首先，提取0.04Hz 0. 15Hz區(qū)間的波形，將最小值作為基線計(jì)算其面積(參照?qǐng)D8)。通過(guò)將該面積除以頻率寬 度(0.11Hz)，計(jì)算平均值，將其作為R波高值LF成分(單位為mSec/(Hz的平方根))。CPU 26計(jì)算按重采樣的單位時(shí)間計(jì)算出的R波高值LF成分的5秒間的平均值，并 記錄在硬盤(pán)32中(步驟S10)。圖10示出了 R波高值LF成分的記錄例。在該圖中，用“LF 幅值”示出的項(xiàng)目為R波高值LF成分。接著，CPU沈判斷作為判斷對(duì)象的RR間隔HF成分(上述的5秒間的平均值)，是 否與基準(zhǔn)HF成分相比有所減小(步驟S11)。此處，基準(zhǔn)HF為對(duì)象者的平常狀態(tài)中的RR間 隔HF成分?？梢詫㈩A(yù)先測(cè)定的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)HF成分而記錄，也可以使用本次測(cè)定中的規(guī) 定時(shí)間量的RR間隔HF成分的平均值。另外，對(duì)于后述的基準(zhǔn)LF成分也同樣。在RR間隔 HF成分比基準(zhǔn)HF成分小的情況下，判定為該拍中不存在“疼痛”(步驟S14)。當(dāng)RR間隔HF成分為與基準(zhǔn)HF成分相同的水平，或者與基準(zhǔn)HF成分相比增大了 的情況下，CPU 26接著判斷作為判斷對(duì)象的R波高值LF成分是否與基準(zhǔn)LF成分相比所有 增大(步驟SU)。如果R波高值LF成分與基準(zhǔn)LF成分相比沒(méi)有增大，則判定為不存在“疼 痛”(步驟S14)。如果R波高值LF成分與基準(zhǔn)LF成分相比增大，則判定為存在“疼痛”。CPU 沈輸出從R波高值LF成分減去基準(zhǔn)值LF成分得到的值(例如，顯示在顯示器觀上)，作為 疼痛的指標(biāo)。例如，可以設(shè)R波高值LF成分為0. 04mV/Hz1/2、設(shè)R波高值HF成分為0. 03mV/ Hz"2。當(dāng)結(jié)束以上的處理時(shí)，回到步驟Si，執(zhí)行之后的處理。由此，實(shí)時(shí)地檢測(cè)疼痛的有無(wú)。圖11、圖12示出了如上所述計(jì)測(cè)了疼痛的例子。圖IlA是示出R波高值LF成分 (5秒間的平均)的推移的圖表。在圖11中，(1) ⑶的虛線表示發(fā)生了以下的事件。⑴ (2) (4)用夾子夾住小腿，施加對(duì)小腿的疼痛刺激。( (7) (8)用夾子夾住指尖，施加對(duì)指尖 的疼痛刺激。⑶(6)未施加疼痛刺激。從該圖表也可知，緊接在施加了疼痛刺激后，在⑴ (2) (4) (5) (7) (8)中，R波高值LF成分增大。因此，通過(guò)觀測(cè)R波高值LF成分，可以進(jìn)行疼 痛的判斷。但是，在沒(méi)有施加疼痛的(3) (6)的緊隨其后，雖然水平低但能看到R波高值LF成 分增大。因此，在該實(shí)施方式中，通過(guò)將RR間隔HF成分也合并考慮，提高判定的準(zhǔn)確性。 即、在R波高值LF成分和RR間隔HF成分雙方增大了的情況下判斷為是疼痛。圖12B示出 了 RR間隔HF成分。觀察該圖可知，在沒(méi)有施加疼痛的(3) (6)的緊隨其后，看不到RR間隔
10HF成分的增大。因此，可以判斷為(1) (2) (4) (5) (7) (8)是疼痛。另一方面，(3) (6)不滿足 上述條件，可以判斷為不是疼痛。在上述中，雖然是人為地施加疼痛而進(jìn)行計(jì)測(cè)，但在以下，對(duì)于由于癌而始終具有 疼痛的患者，計(jì)測(cè)投入了鎮(zhèn)痛劑的情況下的效果。圖18是示出投入作為鎮(zhèn)痛藥的鹽酸嗎啡前后的R波高值LF成分、與喉癌患者的 疼痛的訴說(shuō)之間的關(guān)系的圖表。從測(cè)量開(kāi)始(1)到患者訴說(shuō)非常疼的時(shí)刻O(píng))為止，R波 高值LF成分在高水平推移。時(shí)刻(3)中為呼叫護(hù)士，在時(shí)刻中也訴說(shuō)非常疼痛。在時(shí) 刻(5)中，投入作為鎮(zhèn)痛劑的內(nèi)服液(鹽酸嗎啡)。該內(nèi)服液對(duì)喉嚨的刺激大，在飲入時(shí)感 到疼痛。因此，剛服用后會(huì)存在疼痛。在圖18中，從投入鎮(zhèn)痛劑的時(shí)刻(5)起經(jīng)過(guò)短時(shí)間之后，R波高值LF成分下降， 與患者訴說(shuō)緩解了疼痛一致。