(57)【要約】      （修正有）【課題】非侵入式痛みモニタリングシステムと非侵入式痛みモニタリング方法を提供する。【解決手段】非侵入式痛みモニタリングシステムは、少なくとも一つの生理信号センシング装置と、制御ホストと、を備える。生理信号センシング装置は、ユーザの生理状態をセンシングして、少なくとも一つの生理信号を発生するためのものである。制御ホストは、生理信号センシング装置と電気的に接続し、ストレージモジュールと、分析モジュールと、警告ユニットと、を備える。ストレージモジュールには、複数の痛み発生判断ルールがストレージされている。分析モジュールは、生理信号を分析して、複数の生理パラメータ変化率を発生し、生理パラメータ変化率が痛み発生判断ルールに合うときに、ユーザが痛み発生状態にあると判断する。警告ユニットは、痛み予測判断ユニットにより、ユーザが痛み発生状態にあると判断したと、痛み発生アラームを発生する。【選択図】図１
2019093095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの生理状態をセンシングして、少なくとも一つの生理信号を発生するための少なくとも一つの生理信号センシング装置と、
前記少なくとも一つの生理信号センシング装置と電気的に接続する制御ホストと、
を備え、
前記制御ホストは、
複数の生理パラメータによって痛み発生判断ルールがストレージされているストレージモジュールと、
前記少なくとも一つの生理信号センシング装置及び前記ストレージモジュールと電気的に接続する分析モジュールと、
前記分析モジュールと電気的に接続し、痛み予測判断ユニットにより、前記ユーザが前記痛み発生状態にあると判断したときに、痛み発生アラームを発生する警告ユニットと、
を備え、
前記分析モジュールは、
前記少なくとも一つの生理信号を受信するためのものであり、前記少なくとも一つの生理信号を分析して、これらの前記生理パラメータに対応する複数の生理パラメータ変化率を発生する分析ユニットと、
前記分析ユニットと電気的に接続し、前記生理パラメータ変化率が前記痛み発生判断ルールに合うときに、前記ユーザが痛み発生状態にあると判断する痛み予測判断ユニットと、
を備えることを特徴とする非侵入式痛みモニタリングシステム。
【請求項２】
前記少なくとも一つの生理信号センシング装置は、心電図発生装置を備え、これらの前記生理パラメータ変化率は、心拍数（ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ，ＨＲ）変化率と、Ｒ-Ｒ間隔（Ｒ-Ｒ ｉｎｔｅｒｖａｌ, ＲＲＩ）変化率と、心拍数低周波範囲パワー（ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ, ＬＦ）変化率と、心拍数高周波範囲パワー（ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ, ＨＦ）変化率と、を含み、前記痛み予測判断ユニットは、前記心拍数変化率と前記Ｒ-Ｒ間隔変化率と前記心拍数低周波範囲パワー変化率と前記心拍数高周波範囲パワー変化率とが前記痛み発生判断ルールに合うときに、前記ユーザが痛み発生状態にあると判断することを特徴とする、請求項１に記載の非侵入式痛みモニタリングシステム。
【請求項３】
前記少なくとも一つの生理信号センシング装置は、光容積トレーシング（Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ, ＰＰＧ）装置を備え、前記生理パラメータ変化率は、光容積トレーシング振幅（ＰＰＧ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ, ＰＰＧＡ）変化率と、ベースライン（ｂａｓｅ  ｌｉｎｅ, ＢＬ）変化率と、自主神経システム状態（Ａｕｔｏｎｏｍｉｃ  ｎｅｒｖｏｕｓ  ｓｙｓｔｅｍ  ｓｔａｔｅ, ＡＮＳＳ）変化率と、を含み、前記痛み予測判断ユニットは、前記光容積トレーシング振幅変化率、前記ベースライン変化率及び前記自主神経システム状態変化率が前記痛み発生判断ルールに合うときに、前記ユーザが痛み発生状態にあると判断することを特徴とする、請求項１に記載の非侵入式痛みモニタリングシステム。
【請求項４】
前記分析ユニットは、前記少なくとも一つの生理信号を分析して、これらの前記生理パラメータに対応する複数の生理パラメータの資料を発生して、これらの前記生理パラメータの資料によって、更に、これらの前記生理パラメータ変化率を計算し、前記ストレージモジュールには、更に、複数の痛み程度判断ルールがストレージされており、前記分析モジュールは、更に、痛み程度判断ユニットを備え、前記痛み程度判断ユニットは、これらの前記痛み程度判断ルールとこれらの前記生理パラメータの資料との比較によって、前記ユーザの痛み程度を判断することを特徴とする、請求項１に記載の非侵入式痛みモニタリングシステム。
