CN113679408A - 听诊装置及应用听诊装置的听诊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种听诊装置及应用听诊装置的听诊方法,该听诊方法包含:传送一同步信号促使一心电图装置开始接收一心电信号及一收音装置开始接收一心音信号的时间同步;以及依据心电信号产生一心电图,依据心音装置产生一心音图,并依据心电图与心音图产生一同步时序图。
Description
技术领域
本发明涉及一种听诊装置及应用听诊装置的听诊方法,特别涉及一种依据心电图与心音图产生一同步时序图的听诊装置及应用听诊装置的听诊方法。
背景技术
传统听诊器主要依赖医生的听觉,因此需仰赖医生的经验进行判断。电子听诊器则可进行将模拟心音转成数字心音,方便记录在电子装置中,利于后续记录追踪与信号处理。然而,传统医疗院所或健康检查的诊断程序中,心音信号与心电信号的测量是两个检查项目分开进行测量,不仅程序繁杂,且须不同的测量装置。
因此,如何更方便地测量心音信号与心电信号,已成为本领域需解决的问题之一。
发明内容
为了解决上述的问题,本公开内容的一态样提供了一种听诊装置,包含:一心电图装置、一收音装置、一同步装置以及一处理器。心电图装置用以接收一心电信号。收音装置用以接收一心音信号。同步装置用以传送一同步信号到心电图装置及收音装置,使心电图装置开始接收心电信号及收音装置开始接收心音信号的时间同步。处理器用以依据心电信号产生一心电图,依据心音信号产生一心音图,并依据心电图与心音图产生一同步时序图。
为了解决上述的问题,本公开内容的另一态样提供了一种应用听诊装置的听诊方法,包含:传送一同步信号促使一心电图装置开始接收一心电信号及一收音装置开始接收一心音信号的时间同步;以及依据心电信号产生一心电图,依据心音信号产生一心音图,并依据心电图与心音图产生一同步时序图。
由上述可知,藉由本申请的听诊装置及应用听诊装置的听诊装置,可以同时测量心电信号及心音信号,并产生合并心电信号及心音信号的同步时序图,此外,搭配同步装置,可以使心电图装置开始接收心电信号及收音装置开始接收心音信号的时间同步,使得心电图装置及收音装置能够重新调整时序并同时接收信号,产生的同步时序图的起始点及时间轴一致,在心音信号及心电信号的比对上也更为精准,同步时序图可以通过有线或无线传输方式传送到手机或计算机,并可提供波形分析的参考信息让医生作参考。
附图说明
图1A是依照本发明一实施例绘示一种听诊装置的俯视图。
图1B是依照本发明一实施例绘示一种听诊装置的侧视图。
图1C根据本发明的一实施例绘示一种听诊装置的仰视图
图2是依照本发明一实施例绘示一种同步时序图的示意图。
图3是依照本发明一实施例绘示一种同步时序方法的示意图。
图4是依照本发明一实施例绘示一种应用听诊装置的听诊方法的流程图。
图5是依照本发明一实施例绘示一种波形分析方法的流程图。
图6是依照本发明一实施例绘示一种测量结果分析方法的示意图。
图7是依照本发明一实施例绘示一种测量结果分析方法的示意图。
图8是依照本发明一实施例绘示一种心跳周期的示意图。
图9是依照本发明一实施例绘示一种分析心跳周期方法的示意图。
【符号说明】
100:听诊装置
10:显示器
UP:上部
DP:下部
RT:方向
TAG:标识处
ECG:心电测量模式
OFF:关闭模式
STC:心音测量模式
ES:同步测量模式
E1,E2:电极贴片
30:环状构件
40:听诊装置底部的中心
BT:听诊装置底部
MIC:麦克风
t1:第一同步周期
t2:第二同步周期
S1:第一心音
S2:第二心音
ΔT1:第一时间差异
ΔT2:第二时间差异
P,Q,R,S,T:波形
300:同步时序方法
310:同步装置
320:收音装置
330:心电图装置
340:处理器
200:同步时序图
