CN103049631A - 计算机脉波诊断分析装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算机脉波诊断分析装置及其方法，其包括有一主机及与该主机电性连接的一脉膊感测组件及复述心电量测组件，该感测组件是用以接触受测者的手臂腕后高骨其寸、关、尺部位进行量测，并以不同施力获得浮取脉、中取脉、沉取脉的脉波讯号，该脉波讯号是对应于脉搏的速率、紧张度、均匀度与流畅度；一讯号处理装置，是设于该主机内，将该脉膊感测组件所量测的脉波讯号或该心电量测组件所量测的心电讯号加以计算；一讯号转换器，是设于该主机内，该讯号转换器是用以将模拟讯号转换为数字讯号；一主机分析装置，是设于该主机内，对该脉波讯号及该心电讯号进行后续储存、分析、应用或教学的操作。

Description

计算机脉波诊断分析装置及其方法

技术领域

本发明有关于一种诊断装置及其方法，特别是指一种针对脉波的诊断、分析而便于后继相关应用的计算机脉波诊断分析装置及其方法。 

背景技术

脉诊为中国医学独特的诊断方法，并已累积数千年丰富的临床经验，根据脉象的变化来判断人体脏腑的血气、阴阳、生理与病理的状况。且现代更藉由脉诊仪所结合的电子技术、计算机科学及近代物理学等，将脉搏的形象转变为中医脉波图形进而显现于屏幕上，通过脉波图可反映脉搏应指的动态，显现出脉搏的速率、紧张度、流利度和均匀度，使便于后继的诊断、分析与探讨等应用，且更能建立中医脉诊体系的教学医疗系统，习知脉诊仪相关技术包括有专利公开号CN1687980A、CN101411614A及台湾专利第I327061号、第I309976号、第M340036号、公开第200814966号等。 

再者，现代西医已相当发达而为目前医学的主流，中医欲数据化、科学化首先必须与西医相互连结，并藉以产生相互交叉验证、参合应用的医学价值，例如，有关心脏跳动显现的心电图是为西医相当普遍成熟的应用数据，而由于脉搏的形成是由心脏搏动(包含搏出力与搏出量)所产生的压力、心跳频率、心脏活动节律、心脏射血功能、动脉管壁弹性、小动脉紧张度、血管充盈度、末梢抵抗力以、血液浓稠度及神经、内分泌调节功能等多种因素综合反映，其本身的反应复杂度相当高，且脉位的选取是按压浮中沉取配合三部九候的十八部脉象，一般未深入其境者难以理解，因此，中医脉象若无法与西医的生理量测基准产生连结，很难突破现行中西医交流验证的隔阂，显然，中医脉搏的量测、诊断与心电图数据的结合是一中西医交集验证的极佳路线及重要努力项目。然，前述现有技术专利并未涉及此项议题的研究。另外，如中国专利公开号CN101455564A及中国实用新型CN201139552Y、CN201139553Y等，其所揭示的脉诊机虽具有量测脉搏、心率(心电)的功能，但仅于硬设备单纯的结合使 具多功能量测效果而已，并未在信息交叉结合应用上有任何进展或突破，显非理想的积极设计。 

又，如，中国台湾专利公开第200841860号，其是揭示一种中医脉诊的分析系统与方法，包含：一脉波讯号收集装置，用以收集并产生血压讯号；以及一讯号处理单元，接收并分析连续的前述血压讯号，其特征在于前述讯号处理单元的执行包含：建构所测量到前述血压讯号的部位参数；建构在由前述血压讯号所运算的心率参数；建构在由前述血压讯号所分析的血压波形参数；建构在动脉压变异性(APV)及心率变异性(HRV)的频谱分析参数；以及基于上述参数界定中医脉象构成要素的定量指标。亦即，该专利是以脉波讯号收集装置用以收集并产生血压讯号与心电讯号，在建构基于所测量到的血压讯号或心电讯号进行心率变异性(HRV)及动脉压变异性(APV)的频谱分析参数；然，该专利仅针对心脏搏动与血压变化的相互关连性进行分析，并未针对脉数讯号与心电讯号做连结，显非中西医交集验证的理想方式；再者，如前述脉搏的形成是由诸多因素及配合脉位选取部位所量测而得，该专利参考连续的血压讯号与心电讯号即欲来相对推论、界定中医的“位数形势”，在不具确实可靠验证下，显然过于主观、草率，且不符合中医临床脉诊方法与分析判断中医脉象“位数形势”的实态，亦有一并加以改善的必要。 