【請求項５】
前記制御ホストは、更に、操作モジュールを備え、前記操作モジュールは、前記分析モジュールと電気的に接続し、操作されて前記痛み予測判断ユニットと前記痛み程度判断ユニットとのうちの少なくとも一つを制御して作動するためのものであることを特徴とする、請求項４に記載の非侵入式痛みモニタリングシステム。
【請求項６】
痛み発生判断ルールを確立するステップ（ａ）と、
少なくとも一つの生理信号センシング装置により、ユーザの生理状態をセンシングして、少なくとも一つの生理信号を発生するステップ（ｂ）と、
分析ユニットにより、前記少なくとも一つの生理信号を分析して、これらの前記生理パラメータに対応する複数の生理パラメータの資料を発生して、これらの前記生理パラメータの資料によって、更に、複数の生理パラメータ変化率を計算するステップ（ｃ）と、
痛み予測判断ユニットにより、これらの前記生理パラメータ変化率が前記痛み発生判断ルールに合うときに、前記ユーザが痛み発生状態にあると判断するステップ（ｄ）と、
を含むことを特徴とする非侵入式痛みモニタリング方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）は、実験を受ける人が痛み発生状態にあることを模擬するときに、実験を受ける前記人の生理状態をセンシングして得られる複数の実際の痛み生理パラメータ変化率により、前記痛み発生判断ルールを確立することを特徴とする、請求項６に記載の非侵入式痛みモニタリング方法。
【請求項８】
ステップ（ｄ）において、前記痛み発生判断ルールにより、前記ユーザの心拍数変化率の変化の傾向が上昇であり、前記ユーザのＲ-Ｒ間隔変化率の変化の傾向が降下であり、前記ユーザの心拍数低周波範囲パワー変化率の変化の傾向が降下であり、前記ユーザの心拍数高周波範囲パワー変化率の変化の傾向が降下であり、前記ユーザの光容積トレーシング振幅変化率の変化の傾向が降下であり、前記ユーザのベースライン変化率の変化の傾向が降下であり、前記ユーザの自主神経システム状態変化率の変化の傾向が降下である場合には、前記ユーザが前記痛み発生状態にあると判断することを特徴とする、請求項７に記載の非侵入式痛みモニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非侵入式痛みモニタリングシステムと非侵入式痛みモニタリング方法に関し、特に、生理信号センシング装置によってセンシングして得られた生理信号により、判断を行う非侵入式痛みモニタリングシステムと非侵入式痛みモニタリング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院などの場所で、生理信号トレーシング設備により、患者の生理信号を即時に表示することが一般的である。例えば心電図トレーシング設備などにより、医療スタッフは、患者の体の状況が正常であるか、又は症状が現れるかを評価する。しかしながら、生理信号トレーシング設備は、患者の生理信号を忠実に表示するだけが可能であり、患者が痛み状態にあるかどうかを知ることができないため、医療スタッフは患者の痛みを即時に緩和することができない。特に、患者が痛みを自主的に表すことができない場合に、医療スタッフは患者が不快を感じるかどうかをはっきり知ることができない。このとき、医療スタッフは患者に対して痛みを増加する治療のコースを行うと、患者がこのような痛みを受けてショックし、又は昏睡する可能性がある。
【０００３】
従来、病院などでは、生理信号トレーシング設備により、患者の生理信号を即時に表示可能であるが、医療スタッフは、生理信号により患者が痛みなどの不快を感じているかどうかを直接に知ることができない。このため、患者が痛みの感じを主動的に言い出すことができない場合には、医療スタッフは患者の痛みによる不快を即時に緩和できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、生理信号トレーシング設備によって収集する情報を分析することにより、患者が痛み状態にあるかどうかを判断し、医療スタッフは患者が痛みを感じているかどうかを即時に把握できない問題を有効に解決可能な非侵入式痛みモニタリングシステムと非侵入式痛みモニタリング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の非侵入式痛みモニタリングシステムによると、ユーザの生理状態をセンシングして、少なくとも一つの生理信号を発生するための少なくとも一つの生理信号センシング装置と、