并且，也看不到R波高值HF成分的下降。圖19是上述實(shí)驗(yàn)中的RR間隔HF成分的圖表。在投入鎮(zhèn)痛劑后的時(shí)刻(5)之后， RR間隔HF成分平均而言沒(méi)有增大。圖20是上述實(shí)驗(yàn)中的T波高值LF成分、T波高值HF成分的圖表?？梢钥闯龀尸F(xiàn) 了與R波高值LF成分、R波高值HF成分相同的傾向。4.其他實(shí)施方式(1)在上述實(shí)施方式中，雖然使用R波高值LF成分、RR間隔HF成分的規(guī)定時(shí)間量 的平均值(實(shí)施方式中為5秒的平均)，但也可以直接使用R波高值LF成分、RR間隔HF成 分進(jìn)行判斷。(2)在上述實(shí)施方式中，雖然直接使用了 R波高值LF成分、RR間隔HF成分的規(guī)定 時(shí)間量的平均值，但也可以對(duì)其進(jìn)行高切濾波而用于判斷。例如，對(duì)時(shí)序的R波高值LF成 分、RR間隔HF成分進(jìn)行以0. 03Hz作為截止頻率的高切濾波。將此時(shí)的RR間隔HF成分的 值表示在圖9的高切HF幅值中。將R波高值LF成分的值表示在圖10的高切LF幅值中。 并且，在圖IlC中示出高切后的R波高值LF成分(5秒間的平均)的推移。在圖12D中示出高切后的RR間隔HF成分(5秒間的平 均)的推移。通過(guò)如此進(jìn)行高切處理，可以更明確地進(jìn)行疼痛的判斷。(3)另外，不僅是R波高值LF成分、RR間隔HF成分，還可以組合R波高值HF成分 來(lái)進(jìn)行疼痛判定。即、這3者都增大時(shí)判定為是疼痛。由此，可以進(jìn)行更準(zhǔn)確的判定。在圖10的HF幅值中示出R波高值HF成分的數(shù)據(jù)例。并且，在圖IlB中用圖表示 出其時(shí)間推移?？芍?1) (2) (4) (5) (7) (8)的部分中，R波高值HF成分增大。另外，在該 情況下，也可以實(shí)施高切濾波。圖13、圖14示出未施加疼痛跑步時(shí)R波高值LF成分、RR間隔HF成分、R波高值 HF成分的推移。圖13A為R波高值LF成分、圖14B為RR間隔HF成分、圖13B為R波高值 HF成分。另外，圖13C、圖14D、圖13D為分別進(jìn)行了高切濾波處理后的波形。此時(shí)，由于R波高值HF成分沒(méi)有增大，因此可以判定為不是疼痛。(4)另外，在上述中，使用R波高值LF成分、RR間隔HF成分、(R波高值HF成分) 進(jìn)行了判定。但是，也可以代替R波高值而使用P波、Q波、S波、T波等其他的波高值或ST 值。例如，圖15A為T波高值的LF成分、圖15B為T波高值的HF成分。可知與R波高值同 樣，與針對(duì)疼痛的事件(1) (2) (4) (5) (7) (8)相應(yīng)地增大。另外，圖15C、圖15D是對(duì)圖15A、圖15B各自進(jìn)行了高切濾波處理后的波形。進(jìn)而，圖16A示出了 ST值的LF成分，圖16B示出了 ST值的HF成分。圖16C、圖 16D示出了對(duì)圖16A、圖16B各自進(jìn)行了高切濾波處理后的波形?？芍cR波高值同樣，與 針對(duì)疼痛的事件(1) (2) (4) (5) (7) (8)相應(yīng)地增大。(5)在上述實(shí)施方式中，使用RR間隔HF成分來(lái)進(jìn)行噪聲排除。但是，也可以使用 心電波形的任意的特征點(diǎn)(P點(diǎn)、Q點(diǎn)等)的跳動(dòng)間隔的HF成分。并且，也可以使用同一拍 內(nèi)的任意兩個(gè)特征點(diǎn)間的時(shí)間間隔的HF成分。圖17A示出了同一拍內(nèi)的QRS間隔的LF成 分，圖17B示出了 QRS間隔的HF成分。圖17C、圖17D示出了對(duì)圖17A、圖17B各自進(jìn)行了 高切濾波處理后的波形。與RR間隔HF成分同樣地，在沒(méi)有施加疼痛(3)(6)的緊隨其后， 看不出QRS間隔HF成分的增大。進(jìn)而，可以代替RR間隔HF成分，或者也可以與此一起，根據(jù)皮膚電位或皮膚電阻 的變化或重疊在心電波形上的肌電波形的有無(wú)等，進(jìn)行噪聲排除。例如，如果皮膚電阻為規(guī) 定值以上，則即使R波高值LF成分增大也判斷為不是疼痛。如果皮膚電位O點(diǎn)間的皮膚 的電位差，例如SPL(皮膚電位水平)或SPR(皮膚電位響應(yīng))等)比規(guī)定值小，則即使R波 高值LF成分增大也判斷為不是疼痛。