缘此，本案发明人有鉴于现有相关脉诊仪技术其应用上的缺失及中西医连结交集验证方法设计上未臻理想的事实，本发明发明人即着手研发其解决方案，希望能开发出一种更具医疗精确度、透明度与发展性的计算机脉波诊断分析装置及其方法，以服务社会大众及促进中西医学结合的发展，遂经多时的构思而有本发明的产生。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算机脉波诊断分析装置及其方法，其能使中医脉诊的生理信息转换为微电子讯号，经过撷取与重建技术后将真实的生理讯号数据化、图形化再配合西方医学的心电图加以整合分析及对照连结，并显示屏幕上以产生相互交叉验证、参合应用的医学价值者。 

本发明的再一目的在于提供一种计算机脉波诊断分析装置及其方法，其能透过精密的电子仪器与软件数据分析技术来达到中医科学的目的，使达到提升医疗精确度、透明度与发展性，并在临床、教学与研究上成为一套最佳的辅助工具。 

本发明的又一目的在于提供一种计算机脉波诊断分析装置及其方法，其能结合中医脉膊讯号与西医心电图进行相关时域分析、桡动脉扩张指数(AIR)分析、时域图型及数据分析，进而完成病症报表及建立医疗信息系统。 

本发明的更一目的在于提供一种计算机脉波诊断分析装置及其方法，其能结合中医脉膊讯号与西医心电图进行相关频域分析、能量分析(SER)、数据分析，进而完成病症报表及建立医疗信息系统。 

本发明的技术方案是：一种生理侦测装置，其包含： 

一脉诊量测装置，其包括有一主机及与该主机电性连接的一脉膊感测组件及复述心电量测组件，该感测组件是用以接触受测者的手臂腕后高骨其寸、关、尺部位进行量测，并以不同施力获得浮取脉、中取脉、沉取脉的脉波讯号，该脉波讯号是对应于脉搏的速率、紧张度、均匀度与流畅度； 

一讯号处理装置，是设于该主机内，将该脉膊感测组件所量测的脉波讯号或该心电量测组件所量测的心电讯号加以计算； 

一讯号转换器，是设于该主机内，该讯号转换器是用以将模拟讯号转换为数字讯号； 

一主机分析装置，是设于该主机内，对该脉波讯号及该心电讯号进行后续储存、分析、应用或教学的操作。 

本发明中，其中该心电量测组件是连结于一心电量测仪，该心电量测仪是连结于该主机或整合于该主机中。 

本发明中，其中该脉波讯号与该心电讯号是同步进入该讯号处理装置进行计算。 

本发明中，其中该主机分析装置是进一步包括有一心电分析单元及脉波分析单元，该心电分析单元是连结有一心率变异性分析单元，用以产生心率变异性分析。 

本发明中，其中该脉波分析单元包括有一时域分析单元及频域分析单元，该时域分析单元是连结有一桡动脉扩张指数分析单元及时域图形与数据分析单元，该频域分析单元是包括有一能量分析单元及频谱能量分析单元。 