少なくとも一つの生理信号センシング装置と電気的に接続する制御ホストと、
を備え、
制御ホストは、
複数の生理パラメータによって痛み発生判断ルールがストレージされているストレージモジュールと、
少なくとも一つの生理信号センシング装置及びストレージモジュールと電気的に接続する分析モジュールと、
分析モジュールと電気的に接続し、痛み予測判断ユニットにより、ユーザが痛み発生状態にあると判断したときに、痛み発生アラームを発生する警告ユニットと、
を備え、
分析モジュールは、
少なくとも一つの生理信号を受信するためのものであり、少なくとも一つの生理信号を分析して、これらの生理パラメータに対応する複数の生理パラメータ変化率を発生する分析ユニットと、
分析ユニットと電気的に接続し、生理パラメータ変化率が痛み発生判断ルールに合うときに、ユーザが痛み発生状態にあると判断する痛み予測判断ユニットと、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の非侵入式痛みモニタリングシステムによると、少なくとも一つの生理信号センシング装置は、心電図発生装置を備え、これらの生理パラメータ変化率は、心拍数（ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ，ＨＲ）変化率と、Ｒ-Ｒ間隔（Ｒ-Ｒ ｉｎｔｅｒｖａｌ, ＲＲＩ）変化率と、心拍数低周波範囲パワー（ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ, ＬＦ）変化率と、心拍数高周波範囲パワー（ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ, ＨＦ）変化率と、を含み、痛み予測判断ユニットは、心拍数変化率とＲ-Ｒ間隔変化率と心拍数低周波範囲パワー変化率と心拍数高周波範囲パワー変化率とが痛み発生判断ルールに合うときに、ユーザが痛み発生状態にあると判断することを特徴とする。
【０００７】
本発明の非侵入式痛みモニタリングシステムによると、少なくとも一つの生理信号センシング装置は、光容積トレーシング（Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ, ＰＰＧ）装置を備え、生理パラメータ変化率は、光容積トレーシング振幅（ＰＰＧ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ, ＰＰＧＡ）変化率と、ベースライン（ｂａｓｅ  ｌｉｎｅ, ＢＬ）変化率と、自主神経システム状態（Ａｕｔｏｎｏｍｉｃ  ｎｅｒｖｏｕｓ  ｓｙｓｔｅｍ  ｓｔａｔｅ, ＡＮＳＳ）変化率と、を含み、痛み予測判断ユニットは、光容積トレーシング振幅変化率、ベースライン変化率及び自主神経システム状態変化率が痛み発生判断ルールに合うときに、ユーザが痛み発生状態にあると判断することを特徴とする。
【０００８】
本発明の非侵入式痛みモニタリングシステムによると、分析ユニットは、少なくとも一つの生理信号を分析して、これらの生理パラメータに対応する複数の生理パラメータの資料を発生して、これらの生理パラメータの資料によって、更に、これらの生理パラメータ変化率を計算し、ストレージモジュールには、更に、複数の痛み程度判断ルールがストレージされており、分析モジュールは、更に、痛み程度判断ユニットを備え、痛み程度判断ユニットは、これらの痛み程度判断ルールとこれらの生理パラメータの資料との比較によって、ユーザの痛み程度を判断することを特徴とする。
【０００９】
本発明の非侵入式痛みモニタリングシステムによると、制御ホストは、更に、操作モジュールを備え、操作モジュールは、分析モジュールと電気的に接続し、操作されて痛み予測判断ユニットと痛み程度判断ユニットとのうちの少なくとも一つを制御して作動することを特徴とする。
【００１０】
本発明の非侵入式痛みモニタリング方法によると、痛み発生判断ルールを確立するステップ（ａ）と、
少なくとも一つの生理信号センシング装置により、ユーザの生理状態をセンシングして、少なくとも一つの生理信号を発生するステップ（ｂ）と、
分析ユニットにより、少なくとも一つの生理信号を分析して、これらの生理パラメータに対応する複数の生理パラメータの資料を発生して、これらの生理パラメータの資料によって、更に、複数の生理パラメータ変化率を計算するステップ（ｃ）と、
