CN105686832A - 呼吸相关信号量测系统及其量测方法 - Google Patents

呼吸相关信号量测系统及其量测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105686832A
CN105686832A CN201410685032.XA CN201410685032A CN105686832A CN 105686832 A CN105686832 A CN 105686832A CN 201410685032 A CN201410685032 A CN 201410685032A CN 105686832 A CN105686832 A CN 105686832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
heart
helical pitch
testee
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410685032.XA
Other languages
English (en)
Inventor
祓川浩
祓川浩一
简仁建
徐采潔
刘至伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cal Comp Electronics Co ltd
Kinpo Electronics Inc
Original Assignee
Cal Comp Electronics Co ltd
Kinpo Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cal Comp Electronics Co ltd, Kinpo Electronics Inc filed Critical Cal Comp Electronics Co ltd
Publication of CN105686832A publication Critical patent/CN105686832A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
    • A61B5/0006—ECG or EEG signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/282—Holders for multiple electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/339—Displays specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/339—Displays specially adapted therefor
    • A61B5/341—Vectorcardiography [VCG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes

Abstract

本发明公开了一种呼吸相关信号量测系统及其量测方法，该系统包括多个电极、心电信号处理装置及分析装置。心电信号处理装置通过多个电极取得第一模拟差动信号与第二模拟差动信号，并经处理后产生两导程方向互相垂直的第一导程心电图信号与第二导程心电图信号。分析装置取得第一导程心电图信号与第二导程心电图信号并进行函数转换，以得到心脏主轴的角度变化值。并且分析装置依据连续的角度变化值产生心脏主轴角度变化波形。本发明的心脏主轴角度变化波形的主要频率与人体的呼吸频率高度正相关，因此可做为呼吸相关信号来描述受测者的呼吸情形。

Description

呼吸相关信号量测系统及其量测方法
技术领域
本发明涉及了呼吸相关信号的量测，尤其涉及了一种呼吸相关信号的量测系统及其量测方法。
背景技术
要为一受测者量测心电图(Electrocardiogram,ECG)信号，一般需要通过心电图信号的量测仪来实现。
然而，为了量测方便，并让该受测者可以随时进行量测，近来出现了一种生理量测衣，系将量测所需的多个电极、处理信号所需的处理装置及传输信号所需的传输装置共同设置在该生理量测衣上。藉以，该受测者只要穿戴该生理量测衣，并令该生理量测衣上的多个电极正确接触身体表面的特定位置，即可直接量测出所需的心电图信号，相当方便。
但是，现有的该生理量测衣仅能通过该多个电极来量测ECG信号，但无法对该些ECG信号进行特定运算，并直接产生该受测者或其相关人(例如照护者或医师)所需的其他信号，例如呼吸信号，实相当不便。
对现有的生理量测衣来说，若要能够有效量测ECG信号以外的其他信号，则需要在该生理量测衣上额外配置其他的装置或感测器。然而，这样将使得该生理量测衣的成本提高，并降低该受测者穿戴的意愿。
发明内容
本发明提供一种呼吸相关信号量测系统及其量测方法，用以通过电极量测得出的心电图信号来进行计算，以得到受测者的心脏主轴角度变化波形，并做为呼吸相关信号来使用，藉此描述并记录受测者的呼吸情形。
于本发明的一实施例中，该呼吸相关信号量测系统，包括：
多个电极，量测一受测者的一第一模拟差动信号与一第二模拟差动信号；
一心电信号处理装置，连接该多个电极，依据该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号产生一第一导程(Lead-I)数字信号与一第二导程(Lead-II)数字信号，其中该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的两导程方向之间呈一大于75°并小于105°的夹角；及
一分析装置，连接该心电信号处理装置，依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号进行一函数转换，以依据该受测者的一心脏主轴随时间产生多个连续的角度变化值；及
一显示装置，连接该分析装置，以显示依据该些连续角度变化值产生的关联于一呼吸相关信号的一角度变化波形。
如上所述，其中该夹角为90°。
如上所述，其中该分析装置依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的一比值进行该函数转换，并且该函数转换为三角函数转换中的tan函数转换。
