CN113303804A - 生理讯号测量装置动态阈值调校系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种生理讯号测量装置动态阈值调校系统，包括穿戴式生理讯号测量装置以及后端分析装置，用以实现动态调校用于心电图测量的判断阈值。本发明能测量心电图，并实时储存心电图而建立生理讯号大数据，同时依据疾病判断阈值进行初步的疾病判断，产生警示讯息，提醒就医或就诊，并利用生理讯号大数据动态调校疾病判断阈值，可改善疾病判断的客观性，并在后续就医、就诊时提供所测量的心电图给医师参考。

Description

生理讯号测量装置动态阈值调校系统

技术领域

本发明是有关于一种生理讯号测量装置动态阈值调校系统，尤其是能测量生理讯号，并实时储存生理讯号数据而建立生理讯号大数据，同时依据疾病判断阈值进行初步的疾病判断，产生警示讯息，提醒就医或就诊，并利用生理讯号大数据动态调校疾病判断阈值，可改善疾病判断的客观性，并在后续就医、就诊时提供所测量的生理讯号数据给医师参考。

背景技术

众所周知，心电图是很重要的生理信息，也是相当成熟的技术，可供医师判断初步心脏、血管等方面的健康状态，尤其是所使用的装置很轻巧，在使用上相当方便，不受场地的限制。

在惯用技术中，测量心电图一般是是使用包含测量电极的装置，主要是将电极贴在使用者身上，用以感测心电讯号，同时利用处理器将心电讯号转换成心电信息，比如心律，并通过适当的显示设备以显示心电讯号的波形及心电信息。

由于在测量心电图时会受到外部环境噪声的影响而干扰，导致测量讯号的不准确，因而降低在后续判读或处理时的准确性，所以通常会设定判断阈值，以滤除噪声，避免噪声的干扰。

然而，惯用技术的缺点在于判断阈值为固定值，虽然已有业者开发出可由使用者改变判断阈值的产品，但是一般不具有医疗专业知识的人是很难正确设定较佳的判断阈值，所以在消除噪声干扰上会大打折扣。

因此，非常需要一种创新的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，可测量生理讯号，并实时储存生理讯号数据而建立生理讯号大数据，同时依据疾病判断阈值进行初步的疾病判断，产生警示讯息，提醒就医或就诊，尤其是利用生理讯号大数据动态调校疾病判断阈值，可改善疾病判断的客观性，并在后续就医、就诊时提供所测量的生理讯号数据给医师参考，用以解决上述惯用技术的所有问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种生理讯号测量装置动态阈值调校系统，主要包括穿戴式生理讯号测量装置以及后端分析装置，用以实现动态调校用于生理讯号测量的判断阈值。

具体而言，穿戴式生理讯号测量装置可供用户穿戴而精准测量以产生原始的测量数据，并依据判断阈值进行侦测处理而将超出判断阈值的测量数据转换成生理讯号数据，其中判断阈值以及生理讯号数据是通过无线方式而传送。

进一步，后端分析装置是通过无线方式接收判断阈值及生理讯号数据，并储存判断阈值及生理讯号数据以建立生理讯号大数据，进而依据该生理讯号大数据进行判断处理后判定是否产生并传送警示讯息，否则即产生动态调校处理而调校、更新并传送该判断阈值至该穿戴式生理讯号测量装置。

尤其，穿戴式生理讯号装置是在测量数据的平均值超出判断阈值时，将测量数据转换成生理讯号数据而传送，而动态调校处理进一步是用以更新穿戴式生理讯号测量装置的判断阈值。

因此，本发明的生理讯号测量装置动态阈值调校系统能测量生理讯号，并实时储存生理讯号数据而建立生理讯号大数据，同时依据疾病判断阈值进行初步的疾病判断，产生警示讯息，提醒就医或就诊，尤其是利用生理讯号大数据动态调校疾病判断阈值，可改善疾病判断的客观性，并在后续就医、就诊时提供所测量的心电图给医师参考。