痛み予測判断ユニットにより、これらの生理パラメータ変化率が痛み発生判断ルールに合うときに、ユーザが痛み発生状態にあると判断するステップ（ｄ）と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の非侵入式痛みモニタリング方法によると、ステップ（ａ）は、実験を受ける人が痛み発生状態にあることを模擬するときに、実験を受ける人の生理状態をセンシングして得られる複数の実際の痛み生理パラメータ変化率により、痛み発生判断ルールを確立することを特徴とする。
【００１２】
本発明の非侵入式痛みモニタリング方法によると、ステップ（ｄ）において、痛み発生判断ルールにより、ユーザの心拍数変化率の変化の傾向が上昇であり、ユーザのＲ-Ｒ間隔変化率の変化の傾向が降下であり、ユーザの心拍数低周波範囲パワー変化率の変化の傾向が降下であり、ユーザの心拍数高周波範囲パワー変化率の変化の傾向が降下であり、ユーザの光容積トレーシング振幅変化率の変化の傾向が降下であり、ユーザのベースライン変化率の変化の傾向が降下であり、ユーザの自主神経システム状態変化率の変化の傾向が降下である場合には、ユーザが痛み発生状態にあると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の非侵入式痛みモニタリングシステムと非侵入式痛みモニタリング方法によれば、生理信号トレーシング設備によって収集する情報を分析することにより、患者が痛み状態にあるかどうかを判断可能であり、医療スタッフは患者が痛みを感じているかどうかを即時に把握できない問題を有効に解決可能であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る非侵入式痛みモニタリングシステムを示す図である。
【図２】本発明に係る温度制御と痛み指数図とを心拍数グラフに対照する実験データを示す図である。
【図３】本発明に係る温度制御と痛み指数図とをＲ-Ｒ間隔（ＲＲＩ）図に対照する実験データを示す図である。
【図４】本発明に係る温度制御と痛み指数図とを心拍数低周波範囲パワー（ＬＦ）と心拍数高周波範囲パワー（ＨＦ）図とに対照する実験データを示す図である。
【図５】本発明に係る温度制御と痛み指数図とを光容積トレーシング振幅（ＰＰＧＡ）図に対照する実験データを示す図である。
【図６】本発明に係る温度制御と痛み指数図とをベースライン（ＢＬ）図に対照する実験データを示す図である。
【図７】本発明に係る温度制御と痛み指数図とを自主神経システム状態（ＡＮＳＳ）図に対照する実験データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な實施方式を詳細に説明する。下記の説明及び特許請求範囲により、本発明の長所及び特徴を理解可能である。特に、本発明の実施形態の図面における各部材の比例は、説明を容易に理解するために示され、実際の比例ではない。
【００１６】
図１を参照する。図１は本発明の実施形態に係る非侵入式痛みモニタリングシステムを示す模式図である。図１に示すように、非侵入式痛みモニタリングシステム１００は、生理信号センシング装置１と、制御ホスト２と、を備える。
【００１７】
生理信号センシング装置１は、ユーザの生理状態をセンシングして生理信号Ｓ１を発生するためのものである。生理信号センシング装置１は、心電図発生装置と光容積トレーシング（Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ, ＰＰＧ）装置とのうちの少なくとも一つを備える。生理信号Ｓ１は、心電図発生装置に対応する心電図信号と、光容積トレーシング装置に対応する光容積トレーシング信号とのうちの少なくとも一つを含む。
【００１８】
換言すると、生理信号センシング装置１が心電図発生装置である場合には、ユーザの生理状態をセンシングして発生する生理信号Ｓ１は心電図信号である。なお、生理信号センシング装置１が光容積トレーシング装置である場合には、ユーザの生理状態をセンシングして発生する生理信号Ｓ１は光容積トレーシング信号である。一方、本実施形態では、生理信号センシング装置１が一つだけあることを例にして説明したが、実際には、生理信号センシング装置１は二つあり、且つ二つの生理信号センシング装置１は、それぞれ心電図発生装置と光容積トレーシング装置とであってもよい。
【００１９】
制御ホスト２は、ストレージモジュール２１と、分析モジュール２２と、警告ユニット２３と、ディスプレイユニット２４と、操作モジュール２５と、を備える。
【００２０】