如上所述，其中该分析装置对由一心脏主轴电信号的振幅投影至一第一向量上所得的该第一导程数字信号进行运算，以得到一第一投影量，并对由该心脏主轴电信号的振幅投影至一第二向量上所得的该第二导程数字信号进行运算，以得到一第二投影量，该第一向量与该第二向量垂直，并且该角度变化值为
如上所述，其中该分析装置依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的振幅面积或振幅最大值分别运算出该第一投影量与该第二投影量。
如上所述，其中该多个电极包括一第一电极、一第二电极及一第三电极，并且该多个电极分别被配置于一生理量测衣的内侧表面。
如上所述，其中该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线上方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线左方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第二电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第二电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
如上所述，其中该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线上方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线右方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第一电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第一电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
如上所述，其中该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线下方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线左方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第二电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第二电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
如上所述，其中该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线下方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线右方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第一电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第一电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
于本发明的一实施例中，该呼吸相关信号量测方法运用于该呼吸相关信号量测系统，该量测系统具有多个电极，分别接触一受测者的身体表面，该量测方法包括：
a)取得一第一模拟差动信号与一第二模拟差动信号；
b)依据该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号产生一第一导程数字信号与一第二导程数字信号，其中该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的两导程方向之间呈一大于75°并小于105°的夹角；及
c)依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号进行一函数转换，以依据该受测者的一心脏主轴随时间产生多个连续的角度变化值。
如上所述，其中该步骤b包括下列步骤：
b1)对该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号进行一信号处理程序，以产生一第一导程模拟信号与一第二导程模拟信号；及
b2)对该第一导程模拟信号与该第二导程模拟信号进行一信号转换程序，以产生该第一导程数字信号与该第二导程数字信号。
如上所述，其中该夹角为90°。
如上所述，其中该步骤c系依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的一比值进行该函数转换，并且该函数转换为三角函数转换中的tan函数转换。
如上所述，其中该步骤c系对由一心脏主轴电信号的振幅投影至一第一向量上所得的该第一导程数字信号进行运算，以得到一第一投影量，并对由该心脏主轴电信号的振幅投影至一第二向量上所得的该第二导程数字信号进行运算，以得到一第二投影量，该第一向量与该第二向量垂直，并且该角度变化值为
如上所述，其中该步骤c系依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的振幅面积或振幅最大值分别运算出该第一投影量与该第二投影量。
本发明是经由以特定排列方式配置的多个电极，由受测者身上量测出两导程方向互相垂直的第一导程心电图信号与第二导程心电图信号，并且经由一特定的演算法对该二导程心电图信号进行计算，以得出受测者的心脏主轴角度变化波形。本发明对照现有技术所能达到的技术功效在于，此心脏主轴角度变化波形的主要频率与受测者的呼吸频率高度正相关，因此可视为一呼吸相关信号，进而可直接以该呼吸相关信号来描述受测者的呼吸情形。
通过本发明的技术方案，可将一生理量测衣上的多个电极以上述该特定排列方式进行配置，藉以，当受测者穿上该生理量测衣时，除了可通过该多个电极来量测一般的心电图信号之外，还可同时量测并记录受测者的呼吸情形，相当便利。