本发明中，其中该能量分析单元是连结有一数据分析单元，该频谱能量分析单元是连结有一频域图形与数据分析单元。 

本发明中，其中该主机分析装置是连接一报表系统。 

本发明还同时公开了一种计算机脉波诊断分析方法，其包含： 

(1)登入； 

(2)进行脉波与心电图同步量测，用以取得脉波讯号及心电讯号； 

(3)产生脉波与心电图同步撷取图形； 

(4)同步进行脉波分析与心电图分析；以及 

(5)该脉波分析后是具有一能量分析。 

(6)建立病症报表系统。 

本发明中，其中该脉波分析后是具有一时域分析、桡动脉扩张指数分析及时域图形与数据分析的步骤。 

本发明中，其中该脉波分析后是具有一频域分析及数据分析的步骤。 

本发明中，其中该桡动脉扩张指数分析后是具有一波形比对、进入二十九脉图教学系统的步骤。 

本发明中，其中该频域分析系统后是具有一频谱能量分析、频域图形与数据分析的步骤。 

本发明中，其中该心电图分析后是具有一心律变异分析的步骤 

附图说明

图1为本发明的结构装置示意图； 

图2为本发明的主体运作流程示意图； 

图2A为本发明主机分析装置的构成示意图； 

图3为本发明的详细流程示意图； 

图4为本发明量测操作系统的流程示意图；以及 

图5为本发明分析操作系统的流程示意图； 

图6为本发明分析操作系统的脉诊点示意图； 

图7为本发明分析操作系统的脉波讯号示意图； 

图8为本发明分析操作系统的测心电图示意图； 

图9为本发明分析操作系统的心电讯号在显示屏幕示意图； 

图10为本发明分析操作系统的脉波讯号与心电讯号示意图。 

【图号对照说明】 

10脉诊量测装置             11主机 

12脉诊测量仪               13导线 

121脉膊感测组件            122置垫 

14心电量测仪               15导线 

16心电量测组件             17导线 

20讯号处理装置             25讯号转换器 

26主机分析装置             29报表系统 

27心电分析单元             28脉波分析单元 

271心率变异性分析单元      281时域分析单元 

282频域分析单元            283桡动脉扩张指数分析单元 

284时域图形与数据分析单元  285能量分析单元 

286数据分析单元            287频谱能量分析单元 

288频域图形与数据分析单元  40量测操作系统 

50分析操作系统             60二十九脉图教学系统 

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下： 

请参阅图1，本发明计算机脉波诊断分析装置包括有一脉诊量测装置10，该脉诊量测装置10包括有一主机11及脉诊测量仪12，该脉诊测量仪12是以导线13连接该主机11，该主机11是为一计算机设备，其并可连接一显示屏幕 (未图标)，该脉诊测量仪12是具有X、Y、Z三轴向调整与侧向结构移动的定位机制，其上设有一脉膊感测组件121；其使用时是将人手置于置垫122上，并适当调整以将该感测组件121接触受测者的脉诊点(参图6)，该脉诊点是以手臂腕后高骨(桡骨茎突)为测量标的点，即其内侧的部位为关，关前(腕侧)为寸，关后(肘侧)为尺；又，两手各有寸、关、尺三部，共六部脉，左手的寸、关、尺三部脉象与心、肝、肾(肾阴)相应，右手的寸、关、尺三部脉象与肺、脾、命门(肾阳)相应，因此该脉膊感测组件121在进行脉诊时，是以不同施力获得浮取脉、中取脉、沉取脉，亦即由轻按而重按，以获得脉象变化的脉波(脉膊)讯号，该脉波讯号是对应于脉搏的速率、紧张度、均匀度与流畅度，并将该脉波讯号传递、储存于该主机11或显示于该显示屏幕(参图7)。 

本发明计算机脉波诊断分析装置进一步包括有一心电量测仪14，该心电量测仪14是以导线15连接该主机11，该心电量测仪14设有复数以导线连接的心电量测组件(如三导层夹具)16，其心电量测时是可该心电量测组件16夹设于受测者的左脚、右手、左手三处(参图8)，藉由人体的生理电位差异而测得心电讯号，并将该心电讯号传递、储存于该主机11或显示于该显示屏幕(参图9)。该心电量测组件16的量测设置方式并未加限制，如亦可以吸附组件方式设置，用以吸附于心电讯号的量测部位。在适当的实施方式中，该心电量测仪14是可整合于该主机11中，并电性导接出该心电量测组件(如三导层夹具)16。 