ストレージモジュール２１には、複数の痛み発生判断ルール２１１（図面において、一つだけが表示される。）と、複数の痛み程度判断ルール２１２（図面において、一つだけが表示される。）とがストレージされている。痛み発生判断ルール２１１と痛み程度判断ルール２１２とは、それぞれ複数の生理パラメータに対応する。生理パラメータは、心拍数（ｈｅａｒｔ ｒａｔｅ, ＨＲ）と、Ｒ-Ｒ間隔（Ｒ-Ｒ ｉｎｔｅｒｖａｌ, ＲＲＩ）と、心拍数低周波範囲パワー（ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ, ＬＦ）と、心拍数高周波範囲パワー（ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ, ＨＦ）と、光容積トレーシング振幅（ＰＰＧ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ, ＰＰＧＡ）と、ベースライン（ｂａｓｅ ｌｉｎｅ, ＢＬ）と、自主神経システム状態（Ａｕｔｏｎｏｍｉｃ  ｎｅｒｖｏｕｓ  ｓｙｓｔｅｍ  ｓｔａｔｅ, ＡＮＳＳ）と、を含む。
【００２１】
このように、ストレージモジュール２１にストレージされている痛み発生判断ルール２１１には、各生理パラメータ変化率が対応する生理状態が記録されている。生理パラメータ変化率が痛み発生判断ルール２１１に合うときには、ユーザの生理状態が痛み発生状態にあると示す。そして、本実施形態では、各生理パラメータにおいて、心拍数およびＲ-Ｒ間隔の占める比例はより多い。すなわち、ユーザが痛み発生状態にあるかどうかを判断する場合には、主に心拍数およびＲ-Ｒ間隔に合うことが必要であり、その他の生理パラメータに合うことは判断の精確率を増加する効果がある。また、上記各生理パラメータ変化率が対応する痛み発生判断ルールは、表１に示す。
【００２２】
【表１】
2019093095.tif 000003
【００２３】
一方、本実施形態では、ストレージモジュール２１にストレージされている痛み程度判断ルール２１２は表２に示す。なお、表２は、痛み評価方法により、患者が痛み程度を自分で直接に判定して、患者の生理パラメータのデータの記録に合わせて、統計して得られた生理パラメータと痛み程度判断ルールの対照表である。表２における各痛み程度が対照する生理パラメータは、多数の患者のデータを統計して算出した平均値である。
【００２４】
【表２】
2019093095.tif 000004
【００２５】
分析モジュール２２は、生理信号センシング装置１及びストレージモジュール２１と電気的に接続する。分析モジュール２２は、分析ユニット２２１と、痛み予測判断ユニット２２２と、痛み程度判断ユニット２２３と、を備える。
【００２６】
分析ユニット２２１は、生理信号Ｓ１を受信して分析して、上記の生理パラメータに対応する、複数の生理パラメータの資料と複数の生理パラメータの変化の傾向とを発生するためのものである。
【００２７】
痛み予測判断ユニット２２２は、分析ユニット２２１と電気的に接続し、生理パラメータ変化率のうちの少なくとも二つのが、痛み発生判断ルール２１１のうちのそれに対応するものに合うときには、ユーザが痛み発生状態にあると判断する。例えば、生理パラメータ変化率の心拍数変化率が上昇であり、且つＲ-Ｒ間隔変化率が降下するときに、痛み予測判断ユニット２２２は、心拍数変化率およびＲ-Ｒ間隔変化率が痛み発生判断ルール２１１に合うことによって、ユーザが痛み発生状態にあると判断する。実際に、痛み予測判断ユニット２２２は、生理パラメータ変化率が痛み発生判断ルール２１１に合う数量を設定可能であり、少なくとも二つある。なお、当該数量は多いほど、判断の精確率が高い。
【００２８】
痛み程度判断ユニット２２３は、分析ユニット２２１と電気的に接続し、痛み程度判断ルール２１２と生理パラメータの資料を比較することによって、ユーザが感じる痛み程度を判断する。そして、実際には、多数の生理パラメータの資料を相互比較することが好ましい。例えば、心拍数が９３ ｂｅａｔｓ/ｍｉｎであり、且つ心拍数高周波範囲パワーが４８３ mｓ２である場合には、痛み程度判断ルール２１２の生理パラメータと痛み程度判断ルール対照表とによって、ユーザの痛み程度は重度痛みであると判断する。しかしながら、心拍数が８０ ｂｅａｔｓ/ｍｉｎである場合には、８０ ｂｅａｔｓ/ｍｉｎが、軽度痛み、中度痛み及び重度痛みなどの区間に同時に対応するため、本実施形態では、痛み程度判断ユニット２２３は、二種類以上の生理パラメータを同時に比較して判断し、且つ比較する生理パラメータの種類が多いほど、判断の精確率は高い。一方、実際に、痛み程度判断ユニット２２３に分類器が内蔵されている。分類器は、痛み程度判断ルール２１２によって、占める比例を設定して、痛み程度モデルを確立する。これにより、分析モジュール２２は、痛み程度モデルによって、多種類の生理パラメータを相互比較して、生理パラメータが対応する痛み程度を判断する。
【００２９】