另外，如上所述，本发明仅通过该多个电极以及该特定的演算法即可计算得出该呼吸相关信号，因此不需要新增额外的装置或感测器，换句话说，不会增加额外的成本。
附图说明
图1为本发明的第一具体实施例的系统方块图；
图2为本发明的第一具体实施例的电极配置示意图；
图3为本发明的第一具体实施例的量测流程图；
图4A为本发明的第一具体实施例的振幅投影示意图；
图4B为本发明的第一具体实施例的心脏主轴角度示意图；
图5为本发明的第一具体实施例的波形比较示意图；
图6为本发明的第二具体实施例的电极配置示意图；
图7为本发明的第三具体实施例的电极配置示意图；
图8为本发明的第四具体实施例的电极配置示意图；
其中，附图标记：
1…量测系统；
11…第一电极；
12…第二电极；
13…第三电极；
14…心电信号处理装置；
15…分析装置；
2…使用者终端；
3、31、32、33…生理量测衣；
41…心脏水平线；
42…心脏垂直线；
51…第一导程数字信号；
52…第二导程数字信号；
6…座标轴；
7…心脏主轴；
71…第一投影量；
72…第二投影量；
81…单一导程心电图量测波形；
82…心脏主轴角度变化波形；
83…实际呼吸信号量测波形；
S10～S28…量测步骤。
具体实施方式
兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。
本发明公开了一种呼吸相关信号量测系统(下面将于说明书内文中简称为该系统)，可用以量测一受测者的呼吸相关信号，并藉由该呼吸相关信号描述并记录受测者的呼吸情形。
首请同时参阅图1与图3，图1为本发明的第一具体实施例的系统方块图，图3本发明的第一具体实施例的量测流程图。如图1所示，本发明的该系统主要包括多个电极、一心电信号处理装置14及一分析装置15。本实施例中，该心电信号处理装置14与该多个电极直接电性连接，并且该分析装置15以有线或无线方式与该心电信号处理装置14连接。于本发明的较佳具体实例中，该多个电极主要包括一第一电极11、一第二电极12及一第三电极13等三个电极，并且分别电性连接该心电信号处理装置14，但不加以限定。
该多个电极11-13用以直接接触一受测者(图未标示)的身体，以分别量测该受测者的心脏主轴电信号，并产生心电图(Electrocardiogram,ECG)信号。本发明中，该系统同时通过该多个电极11-13的其中两个电极(例如该第一电极11与该第二电极12)来取得一第一模拟差动信号(步骤S10)，并且同时通过该多个电极11-13的其中两个电极(例如该第二电极12与该第三电极13)来取得一第二模拟差动信号(步骤S12)。本发明所采用的技术方案，主要是依据该多个电极11-13来量测该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号，并通过该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号来进行计算，以产生上述的该呼吸相关信号(容后详述)。
请同时参阅图2，为本发明的第一具体实施例的电极配置示意图。本发明的该系统较佳设置于一生理量测衣2上，该受测者可藉由该生理量测衣2的穿戴，直接使用本发明的该系统来测量相关的ECG信号，并同时由该系统计算产生该受测者的该呼吸相关信号。藉以，该受测者的相关人(例如家人、医师或照护者等)可通过该系统来查看、记录该受测者的呼吸情形。
如图2所示，该多个电极11-13配置于该生理量测衣3的内侧表面，并且被配置成当该受测者穿上该生理量测衣3时，可紧密贴附于该受测者的身体表面。该多个电极11-13的详细配置位置如下说明。
图2中公开了一心脏水平线41与一心脏垂直线42，该心脏水平线41与该心脏垂直线42分别通过该受测者的心脏的位置。本实施例中，该第一电极11被配置成在该受测者穿上该生理量测衣3时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41上方及该心脏垂直线42右方的胸部位置；该第二电极12被配置成在该受测者穿上该生理量测衣3时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41上方及该心脏垂直线42左方的胸部位置；该第三电极13被配置成在该受测者穿上该生理量测衣3时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41下方及该心脏垂直线42左方的胸部位置。但是，上述仅为本发明的一个具体实施例，不应以此为限。
较佳者，于本实施例中，该第一电极11与该第二电极12之间的间距较佳为大于该受测者的心脏的水平宽度，且该第二电极12与该第三电极13之间的间距较佳也大于该受测者的心脏的水平宽度。由于当两电极的位置跨越心脏时，心电振幅为最大，如此才能协助本发明的该系统量测到完整的心电波形。
值得一提的是，本实施例中，该第一电极11与该第二电极12构成一第一向量，该第二电极12与该第三电极13构成一第二向量，并且该第一向量与该第二向量近乎垂直。本实施例中，该第一向量与该第二向量之间可呈一75°～105°的夹角，较佳者，该第一向量与该第二向量之间可呈90°，但不加以限定。于本发明中，该第一向量与该第二向量之间的夹角越接近90°，则该系统计算出来的该呼吸相关信号的主频率就越接近该受测者的实际呼吸频率。
回到图1与图3，该心电信号处理装置14主要由该多个电极11-13来取得该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号，并对该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号进行如放大处理、滤波处理等信号处理程序(步骤S14)。藉此，该心电信号处理装置14可经由上述信号处理程序产生一第一导程模拟信号(Lead-I)与一第二导程模拟信号(Lead-II)(步骤S16)。
该心电信号处理装置14还对该第一导程模拟信号与该第二导程模拟信号进行一信号转换程序(如模拟/数字转换程序)(步骤S18)。藉以，该心电信号处理装置14可经由上述信号转换程序产生一第一导程数字信号51与一第二导程数字信号52(步骤S20)(如图4A中所示的第一导程数字信号51与第二导程数字信号52)。本发明中，该第一导程模拟信号与该第一导程数字信号51可以一第一导程心电图信号来概括，而该第二导程模拟信号与该第二导程数字信号52可以一第二导程心电图信号来概括。
