CN101612040A - 心率变异计测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种心率变异计测装置，设有一个以上的心率测定用把柄，该心率测定用把柄的信号输出端分别连接至一振幅比较电路，并设有一从中选择稳定输出信号作为主要数据的开关电路，以及一连接该开关电路可对开关电路所选择的主要信号进行计算分析的心率变异计算分析电路所构成；藉此从一个以上心率测定用把柄输出的信号中，从中选择稳定输出信号作为主要信号的手段，从而，提升心率变异测量值的准确性。

Description

心率变异计测装置

技术领域

本发明涉及一种心率变异计测装置，特别是指透过一点以上的检测点，使被测者的被测部保持定温，及保持一定接触压力，使测得计算出的心率变异(HRV)值具有高度准确性，提供医护人员及病患信赖的依据，并藉此提升对自身健康的安全照护。

背景技术

HRV(Heart  Rate  Variability，心率变异)，为一种用于分析心率间隔的时间变化而判断人体状态的参考指标。

人体心脏每分钟约跳动72次(即平均心率)，而心率除了静态恒定外，还隐藏了一些微细的规则波动，此微细的规则波动主要是我们的身体为了因应多变的体内外环境所发展出的自律神经系统来调节心率，人体的自律神经系统包括交感神经系统和副交感神经系统，前者可使心率上升，后者则使心率下降，心率就在二者交互作用下产生最佳的平衡状态。

一般人的平均心跳为72次/分钟，平均心跳间距为0.833秒或833ms，其标准偏差约为40ms，此心跳间距的标准偏差即为HRV。HRV(单位ms)代表自律神经总活性，自律微调功能越好，HRV越高；反的，若HRV过低，则代表着自律微调功能越差，显示出身体健康的警讯。透过心率间隔来判断自律神经状态相关数据可参照「非专利数据、书籍、心率变异的临床应用一生理的意义，病态评价，病后预测；林博史著，日本出版社」。

一般，可透过心电图计测装置来测量HRV，其相关知识可参照「非专利资料论文Heart Rate Variability Standards ofMeasurement，Physiological Interpretation，and Clinical UseMarek Malik着Circulation.1996；93；1043-1065.AmericanHeart Associationhttp://circ.ahajournals.org/cgi/content/full/93/5/1043 ？eaf」中有详细的描述。

但是，利用心电图计测装置来计测，其机器成本高，电极的装设也需要专业人员来操作，诸多限制，使其无法普及于使用者个人或家庭。

亦可透过脉博计来测量HRV，脉博计和心电图的差别是，心电图是记录心脏收缩所产生的电流变化，而脉博计是测量心藏收缩所发生的血流变化，两者都可测得包含HRV的讯息。

心率的测定虽然可以从人体各部位的血管来实施，但基于不打扰到受测者的日常生活以及方便性考虑，透过指头来进行测量的脉博计已经被开发问市。

然而，传统脉博计，其利用指尖来测定心率变异的方式存在着以下的问题，而且容易产生误差：

1.单一信息问题：利用单一指尖作为检测点，在长时间测量时，容易发生不稳定，而影响到HRV的准确性。

2.检测装置与被测定部位的间隙问题：检测装置与被测定部位(例如指尖)的间隙要长时间保持稳定并不容易，例如当指尖放松时，指尖和测定装置的接触状态会变差，反之，如过度用力则会使测定装置没入指头，将因为过度压迫血管而无法量测出心率。

3.血管收缩问题：指尖等末梢血管，在低室温的情况下会收缩，无法检测出血流的变化，以致得不到正确的心率信息。

发明内容

鉴于现有的脉博计等测定装置有上述的缺失，本发明乃以多点检测的信息来源，从中选择稳定的输出信号作为主要信号，同时将心率传感器的接触压力保持一定，并且设有可使被测定部的温度保持预定温度的电气保温装置。

因此，本发明的首要目的是提供一种心率变异计测装置，以二个计测用把柄，提供左右手分别握持，再从二个计测用把柄输出的信号中，从中选择较为稳定的信号做为主要信息，达到所谓多点检测(diversity detector)。

本发明的次要目的是提供一种心率变异计测装置，为解决检测装置与被测定部间的间隙问题，主要利用一可调整压力的弹簧，使测定部和指头的接触压力得保持一定，以提升感测的准确性。

本发明的再一目的是提供一种心率变异计测装置，为解决血管收缩的问题，其在计测把柄上设有电热组件，以及设有与该电热组件串联配置，使电热组件的温度保持接近体温的调温组件，以避免被测定者的指头因为外部温度降低导致血管收缩血流中止，而影响测得信息的准确性。

本发明的目是这样实现的：一种心率变异计测装置，包括一个以上提供被测定者握持的心率测定用把柄，该一个以上的心率测定用把柄的一端共同连接至一个振幅比较电路，该振幅比较电路的一端连接开关电路，使该开关电路选择其中较为稳定心率信号作为主要信号后，传送至心率变异计算分析电路；藉此筛选获得连续稳定信号，以提升心率变异值的准确性。

所述心率测定用把柄，是于一个外套管的内部设置一个心率传感器，并且设有一个用以将该心率传感器与被测定部保持一定接触压力的弹簧。

所述心率测定用把柄的内部设有一个电热器与一个调温组件，该电热器一端和外套管接触。

所述心率测定用把柄，其外套管的一端设有一插入孔。

所述心率测定用把柄，其心率传感器设有红外线光源及红外线受光器，主要藉红外线射向指头，相对于被测定部内部血管血流而改变反射量输入至红外线受光器，再经光电变换成为信号输出。