并且，可以對(duì)心電波形施加使10-40HZ通過(guò)的帶通濾 波器而取得肌電波形，在肌電波形的大小超過(guò)規(guī)定值了的情況下，即使R波高值LF成分增 大也判斷為不是疼痛。(6)在上述實(shí)施方式中，雖然在LF成分計(jì)算和HF成分計(jì)算中使用平均值，但也可 以使用最高值或面積值。(7)在上述實(shí)施方式中，由于是將人作為對(duì)象，因此在圖8中設(shè)用于LF成分計(jì)算的 范圍為0. 04Hz 0. 15Hz，設(shè)用于HF成分計(jì)算的范圍為0. 15Hz 0. 4Hz。但是，在將動(dòng)物 等作為對(duì)象而進(jìn)行疼痛判定時(shí)，可以如下述表1所示決定其范圍。表1頻帶(Hz)
權(quán)利要求
1.一種疼痛判定裝置，該疼痛判定裝置具有 心電信息取得部，其取得測(cè)量部測(cè)量的心電信息；疼痛判斷單元，其根據(jù)與所述心電信息的波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)，判斷疼痛；以及 輸出單元，其輸出疼痛判斷單元的判斷結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疼痛判定裝置，其特征在于，與所述波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)是P波、Q波、R波、S波、T波或者ST的特征值的波動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疼痛判定裝置，其特征在于，所述疼痛判斷單元具有噪聲排除單元，該噪聲排除單元用于提高根據(jù)與所述波高關(guān)聯(lián) 值相關(guān)的波動(dòng)進(jìn)行疼痛判斷的準(zhǔn)確性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疼痛判定裝置，其特征在于，所述噪聲排除單元將所述心電波形的特征點(diǎn)的間隔的波動(dòng)、肌電信息或者第2測(cè)量部 測(cè)量的皮膚電阻或者皮膚電位作為指標(biāo)，進(jìn)行噪聲排除的判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定裝置，其特征在于， 所述疼痛判斷單元具有波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分析;以及波高關(guān)聯(lián)值LF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元得到的波高關(guān)聯(lián) 值的頻率成分，計(jì)算LF成分而作為波高關(guān)聯(lián)值LF成分，所述疼痛判斷單元取得所述波高關(guān)聯(lián)值LF成分作為波高關(guān)聯(lián)值的波動(dòng)的特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的疼痛判定裝置，其特征在于，所述疼痛判斷單元在所述波高關(guān)聯(lián)值LF成分增大了的情況下，判定為存在疼痛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定裝置，其特征在于， 所述疼痛判斷單元具有間隔頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述心電信息的波形特征點(diǎn)的間隔進(jìn)行 頻率分析；間隔HF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述間隔頻率分析單元得到的波形特征點(diǎn)的間隔的頻 率成分，計(jì)算HF成分而作為間隔HF成分，所述疼痛判斷單元取得所述間隔HF成分作為間隔的波動(dòng)的特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定裝置，其特征在于，所述間隔HF成分是表示從所述間隔頻率分析單元所得到的波形特征點(diǎn)的間隔的頻率 成分得到的呼吸性變動(dòng)成分的指標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的疼痛判定裝置，其特征在于，所述疼痛判斷單元在間隔HF成分未減少，而波高關(guān)聯(lián)值LF成分增大了的情況下，判定 為存在疼痛。