本实施例中，该第一导程数字信号51由该第一模拟差动信号经该信号处理程序与该信号转换程序而来，而该第二导程数字信号52由该第二模拟差动信号经该信号处理程序与该信号转换程序而来。也就是说，该第一导程数字信号51通过该第一电极11与该第二电极12所量测而来，该第二导程数字信号52通过该第二电极12与该第三电极13所量测而来。是以，该第一导程数字信号51来自该第一向量，该第二导程数字信号52来自该第二向量，并且该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52之间可呈一75°～105°的夹角(较佳者为一90°的夹角)。
该步骤S20后，该心电信号处理装置14通过有线或无线传输方式，将该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52传送至该分析装置15。该分析装置15接收该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52，并依据该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52执行一特定演算法，以计算出该受测者的心脏主轴的角度变化值。更具体而言，本实施例中，该分析装置15主要是依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号来进行一函数转换，以产生该心脏主轴的一角度变化值(步骤S22)。本发明中，该函数转换是指三角函数转换，并且该三角函数转换主要为tan函数转换(容下详述)。
请同时参阅图4A与图4B，图4A为本发明的第一具体实施例的振幅投影示意图，图4B为本发明的第一具体实施例的心脏主轴角度示意图。本发明所采用的技术方案，主要是依据该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52的比值来进行该三角函数转换，以得到该角度变化值。
更具体而言，如图4A所示，本发明中，该分析装置15主要是对由该心脏主轴电信号的振幅投影至该第一向量上所得的该第一导程数字信号51进行运算，以得到一第一投影量71，并且，对由该心脏主轴电信号的振幅投影至该第二向量上所得的该第二导程数字信号52进行运算，以得到一第二投影量72。并且，该分析装置15依据该第一投影量71与该第二投影量72的比值进行该tan函数转换，以得到该角度变化值。本实施例中，该分析装置15主要是依据该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52的振幅面积(Area)或振幅最大值(Peak)，分别运算出该第一投影量71与该第二投影量72，但不加以限定。
如图4A所示，若该第一向量与该第二向量为垂直，则该第一向量与该第二向量可构成一座标轴6，而该第一投影量71与该第二投影量72的比值将会呈现该座标轴6与该受测者的心脏主轴7的夹角的tan函数。具体而言，其计算公式为：
如图4B所示，通过上述公式，该分析装置15可以计算得出该心脏主轴7与该座标轴6之间的夹角角度。当该多个电极11-13量测所得的该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号改变时，该心脏主轴7与该座标轴6之间的夹角角度也会改变，而当该心脏主轴7与该座标轴6之间的夹角角度改变时，即可产生该心脏主轴7的该角度变化值。
回到图3，当该分析装置15连续取得多个该心脏主轴7的该角度变化值时，即可依据多个连续的该角度变化值产生一心脏主轴角度变化波形(步骤S24)。
如图1所示，该分析装置15可对外无线连接一使用者终端2，该使用者终端2上可具备一显示装置。本实施例中，该使用者终端2可例如为智慧型行动装置、平板电脑或笔记型电脑等，不加以限定。当该分析装置15产生了该心脏主轴角度变化波形后，可对外传送该心脏主轴角度变化波形至该使用者终端2上显示(步骤S26)。再者，若该分析装置15或该生理量测衣3的其他位置上设置显示单元，则亦可直接在该分析装置15或该生理量测衣3上显示该心脏主轴角度变化波形。
具体而言，本实施例中该分析装置15依据取得的该些连续角度变化值直接产生该心脏主轴角度变化波形，并输出至该显示装置上显示。但是，于其他实施例中，该分析装置15还可直接输出取得的该些连续角度变化值至该显示装置，藉以，该显示装置直接显示该些连续角度变化值，并由被显示的该些连续角度变化值构成该心脏主轴角度变化波形。以上所述仅为本发明的具体实例，不应以此为限。
该步骤S26后，该系统系判断是否结束测量(步骤S28)，即，该系统是否关机，或该多个电极11-13是否脱离与该受测者的接触状态等。若该系统尚未结束测量，则回到步骤S10，由该多个电极11-13持续测得该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号、由该心电信号处理装置14持续执行该信号处理程序与该信号转换程序、并由该分析装置15持续计算该心脏主轴7的该角度变化值并产生该心脏主轴角度变化波形。
当人在呼吸时，由于胸腔变化，故该心脏主轴7与胸腔之间会有相对的位移。而通过上述本发明所公开的量测方法，可依据两导程方向近乎垂直的两导程心电图信号(如该第一导程数字信号51与该第二导程数字信号52)计算出人在呼吸时该心脏主轴7的该角度变化值。并且，经研究发现，由多个连续的该心脏主轴7的该角度变化值所计算产生的该心脏主轴角度变化波形，其主要频率实与人的呼吸频率有高度正相关。
参阅图5，为本发明的第一具体实施例的波形比较示意图。图5公开了实际量测所得的一单一导程心电图量测波形81的上包络线(upperenvelope)、一心脏主轴角度变化波形82、以及一实际呼吸信号量测波形83。该单一导程心电图量测波形81的上包络线即为上述的该第一导程数字信号51或该第二导程数字信号52的上包络线，由图5可看出，该单一导程心电图量测波形81的上包络线与该实际呼吸信号量测波形83差异很大，因此，若直接以该单一导程心电图量测波形81的上包络线来做为预测该受测者的呼吸情形的基准，则可能与该受测者的实际呼吸情形有较大的差异。
