[发明专利]一种用于镇痛的音乐电刺激的产生方法

说明书

本发明公开了一种用于镇痛的音乐电刺激的产生方法，选取被试喜欢的音乐，按照音乐的播放时间顺序至少提取音乐的音高、音长和响度三种特征；将所提取音乐的音高、音长和响度特征转化为分别对应电刺激的刺激频率、刺激持续时间和刺激强度参数，形成具有音乐节奏感和乐律感的音乐电刺激；所述音乐电刺激可用于被试的皮肤表面为其镇痛。本发明选取被试喜欢的音乐，并对音乐进行分析处理，提取出代表音乐旋律的音高、音长和响度数据信息，再将提取得到的旋律信息转化为电刺激信号作用在电刺激器上，电刺激器作用在被试的皮肤表面，使得被试感受到的电刺激是同音乐的节奏、旋律、强弱相匹配的信号，提高了镇痛效果。

技术领域

本发明属于术前麻醉技术领域，具体涉及一种用于镇痛的音乐电刺激的产生方法，用于指导实时调整镇痛方案。

背景技术

疼痛是一种广泛存在于我们生活中的复杂主观感受，国际疼痛研究协会将其定义为“与组织损伤或潜在组织损伤相关的不愉快的主观感觉和情感体验”。疼痛不仅会引起躯体的不适，而且可能会引发一系列情绪问题导致人们认知功能的下降，严重影响着人们的生活质量。而音乐作为人类的共同语言，在沟通交流、情感表达、情绪调节以及凝聚力增强等方面有着重要的作用。优美悦耳的音乐常常被认为可以改善神经系统、心血管系统、内分泌系统和消化系统功能，调节血流量，增强神经系统活性；提高大脑皮层的兴奋性，改善人们的情绪、激发感情、振奋精神；有助于消除心理、社会因素所造成的紧张、焦虑、忧郁、恐怖等不良心理状态，提高应激能力。

近年来，已有大量临床研究证实，音乐可以降低疼痛强度、不愉悦度，并提高其疼痛耐受性。此外，音乐也被证实可以提高病人的催产素水平，从而降低被试的痛苦水平和焦虑水平。然而，Meeuse等人2010年的研究指出聆听音乐并不能有效降低病人在肠镜检查中感受到的疼痛，表明音乐的临床镇痛效果是否具有普遍性仍有待进一步验证。一方面，音乐镇痛效果可能受到疼痛强度的调节，如伴随某些特定疾病或者检查的疼痛可能过于强烈，以至于被试无法加工音乐信息，从而无法实现音乐镇痛；另一方面，由于临床实践中音乐通常只作为辅助药物治疗的镇痛手段实施，目前无法确定音乐镇痛效果是否和器质性病变、联合用药等存在交互作用。

目前的音乐电刺激方式，通常采用的方法是：直接将音乐的波动信号转换为电刺激的波形，然后作用于人体，并没有先对音乐内容进行解析和处理，导致人体根本无法从这样的电刺激信号中感受到音乐的节奏与律动。

发明内容

因此，本发明为了解决现有音乐电刺激技术在镇痛领域所存在的电刺激没有节奏感和乐律感的技术问题，提供了一种用于镇痛的音乐电刺激的产生方法。

所采用的技术方案如下：

一种用于镇痛的音乐电刺激的产生方法，选取被试喜欢的音乐，按照音乐的播放时间顺序至少提取音乐的音高、音长和响度三种特征；将所提取音乐的音高、音长和响度特征转化为分别对应电刺激的刺激频率、刺激持续时间和刺激强度参数，形成具有音乐节奏感和乐律感的音乐电刺激；所述音乐电刺激可用于被试的皮肤表面为其镇痛。

所述的提取音乐的音高、音长和响度特征的具体方法是：

步骤一、将音乐播放时所产生的音频信息转换为时频信息；

步骤二、将时频信息按照时间顺序，依次提取每个时间点上能量最强的频率值，并且记录相应的频率能量值；

步骤三、根据预先建立的音高与频率之间的对应关系，得到音乐中每个播放时间点的时间-音高数据；

步骤四、将音乐播放时间点中连续相同的音高数据合并为一个音，并按播放时间顺序计算出每个音的时长，得到时间-音高-音长的数据；

步骤五、根据步骤四中所得到的每个音的长度，将步骤三中各频率的能量值按照音的长度取平均值，得到每个音的响度特征。

所述步骤一中采用连续小波变换(CWT)或短时傅里叶变换(STFT)方法将音乐的音频信息转换成时频信息。