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定裝置，其特征在于， 所述疼痛判斷單元具有波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分析； 波高關(guān)聯(lián)值HF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元得到的波高關(guān)聯(lián) 值的頻率成分，計(jì)算HF成分而作為波高關(guān)聯(lián)值HF成分，所述疼痛判斷單元取得所述波高關(guān)聯(lián)值HF成分作為波高關(guān)聯(lián)值的波動(dòng)的特征。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的疼痛判定裝置，其特征在于，所述疼痛判斷單元在間隔HF成分未減少，而波高關(guān)聯(lián)值LF成分及波高關(guān)聯(lián)值HF成分 都增大了的情況下，判定為存在疼痛。
12.—種疼痛判定程序，其用于通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)疼痛判定裝置，其特征在于，具有 心電信息取得單元，其取得測(cè)量部測(cè)量的心電信息；以及疼痛判斷單元，其根據(jù)與所述心電信息的波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)，判斷疼痛。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的疼痛判定程序，其特征在于，與所述波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)是P波、Q波、R波、S波、T波或者ST的特征值的波動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的疼痛判定程序，其特征在于，所述疼痛判斷單元具有噪聲排除單元，該噪聲排除單元用于提高根據(jù)與所述波高關(guān)聯(lián) 值相關(guān)的波動(dòng)進(jìn)行疼痛判斷的準(zhǔn)確性。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的疼痛判定程序，其特征在于，所述噪聲排除單元將所述心電波形的特征點(diǎn)的間隔的波動(dòng)、肌電信息或者第2測(cè)量部 測(cè)量的皮膚電阻或者皮膚電位作為指標(biāo)，進(jìn)行噪聲排除的判斷。
16.根據(jù)權(quán)利要求12 15中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定程序，其特征在于， 所述疼痛判斷單元具有波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分析；以及波高關(guān)聯(lián)值LF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元得到的波高關(guān)聯(lián) 值的頻率成分，計(jì)算LF成分而作為波高關(guān)聯(lián)值LF成分，所述疼痛判斷單元取得所述波高關(guān)聯(lián)值LF成分作為波高關(guān)聯(lián)值的波動(dòng)的特征。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的疼痛判定程序，其特征在于，所述疼痛判斷單元在所述波高關(guān)聯(lián)值LF成分增大了的情況下，判定為存在疼痛。
18.根據(jù)權(quán)利要求12 17中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定程序，其特征在于， 所述疼痛判斷單元具有間隔頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述心電信息的波形特征點(diǎn)的間隔進(jìn)行 頻率分析；以及間隔HF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述間隔頻率分析單元得到的波形特征點(diǎn)的間隔的頻 率成分，計(jì)算HF成分而作為間隔HF成分，所述疼痛判斷單元取得所述間隔HF成分作為間隔的波動(dòng)的特征。