附图说明

图1显示依据本发明实施例生理讯号测量装置动态阈值调校系统的示意图；

图2显示依据本发明实施例生理讯号测量装置动态阈值调校系统中穿戴式生理讯号测量装置的示意图；

图3显示依据本发明实施例生理讯号测量装置动态阈值调校系统中用户心电图讯号数据的示意图。

【符号说明】

10穿戴式生理讯号测量装置

11测量电极单元

12数据储存单元

13数据处理单元

14有线或无线收发单元

15电池单元

20行动电子装置

30后端分析装置

40无线网络

具体实施方式

以下配合图标及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，能够使熟悉该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

请参考图1及图2，分别为本发明实施例生理讯号测量装置动态阈值调校系统的示意图以及穿戴式生理讯号测量装置的示意图。如图1及图2所示，本发明实施例的生理讯号测量装置动态阈值调校系统包括穿戴式生理讯号测量装置10以及后端分析装置30，用以实现动态调校用于心电图测量的判断阈值。

进一步，穿戴式生理讯号测量装置10是供用户穿戴，比如可贴附于使用者皮肤，可以精准测量而产生关于生理讯号的测量数据，例如心电图讯号，并依据判断阈值以进行侦测处理而将超出判断阈值的测量数据转换成生理讯号数据，而且通过有线或线方式传送将断阈值以及生理讯号数据至行动电子装置20。较佳的，上述的有线或线方式可包含Wifi技术。尤其，穿戴式生理讯号测量装置10是在测量数据的平均值超出判断阈值时，将测量数据转换成生理讯号数据而传送，而且在平均值小于判断阈值时，不传送生理讯号数据。

举例而言，生理讯号数据可为心电图讯号、呼吸讯号、血氧浓度、脑波讯号或肌电图讯号的至少其中之一。

尤其，生理讯号数据可包含心电图讯号、时间讯息以及生理讯号数据转换时所对应的时间段标记，其中时间讯息是穿戴式生理讯号测量装置10为对用户的心电图讯号进行计算处理所产生的时间讯息，而计算处理是包含选取固定时间内的心电图讯号以及计算出对应的时间。

然后，穿戴式生理讯号装置10进一步将测量数据储存成生理讯号数据而于特定时间传送，或是在测量数据平均值为未超出判断阈值时，不传送生理讯号数据。

此外，后端分析装置30是通过上述的无线方式接收判断阈值及生理讯号数据，并储存判断阈值及生理讯号数据，进而建立生理讯号大数据。后端分析装置30依据生理讯号大数据进行判断处理后判定是否产生并传送警示讯息，否则即产生动态调校处理，进而调校、更新并传送判断阈值至行动电子装置20，且由行动电子装置20进一步传送判断阈值至戴式生理讯号测量装置10。此外，动态调校处理进一步是用以更新穿戴式生理讯号测量装置10的判断阈值。

上述的判断处理包含：利用算法分析判断阈值、生理讯号数据以及生理讯号大数据以决定用户的潜在疾病类型；以及标示潜在疾病类型以及警示等级，而且警示等级是用以表示判断处理的判断结果为状态正常、低等级或高等级，若判断结果为状态正常，则产生动态调校处理而调校、更新并传送判断阈值至穿戴式生理讯号测量装置10而更新其默认的判断阈值，而若判断结果为高等级，则传送警示讯息，而该高警示等级所对应到潜在的心脏疾病可为心跳停止(Pause)、心房颤动(Atrial fibrillation)或是心室颤动(Ventricularfibrillation)。

更加具体而言，穿戴式生理讯号测量装置10主要是包含测量电极单元11、数据储存单元12、数据处理单元13、有线或无线收发单元14以及电池单元15，其中测量电极单元11用以贴附于使用者的皮肤而测量使用者以产生并传送测量数据，数据处理单元13是电气连接至测量电极单元11，用以接收测量数据，并依据判断阈值而将测量数据转换成所需的生理讯号数据，数据储存单元12是电气连接至数据处理单元13，用以接收并储存测量数据，此外，有线或无线收发单元14是电气连接至数据处理单元13，用以通过上述的有线或无线方式而传送生理讯号数据，且接收来自穿戴式生理讯号装置10的判断阈值，电池单元15是供应电力给测量电极单元11、数据储存单元12、数据处理单元13、有线或无线收发单元14而运作。