请参阅图2，本发明计算机脉波诊断分析装置可进行如下的主体运作，即藉该脉诊测量仪12进行(1)受测者脉位确认S21；继(2)XYZ方位与手部支撑定位S22；继(3)脉波讯号侦测与确认S23；继进入一讯号处理装置20进行(4)脉波讯号计算S24。另，藉该心电量测仪14进行(1A)三导层夹具定位S21a；继(2A)微电流讯号输入S22a；继(3A)心电讯号侦测与确认S23a；继进入该讯号处理装置20进行(4A)心电讯号计算S24a。该脉波讯号与心电讯号经该讯号处理装置20计算后进入一讯号转换器(Data Acquisition/DAQ)25，该讯号转换器25是用以将模拟讯号转换为数字讯号，在讯号转换后进入一主机分析装置26，该主机分析装置26是设于该主机11中，用以进行后续储存、分析、应用或教学等的操作，如此，本发明计算机脉波诊断分析装置是可同步量测及对应显示脉波讯号与心电讯号(参图10)。 

请一并参阅图2A，该主机分析装置26是运作连结于该讯号转换器25与报表系统29间，该主机分析装置26是进一步包括有一心电分析单元27及脉波分析单元28。其中，该心电分析单元27是用以产生心电讯号的分析，其是连结有一心率变异性分析(HRV)单元271，用以产生心率变异性分析(HRV)；该脉波分析单元28包括有一时域分析单元281及频域分析单元282，该时域分析单元281是用以产生脉波的时域分析，该时域分析单元281并连结有一桡动脉扩张指数分析单元283、时域图形与数据分析单元284，该桡动脉扩张指数分析单元283是针对脉波讯号分析而产生扩张指数分析，该时域图形与数据分析单元284是用以产生时域图形与数据进行分析；频域分析单元282是用以产生脉波的频域分析，该频域分析单元282是包括有一能量分析(SER)单元285及频谱能量分析单元287，该能量分析单元285是连结有一数据分析单元286；该频谱能量分析单元287是连结有一频域图形与数据分析单元288。当该讯号转换器25将讯号(包括脉波讯号、心电讯号、脉波讯号与心电讯号)输入该主机分析装置26后，经产生相关分析信息后输入该报表系统29。如此，藉由转换后输入该报表系统29的信息提供医师可在短时间内取得临床信息，以及较短时间完成病情的诊断。 

以下针对前述各单元所产生的分析状态进行说明； 

时域分析/即频率波时域图：其分析项目包括主波福高度、主波斜率、重搏弯曲点高度、重搏波高度、降中峡幅度比主搏波幅值、心率等(参图7)，用以标示出脉波图的时域分析的参数位置，并将脉搏的形象转变为中医脉波图形进而显现于该显示屏幕上，使便于探讨与学习，并藉由脉波图可反映脉膊应指的动态，显现出脉搏的速率、紧张度、流利度和均匀度。本发明藉由记录寸、关、尺与浮、中、沉来建立一套脉波判读的标准，能使中医脉诊的科学化确实达成。 

脉波(PLUSE)&心电图(ECG)同步撷取图型：心电图与脉波图形的同步撷取主因为两者的生理讯号受到血管与血液循环系统的差异而有所不同，而在于病症与患者使用的药物不同也会造成这两者非一致性的变化，为此藉由同步撷取的比对可发现心脏的血液输送对于各脏腑器官的脉象的影响。 

频域分析：是根据振动波的性质，每一个脉膊波是由基波与谐波成分所构 成，将脉波(脉膊)讯号经傅利叶转换，可使时域转为频域，再利用频域分析所得的原周期性振动的分立谱，即不同频率的谐坡，可用来分析脉象振动的的频域特征。 

桡动脉扩张指数(AIR)：在时域分析其项目包含主波峰高度、斜率、重搏波高度、降中峡与主搏波高度比值等...，每一个峰值有其代表意义。这样的脉波图形主要与心脏血管功能有关。 