然而，由图5可明显看出，该心脏主轴角度变化波形82与该实际呼吸信号量测波形83实相当地近似。因此，本发明通过此特性，将该分析装置15产生的该心脏主轴角度变化波形82直接做为该呼吸相关信号来使用，以(于该使用者终端2上)描述出该受测者的呼吸情形。
值得一提的是，本发明的该系统在产生该呼吸相关信号的同时，仍可通过该些电极11-13来量测一般正常的ECG信号，不会受到该呼吸相关信号的影响。并且，该系统仍然可将该三个电极11-13的其中之一接地，以做为一基础电极并提供一参考信号。
于上图2公开的实施例中，该多个电极11-13主要设置在该生理量测衣3上，并且较佳系将该第一电极11接地，以做为该基础电极并提供该参考信号。然而图2所示者仅为一个较佳具体实施例，使用者实可依照实际需求，调整该多个电极11-13在该生理量测衣3上的配置位置，不以图2所示的配置方式为限。
参阅图6，为本发明的第二具体实施例的电极配置示意图。于本实施例中，该第一电极11被配置成在该受测者穿上另一生理量测衣31时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41上方及该心脏垂直线42右方的胸部位置；该第二电极12主要被配置成在该受测者穿上该生理量测衣31时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41上方及该心脏垂直线42左方的胸部位置；该第三电极13则被配置成在该受测者穿上该生理量测衣31时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41下方及该心脏垂直线42右方的胸部位置。
较佳者，于本实施例中，该第一电极11与该第二电极12之间的间距较佳为大于该受测者的心脏的水平宽度，且该第一电极11与该第三电极13之间的间距较佳也大于该受测者的心脏的水平宽度。
于图6的实施例中，该心电信号处理装置14经由该第一电极11与该第二电极12来量测取得该第一模拟差动信号，并经由该第一电极11与该第三电极13来量测取得该第二模拟差动信号。并且，该系统较佳系将该第一电极11或该第三电极13接地，以做为该基础电极并提供该参考信号。
参阅图7，为本发明的第三具体实施例的电极配置示意图。于本实施例中，该第一电极11被配置成在该受测者穿上又一生理量测衣32时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41下方及该心脏垂直线42右方的胸部位置；该第二电极12主要被配置成在该受测者穿上该生理量测衣32时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41下方及该心脏垂直线42左方的胸部位置；该第三电极13则被配置成在该受测者穿上该生理量测衣32时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41上方及该心脏垂直线42左方的胸部位置。
较佳者，于本实施例中，该第一电极11与该第二电极12之间的间距较佳为大于该受测者的心脏的水平宽度，且该第二电极12与该第三电极13之间的间距较佳也大于该受测者的心脏的水平宽度。
于图7的实施例中，该心电信号处理装置14经由该第一电极11与该第二电极12来量测取得该第一模拟差动信号，并经由该第二电极12与该第三电极13来量测取得该第二模拟差动信号。并且，该系统较佳系将该第一电极11接地，以做为该基础电极并提供该参考信号。
参阅图8，为本发明的第四具体实施例的电极配置示意图。于本实施例中，该第一电极11被配置成在该受测者穿上再一生理量测衣33时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41下方及该心脏垂直线42右方的胸部位置；该第二电极12主要被配置成在该受测者穿上该生理量测衣33时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41下方及该心脏垂直线42左方的胸部位置；该第三电极13则被配置成在该受测者穿上该生理量测衣33时，可紧贴于该受测者的身体在该心脏水平线41上方及该心脏垂直线42右方的胸部位置。
较佳者，于本实施例中，该第一电极11与该第二电极12之间的间距较佳为大于该受测者的心脏的水平宽度，且该第一电极11与该第三电极13之间的间距较佳也大于该受测者的心脏的水平宽度。
于图8的实施例中，该心电信号处理装置14经由该第一电极11与该第二电极12来量测取得该第一模拟差动信号，并经由该第一电极11与该第三电极13来量测取得该第二模拟差动信号。并且，该系统较佳系将该第一电极11或该第三电极13接地，以做为该基础电极并提供该参考信号。
通过本发明的量测系统与量测方法，仅需通过设置在该生理量测衣3、31、32、3上的三个电极11-13，即可得到受测者的呼吸情形。如此一来，使用者不需要添购其他额外的装置或感测器，不但便利且可有效降低量测成本。
以上所述仅为本发明的较佳具体实例，非因此即局限本发明的权利要求保护范围，故举凡运用本发明内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种呼吸相关信号量测系统，其特征在于，包括：
多个电极，量测一受测者的一第一模拟差动信号与一第二模拟差动信号；
一心电信号处理装置，连接该多个电极，依据该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号产生一第一导程(Lead-I)数字信号与一第二导程(Lead-II)数字信号，其中该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的两导程方向之间呈一大于75°并小于105°的夹角；及
一分析装置，连接该心电信号处理装置，依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号进行一函数转换，以依据该受测者的一心脏主轴随时间产生多个连续的角度变化值；及
一显示装置，连接该分析装置，以显示依据该些连续角度变化值产生的关联于一呼吸相关信号的一角度变化波形。