また、分析ユニット２２１が受信する生理信号Ｓ１は心電図信号である場合に、分析ユニット２２１が生理信号Ｓ１を分析して得られた生理パラメータの資料が対応する生理パラメータは、心拍数、Ｒ-Ｒ間隔、心拍数低周波範囲パワー、又は心拍数高周波範囲パワーである。実際に、上記の生理パラメータは、心電図発生装置がセンシングして得られた生理信号Ｓ１を分析して得ることが可能である。
【００３０】
一方、分析ユニット２２１が受信する生理信号Ｓ１は光容積トレーシング信号である場合に、分析ユニット２２１が生理信号Ｓ１を分析して得られた生理パラメータの資料が対応する生理パラメータは、光容積トレーシング振幅、ベースライン、又は自主神経システム状態である。実際に、上記の生理パラメータは、光容積トレーシング装置がセンシングして得られた生理信号Ｓ１を分析して得ることが可能である。
【００３１】
分析ユニット２２１が生理信号Ｓ１を持続に分析するときには、生理パラメータの資料は、生理信号Ｓ１のセンシング頻度に従って徐々に増加して、多数の生理パラメータの資料を得ることが可能である。分析ユニット２２１は、多数の生理パラメータの資料によって、多数の生理パラメータの変化率を算出する。上記の生理パラメータの変化率は、心拍数から派生する心拍数変化率、Ｒ-Ｒ間隔から派生するＲ-Ｒ間隔変化率、心拍数低周波範囲パワーから派生する心拍数低周波範囲パワー変化率、心拍数高周波範囲パワーから派生する心拍数高周波範囲パワー変化率、光容積トレーシング振幅から派生する光容積トレーシング振幅変化率、ベースラインから派生するベースライン変化率および自主神経システム状態から派生する自主神経システム状態変化率を含む。
【００３２】
一方、上記の各種類の生理パラメータの資料から算出した生理パラメータの変化の傾向は、特定の時間長さにおける数値の変化率から知ることが可能である。例えば心拍数の変化率が毎分８回を増加する場合には、心拍数の変化の傾向が上昇を示し、痛み発生判断ルール２１１における心拍数の上昇の傾向に関するのは、このとき、別の生理パラメータの資料がそれに対応する痛み発生判断ルール２１１に合うと、ユーザが痛み発生状態にあると判断可能である。
【００３３】
警告ユニット２３は、分析モジュール２２と電気的に接続し、痛み予測判断ユニット２２２によりユーザが痛み発生状態にあると判断したと、痛み発生アラームを発生する。また、痛み発生アラームは、例えばブザーのような音声的なアラーム、電灯が点滅する光的なアラーム、振動アラーム、又はこれらの組合である。
【００３４】
ディスプレイユニット２４は、分析モジュール２２と電気的に接続し、各種類の生理パラメータの資料と痛み程度とを表示するためのものである。また、ディスプレイユニット２４は、例えばディスプレイ画面である。
【００３５】
操作モジュール２５は、分析モジュール２２と電気的に接続し、ユーザが、痛み予測判断ユニット２２２又は痛み程度判断ユニット２２３に切替えるためのものである。操作モジュール２５は、例えばボタンセットである。
【００３６】
このように、本発明に係る非侵入式痛みモニタリング方法は、まず、受験者が痛み発生模擬状態にあるときには、生理信号センシング装置１が受験者の生理状態をセンシングして得られた複数の実際の痛み生理パラメータ変化率により、痛み発生判断ルール２１１を確立する。この後、生理信号センシング装置１により、ユーザの生理状態をセンシングして少なくとも一つの生理信号を発生して、分析ユニット２２１により、生理信号を分析して生理パラメータに対応する複数の生理パラメータの資料を発生して、生理パラメータの資料によって、複数の生理パラメータ変化率を算出する。次に、痛み予測判断ユニット２２２により、生理パラメータ変化率が痛み発生判断ルール２１１に合うと、ユーザが痛み発生状態にあると判断する。
【００３７】
また、痛み発生判断ルールによって、ユーザの心拍数変化率の変化の傾向は上昇であり、ユーザのＲ-Ｒ間隔変化率の変化の傾向は降下であり、ユーザの心拍数低周波範囲パワー変化率の変化の傾向は降下であり、ユーザの心拍数高周波範囲パワー変化率の変化の傾向は降下であり、ユーザの光容積トレーシング振幅変化率の変化の傾向は降下であり、ユーザのベースライン変化率の変化の傾向は降下であり、又はユーザの自主神経システム状態変化率の変化の傾向は降下であるときには、ユーザが痛み発生状態にあると判断する。しかしながら、実際に、上記の各種類の生理パラメータ変化率の全てが痛み発生判断ルールに合うときに、その判断の精確率は最も高い。
【００３８】