400:应用听诊装置的听诊方法
410~450,510~560:步骤
S1:第一心音
S2:第二心音
S3:第三心音
S4:第四心音
N1,N2:异常区块
C1,C2,C3:列
800:心跳周期
t1’:第一心音周期
t2’:第二心音周期
900:心跳周期方法
Δt1:第一周期时间差异
Δt2:第二周期时间差异
Δt3:第三周期时间差异
Δt4:第四周期时间差异
Δt5:第五周期时间差异
具体实施方式
以下说明为完成发明的较佳实现方式,其目的在于描述本发明的基本精神,但并不用以限定本发明。实际的发明内容必须参考权利要求范围。
必须了解的是,使用于本说明书中的“包含”、“包括”等词,用以表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件和/或组件,但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件、组件,或以上的任意组合。
在权利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词用来修饰权利要求中的元件,并非用来表示之间具有优先权顺序,先行关系,或者是一个元件先于另一个元件,或者是执行方法步骤时的时间先后顺序,仅用来区别具有相同名字的元件。
请参照图1A~1C,图1A是依照本发明一实施例绘示一种听诊装置100之俯视图。图1B是依照本发明一实施例绘示一种听诊装置100的侧视图。图1C是根据本发明的一实施例绘示一种听诊装置100的仰视图。
在一实施例中,听诊装置100包含一心电图(Electrocardiography,ECG)装置、一收音装置、一同步装置及一处理器。心电图装置、收音装置、同步装置及处理器可以放置在听诊装置100的上部UP或下部DP,例如所有元件都放在听诊装置100的下部DP中,其中,心电图装置电性耦接至处理器,收音装置电性耦接至处理器,同步装置电性耦接至心电图装置及收音装置。在一实施例中,听诊装置100包含模拟转数字装置,用以将接收到的关于生理的模拟信号转为数字信号。此些装置的放置方法不限于此。
如图1A所示,听诊装置100分成上部UP及下部DP,上部UP及下部DP电性耦接。一选择性的显示器10设置在听诊装置100的上部UP,且不与皮肤表面接触,用以显示一测量状态,例如显示心电信号的正常或异常状态。耳机插座20可以设置在听诊装置100的上部UP或下部DP,当耳机插入耳机插座20时,可听到收音装置所接收到的心音信号(即心跳声)。在一实施例中,使用者可将耳机插入耳机插座20即时听到心音信号。在一实施例中,听诊装置100可以将心电图装置接收到的心电信号及收音装置接收到的心音信号录制下来,存储在存储装置中,例如存储在听诊装置100本身的存储空间,或是听诊装置100通过有线/无线方式,将此些信号传送到外部手机、平板、计算机等电子装置的存储空间作存储。当使用者将耳机插入耳机插座20后,可从存储空间取出此些信号,而由听诊装置100进行播放或显示。
如图1B所示,由听诊装置100的侧视观之,听诊装置100上部UP可通过旋转(例如将上部UP由左往右方向RT旋转)机构,将一标识处TAG与听诊装置100下部DP的多个测量模式(此些测量模式例如为心电测量模式ECG、关闭模式OFF、心音测量模式STC、同步测量模式ES)的其中的一个的标识对齐,以选择此些测量模式的其中的一个。例如使用者可将听诊装置100上部UP的标识处TAG旋转至与心电测量模式ECG的标识位置对齐,以选择听诊装置100测量心电信号。其中,同步测量模式ES是指同时测量心电信号及心音信号。