再者，本发明的生理讯号测量装置动态阈值调校系统还可包括行动电子装置20，是通过有线或无线方式连结至穿戴式生理讯号测量装置10，用以接收判断阈值以及该生理讯号数据，并启动行动电子装置20所内建的应用程序(Application，APP)以进行初步判断处理，其中判断阈值及生理讯号数据是通过无线方式传送至后端分析装置30，进而动态调校处理亦调校、更新并传送判断阈值至行动电子装置，而且由行动电子装置20进一步传送判断阈值至穿戴式生理讯号测量装置10。

另外，行动电子装置20是通过上述的有线或无线方式接收判断阈值以及生理讯号数据，并启动内建的应用程序(Application，APP)，进行初步判断处理以产生、显示警示讯息，其中判断阈值、生理讯号数据及警示讯息进一步通过无线方式而传送。较佳的，上述的无线方式包含无线网络。

上述的行动电子装置20可为至少一中继器、智能手机、智能手表或平板计算机，而且数据处理单元13可包含微控制器，或者，测量电极单元11、数据储存单元12、数据处理单元13以及有线或无线收发单元14是整合至单芯片的微控制器。

较佳的，后端分析装置30可为一个或多个数据库，或为一个或多个服务器。

后端分析装置30的动态调校处理可包含：利用生理讯号大数据，并参考用户的生理数据，计算用户的判断平均值，其中生理数据可包含身份辨识信息、历史信息、时间信息、心电图讯号、运动状态、年龄、性别、病史以及用药记录的至少其中之一；在判断平均值以及判断阈值之间的差值是不大于预设的允许范围时，保持判断阈值不变；以及在判断平均值以及判断阈值之间的差值大于允许范围时，将判断阈值更新为判断平均值。

不过要注意的是，上述穿戴式生理讯号测量装置10、行动电子装置20以及后端分析装置30之间的无线链接方式只是方便说明本发明特点的示范性举例而已，并非用以限定本发明的范围。

由于穿戴式生理讯号测量装置10只在测量数据的平均值等于或大于判断阈值时，才将测量数据转换成生理讯号数据而传送，所以穿戴式生理讯号测量装置10的工作量可大幅减少，因而减少电力的消耗，达到延长操作时间的功效。

整体而言，使用者可在配戴本发明的穿戴式生理讯号测量装置10后，可测量原始的测量数据并产生生理讯号数据，并利用行动电子装置20链接穿戴式生理讯号测量装置10，以接收、处理生理讯号数据而产生、显示警示讯息，再由后端分析装置30动态调校判断阈值，并经该行动电子装置而传送至穿戴式生理讯号测量装置10，具体达成心电图测量的客观性，避免误判，并可当作就医、就诊时的重要参考信息。

另外，上述测量数据的测量计算为：选取用户的心电图讯号数据，且如图3所示，本发明实施例生理讯号测量装置动态阈值调校系统中用户心电图讯号数据的示意图，其中心电图讯号数据报含周期性依序重复出现的P波、Q波、R波、S波以及T波；判断生理讯号数据中的尖峰振幅是否大于预设的R波振幅阈值，并将大于R波振幅阈值的尖峰振幅当作R波波峰；计算相邻二R波波峰之间的时间间隔，当作R-R间隔(RR-interval)或RRI，而判断阈值可为预设的RRI阈值；且侦测处理为判断RRI是否超出RRI阈值，而如果RRI不超出RRI阈值，则继续判断RRI是否大于RRI阈值；以及如果RRI超出RRI阈值，则产生包含RRI以及RRI阈值的RRI侦测讯息，并传送RRI侦测讯息至后端分析装置30，且后端分析装置30接收RRI侦测讯息并进行判断处理。

