一种疼痛监测仪

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种疼痛监测仪。


背景技术：

2.疼痛被定义为与实际或潜在的组织损伤相关的、不愉快的感觉和情绪体验或关于这种损伤的描述，主导疼痛的处理和感知为编码情绪到动机过程区域的信号，同时还会伴大脑结构与代谢的变化，因此，在这些疼痛的机制中，医师可以通过预测性框架对疼痛进行监测，而在现在的临床医学过程中，通常采用疼痛监测仪来实现医师对患者的疼痛监测的过程。
3.现有的疼痛监测仪大多基于主观感受和临床评估，缺少用于衡量疼痛程度或性质的客观标准，导致现有的疼痛监测仪时间空间分辨率差，整体不便于使用，同时，现有的疼痛标志物多数依赖于生理和自主反应，这些反应缺乏特异性，难以作为疼痛状态真正的生物标志物，并且会导致现有的疼痛监测仪整体体积较大，使用价格较高，不便携，易因头部运动影响监测效果。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种疼痛监测仪，解决了现有的疼痛监测仪易对使用者造成创伤，整体的使用价格较高，不便携，时间和空间的分辨率差，易因头部运动影响监测效果的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种疼痛监测仪，包括信息采集模块，所述信息采集模块连接有信息传输模块，所述信息传输模块连接有上位机，所述上位机连接有eeg模块和fnirs模块，所述eeg模块和fnirs模块连接有信息综合处理模块，所述上位机一侧固定设置有双输入端连接线。
8.优选的，所述信息采集模块包括采集帽，所述采集帽上表面呈等间距固定设置有多个fnirs电极片和eeg电极片，所述采集帽背面中心处固定设置有信息传输器。
9.优选的，所述fnirs电极片包括第一连接层，所述第一连接层底面固定设置有fnirs电极层，所述fnirs电极层内部中心处嵌入固定设置有红外发射器。
10.优选的，所述eeg电极片包括第二连接层，所述第二连接层底面固定设置有eeg电极层。
11.优选的，所述信息传输模块包括信息接收器和数据储存箱，所述信息接收器和数据储存箱之间通过线路电性连接，所述数据储存箱正面固定设置有控制面板，所述数据储存箱背面底端靠一侧边缘处固定设置有接线板。
12.优选的，所述eeg模块包括慢性疼痛模块和急性疼痛模块，所述慢性疼痛模块连接有β波监测模块和γ波监测模块，所述急性疼痛模块连接有α波监测模块和δ波监测模块。
13.优选的，所述fnirs模块包括分区监测模块，所述分区监测模块连接有brodmann10区监测模块、背外侧前额叶皮层监测模块、前运动皮层监测模块、辅助运动功能区监测模块、初级运动皮层监测模块和初级躯体感觉皮层监测模块。
14.优选的，所述信息综合处理模块包括eeg数据预处理模块和fnirs数据预处理模块，所述eeg数据预处理模块和fnirs数据预处理模块连接有时空特征融合模块，所述时空特征融合模块连接有预测分析模块。
15.工作原理：该疼痛监测仪在进行使用时，医师需先将信息采集模块通过采集帽固定到患者的头部，调整fnirs电极片和eeg电极片的位置，开启信息传输器，同时开启信息传输模块，将信息接收器和数据储存箱进行连接，并通过双输入端连接线将上位机和数据储存箱进行连接，调整信息采集模块使信息可以通过信息传输模块传递到上位机，信息采集模块采集到的信息进入信息传输模块，并通过双输入端连接线进入到上位机，eeg相关信息会通过慢性疼痛模块和急性疼痛模块下的各监测模块进行分析处理，fnirs相关信息通过分区监测模块进行分析处理，实现该设备通过eeg和fnirs单独进行监测的功能，需要对二者进行综合使用时，可以通过上位机将数据传输到信息综合处理模块，信息综合处理模块会通过eeg数据预处理模块和fnirs数据预处理模块对数据进行预处理，将数据进行分段，调节频率并过滤掉杂波，通过时空特征融合模块对信息进行综合分析，实现该设备通过eeg+fnirs联合进行疼痛监测的功能，通过将三者配合使用，实现该设备应用功能神经影像技术进行的疼痛监测的效果。