如图1C所示,由听诊装置100的仰视图可看出,听诊装置100包含多个电极贴片E1、E2,分别(两者之间有间隔)设置在听诊装置100与皮肤表面接触的一听诊装置底部BT,电极贴片E1、E2属于心电图装置的一部分,藉由与皮肤接触以接收心电信号。听诊装置底部BT包含一环状构件30,麦克风MIC可设置在此处。在一实施例中,麦克风MIC属于收音装置的一部分,设置在听诊装置底部BT用以接收心音信号。在一实施例中,麦克风MIC也可以设置在听诊装置底部BT的中心40。然麦克风MIC的设置位置不限于此,可依实作时选择收音较佳的位置放置麦克风MIC即可。
请参照图2~4,图2是依照本发明一实施例绘示一种同步时序图200的示意图。图3是依照本发明一实施例绘示一种同步时序方法300的示意图。图4是依照本发明一实施例绘示一种应用听诊装置的听诊方法400的流程图。
在步骤410中,开启同步测量模式ES以开启心电图装置330及收音装置320。
在一实施例中,可设定听诊装置100启动的预设模式即为同步测量模式ES。在一实施例中,听诊装置100上部UP的标识处TAG旋转至与同步测量模式ES的位置对齐时,听诊装置100开启同步测量模式ES。
在一实施例中,当听诊装置100的电极贴片E1、E2接触于人体超过一时间阈值(例如2秒)时,听诊装置100自动开启启同步测量模式ES。
在步骤420中,同步装置310传送一同步信号SIG到心电图装置330及收音装置320,使心电图装置330开始接收心电信号及收音装置320开始接收心音信号的时间同步。
在一实施例中,同步装置310可以是一高频石英震荡器,可同时发出脉冲(pulse)信号SIG给收音装置320及心电图装置330,藉此可以使收音装置320及心电图装置330开始同步接收各自的信号(心电图装置330开始接收心电信号及收音装置320开始接收心音信号),使得此两种装置能够在开始测量的时序上对齐,例如,在开始测量的第一秒时可以得知此时点的心音信号及心电信号的状态,以降低时序上的不一致。
在步骤430中,处理器340用以依据心电信号产生一心电图,依据心音信号产生一心音图,并依据心电图与心音图产生一同步时序图350。
在一实施例中,当处理器340测量一定时间(例如10秒)的心电信号后,产生心电图,其间同时测量心音信号且产生心音图,而后将心电图与心音图合并绘制在同一图中,产生同步时序图200,例如图2所示,以方便医疗诊所同时判断心音信号及心电信号。
在一实施例中,同步时序图可以存储在听诊装置100本身的存储空间,或是听诊装置100通过有线/无线方式,将此些信号传送到外部手机、平板、计算机等电子装置的存储空间作存储。
在步骤440中(详下述关于图8及图9的说明)处理器340依据同步时序图200计算一第一同步周期t1的一心电图特征点(例如为R波峰值)与第二同步周期t2的一心音图特征点(例如为第一心音S1的第一个波谷)之间的一第一时间差异ΔT1,计算一第二同步周期t2的心电图特征点(例如为R波峰值)与第二同步周期的心音图特征点(例如为第一心音S1的第一个波谷)之间的一第二时间差异ΔT2。在一实施例中,心音图中的波形P、Q、R、S、T也可作为心电图特征点。
其中,第一同步周期t1与第二同步周期t2中各自的心电图特征点及心音图特征点的定义方式一致,例如,若第一同步周期t1的心电图特征点定义为S波谷值,则第二同步周期t2的心电图特征点定义亦为S波谷值,若第一同步周期t1的心电图特征点定义为第二心音S2的第一个波峰值,则第二同步周期t2的心电图特征点亦定义为第二心音S2的第一个波峰值。然而,本发明对于心电图特征点与心音图特征点的采样不限于此,只要第一同步周期t1与第二同步周期t2对于心电图特征点与心音图特征点的采样方式相同即可。
在步骤450中,处理器340依据第一时间差异ΔT1与第二时间ΔT2差异输出一测量结果。