再者，后端分析装置30接收来自穿戴式生理讯号测量装置10的RRI侦测讯息后，接着进行RRI判断处理，而且RRI判断处理是包含：接收RRI侦测讯息；利用RRI侦测讯息以及心电图讯号数据，并参考生理讯号大数据而进行RRI判断算法，用以判断是否需修正RRI阈值；以及，如果需修正RRI阈值，则利用生理讯号大数据以计算、调整、更新RRI阈值，并传送至行动电子装置20，再通过应用程序传送至戴式生理讯号测量装置10，用以供穿戴式生理讯号测量装置10利用更新后的RRI阈值取代判断阈值中预设的RRI阈值，进而进行侦测处理。

举例而言，上述的RRI阈值可为1.5秒至5.5秒之间。

上述的RRI判断算法是包含：选取一段时间中各个使用者的RRI，比如该段时间可为至少8秒，并计算其平均值，且设定RRI阈值为平均值，或是将RRI阈值设定为至少2秒钟。

或者，RRI判断算法是包含：选取一段时间的RRI，并判断其值是否高于阈值，或计算其平均值是否低于阈值，或计算其变异率是否异常；若判断RRI变异率为异常或超出阈值范围，则产生并传送心律不整警示讯息。

因此，用户可立即由行动电子装置20获知已发生心律不整，进而紧急就医诊治，避免延误抢救时间。当然，应用程序可进一步将心律不整警示讯息传送至其他的行动电子装置、电子装置或后端装置，用以通知与用户相关的人员，比如亲属、社工人员、邻居或医护人员，进而在使用者无法自行就医或适当处置时，可紧急从旁协助，或由远程召唤医疗资源，比如立即通知救护车到场，可以防止遗憾发生。

综上所述，本发明的特点在于可测量心电图，并实时储存心电图而建立生理讯号大数据，同时依据疾病判断阈值进行初步的疾病判断，产生警示讯息，提醒就医或就诊，尤其是利用生理讯号大数据动态调校疾病判断阈值，可改善疾病判断的客观性，并在后续就医、就诊时提供所测量的心电图给医师参考。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (10)

1.一种生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，包括：

一穿戴式生理讯号测量装置，用以供一使用者穿戴而精准测量以产生一测量数据，并依据一判断阈值进行一侦测处理而将超出该判断阈值的该测量数据转换成一生理讯号数据，且该判断阈值以及该生理讯号数据是通过一无线方式而传送；以及

一后端分析装置，是通过该无线方式接收该判断阈值及该生理讯号数据，并储存该判断阈值及该生理讯号数据以建立一生理讯号大数据，进而依据该生理讯号大数据进行一判断处理后判定是否产生并传送一警示讯息，否则即产生一动态调校处理而调校、更新并传送该判断阈值至该穿戴式生理讯号测量装置，

其中，该穿戴式生理讯号装置是在该测量数据的一平均值超出该判断阈值时，将该测量数据转换成该生理讯号数据而传送，而该动态调校处理进一步是用以更新该穿戴式生理讯号测量装置的判断阈值。

2.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该穿戴式生理讯号测量装置包含：

一测量电极单元，用以贴附于该使用者的皮肤，并测量该使用者而产生并传送该测量数据；

一数据处理单元，电气连接至该测量电极单元，用以接收该测量数据，并依据该判断阈值而将该测量数据转换成该生理讯号数据；

一数据储存单元，电气连接至该数据处理单元，用以接收并储存该测量数据；

一有线或无线收发单元，电气连接至该数据处理单元，用以接收并通过该有线或无线方式而传送该生理讯号数据，且接收来自该穿戴式生理讯号装置的该判断阈值；以及

一电池单元，用以供应电力给该测量电极单元、该数据储存单元、该数据处理单元、该有线或无线收发单元而运作。

3.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该生理讯号数据包含一心电图讯号以及一时间讯息或是一心电图讯号以及该生理讯号数据转换时所对应的一时间段标记，该时间段标记为该穿戴式生理讯号测量装置对该用户的一心电图讯号进行计算处理所产生的一时间讯息，而该计算处理包含选取一固定时间内的心电图讯号以及计算出一相对应的时间。