所述心率检出传感器为红外线传感器。

所述弹簧为橡胶或发泡性塑料等弹性体。

附图说明

图1为本发明的典型实施例方块图。

图2为本发明的信号表示图。

图3A为本发明的计测用把柄的示意图。

图3B为本发明的计测用把柄被测定者握持测定的示意图。

图4为本发明的典型实施例外形图。

具体实施方式

下面参照附图和实施例对本发明进行说明。

如图1所示，其中1及2为计测用把柄，3及4为被测定者的手，5为振幅比较电路，6为开关电路，7为心率变异计算分析电路，8为显示屏，9为打印机，10为外部通信用接口，11为外部通信用连接器。

如图1所示，当被测定者的左右手3、4分别握持于计测用把柄1、2，被测定者的心率(心拍)信号乃分别从计测用把柄1、2的信号输出端送出，计测用把柄1、2送出的心率信号经过振幅比较电路5放大比较后，进入开关电路6，开关电路6则从振幅比较电路5送入的二组信号中，从中选取稳定的信号作为主信号，开关电路6再将选取的稳定信号传送至心率变异计算分析电路7，经过心率变异计算分析电路7的计算分析及演算处理，然后将结果显示于显示屏8，或输出到打印机9，透过外部通信用接口10及外部通信用连接器11，连接至外部通信网路。必要时可利用于远程遥控治疗，藉此获得长时间稳定的心率变异数值。

有关开关电路6的信号选择方式，请参照图2所示，其中，A为计测用把柄1的输出信号，B为计测用把柄2的输出信号，C为传送至心率变异计算分析电路7的信号；当计测用把柄1和计测用把柄2同时输出心率信号时，在a时段，计测用把柄2的心率信号较稳定，而计测用把柄1的心率信号则较紊乱，此时，开关电路6即会选择较稳定的计测用把柄2的心率信号作为主信号，传送至心率变异计算分析电路7；在b时段，计测用把柄2的心率信号较小且紊乱，而计测用把柄1的心率信号则较稳定，此时，开关电路6即会选择较稳定的计测用把柄1的心率信号作为主信号，传送至心率变异计算分析电路7。因此，藉由振幅比较电路5和开关电路6的连接设定，传送至心率变异计算分析电路7的信号，即可如图2所示确保为稳定的连续心率信号，此连续稳定信号经过心率变异计算分析电路7的计算分析处理后，即可获得正确的心率变异值。

如图3A、3B所示，12为计测用把柄的外套管，以导热性佳的金属制成；13为心率传感器，其具有红外线光源14及红外线受光器15；16为弹簧，其设于一底板161的上，其上端接触心率传感器13；17为电热器，电热器17的外边和外套管12接触，其热温可传导至外套管12；18为恒温器等调温组件，与电热器17连接，而可控制电热器17保持一定发热温度，进而控制外套管12保持恒温；19为指头，20为设于外套管12上的插入孔，指头19从插入孔20插入外套管12的内部后，和心率传感器13保持压着接触。

以上的构成，当指头19插入计测用把柄1(或2)的插入孔20时，心率传感器13受到下方弹簧16的顶撑而和指头19保持预.定的接触压力，可避免因为压力不稳定而产生不能测到心率或仅能测得微弱心率的情形。而采用让指头19插入插入孔20内进行测定的方式，则可遮断外部可能造成干扰的光线，使测定数据更具准确性。

当红外线光源14的红外线被指头19反射时，此时相对于内部血管血流而改变反射量输入红外线受光器15，经光电变换成为信号输出。当外部环境温度较低时，藉电热器17及调温组件18对外套管12加温，使被测定者握持外套管12后，指头19能保持预定的温度，可避免因为指头末梢血管收缩而发生测不到的情形。

此外，上述的心率传感器13，其除了采用红外线感测心率外，亦可利用其它物理方法，例如音响方法等来实施；弹簧16亦可以为橡胶或发泡性塑料等弹性体，恒温器18则得以感温半导体组件来替代。

如图4所示，其中，30为心率变异计测装置的外壳，用以收容图1所示的测定装置，被测者的左右手指可经由计测用把柄1、2来计测，测定结果得显示于显示屏8上，再从打印机9输出，或透过外部通信用连接器11连接至外部网络。

综上所述，本发明的心率变异计测装置，以低廉且高普及率的脉搏计用测定手法为基础，在维持较低成本下，提供高质量的心率变异测定结果。因此，本发明的心率变异计测装置，依法提出申请发明专利。

Claims (7)

1，一种心率变异计测装置，其特征是，包括一个以上提供被测定者握持的心率测定用把柄，该一个以上的心率测定用把柄的一端共同连接至一个振幅比较电路，该振幅比较电路的一端连接开关电路，使该开关电路选择其中较为稳定心率信号作为主要信号后，传送至心率变异计算分析电路。

2，根据权利要求1所述的心率变异计测装置，其特征是，所述心率测定用把柄，是于一个外套管的内部设置一个心率传感器，并且设有一个用以将该心率传感器与被测定部保持一定接触压力的弹簧。

3，根据权利要求1或2所述的心率变异计测装置，其特征是，所述心率测定用把柄的内部设有一个电热器与一个调温组件，该电热器一端和外套管接触。

4，根据权利要求3所述的心率变异计测装置，其特征是，所述心率测定用把柄，其外套管的一端设有一插入孔。

5，根据权利要求4所述的心率变异计测装置，其特征是，所述心率测定用把柄，其心率传感器设有红外线光源及红外线受光器，主要藉红外线射向指头，相对于被测定部内部血管血流而改变反射量输入至红外线受光器，再经光电变换成为信号输出。

6，根据权利要求2所述的心率变异计测装置，其特征是，所述心率检出传感器为红外线传感器。

7，根据权利要求2所述的心率变异计测装置，其特征是，所述弹簧为橡胶或发泡性塑料等弹性体。

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