2.根据权利要求1所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该夹角为90°。
3.根据权利要求1所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该分析装置依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的一比值进行该函数转换，并且该函数转换为三角函数转换中的tan函数转换。
4.根据权利要求3所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该分析装置对由一心脏主轴电信号的振幅投影至一第一向量上所得的该第一导程数字信号进行运算，以得到一第一投影量，并对由该心脏主轴电信号的振幅投影至一第二向量上所得的该第二导程数字信号进行运算，以得到一第二投影量，该第一向量与该第二向量垂直，并且该角度变化值为
5.根据权利要求4所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该分析装置依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的振幅面积或振幅最大值分别运算出该第一投影量与该第二投影量。
6.根据权利要求4所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该多个电极包括一第一电极、一第二电极及一第三电极，并且该多个电极分别被配置于一生理量测衣的内侧表面。
7.根据权利要求6所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线上方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线左方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第二电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第二电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
8.根据权利要求6所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线上方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线右方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第一电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第一电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
9.根据权利要求6所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线下方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线左方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第二电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第二电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
10.根据权利要求6所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该第一电极被配置在该受测者的身体在一心脏水平线下方及一心脏垂直线右方的胸部位置、该第二电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线下方及该心脏垂直线左方的胸部位置、该第三电极被配置在该受测者的身体在该心脏水平线上方及该心脏垂直线右方的胸部位置，其中该第一电极与该第二电极构成该第一向量并取得该第一模拟差动信号，该第一电极与该第三电极构成该第二向量并取得该第二模拟差动信号，且该第一电极与该第二电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度，该第一电极与该第三电极之间的间距大于该受测者的心脏的水平宽度。
11.一种呼吸相关信号量测方法，运用于一呼吸相关信号量测系统，该量测系统具有多个电极，分别接触一受测者的身体表面，其特征在于，该量测方法包括：
a)取得一第一模拟差动信号与一第二模拟差动信号；
b)依据该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号产生一第一导程数字信号与一第二导程数字信号，其中该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的两导程方向之间呈一大于75°并小于105°的夹角；及
c)依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号进行一函数转换，以依据该受测者的一心脏主轴随时间产生多个连续的角度变化值。
12.根据权利要求11所述的呼吸相关信号量测方法，其特征在于，该步骤b包括下列步骤：
b1)对该第一模拟差动信号与该第二模拟差动信号进行一信号处理程序，以产生一第一导程模拟信号与一第二导程模拟信号；及
b2)对该第一导程模拟信号与该第二导程模拟信号进行一信号转换程序，以产生该第一导程数字信号与该第二导程数字信号。
13.根据权利要求11所述的呼吸相关信号量测方法，其特征在于，该夹角为90°。
14.根据权利要求11所述的呼吸相关信号量测方法，其特征在于，该步骤c依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的一比值进行该函数转换，并且该函数转换为三角函数转换中的tan函数转换。