19.根據(jù)權(quán)利要求12 18中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定程序，其特征在于，所述間隔HF成分是表示從所述間隔頻率分析單元所得到的波形特征點(diǎn)的間隔的頻率 成分得到的呼吸性變動(dòng)成分的指標(biāo)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的疼痛判定程序，其特征在于，所述疼痛判斷單元在間隔HF成分未減少，而波高關(guān)聯(lián)值LF成分增大了的情況下，判定 為存在疼痛。
21.根據(jù)權(quán)利要求12 20中的任一項(xiàng)所述的疼痛判定程序，其特征在于， 所述疼痛判斷單元具有波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元，其對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的所述波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分析；以及波高關(guān)聯(lián)值HF成分計(jì)算單元，其根據(jù)所述波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元得到的波高關(guān)聯(lián) 值的頻率成分，計(jì)算HF成分而作為波高關(guān)聯(lián)值HF成分，所述疼痛判斷單元取得所述波高關(guān)聯(lián)值HF成分作為波高關(guān)聯(lián)值的波動(dòng)的特征。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的疼痛判定程序，其特征在于，所述疼痛判斷單元在間隔HF成分未減少，而波高關(guān)聯(lián)值LF成分及波高關(guān)聯(lián)值HF成分 都增大了的情況下，判定為存在疼痛。
23.一種疼痛判定方法，其特征在于， 測(cè)量心電波形，根據(jù)與所述心電信息的波高關(guān)聯(lián)值相關(guān)的波動(dòng)，判斷疼痛。
24.一種疼痛判定裝置，其特征在于，該疼痛判定裝置具有 心電信息取得部，其取得測(cè)量部測(cè)量的心電信息；疼痛判斷單元，其根據(jù)所述心電信息的波高關(guān)聯(lián)值，判斷疼痛；以及 輸出部，其輸出疼痛判斷單元的判斷結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供能夠客觀地判斷疼痛的裝置。作為解決手段，波高關(guān)聯(lián)值取得單元(10)根據(jù)所得到的心電圖，按各個(gè)周期取得波高關(guān)聯(lián)值(例如R波的峰值(R波高值))。波高關(guān)聯(lián)值頻率分析單元(12)對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的波高關(guān)聯(lián)值進(jìn)行頻率分析，得到各頻率成分的大小。波高關(guān)聯(lián)值LF計(jì)算單元(14)根據(jù)波高關(guān)聯(lián)值的頻率成分計(jì)算LF成分(波高關(guān)聯(lián)值LF成分)。間隔取得單元(4)根據(jù)所得到的心電圖，取得心電波形的特征點(diǎn)的間隔(例如，R波與R波的時(shí)間間隔(RR間隔))。間隔頻率分析單元(6)對(duì)作為時(shí)序數(shù)據(jù)得到的特征點(diǎn)的間隔進(jìn)行頻率分析，并得到各頻率成分的大小。間隔HF計(jì)算單元(8)根據(jù)由間隔頻率分析單元(6)得到的特征點(diǎn)的間隔的頻率成分，計(jì)算HF成分(間隔HF成分)。分析單元(16)根據(jù)波高關(guān)聯(lián)值LF成分和間隔HF成分的變化，判定疼痛。
文檔編號(hào)A61B5/0472GK102065756SQ20098012363
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者山本敬子, 永井隆二, 永田鎮(zhèn)也 申請(qǐng)人:大日本住友制藥株式會(huì)社