4.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，进一步具有一行动电子装置，其特征在于，该行动电子装置通过一有线或无线方式连结至该穿戴式生理讯号测量装置，用以接收该判断阈值以及该生理讯号数据，并启动内建的一应用程序APP以进行一初步判断处理，而该判断阈值及该生理讯号数据是通过一无线方式传送至该后端分析装置，而该动态调校处理而调校、更新并传送该判断阈值至该行动电子装置，该行动电子装置进一步传送该判断阈值至该穿戴式生理讯号测量装置，且该行动电子装置为至少一中继器、一智能手机、一智能手表或一平板计算机，该后端分析装置为一个或多个数据库，或为一个或多个服务器。

5.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该穿戴式生理讯号装置进一步将该测量数据转换成该生理讯号数据而于特定时间传送，或是在该测量数据平均值为未超出该判断阈值时，不传送该生理讯号数据。

6.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该判断处理包含：

利用一算法分析该判断阈值、该生理讯号数据以及该生理讯号大数据以决定该用户的一潜在疾病类型；以及

标示该潜在疾病类型和一警示等级，而该警示等级是用以表示该判断处理的一判断结果为状态正常、低等级或高等级，若该判断结果为状态正常，则产生该动态调校处理而调校、更新并传送该判断阈值至该穿戴式生理讯号测量装置而更新其默认的判断阈值，若该判断结果为高等级，则传送该警示讯息。

7.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该动态调校处理包含：

利用该生理讯号大数据并参考该用户的一生理数据以计算该用户的一判断平均值，而且该生理数据报含一身份辨识信息、一历史信息、一时间信息、一心电图讯号、一运动状态、一年龄、一姓别、一病史以及一用药记录的至少其中之一；

在该判断平均值以及该判断阈值之间的一差值是不大于预设的一允许范围时，保持该判断阈值不变；以及

在该判断平均值以及该判断阈值之间的该差值大于该允许范围时，将该判断阈值更新为该判断平均值。

8.根据权利要求1所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该测量数据的测量计算为：

选取该用户的一心电图讯号数据，而该心电图讯号数据报含周期性依序重复出现的一P波、一Q波、一R波、一S波以及一T波；

判断该心电图讯号数据中的一尖峰振幅是否大于预设的一R波振幅阈值，并将大于该R波振幅阈值的该尖峰振幅当作一R波波峰；以及

计算相邻二该R波波峰之间的一时间间隔，当作一R-R间隔RR-interval或一RRI，而该判断阈值为预设的一RRI阈值；

而该侦测处理为判断该RRI是否超出该RRI阈值，而如果该RRI不超出该RRI阈值，则继续判断该RRI是否超出该RRI阈值；以及

如果该RRI是超出该RRI阈值，则产生包含该RRI以及该RRI阈值的一RRI侦测讯息，并传送该RRI侦测讯息至该后端分析装置，该后端分析装置接收该RRI侦测讯息并进行该判断处理，而该判断处理包含：

接收该RRI侦测讯息；

利用该RRI侦测讯息以及该心电图讯号数据，并参考该生理讯号大数据而进行一RRI判断算法，用以判断是否需修正该RRI阈值；以及

如果需修正该RRI阈值，则利用该生理讯号大数据以计算、调整、更新该RRI阈值，并传送至该穿戴式生理讯号测量装置，用以供该穿戴式生理讯号测量装置利用更新后的该RRI阈值取代该判断阈值中预设的RRI阈值以进行该侦测处理。

9.根据权利要求8所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该RRI判断算法包含选取一段时间中各个该使用者的RRI，并计算其平均值，且设定该RRI阈值为该平均值，或是将该RRI阈值设定为至少2秒钟。

10.根据权利要求8所述的生理讯号测量装置动态阈值调校系统，其特征在于，该RRI判断算法包含：

选取一段时间的RRI并判断其值是否高于该阈值，或计算其平均值是否低于该阈值，或计算其变异率是否异常；以及

若判断RRI变异率为异常或超出阈值范围，则产生并传送一心律不整警示讯息。

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