在一实施例中,当处理器340判断第一时间差异ΔT1与第二时间差异ΔT2的一时间差距大于一时间阈值时,则处理器340判断测量结果为异常;当处理器判断第一时间差异ΔT1与该第二时间差异ΔT2的一时间差距没有大于一时间阈值时,则处理器340判断测量结果为正常。
图5是依照本发明一实施例绘示一种波形分析方法500的流程图。图6是依照本发明一实施例绘示一种测量结果分析方法600的示意图。图7是依照本发明一实施例绘示一种测量结果分析方法700的示意图。
在步骤510中,听诊装置100开启同步测量模式ES。
在一实施例中,听诊装置100上部UP的标识处TAG旋转至与同步测量模式ES的位置对齐时,听诊装置100开启同步测量模式ES。
在一实施例中,当听诊装置100的电极贴片E1、E2接触于人体超过一时间阈值(例如2秒)时,听诊装置100自动开启同步测量模式ES。
在步骤520中,听诊装置100结束同步测量模式ES。
在一实施例中,在进行同步测量模式ES时,听诊装置100将测量一定时间(例如10秒)的心电信号后,产生心电图,其间同时测量心音信号且产生心音图,将心电图与心音图合并绘制在同一图中,产生同步时序图(例如同步时序图200),并将同步时序图200存储起来。
在步骤530中,处理器340初步判断同步时序图(例如同步时序图200)是否有异常波形。若处理器340初步判断同步时序图200有异常波形,则进入步骤550。若处理器340初步判断同步时序图200没有异常波形,则进入步骤540。
须说明的是,上次步骤510~530的动作相当于图4的流程图的简化。
在一实施例中,步骤530~560中输出的信息都可以视为测量结果的一部分。
在一实施例中,处理器340依据同步时序图(例如同步时序图200)判断心音信号中的多个平缓区存在杂音、一第一心音S1存在分裂音、一第二心音S2存在分裂音、多个心跳周期不规律或此些心跳周期的时间差距大于时间阈值时,则处理器340判断测量结果为异常。
在一实施例中,请参阅图6的心音图600,在正常波形中,只有S1区块、S2区块及S3区块有波形,S1区块的波形代表第一心音S1,S2区块的波形代表第二心音S2、S3区块的波形代表第三心音S3。换句话说目前S3区块~下一S1区块、S1~S2区块及S2~S3区块是平缓区。
另外,实际上有时心音波形会存在第四心音S4,然而,第四心音S4通常是心房压力高、心室肥大所造成,发生在第一心音S1之前,正常人很少听见。因此,正常波形中,除了S1区块、S2区块及S3区块有波形外,其他部分应为平缓区。
在异常波形中,可看到异常区块N1、N2,此两处在正常波形中应该是平缓区,但在异常波形中出现波形,因此,处理器340判断测量结果为异常。
在步骤530中,可进一步将心音波形切割成较少的几个大区块与正常波形作比对,以判断心音波形正常或异常,提高快筛速度。细部的波形分析则在步骤560中进行。
在步骤540中,处理器340促使显示器10显示正常灯号。此代表测量状态正常。
在步骤550中,处理器340促使显示器10显示异常灯号。此代表测量状态异常。
在步骤560中,处理器340依据同步时序图(例如同步时序图200)分析对应异常的病症类型。
在一实施例中,处理器340判断分析第一心音S1存在分裂音或第二心音S2存在分裂音时,处理器340进一步依据第一心音S1存在分裂音及第二心音S2存在分裂音分别分析一吸气音量及一呼气音量、第一心音S1与第二心音S2的一心音时间差或第一心音S1与第二心音S2的之间是否出现杂音,以判断一心音分裂状况。
请参阅图7,图中的直线代表音量,此处取S1区块、S2区块的部分音量(例如提取大于一音量阈值的部分作为代表)。请先看列C1,当吸气时的S1区块音量正常(一条直线,没有分裂音,没有过长(代表大声)、没有过短(代表小声)、没有特别长音,则视为正常),吸气时的S2区块音量出现一长一短,代表第二心音S2存在分裂音,呼气时的S1区块音量正常,呼气时的S2区块音量正常但延迟过久(线条较粗表示延迟),故不正常,当测量结果分析出此态样的心音信号时,处理器340判断此测量结果存在生理性分裂音。