频谱能量分析：其乃是透过傅立叶转换把不同的频率与振幅大小解析，将时域转为频域，分解成其原来组成的各种不同频率与振福的分立谱，以此来分析波动波的内在性质。 

请一并参阅图3，是本发明计算机脉波诊断分析方法的详细流程图，其方法步骤包括： 

步骤S31：进入一″使用者管理接口″； 

步骤S32：账号权限登入；继可进入一步骤S33：量测系统、S34：分析系统、S35：教学系统，以下分别进行说明： 

该步骤S33：″量测系统″后经步骤S36：进入一“病例数据库”；继可进入一量测操作系统40的程序。 

请一并参阅图4，该量测操作系统40的方法包括下列三项路径的选择步骤： 

(1)步骤S401：脉波量测；即藉该脉诊测量仪12进行脉波讯号的量测及取得；以及 

步骤S402：产生一“即频率波时域图”。 

(2)步骤S411：心电量测；即藉该心电量测仪14进行心电讯号的量测及取得；以及 

步骤S412：产生一“心电图”。 

(3)步骤S421：脉波与心电图同步量测；即藉该脉诊测量仪12、心电量测仪14同步进行脉波讯号、心电讯号的量测及取得；以及 

步骤S422：产生一“脉波与心电图同步撷取图形”。 

请一并参阅图5，该步骤S34：“分析系统”后经步骤S37：进入一“病例数据库”；继可进入一分析操作系统50的程序，该分析操作系统50的方法包括 下列二项路径的选择或同步进行的步骤： 

(1)步骤S501：脉波分析系统，进行脉波分析； 

步骤S502：时域分析系统，进行时域分析； 

步骤S503：进行桡动脉扩张指数分析； 

步骤S504：进行时域图形与数据分析；以及 

步骤S500：进入病症报表建立系统，建立病症报表信息。 

或者，前述该步骤S501：“脉波分析系统”后是可选择或同步进行下列方法步骤： 

步骤S512：频域分析系统，进行频域分析； 

步骤S513：进行能量分析(SER)； 

步骤S514：进行数据分析；以及 

步骤S500：进入病症报表建立系统，建立病症报表信息。 

或者，前述该步骤S503：″桡动脉扩张指数分析″后是可选择或同步进行下列方法步骤： 

步骤S505：进行波形比对；以及 

步骤S506：进入一“二十九脉图教学系统”。 

或者，前述该步骤S512：“频域分析系统”后是可选择或同步进行下列方法步骤： 

步骤S515：进行频谱能量分析； 

步骤S516：进行频域图形与数据分析；以及 

步骤S500：进入病症报表建立系统，建立病症报表信息。 

(2)步骤S521：心电图分析系统，进行心电图分析； 

步骤S522：进行心律变异分析(HRV)分析； 

步骤S500：进入病症报表建立系统，建立病症报表信息。 

前述该量测操作系统40的步骤402是可接续该分析操作系统50的S501：脉波分析系统，进行脉波分析的方法步骤。该步骤412是可接续该分析操作系统50的S521：心电图分析系统，进行心电图分析的方法步骤。该步骤422后是可分别或同步接续该分析操作系统50的S501、S521的方法步骤。 

请参阅图3，该S35：″教学系统″后是进入一″二十九脉图教学系统″60；由 于本系统内建29种标准脉象图与临床意义解说数据库，在临床、教学与研究上成为一套最佳的辅助工具。 

当使用者于使用者于管理接口(步骤S31)中依账号权限登入后(步骤S32)，即可建立或查询、分析病历信息，若本发明计算机脉波诊断分析装置的受测者并未具有生理(病历)信息，即由使用者建立对应的生理信息，若受测者已有生理信息，则可接续进入该量测操作系统40或该分析操作系统50，用以再建立生理信息或进行查询、分析、应用其生理信息。 