16.(三)有益效果
17.本发明提供了一种疼痛监测仪。具备以下有益效果：
18.1、本发明提供了一种疼痛监测仪，相较于现有的疼痛监测仪，该疼痛监测仪通过在仪器的信息采集模块内设置有eeg电极片，eeg电极片由第二连接层和eeg电极层组成，通过eeg电极片可以实现对患者的eeg数据信息进行采集，通过信息传输模块将信息传递到上位机内，通过eeg模块对患者的eeg数据信息进行分析处理，实现该设备的eeg监测功能，使该设备具有无创、便携、成本相对较低、时间分辨率高、不易受头部运动伪影的影响的特点，确保设备整体更加易于应用于临床当中。
19.2、本发明提供了一种疼痛监测仪，相较于现有的疼痛监测仪，该疼痛监测仪通过在仪器的信息采集模块内设置有fnirs电极片，fnirs电极片由第一连接板、fnirs电极层和红外发射器组成，实现该设备对患者的fnirs数据信息进行采集，采集到的信息可以通过信息传输模块传输到上位机内，通过fnirs模块实现对患者各脑区的fnirs进行监测，使该设备具有无创性、便携性、易操作性、高时间分辨率和中等空间分辨率、对头部运动的敏感性低以及高适用性的特点。
20.3、本发明提供了一种疼痛监测仪，相较于现有的疼痛监测仪，该疼痛监测仪通过在仪器内设置有信息综合处理模块，可以对eeg数据和fnirs数据进行预处理，并通过时空特征融合模块和预测分析模块对两种数据进行综合分析处理，通过二者在结果上的一致性与相互联系的应用，使该设备可以获得更贴近于自然状态下病人的脑活动数据，可以提供更有效的结果，确保该设备可以更好地应用到疼痛监测的临床领域。
附图说明
21.图1为本发明的装置流程示意图；
22.图2为本发明的信息采集模块的轴测示意图；
23.图3为本发明的信息采集模块的俯视示意图；
24.图4为本发明的fnirs电极片的正剖视示意图；
25.图5为本发明的eeg电极片的正剖视示意图；
26.图6为本发明的信息传输模块的轴测示意图：
27.图7为本发明的数据储存箱的后视示意图：
28.图8为本发明的工作流程示意图：
29.图9为本发明的eeg模块的流程示意图：
30.图10为本发明的fnirs模块的流程示意图：
31.图11为本发明的信息综合处理模块的流程示意图。
32.其中，1、信息采集模块；2、信息传输模块；3、上位机；4、eeg模块；5、fnirs模块；6、信息综合处理模块；7、双输入端连接线；101、信息传输器；102、fnirs电极片；103、eeg电极片；104、采集帽；201、信息接收器；202、数据储存箱；203、控制面板；204、接线板；401、慢性疼痛模块；402、β波监测模块；403、γ波监测模块；404、急性疼痛模块；405、α波监测模块；406、δ波监测模块；501、分区监测模块；502、brodmann10区监测模块；503、背外侧前额叶皮层监测模块；504、前运动皮层监测模块；505、辅助运动功能区监测模块；506、初级运动皮层监测模块；507、初级躯体感觉皮层监测模块；601、eeg数据预处理模块；602、fnirs数据预处理模块；603、时空特征融合模块；604、预测分析模块；10201、第一连接层；10202、fnirs电极层；10203、红外发射器；10301、第二连接层；10302、eeg电极层。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例：
35.如图1-11所示，本发明实施例提供一种疼痛监测仪，包括信息采集模块1，有利于实现该设备基本的对信息的采集功能，信息采集模块1连接有信息传输模块2，有利于实现该设备的信息传输功能，信息传输模块2连接有上位机3，有利于实现该设备的数据接收和处理分析功能，上位机3连接有eeg模块4和fnirs模块5，有利于实现该设备分别通过eeg和fnirs对患者的疼痛进行监测，eeg模块4和fnirs模块5连接有信息综合处理模块6，有利于实现该设备通过eeg和fnirs进行综合监测的能力，上位机3一侧固定设置有双输入端连接线7，有利于实现该设备各结构之间的数据连通。