在列C2中,当吸气时的S1区块音量出现一长一短,代表第一心音S1存在分裂音,吸气时的S2区块音量出现两长条直线,代表第二心音S2存在分裂音,呼气时的S1区块出现一长一短,代表第一心音S1存在分裂音,呼气时的S2区块音量两条过于相近的直线,代表在短时间内发生分裂音,故不正常,当测量结果分析出此态样的心音信号时,处理器340判断此测量结果存在肺动脉高压、二尖瓣回流、右束支传导阻滞等问题的机率较高。
在列C3中,当吸气时的S1区块音量正常,吸气时的S2区块音量出现两长条直线,代表第二心音S2存在分裂音,呼气时的S1区块正常,呼气时的S2区块音量出现两长条直线,代表第二心音S2存在分裂音,故不正常,当测量结果分析出此态样的心音信号时,处理器340判断此测量结果存在心室中膈缺损、右心室衰竭等问题的机率较高。
在一实施例中,处理器340可针对步骤550中发现的异常波形区段,切割成更细微的区块,并且与病征数据库作比对,以机率值(例如异常波形区段与病征数据库的多个病征波形相比,各自产生相似度百分比)归纳出可能的病征类型。
图8是依照本发明一实施例绘示一种心跳周期800的示意图。图9是依照本发明一实施例绘示一种分析心跳周期方法900的示意图。
在一实施例中,处理器340计算一第一心音周期t1’的第一心音S1与一第二心音周期t2之间的第一心音S1之间的一第一周期时间差异Δt1,计算第二心音周期t2的第一心音S1与一第三心音周期之间的第一心音S1之间的一第二周期时间差异Δt2,计算第三心音周期的第一心音S1与一第四心音周期之间的第一心音S1之间的一第三周期时间差异Δt3,依据第一周期时间差异Δt1、第二周期时间差异Δt2及第三周期时间差异Δt3计算一平均周期时间差异,将第一周期时间差异、第二周期时间差异及第三心音时间中最大者减去最小者,以得到一第一数值,将第一数值除以平均心跳以得到一第二数值,当第二数值大于一心跳阈值时,处理器340判断此些心跳周期不规律。
在一实施例中,心跳阈值可以是六分之一的平均心跳。
在图8中,处理器340提取第一心音周期t1’的第一心音S1的波谷(作为特征点)发生时间及第二心音周期t2’的第一心音S1的波谷发生时间,计算这两者之间的第一周期时间差异Δt1,并以同样方式计算第二心音周期t2’以后的周期时间差异。换句话说,处理器340计算两两相邻周期之间的特征点的时间差。然本申请提取特征点的位置不限于波谷,只要每个心音周期提取特征点的位置相同即可,例如皆为第一心音S1的波峰发生时间、第二心音S2的波峰发生时间、第二心音S2的波谷发生时间…等等。
在一实施例中,如图9所示,第一周期时间差异Δt1为1秒,第二周期时间差异Δt2为1秒,第三周期时间差异Δt3为1.5秒,第四周期时间差异Δt4为1秒,第五周期时间差异Δt5为1秒,处理器340将此些秒数取平均值得到平均周期时间差异为1.1秒,将此些周期时间差异中的最大者1.5减去最小者1得到第一数值为0.5,再将第一数值0.5除以平均心跳以得到第二数值,当第二数值大于心跳阈值时,处理器340判断此些心跳周期不规律。
由上述可知,藉由本申请的听诊装置及应用听诊装置的听诊装置,可以同时测量心电信号及心音信号,并产生合并心电信号及心音信号的同步时序图,此外,搭配同步装置,可以使心电图装置开始接收心电信号及收音装置开始接收心音信号的时间同步,使得心电图装置及收音装置能够重新调整时序并同时接收信号,产生的同步时序图的起始点及时间轴一致,在心音信号及心电信号的比对上也更为精准,同步时序图可以通过有线或无线传输方式传送到手机或计算机,并可提供波形分析的参考信息让医生作参考。
Claims (10)