図２から図７を参照する。図２は、本発明に係る温度制御と痛み指数図とを心拍数グラフに対照する実験データを示す図である。図３は、本発明に係る温度制御と痛み指数図とをＲ-Ｒ間隔（ＲＲＩ）図に対照する実験データを示す図である。図４は、本発明に係る温度制御と痛み指数図とを、心拍数低周波範囲パワー（ＬＦ）と心拍数高周波範囲パワー（ＨＦ）との図に対照する実験データを示す図である。図５は、本発明に係る温度制御と痛み指数図とを、光容積トレーシング振幅（ＰＰＧＡ）図に対照する実験データを示す図である。図６は、本発明に係る温度制御と痛み指数図とをベースライン（ＢＬ）図に対照する実験データを示す図である。図７は、本発明に係る温度制御と痛み指数図とを自主神経システム状態（ＡＮＳＳ）図に対照する実験データを示す図である。
【００３９】
このように、上記の痛み発生判断ルールのステップを確立するときに、本発明では、主に水を加熱することにより、痛みを模擬する方式によって、生理信号をセンシングして、異なる水温で感じる痛み指数と各種類の生理パラメータの変化の傾向を比較する。実際の操作では、本発明は、実験を五つのテスト段階Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥに分けて、五つのテスト段階Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥにおいて、受測者の手を異なる温度に維持する。まず、テスト段階Ａでは、受測者を冷静状態に保持する。なお、テスト段階Ｂでは、水が循環しているタンクに受測者の手を浸入し、このとき、温度曲線ＴＣが示す温度は３７℃に保持する。テスト段階Ｃでは、１℃/ｍｉｎの温度上昇速度で加熱を行って、温度曲線ＴＣが４７℃に到達すると、加熱を停止する。この後、テスト段階Ｄでは、温度曲線ＴＣの温度を４７℃に保持する。最後に、テスト段階Ｅでは、温度曲線ＴＣが３２℃に降下するまで、２５℃の水を上記のタンクに注入する。一方、五つのテスト段階Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの時間は全て１０分間であり、遅延時間は１分間である。また、テスト段階Ａでは、受測者を冷静状態に保持するだけなため、前の五分間のデータを無視する。
【００４０】
このように、テスト段階Ｃは痛み発生階段であり、なお、テスト段階Ｄは痛み維持階段であり、テスト段階Ｅは痛み緩和階段である。テスト段階Ｃが終了したと、受測者が感じる痛み指数（ＮＲＳ ｓｃｏｒｅ）ＮＳは凡そ５.０３±１.９９である。なお、テスト段階Ａ及びＢを終了したときの痛み指数の相違が大きくないため、受測者の痛み指数ＮＳは、テスト段階Ｃで増加し始め、又は水温が４７℃程度に近接するときに発生することを示す。
【００４１】
図２に示すように、痛み発生のテスト段階Ｃでは、心拍数の変化の傾向は上昇であるため、心拍数の変化の傾向は上昇であると知る場合には、受測者が痛み発生階段にあることを示す。例えば、テスト段階Ｃでの心拍数変化率（ｂｅａｔｓ/ｍｉｎ/ｓ）の計算方式は、（８４.５-８１.５）/（（３１-２１）X６０）＝０.００５（ｂｅａｔｓ/ｍｉｎ/ｓ）である。すなわち、一秒ごと、心拍数は０.００５（ｂｅａｔｓ/ｍｉｎ）を増加する。０.００５（ｂｅａｔｓ/ｍｉｎ）はポジティブなため、心拍数の変化の傾向は上昇であることを示す。そしてテスト段階Ｅでは、４１分から４６分までの心拍数変化率は、（８４-８７.２）/（（４６-４１）X６０）から算出した-０.０１（ｂｅａｔｓ/ｍｉｎ/ｓ）である。すなわち、これは心拍数の変化の傾向は降下であることを示す。上記の説明は、心拍数変化率の計算方式を簡単に説明するためのものであるが、実際に、心拍数変化率の計算は、凡そ３０〜６０秒ごとにパラメータを分析し、計算区間が上記のような１０分間であることはない。
【００４２】
図３に示すように、痛みが発生するテスト段階Ｃでは、Ｒ-Ｒ間隔の変化の傾向は降下であるため、Ｒ-Ｒ間隔の変化の傾向は降下であることを知る場合には、受測者が痛み発生階段にあることを示す。
【００４３】
図４に示すように、痛みが発生するテスト段階Ｃでは、心拍数低周波範囲パワーの変化の傾向と、心拍数高周波範囲パワーの変化の傾向とは降下であり、なお、痛みが緩和するテスト段階Ｅでは、心拍数低周波範囲パワーの変化の傾向と心拍数高周波範囲パワーの変化の傾向とは上昇であるため、心拍数低周波範囲パワーの変化の傾向、又は心拍数高周波範囲パワーの変化の傾向は降下であるときに、受測者が痛み発生階段にあることを示すことが分かる。
【００４４】
図５に示すように、痛みが発生するテスト段階Ｃでは、光容積トレーシング振幅の変化の傾向は降下であるため、光容積トレーシング振幅の変化の傾向は降下であるときに、受測者が痛み発生階段にあることを示すことを分かる。
【００４５】
図６に示すように、痛みが発生するテスト段階Ｃでは、ベースラインの変化の傾向は上昇であるため、ベースラインの変化の傾向は上昇であるときに、受測者が痛み発生階段にあることを示すことが分かる。