由上述可知，本发明透过计算机脉波诊断分析装置以获得脉波讯号或心电讯号或同时包括两者讯号，继藉该主机分析装置以产生各种分析数据，而得以将脉波讯号与心电讯号进行连结、对照与应用，更可精确判断得知受测者的生理状况，使可进一步采取相应的治疗手段。 

综上所述，本发明为一种计算机脉波诊断分析装置及其方法，能使中医脉诊的生理信息转换为微电子讯号，经过撷取与重建技术后将真实的生理讯号数据化、图形化再配合西方医学的心电图加以整合分析及对照连结，并显示屏幕上以产生相互交叉验证、参合应用的医学价值，并使达到提升医疗精确度、透明度与发展性，如此不但可建立医疗信息系统，更可在临床、教学与研究上成为一套最佳的辅助教材。 

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。 

Claims (13)

1.一种生理侦测装置，其特征在于，其包含：

一脉诊量测装置，其包括有一主机及与该主机电性连接的一脉膊感测组件及复述心电量测组件，该感测组件是用以接触受测者的手臂腕后高骨其寸、关、尺部位进行量测，并以不同施力获得浮取脉、中取脉、沉取脉的脉波讯号，该脉波讯号是对应于脉搏的速率、紧张度、均匀度与流畅度；

一讯号处理装置，是设于该主机内，将该脉膊感测组件所量测的脉波讯号或该心电量测组件所量测的心电讯号加以计算；

一讯号转换器，是设于该主机内，该讯号转换器是用以将模拟讯号转换为数字讯号；

一主机分析装置，是设于该主机内，对该脉波讯号及该心电讯号进行后续储存、分析、应用或教学的操作。

2.如权利要求1所述的生理侦测装置，其特征在于，其中该心电量测组件是连结于一心电量测仪，该心电量测仪是连结于该主机或整合于该主机中。

3.如权利要求1所述的生理侦测装置，其特征在于，其中该脉波讯号与该心电讯号是同步进入该讯号处理装置进行计算。

4.如权利要求1所述的生理侦测装置，其特征在于，其中该主机分析装置是进一步包括有一心电分析单元及脉波分析单元，该心电分析单元是连结有一心率变异性分析单元，用以产生心率变异性分析。

5.如权利要求4所述的生理侦测装置，其特征在于，其中该脉波分析单元包括有一时域分析单元及频域分析单元，该时域分析单元是连结有一桡动脉扩张指数分析单元及时域图形与数据分析单元，该频域分析单元是包括有一能量分析单元及频谱能量分析单元。

6.如权利要求5所述的生理侦测装置，其特征在于，其中该能量分析单元是连结有一数据分析单元，该频谱能量分析单元是连结有一频域图形与数据分析单元。

7.如权利要求a所述的生理侦测装置，其特征在于，其中该主机分析装置是连接一报表系统。

8.一种计算机脉波诊断分析方法，其特征在于，其包含：

(1)登入；

(2)进行脉波与心电图同步量测，用以取得脉波讯号及心电讯号；

(3)产生脉波与心电图同步撷取图形；

(4)同步进行脉波分析与心电图分析；以及

(5)该脉波分析后是具有一能量分析。

(6)建立病症报表系统。

9.如权利要求8所述的计算机脉波诊断分析方法，其特征在于，其中该脉波分析后是具有一时域分析、桡动脉扩张指数分析及时域图形与数据分析的步骤。

10.如权利要求8所述的计算机脉波诊断分析方法，其特征在于，其中该脉波分析后是具有一频域分析及数据分析的步骤。

11.如权利要求9所述的计算机脉波诊断分析方法，其特征在于，其中该桡动脉扩张指数分析后是具有一波形比对、进入二十九脉图教学系统的步骤。

12.如权利要求10所述的计算机脉波诊断分析方法，其特征在于，其中该频域分析系统后是具有一频谱能量分析、频域图形与数据分析的步骤。

13.如权利要求8所述的计算机脉波诊断分析方法，其特征在于，其中该心电图分析后是具有一心律变异分析的步骤。

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