1.一种听诊装置,包含:
心电图装置,用以接收心电信号;
收音装置,用以接收心音信号;
同步装置,用以传送同步信号到该心电图装置及该收音装置,使该心电图装置开始接收该心电信号及该收音装置开始接收该心音信号的时间同步;以及
处理器,用以依据该心电信号产生心电图,依据该心音信号产生心音图,并依据该心电图与该心音图产生同步时序图。
2.如权利要求1所述的听诊装置,还包含:
多个电极贴片,分别设置在该听诊装置与皮肤表面接触的听诊装置底部,用以接收该心电信号;以及
麦克风,设置在该听诊装置底部,用以接收该心音信号;其中,该听诊装置上部与该听诊装置下部电性耦接,该听诊装置上部通过旋转将标识处与该听诊装置下部的多个测量模式的其中一个的标识对齐,以选择这些测量模式的其中一个。
3.如权利要求1所述的听诊装置,其中该处理器依据该同步时序图计算第一同步周期的心电图特征点与该第一同步周期的心音图特征点之间的第一时间差异,计算第二同步周期的该心电图特征点与该第二同步周期的该心音图特征点之间的第二时间差异,当该处理器判断该第一时间差异与该第二时间差异的时间差距大于时间阈值时,则该处理器判断测量结果为异常。
4.如权利要求3所述的听诊装置,其中该处理器依据该同步时序图判断该心音信号中的多个平缓区存在杂音、第一心音存在分裂音、第二心音存在分裂音、多个心跳周期不规律或该时间差距大于该时间阈值时,则该处理器判断该测量结果为异常。
5.如权利要求4所述的听诊装置,其中该处理器判断分析该第一心音存在分裂音或该第二心音存在分裂音时,该处理器进一步依据该第一心音存在分裂音及该第二心音存在分裂音分别分析吸气音量及呼气音量、该第一心音与该第二心音的心音时间差或该第一心音与该第二心音的之间是否出现杂音,以判断心音分裂状况。
6.如权利要求4所述的听诊装置,其中该处理器计算第一心音周期的该第一心音与第二心音周期之间的该第一心音之间的第一周期时间差异,计算该第二心音周期的该第一心音与第三心音周期之间的该第一心音之间的第二周期时间差异,计算该第三心音周期的该第一心音与第四心音周期之间的该第一心音之间的第三周期时间差异,依据该第一周期时间差异、该第二周期时间差异及该第三周期时间差异计算平均周期时间差异,将该第一周期时间差异、该第二周期时间差异及该第三心音时间中最大者减去最小者,以得到第一数值,将该第一数值除以平均心跳以得到第二数值,当该第二数值大于心跳阈值时,该处理器判断这些心跳周期不规律。
7.一种应用听诊装置的听诊方法,包含:
传送同步信号促使心电图装置开始接收心电信号及收音装置开始接收心音信号的时间同步;以及
依据该心电信号产生心电图,依据该心音信号产生心音图,并依据该心电图与该心音图产生同步时序图。
8.如权利要求7所述的应用听诊装置的听诊方法,还包含:
依据该同步时序图计算第一同步周期的心电图特征点与该第一同步周期的心音图特征点之间的第一时间差异,计算第二同步周期的该心电图特征点与该第二同步周期的该心音图特征点之间的第二时间差异,当判断该第一时间差异与该第二时间差异的时间差距大于时间阈值时,则判断测量结果为异常。
9.如权利要求8所述的应用听诊装置的听诊方法,还包含:
依据该同步时序图判断该心音信号中的多个平缓区存在杂音、第一心音存在分裂音、第二心音存在分裂音、多个心跳周期不规律或该时间差距大于该时间阈值时,则判断该测量结果为异常。
10.如权利要求8所述的应用听诊装置的听诊方法,还包含:
判断分析该第一心音存在分裂音或该第二心音存在分裂音时,依据该第一心音存在分裂音及该第二心音存在分裂音分别分析吸气音量及呼气音量、该第一心音与该第二心音的心音时间差或该第一心音与该第二心音的之间是否出现杂音,以判断心音分裂状况。
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