【００４６】
図７に示すように、痛みが発生するテスト段階Ｃでは、自主神経システム状態の変化の傾向は降下であるため、自主神経システム状態の変化の傾向は降下であるときに、受測者が痛み発生階段にあることを示すことが分かる。
【００４７】
このように、図１に示すように、本発明に係る非侵入式痛みモニタリングシステム１００は、上記の実験の結果によって確立され、且つ実際に、非侵入式痛みモニタリングシステム１００の判断ユニット２３は、二つ以上の生理パラメータの変化の傾向が痛み発生の傾向に合うときに、ユーザが痛み発生状態にあると判断することに設定されるが、本発明はこれらに限定されない。すなわち、上記の実施形態に述べるように、一つの生理パラメータの変化の傾向が痛み発生の傾向に合うと、ユーザが痛み発生状態にあると判断してもよい。もちろん、生理パラメータの変化の傾向がそれに対応する痛み発生の傾向に合うのは多いほど、ユーザが痛み発生状態にあると判断することの精確度は高い。
【００４８】
一方、上記の制御ホスト２は、操作モジュール２５を介して、ユーザは、生理信号センシング装置１が生理信号Ｓ１を測定して、分析モジュール２２が生理信号Ｓ１を分析して生理パラメータを発生するときに、痛み指数ＮＳを入力することにより、痛み程度判断ユニット２２３の分類器が痛み指数ＮＳと生理パラメータとによって痛み程度モデルを確立し、ひいては痛み程度モデルの分類の精確率を増加可能である。
【００４９】
これにより、以下、複数の分析モジュール２２が生理パラメータによって判断を行う実例を例にして挙げる。
【００５０】
【表３】
2019093095.tif 000005
【００５１】
このように、例１では、上記の表１を対照すると、ベースライン以外の各種類の生理パラメータが痛み発生判断ルール２１１における発生痛み状態の傾向に合うため、痛み予測判断ユニット２２２は例１のユーザが痛み発生状態にあると判断することが分かる。なお、例２では、七つの生理パラメータのうち、心拍数高周波範囲パワー、光容積トレーシング振幅および自主神経システム状態などの三種類の生理パラメータだけが痛み発生判断ルール２１１に合うため、痛み予測判断ユニット２２２は例２のユーザが痛み発生状態にあることはないと判断する。例３では、七つの生理パラメータのうち、心拍数、Ｒ-Ｒ間隔およびベースラインなどの三種類の生理パラメータだけが痛み発生判断ルール２１１に合わないが、本実施形態では、心拍数およびＲ-Ｒ間隔は判断の占める比例がより高いため、痛み予測判断ユニット２２２は、例３のユーザが痛み発生状態にあることはないと判断する。
【００５２】
説明を補足したいのは、本発明の実験の過程中に、多数の受測者に対してテストを行って得られた平均結果が主要なものであり、なお、本実施形態の説明は、主に平均のテスト結果を例にして説明し、これは單一の個体の実験データの結果ではない。
【００５３】
このように、従来の生理信号トレーシング設備は、患者の生理信号を表示するだけが可能であるため、医療スタッフは、患者が発生する痛みによる不快感を即時に把握できない。本発明は、生理信号センシング装置にセンシングされた生理信号により、生理パラメータと生理パラメータの変化の傾向とを分析して、痛みの変化の傾向を満足するかどうかを比較して、ユーザが痛み発生状態にあるかどうかを判断する。一方、本発明では、更に、痛み程度判断ユニットを備えるため、生理パラメータと痛み程度指数とによって痛み程度モデルを確立して、ひいては痛み程度モデルにより、生理パラメータが対応する痛み程度指数を判断可能である。
【００５４】
このように、本発明の特定の例を参照して説明したが、それらの例は、説明のためだけのものであり、本発明を限定するものではなく、この分野に通常の知識を有する者には、本発明の要旨および特許請求の範囲を逸脱することなく、ここで開示された実施例に変更、追加、または、削除を施してもよいことがわかる。
【符号の説明】
【００５５】
１  生理信号センシング装置
２  制御ホスト
２１  ストレージモジュール
２２  分析モジュール
２３  警告ユニット
２４  ディスプレイユニット
２５  操作モジュール
１００  非侵入式痛みモニタリングシステム
２１１  痛み発生判断ルール
２１２  痛み程度判断ルール
２２１  分析ユニット
２２２  痛み予測判断ユニット
２２３  痛み程度判断ユニット
ＮＳ  痛み指数
Ｓ１  生理信号
ＴＣ  温度曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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