36.信息采集模块1包括采集帽104，有利于患者进行该设备的佩戴，采集帽104上表面呈等间距固定设置有多个fnirs电极片102和eeg电极片103，有利于实现通过该设备对患者的fnirs信息和eeg信息的采集功能，采集帽104背面中心处固定设置有信息传输器101，有利于对fnirs信息和eeg信息进行储存和传输，fnirs电极片102包括第一连接层10201，第一
连接层10201底面固定设置有fnirs电极层10202，fnirs电极层10202内部中心处嵌入固定设置有红外发射器10203，有利于为该设备进行fnirs监测提供光源和功能基础，eeg电极片103包括第二连接层10301，第二连接层10301底面固定设置有eeg电极层10302，有利于为该设备进行eeg监测提供功能基础。
37.信息传输模块2包括信息接收器201和数据储存箱202，信息接收器201和数据储存箱202之间通过线路电性连接，有利于实现该设备对数据信息的接收和储存传递，数据储存箱202正面固定设置有控制面板203，有利于使用者直接控制该设备的工作状态，数据储存箱202背面底端靠一侧边缘处固定设置有接线板204，有利于实现该设备内各装置之间的连接和供电，eeg模块4包括慢性疼痛模块401和急性疼痛模块404，有利于医师通过该仪器对患者的疼痛类型进行细分，提升该设备监测的精确度，慢性疼痛模块401连接有β波监测模块402和γ波监测模块403，γ波与疼痛的主观强度编码密切相关并参与了慢性疼痛的异常工作记忆，有利于医师根据与慢性疼痛相关性最高的两个波形来对患者的慢性疼痛症状进行监测，急性疼痛模块404连接有α波监测模块405和δ波监测模块406，δ波主要表现为在刺激对应的半球对侧的额叶区活动增加，在强直性疼痛中强直本身与δ波的增强关系紧密，有利于医师根据与急性疼痛相关性最高的两个波形来对患者的急性疼痛症状进行监测。
38.fnirs模块5包括分区监测模块501，分区监测模块501连接有brodmann10区监测模块502、背外侧前额叶皮层监测模块503、前运动皮层监测模块504、辅助运动功能区监测模块505、初级运动皮层监测模块506和初级躯体感觉皮层监测模块507，brodmann 10区参与高阶认知，背外侧前额叶皮层调控对疼痛的检测、感知和抑制，前运动皮层涉及对运动的计划、想象和控制，辅助运动功能区则参与复杂运动的协调和执行，通过对这两个分区进行监测来反映与疼痛行为相关的运动过程，初级运动皮层参与自主运动的计划、启动和执行，初级躯体感觉皮层评估和编码疼痛信息，通过同时测量多个皮质区域，确保该设备可以发现疼痛反应中大脑各部位的连接性和顺势变化，在疼痛反应中提供一个更广泛的大脑网络变化。
39.信息综合处理模块6包括eeg数据预处理模块601和fnirs数据预处理模块602，eeg数据预处理模块601可以将eeg数据采集过程中的眨眼、环境所产生的干扰信号，fnirs数据预处理模块602可以通过修正比尔－朗伯定律将fnirs数据转化为血红蛋白浓度变化量，eeg数据预处理模块601和fnirs数据预处理模块602连接有时空特征融合模块603，时空特征融合模块603连接有预测分析模块604，时空特征融合模块603将预处理得到的数据按照时空位置信息融合为时空矩阵，并对数据进行z-score归一化处理，然后再按照滑动窗口把数据转化为多个数据片段，将数据输入到网络模型中训练，提取运动想象的大脑指令时空特征，输出到预测分析模块604进行分类分析。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。