15.根据权利要求14所述的呼吸相关信号量测方法，其特征在于，该步骤c对由一心脏主轴电信号的振幅投影至一第一向量上所得的该第一导程数字信号进行运算，以得到一第一投影量，并对由该心脏主轴电信号的振幅投影至一第二向量上所得的该第二导程数字信号进行运算，以得到一第二投影量，该第一向量与该第二向量垂直，并且该角度变化值为
16.根据权利要求15所述的呼吸相关信号量测系统，其特征在于，该步骤c依据该第一导程数字信号与该第二导程数字信号的振幅面积或振幅最大值分别运算出该第一投影量与该第二投影量。
CN201410685032.XA 2014-11-11 2014-11-25 呼吸相关信号量测系统及其量测方法 Pending CN105686832A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103139129A TW201617026A (zh) 2014-11-11 2014-11-11 呼吸相關訊號量測系統及其量測方法
TW103139129 2014-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105686832A true CN105686832A (zh) 2016-06-22

Family

ID=52434612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410685032.XA Pending CN105686832A (zh) 2014-11-11 2014-11-25 呼吸相关信号量测系统及其量测方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160128591A1 (zh)
EP (1) EP3020334A1 (zh)
JP (1) JP2016093472A (zh)
CN (1) CN105686832A (zh)
TW (1) TW201617026A (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3038523B1 (en) 2014-09-23 2020-11-25 RR Sequences Inc. Contactless electrocardiography
TWI725254B (zh) * 2017-11-20 2021-04-21 金寶電子工業股份有限公司 可辨識睡眠階段的穿戴式裝置及其辨識方法
TWI688369B (zh) * 2018-12-11 2020-03-21 財團法人工業技術研究院 生理信號處理裝置
CN111603166A (zh) * 2020-06-01 2020-09-01 河南华南医电科技有限公司 一种基于心电向量图的呼吸信号检测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694939A (en) * 1995-10-03 1997-12-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Autogenic-feedback training exercise (AFTE) method and system
US6415174B1 (en) * 1998-11-09 2002-07-02 Board Of Regents The University Of Texas System ECG derived respiratory rhythms for improved diagnosis of sleep apnea
JP2005102781A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Teijin Ltd 睡眠時無呼吸型判別方法
WO2006095279A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh A garment comprising at least one dry electrode
CN1933776A (zh) * 2004-03-24 2007-03-21 大日本住友制药株式会社 具有电极的生物体信息计测用衣服、生物体信息计测系统和生物体信息计测装置、及装置控制方法
US20080312709A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Volpe Shane S Wearable medical treatment device with motion/position detection
CN101815465A (zh) * 2007-10-02 2010-08-25 康迪医疗革新有限公司 从心电图得出的呼吸暂停/呼吸减弱指数
WO2011109515A3 (en) * 2010-03-03 2011-11-17 Monica Ann Volker Electrocardiogram monitoring devices

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04336053A (ja) * 1991-05-13 1992-11-24 Hitachi Medical Corp 画像診断装置
JP2509828B2 (ja) * 1991-06-06 1996-06-26 真理 野城 呼吸波測定装置
WO2007098275A2 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Cardiosoft L.L.P. Multi-channel system for beat to beat qt interval variability

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694939A (en) * 1995-10-03 1997-12-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Autogenic-feedback training exercise (AFTE) method and system
US6415174B1 (en) * 1998-11-09 2002-07-02 Board Of Regents The University Of Texas System ECG derived respiratory rhythms for improved diagnosis of sleep apnea
JP2005102781A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Teijin Ltd 睡眠時無呼吸型判別方法
CN1933776A (zh) * 2004-03-24 2007-03-21 大日本住友制药株式会社 具有电极的生物体信息计测用衣服、生物体信息计测系统和生物体信息计测装置、及装置控制方法
WO2006095279A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh A garment comprising at least one dry electrode
US20080312709A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Volpe Shane S Wearable medical treatment device with motion/position detection
CN101815465A (zh) * 2007-10-02 2010-08-25 康迪医疗革新有限公司 从心电图得出的呼吸暂停/呼吸减弱指数
WO2011109515A3 (en) * 2010-03-03 2011-11-17 Monica Ann Volker Electrocardiogram monitoring devices

Also Published As

Publication number Publication date
US20160128591A1 (en) 2016-05-12
EP3020334A1 (en) 2016-05-18
JP2016093472A (ja) 2016-05-26
TW201617026A (zh) 2016-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI393579B (zh) The state of the muscle movement state analysis system, methods and computer program products
CN109688907B (zh) 心电监测装置及其血压监测系统
CN105769122B (zh) 一种睡眠呼吸暂停低通气指数的测量设备
AU2009311270B2 (en) Fluid indicator
CN102753095A (zh) 用于确定呼吸信号的方法和设备
TWI637723B (zh) 利用三個導程之差動電壓產生十二導程心電圖信號之方法與系統
JP2017536896A5 (zh)
CN105686832A (zh) 呼吸相关信号量测系统及其量测方法
RU2017125303A (ru) Мониторинг частоты дыхательных движений с использованием многопараметрического алгоритма в устройстве, содержащем интегрированный ременный датчик
US20190029547A1 (en) Vital sign signal processing device
Lin et al. A comparative study of smart insole on real-world step count
CN114587347B (zh) 肺功能检测方法、系统、装置、计算机设备和存储介质
CN104856647A (zh) 血液动力学测量装置和血液动力学测量方法
JP6434432B2 (ja) １０個未満の電極を有する装置から１２誘導ｅｃｇ計測値を生成する際に使用する改善されたｅｃｇ算出方法
CN107205672A (zh) 用于评估监测对象的呼吸数据的装置和方法
US11116427B2 (en) Breathing activity monitoring device, corresponding system and method
CN107137076B (zh) 一种心电监测装置及基于该心电监测装置的电极定位方法
US20140288443A1 (en) Monitoring system
KR20170037704A (ko) 흉부임피던스를 측정을 위한 다중 전극 및 이를 이용한 흉부 임피던스 측정방법
WO2020255128A1 (en) System for monitoring respiratory conditions and method thereof
Chavez-Gaxiola et al. Toward the development of a wearable optical respiratory sensor for real-time use
JP5970712B2 (ja) 生体情報測定回路、装置、プログラム及び方法
US20180333075A1 (en) Respiratory rate measuring method and apparatus, and wearable device
US20210315462A1 (en) Physiological signal processing system and physiological signal processing method
JP2017086767A (ja) 生体情報処理装置、生体情報処理方法及び生体情報処理システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160622

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication