CN115223732A - 利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法 - Google Patents

利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115223732A
CN115223732A CN202110430307.5A CN202110430307A CN115223732A CN 115223732 A CN115223732 A CN 115223732A CN 202110430307 A CN202110430307 A CN 202110430307A CN 115223732 A CN115223732 A CN 115223732A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
user
electronic device
physiological signal
index
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
CN202110430307.5A
Other languages
English (en)
Inventor
薛翠惠
张绍尧
吴宜樵
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.)
Juyi Wisdom Co ltd
Original Assignee
Juyi Wisdom Co ltd
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 Juyi Wisdom Co ltd filed Critical Juyi Wisdom Co ltd
Priority to CN202110430307.5A priority Critical patent/CN115223732A/zh
Publication of CN115223732A publication Critical patent/CN115223732A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H80/00—ICT specially adapted for facilitating communication between medical practitioners or patients, e.g. for collaborative diagnosis, therapy or health monitoring
    • 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
    • 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
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0022—Monitoring a patient using a global network, e.g. telephone networks, internet
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4854—Diagnosis based on concepts of traditional oriental medicine
    • 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
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6824—Arm or wrist
    • 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
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6831—Straps, bands or harnesses
    • 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
    • A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/90—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to alternative medicines, e.g. homeopathy or oriental medicines
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/67—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

本发明主要揭示一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法，其系统主要包括：至少一用户端电子装置、一摄影装置、配戴于一用户的一手腕上的一压脉装置、以及至少一医生端电子装置。执行远距中医诊脉时，该用户端电子装置控制该压脉装置依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至用户手腕的桡动脉，且同时控制该摄影装置对应于该压脉装置的动作而分次撷取该用户的一用户影像。接着，该用户端电子装置对撷取自用户影像的生理信号执行信号处理，借以获得与脉象相关联的数据，接着将所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置。如此，位处异地的医生仅需阅读、分析所述与脉象相关联的数据便能够完成对于该用户的远距中医诊脉。

Description

利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与 方法
技术领域
本发明是关于非接触式生理信号量测的技术领域，尤指一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法。
背景技术
随着人口结构高龄化、疾病型态慢性化以及人口过度向都市集中，住在乡下或者山上属于偏远地区的居民不便取得医疗服务或资源的问题越发严重。为了解决偏远地区的居民就医看诊不便的问题，政府开始制定远距医疗(Telemedicine)的相关法规，使得市区医院能够利用远距医疗系统向偏远地区的居民提供看诊服务，从而节省这些居民往返住家与医院的交通时间。
目前，已知远距医疗系统的运作内容至少包括：
(1)市区医院医生使用远距医疗系统的视频装置向住在偏远地区的有看病需求的患者提供即时视频咨询(即，问诊)；
(2)利用远距医疗系统的生理指数量测装置，患者可以在视频问诊的过程中提供自身的生理指数供医生参考；以及
(3)远距医疗系统具有个人健康记录(Personal Health Record,PHR)数据库以及监控装置，使医师和医护人员能即时知道患者的健康状况，在必要的时候提供患者相关医疗服务。
应知道，中医诊脉(Traditional chinese medicine(TCM)pulse diagnosis)方式乃医师以其一手的三根手指头(食指、中指及无名指)施以不同程度的压迫力至患者手腕的桡动脉(中医称为“吋口”)，并用手指头去感觉血管的反应状态。进行中医诊脉时，医师首先以手指头施予高压迫力至桡动脉从而使血流几乎不通，此一步骤称为沉取(或称按)。接着，医师将逐渐放松手指头以释放血管的压迫力，使手指头仅轻放在患者的手腕皮肤上从而使桡动脉没有受到任何压迫力，此一步骤称为浮取(或称举)。最终，医师的手指头在举按之间游动从而感知最明显的桡动脉的脉动，此一步骤称为中取(或寻)。
由前述说明可知，远距医疗系统无法实现远距中医诊脉，原因在于目前能缺乏可模拟医师以其手指头完成的浮、中、沉的中医诊脉。虽然市面上已经贩售有具有诊脉功能的穿戴式电子装置或诊脉仪，然而其所量测出的桡动脉的脉动信号的准确度仍旧有所疑虑。毕竟，传统中医师是依靠其手指头的感觉去完成中医诊脉，而后依其经验推断患者的健康状况。
由上述说明可知，已知的远距医疗系统无法实现远距中医诊脉，故其仍旧具有可加以改善的空间。有鉴于此，本案的发明人是极力加以研究发明，而终于研发完成一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其主要包括：至少一用户端电子装置、一摄影装置、配戴于一用户的一手腕上的一压脉装置、以及至少一医生端电子装置。执行远距中医诊脉时，该用户端电子装置控制该压脉装置依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至用户手腕的桡动脉，且同时控制该摄影装置对应于该压脉装置的动作而分次撷取该用户的一用户影像。接着，该用户端电子装置对撷取自用户影像的生理信号执行信号处理，借以获得与脉象相关联的数据，接着将所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置。如此，位处异地的医生仅需阅读、分析所述与脉象相关联的数据便能够完成对于该用户的中医诊脉(TCM pulse diagnosis)，不需要亲自替用户把脉。
为达成上述目的，本发明提出所述利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统的一实施例，其包括：
至少一用户端电子装置，具有一控制与处理模块与一第一通讯单元；
一摄影装置，耦接该用户端电子装置；
一压脉装置，配戴于一用户的一手腕上且耦接该用户端电子装置；以及
至少一医生端电子装置，具有一显示单元以及一第二通讯单元，且以其所述第二通讯单元和该用户端电子装置的所述第一通讯单元达成通讯连接；
其中，该控制与处理模块控制该压脉装置依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至该手腕的桡动脉，且同时控制该摄影装置对应于该压脉装置的动作而分次撷取该用户的一用户影像；
其中，该控制与处理模块自所述用户影像之中撷取出反映该用户的一脉象的一生理信号，接着对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得反映该用户的健康状况的至少一与脉象相关联的数据，从而透过该第一通讯单元将该用户的所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置。
并且，本发明同时提出一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，包括以下步骤：
(1)令一用户端电子装置与一医生端电子装置达成通讯连接，其中该用户端电子装置耦接一摄影装置和一压脉装置，且该压脉装置配戴于一用户的一手腕上；
(2)令该用户端电子装置控制该压脉装置依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至该手腕的桡动脉，且同时控制该摄影装置对应于该压脉装置的动作而分次撷取该用户的一用户影像；
(3)令该用户端电子装置自所述用户影像之中撷取出反映该用户的一脉象的一生理信号，接着对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得反映该用户的健康状况的至少一与脉象相关联的数据；以及
(4)令该用户端电子装置将所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置。
在一实施例中，前述本发明的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统还包括一云端管理平台，用以使该用户端电子装置经由该云端管理平台的媒介而与该医生端电子装置达成通讯连接；该云端管理平台具有：
一用户身份数据库，用以储存所述用户的个人数据；
一量测数据数据库，用以储存所述生理信号以及所述与脉象相关联的数据；以及
一即时数据显示界面，用以于该用户端电子装置上传所述生理信号及/或所述与脉象相关联的数据之时，同步地显示所述生理信号及/或所述与脉象相关联的数据。
在一实施例中，该控制模块具有：
一第一控制单元，用以控制该压脉装置执行所述中医诊脉程序；
一第二控制单元，用以控制该摄影装置在该压脉装置执行所述中医诊脉程序的过程中对应地完成所述用户影像的分次撷取；以及
一信号处理单元，用以对该生理信号执行所述信号处理，借以获得所述与脉象相关联的数据。
在一实施例中，该用户端电子装置与该医生端电子装置皆为选自于由智能手机、平板计算机、笔记型计算机、桌上型计算机、一体式计算机、门口机、和智能电视所组成群组之中的一种电子装置。
在一实施例中，该摄影装置和该用户端电子装置整合成单一信息处理装置，且所述信息处理装置为选自于由智能手机、平板计算机、笔记型计算机、一体式计算机、门口机、和智能电视所组成群组之中的一种电子装置。
在一实施例中，该医生端电子装置进一步具有一分析单元，用以对所述与脉象相关联的数据进行一数据分析。
在一实施例中，该压脉装置为选自于由诊脉仪、具有诊脉功能的智能手表、具有诊脉功能的智能手环、具有多个独立气囊的压脉带、使用压力感测器阵列的压脉带、和具有压力感测器阵列的护腕所组成群组之中的一种装置。
在一可行实施例中，所述信号处理将该生理信号转换成一与信号质量指数相关联的数据，且所述信号质量指数为下列任一种：血流灌注指数(Perfusion index,Pi)、偏度指数(Skewness index)、或峰度指数(Kurtosis index)。
在另一实施例中，所述信号处理将该生理信号转换成一与时域指数相关联的数据，且所述时域指数为下列任一种：正常心跳间期的标准差(Standard deviation of allnormal to normal intervals,SDNN)、相邻值平方和的均方根(Root mean squaresuccessive differences,RMSSD)、正常心跳间期差值超过50毫秒的个数(Number ofpairs of adjacent NN intervals differing by more than 50ms in the entirerecording,NN50)、或相邻正常心跳间期差值超过50毫秒的比例(NN50count divided bythe total number of all NN intervals,PNN50)。
在又一实施例中，所述信号处理将该生理信号转换成一与频域指数相关联的数据，且所述频域指数为下列任一种：总功率(Total power,TP)、高频功率(High frequencypower,HF)、低频功率(Low frequency power,LF)、极低频功率(Very low frequencypower,VLF)、超低频功率(Ultral low frequency power,ULF)、常规化低频功率比(nLF)、或常规化高频功率比(nHF)。
附图说明
图1为本发明的一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统的示意性立体图；
图2为本发明的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统的方块图；
图3为用户端电子装置、摄影装置、压脉装置、以及医生端电子装置的方块图；
图4为原始的生理信号以及完成所述信号处理的生理信号的波形图；
图5为原始的生理信号以及完成所述信号处理的生理信号的波形图；
图6为多个rPPG信号的波形图；
图7为多个rPPG信号的波形图；以及
图8为示本发明的一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法的流程图。
【符号说明】
1:利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统
11:用户端电子装置
110:控制与处理模块
1101:第一控制单元
1102:第二控制单元
1103:信号处理单元
111:第一通讯单元
12:摄影装置
13:压脉装置
14:医生端电子装置
141:显示单元
142:第二通讯单元
143:分析单元
15:云端管理平台
151:用户身份数据库
152:量测数据数据库
153:即时数据显示界面
2:用户
21:手腕
S1～S4:步骤
具体实施方式
为使能进一步了解本发明的结构、特征、目的、与其优点，兹附以附图及较佳具体实施例的详细说明如后。
请参阅图1，其显示本发明的一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统的示意性立体图。如图1所示，本发明提出一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统1(下文简称“远距中医诊脉的系统1”)于架构上主要包括：设置于用户居所的一用户端电子装置11、耦接该用户端电子装置11的一摄影装置12、耦接该用户端电子装置11的一压脉装置13、设置于医生所在位置的一医生端电子装置14、以及一云端管理平台15。
继续地参阅图1，并请同时参阅图2，其显示本发明的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统的方块图。并且，图3显示该用户端电子装置11、该摄影装置12、该压脉装置13、以及该医生端电子装置14的方块图。依据本发明的设计，该用户端电子装置11具有一控制与处理模块110与一第一通讯单元111，且该医生端电子装置14具有一显示单元141以及一第二通讯单元142，从而以其所述第二通讯单元142和该用户端电子装置11的所述第一通讯单元111达成通讯连接。更详细地说明，用户想使用远距中医看脉的功能时，该用户端电子装置11必须先透过网络连上一云端管理平台15，从而经由该云端管理平台15的媒介而与该医生端电子装置14达成通讯连接。
值得说明的是，虽然图1绘示该用户端电子装置11与该医生端电子装置14分别为一桌上型计算机与一体式计算机，然而并非以此限制作为该用户端电子装置11与该医生端电子装置14的可实施态样。在可行的实施例中，该用户端电子装置11与该医生端电子装置14皆可为智能手机、平板计算机、笔记型计算机、桌上型计算机、一体式计算机、门口机、或智能电视。由此可知，虽然图1绘示该用户端电子装置11和该摄影装置12为彼此独立的二个体装置，但是，在可行的实施例中，该摄影装置12和该用户端电子装置11整合成如前所述的智能手机、平板计算机、笔记型计算机、一体式计算机、门口机、或智能电视等单一信息处理装置。
更详细地说明，该压脉装置13可以是一诊脉仪(TCM pulse-taking machine)、一具有诊脉功能的智能手表、一具有诊脉功能的智能手环、一具有多个独立气囊的压脉带、一使用压力感测器阵列的压脉带、或一具有压力感测器阵列的护腕。应知道，中医诊脉(TCMpulse diagnosis)方式乃医师以其一手的三根手指头(食指、中指及无名指)施以不同程度的压迫力至患者手腕的桡动脉，并用手指头去感觉血管的反应状态，且一个中医诊脉程序包括：沉取、浮取以及中取。故而，执行远距中医诊脉前，用户2必须先将压脉装置13配戴于其手腕21上。接着，该控制与处理模块110控制该压脉装置13依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至该手腕21的桡动脉，且同时控制该摄影装置12对应于该压脉装置13的动作而分次撷取该用户2的一用户影像。
获取所述用户影像之后，该控制与处理模块110自所述用户影像之中撷取出反映该用户2的一脉象的一生理信号，接着对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得反映该用户2的健康状况的至少一与脉象相关联的数据，从而透过该第一通讯单元111将该用户2的所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置14。
如图1与图3所示，该控制模块110具有一第一控制单元1101、一第二控制单元1102以及一信号处理单元1103，其中该第一控制单元1101即用以控制该压脉装置13执行所述中医诊脉程序，且该第二控制单元1102用以控制该摄影装置12在该压脉装置13执行所述中医诊脉程序的过程中对应地完成所述用户影像的分次撷取。简单地说，该第一控制单元1101和该第二控制单元1102分别为该压脉装置13和该摄影装置12的专属控制器。故而，在可行的实施例中，该第一控制单元1101和该第二控制单元1102可以应用软件的形式安装在该用户端电子装置11的作业系统内。
另一方面，该信号处理单元1103用以对该生理信号执行一信号处理，借以获得反映该用户2的健康状况的至少一与脉象相关联的数据。已知，光体积变化描记图法(Photoplethysmography,PPG)已经被广泛地应用在量测一个体的生理信号。例如，发出一侦测光至用户2的脸部，接着利用光接收单元接收来自于脸部的反射光，并连续记录反射光的变化以获得一光体积变化信号(PPG signal)。另一方面，遥测式体积变化描记图法(Remote photoplethysmography,rPPG)，亦称成像式体积变化描记图法(Imagingphotoplethysmography,iPPG)，目前也被广泛地用于量测光体积变化信号。运用rPPG技术执行个体生理信号的量测时，是使用摄影装置12撷取用户2的一用户影像，接着利用一脸部识别演算法自所述用户影像中选择一个感兴趣区域(Region of interest,ROI)。如此，在持续记录该感兴趣区域的光强度变化之后，即获得该用户2的生理信号(即，rPPG信号)。
在一可行实施例中，所述信号处理单元1103用以对该生理信号(rPPG信号)执行一信号处理，从而将该生理信号转换成一与信号质量指数相关联的数据，其中所述信号质量指数例如为：血流灌注指数(Perfusion index,Pi)、偏度指数(Skewness index)、或峰度指数(Kurtosis index)。图4显示原始的生理信号以及完成所述信号处理的生理信号的波形图。应可理解，经过信号处理之后，图4的波形图(a)可以选择性地被转换成波形图(b)、(c)或(d)。其中，波形图(b)为与血流灌注指数相关联的数据，波形图(c)为与峰度指数相关联的数据，且波形图(d)为与峰度指数相关联的数据峰度指数。特别说明的是，血流灌注指数、偏度指数与峰度指数皆为常用的信号品质指数(Singnal quality index,SOI)，故而在此不再重复介绍其基础演算法则。
补充说明的是，将rPPG信号转换成与血流灌注指数(Perfusion index)相关联的数据，有助于判断诊脉的压迫力的轻重，即浮取、中取和沉取反映在rPPG信号的振幅高低差异。另一方面，偏度指数(Skewness index)用于分析信号波形的对称性，因此，将rPPG信号转换成与偏度指数相关联的数据，有助于判断用户2的血管强度和血流流畅度。再者，峰度指数(Kurtosis index)用于分析信号波形的峰度。
在另一实施例中，所述信号处理单元1103用以对该生理信号(rPPG信号)执行一信号处理，从而将该生理信号转换成一与时域指数相关联的数据，其中所述时域指数例如为：正常心跳间期的标准差(Standard deviation of all normal to normal intervals,SDNN)、相邻值平方和的均方根(Root mean square successive differences,RMSSD)、正常心跳间期差值超过50毫秒的个数(Number of pairs of adjacent NN intervalsdiffering by more than 50ms in the entire recording,NN50)、或相邻正常心跳间期差值超过50毫秒的比例(NN50 count divided by the total number of all NNintervals,PNN50)。图5显示原始的生理信号以及完成所述信号处理的生理信号的波形图。应可理解，经过信号处理之后，图5的波形图(a)可以选择性地被转换成波形图(b)或(c)。其中，波形图(b)为与SDNN指数相关联的数据，而波形图(c)为与RMSSD指数相关联的数据。特别说明的是，前述的SDNN、RMSSD、NN50、以及PNN50皆为常用的心率变异(Heart RateVariability,HRV)分析指数，故而在此不再重复介绍其基础演算法则。
补充说明的是，在又一实施例中，所述信号处理单元1103用以对该生理信号(rPPG信号)执行一信号处理，从而将该生理信号转换成一与频域指数相关联的数据，其中所述频域指数例如为：总功率(Total power,TP)、高频功率(High frequency power,HF)、低频功率(Low frequency power,LF)、极低频功率(Very low frequency power,VLF)、超低频功率(Ultral low frequency power,ULF)、常规化低频功率比(Normalized LF,nLF)、或常规化高频功率比(Normalized HF,nHF)。
图1示范性地绘示该压脉装置13为一具有诊脉功能的智能手表，其中此智能手表具有三个凸点，可以仿照医师以其一手的三根手指头(食指、中指及无名指)施以压迫力至该手腕21的桡动脉。依据所述中医诊脉程序，压脉装置13会先利用该三个凸点施以高压迫力至该手腕21的桡动脉从而使血流几乎不通，此一步骤称为沉取。接着，压脉装置13逐渐放松三个凸点以释放血管的压迫力，使三个凸点仅轻放在手腕21的皮肤上从而使桡动脉没有受到任何压迫力，此一步骤称为浮取。最终，压脉装置13令其三个凸点在浮取与沉取之间游动，此一步骤称为中取。
图6显示多个rPPG信号的波形图。其中，在该压脉装置13未施予任何压迫力至手腕21的情况下，该控制与处理模块110所得到的rPPG信号是如图6的波形图(a)所示。并且，在该压脉装置13实行所述浮取时，该控制与处理模块110所得到的rPPG信号是如图6的波形图(b)所示。另一方面，在该压脉装置13实行中取与沉取时，该控制与处理模块110所得到的rPPG信号是如图6的波形图(c)与波形图(d)所示。在观察图6的数据后，可以理解，实行浮取所获得的rPPG信号的波形振幅大于实行中取所获得的rPPG信号的波形振幅，且实行中取所获得的rPPG信号的波形振幅大于实行沉取所获得的rPPG信号的波形振幅。令一方面，实行浮取所获得的rPPG信号的波形振幅约为原始的rPPG信号的波形振幅的80％。
图7显示多个rPPG信号的波形图。其中，在该压脉装置13未施予任何压迫力至手腕21的情况下，该控制与处理模块110所得到的rPPG信号是如图7的波形图(a)所示。为了利于位处异地的医师可以直接阅读、观察rPPG信号的方式判断用户2的健康状况，可进一步地对rPPG信号执行一分析处理。图1与图3所示，该医生端电子装置14进一步具有一分析单元143，用以对所述与脉象相关联的数据(即，rPPG数据)进行一数据分析。所述分析处理可以为一次微分处理、二次微分处理、三次微分处理、或四次微分处理。举例而言，经过一次微分处理之后，图7的波形图(a)被转换成波形图(b)。接着，可以接着对图7的波形图(b)执行波形特征萃取，从而依据至少一波形特征点来判断用户2的健康状况。
值得说明的是，患有更年期症候群的女性容易有肾气亏虚的状况。在用户2具有肾气亏虚的状况的情况下，该压脉装置13实行浮取而获得的rPPG信号是如图7的波形图(c)所示。另一方面，在用户2的心脏功能减弱而至使其血管紧张性极度降低的情况下，该压脉装置13实行浮取而获得的rPPG信号是如图7的波形图(d)所示。就中医的说法，对心脏功能减弱的病患进行诊脉时，轻按有分散零乱之感，重按则触不到脉动，此脉象称为散脉。应可理解，将rPPG信号转换成与血流灌注指数(Perfusion index)相关联的数据，有助于判断诊脉的压迫力的轻重，即浮取、中取和沉取反映在rPPG信号的振幅高低差异，故而有助于医师针对用户2的心脏功能、肾气、血流流畅度等健康状况进行评估。
在可行的实施例中，如图1与图2所示，可令该云端管理平台15具有一用户身份数据库151、一量测数据数据库152以及一即时数据显示界面153。其中，该用户身份数据库151用以储存所述用户的个人数据，且该量测数据数据库152，用以储存所述生理信号以及所述与脉象相关联的数据。另一方面，该即时数据显示界面153用以于该用户端电子装置11上传所述生理信号及/或所述与脉象相关联的数据之时，同步地显示所述生理信号及/或所述与脉象相关联的数据。简单地说，就本发明的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统1而言，其不仅可让用户2透过操作用户端电子装置11、摄影装置12和压脉装置13而能够在视频问诊的过程中提供自身的生理指数供医生参考，同时云端管理平台15具有个人健康记录(Personal Health Record,PHR)数据库以及监控装置，使医师和医护人员能即时知道用户2的健康状况，在必要的时候提供用户2相关医疗服务及/或协助。
本发明同时提出一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法。图8显示本发明的一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法的流程图。如图1、图2与图8所示，方法流程首先执行步骤图S1：令一用户端电子装置11与一医生端电子装置14达成通讯连接，其中该用户端电子装置11耦接一摄影装置12和一压脉装置13，且该压脉装置13配戴于一用户2的一手腕21上。
如图1、图2与图8所示，方法流程接着执行步骤S2：令该用户端电子装置11控制该压脉装置13依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至该手腕21的桡动脉，且同时控制该摄影装置12对应于该压脉装置13的动作而分次撷取该用户2的一用户影像。接着，方法流程是执行步骤S3：令该用户端电子装置11自所述用户影像之中撷取出反映该用户2的一脉象的一生理信号，接着对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得反映该用户2的健康状况的至少一与脉象相关联的数据。最终，方法流程是执行步骤S4：令该用户端电子装置11将所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置14。
如此，上述已完整且清楚地说明本发明的一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法。然而，必须加以强调的是，前述本案所揭示者乃为较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟悉该项技艺之人所易于推知者，俱不脱本案的专利权范畴。

Claims (21)

1.一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，包括：
至少一用户端电子装置，具有一控制与处理模块与一第一通讯单元；
一摄影装置，耦接该用户端电子装置；
一压脉装置，配戴于一用户的一手腕上且耦接该用户端电子装置；以及
至少一医生端电子装置，具有一显示单元以及一第二通讯单元，且以其所述第二通讯单元和该用户端电子装置的所述第一通讯单元达成通讯连接；
其中，该控制与处理模块控制该压脉装置依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至该手腕的桡动脉，且同时控制该摄影装置对应于该压脉装置的动作而分次撷取该用户的一用户影像；
其中，该控制与处理模块自所述用户影像之中撷取出反映该用户的一脉象的一生理信号，接着对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得反映该用户的健康状况的至少一与脉象相关联的数据，从而透过该第一通讯单元将该用户的所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置。
2.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，还包括一云端管理平台，用以使该用户端电子装置经由该云端管理平台的媒介而与该医生端电子装置达成通讯连接；该云端管理平台具有：
一用户身份数据库，用以储存所述用户的个人数据；
一量测数据数据库，用以储存所述生理信号以及所述与脉象相关联的数据；以及
一即时数据显示界面，用以于该用户端电子装置上传所述生理信号及/或所述与脉象相关联的数据之时，同步地显示所述生理信号及/或所述与脉象相关联的数据。
3.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，该控制模块具有：
一第一控制单元，用以控制该压脉装置执行所述中医诊脉程序；
一第二控制单元，用以控制该摄影装置在该压脉装置执行所述中医诊脉程序的过程中对应地完成所述用户影像的分次撷取；以及
一信号处理单元，用以对该生理信号执行所述信号处理，借以获得所述与脉象相关联的数据。
4.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，该用户端电子装置与该医生端电子装置皆为选自于由智能手机、平板计算机、笔记型计算机、桌上型计算机、一体式计算机、门口机、和智能电视所组成群组之中的一种电子装置。
5.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，该摄影装置和该用户端电子装置整合成单一信息处理装置。
6.根据权利要求5所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，所述信息处理装置为选自于由智能手机、平板计算机、笔记型计算机、一体式计算机、门口机、和智能电视所组成群组之中的一种电子装置。
7.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，该医生端电子装置进一步具有一分析单元，用以对所述与脉象相关联的数据进行一数据分析。
8.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，该压脉装置为选自于由诊脉仪、具有诊脉功能的智能手表、具有诊脉功能的智能手环、具有多个独立气囊的压脉带、使用压力感测器阵列的压脉带、和具有压力感测器阵列的护腕所组成群组之中的一种装置。
9.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，所述信号处理将该生理信号转换成一与信号质量指数相关联的数据，且所述信号质量指数为下列任一种：血流灌注指数(Perfusion index,Pi)、偏度指数(Skewnessindex)、或峰度指数(Kurtosis index)。
10.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，所述信号处理将该生理信号转换成一与时域指数相关联的数据，且所述时域指数为下列任一种：正常心跳间期的标准差(Standard deviation of all normal tonormal intervals,SDNN)、相邻值平方和的均方根(Root mean square successivedifferences,RMSSD)、正常心跳间期差值超过50毫秒的个数(Number of pairs ofadjacent NN intervals differing by more than 50ms in the entire recording,NN50)、或相邻正常心跳间期差值超过50毫秒的比例(NN50count divided by the totalnumber of all NN intervals,PNN50)。
11.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统，其特征在于，所述信号处理将该生理信号转换成一与频域指数相关联的数据，且所述频域指数为下列任一种：总功率(Total power,TP)、高频功率(High frequency power,HF)、低频功率(Low frequency power,LF)、极低频功率(Very low frequency power,VLF)、超低频功率(Ultral low frequency power,ULF)、常规化低频功率比(nLF)、或常规化高频功率比(nHF)。
12.一种利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)令一用户端电子装置与一医生端电子装置达成通讯连接，其中该用户端电子装置耦接一摄影装置和一压脉装置，且该压脉装置配戴于一用户的一手腕上；
(2)令该用户端电子装置控制该压脉装置依一中医诊脉程序分次施予不同压迫力至该手腕的桡动脉，且同时控制该摄影装置对应于该压脉装置的动作而分次撷取该用户的一用户影像；
(3)令该用户端电子装置自所述用户影像之中撷取出反映该用户的一脉象的一生理信号，接着对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得反映该用户的健康状况的至少一与脉象相关联的数据；以及
(4)令该用户端电子装置将所述与脉象相关联的数据传送至该医生端电子装置。
13.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，于该步骤(1)之中，该用户端电子装置经由一云端管理平台的媒介而与该医生端电子装置达成通讯连接。
14.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，该用户端电子装置与该医生端电子装置皆为选自于由智能手机、平板计算机、笔记型计算机、桌上型计算机、一体式计算机、门口机、和智能电视所组成群组之中的一种电子装置。
15.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，该摄影装置和该用户端电子装置整合成单一信息处理装置。
16.根据权利要求15所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，所述信息处理装置为选自于由智能手机、平板计算机、笔记型计算机、一体式计算机、门口机、和智能电视所组成群组之中的一种电子装置。
17.根据权利要求1所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
(5)该医生端电子装置进一步以其一分析单元对所述与脉象相关联的数据进行一数据分析。
18.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，压脉装置为选自于由诊脉仪、具有诊脉功能的智能手表、具有诊脉功能的智能手环、具有多个独立气囊的压脉带、使用压力感测器阵列的压脉带、和具有压力感测器阵列的护腕所组成群组之中的一种装置。
19.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，所述信号处理将该生理信号转换成一与信号质量指数相关联的数据，且所述信号质量指数为下列任一种：血流灌注指数(Perfusion index,Pi)、偏度指数(Skewnessindex)、或峰度指数(Kurtosis index)。
20.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，所述信号处理将该生理信号转换成一与时域指数相关联的数据，且所述时域指数为下列任一种：正常心跳间期的标准差(Standard deviation of all normal tonormal intervals,SDNN)、相邻值平方和的均方根(Root mean square successivedifferences,RMSSD)、正常心跳间期差值超过50毫秒的个数(Number of pairs ofadjacent NN intervals differing by more than 50ms in the entire recording,NN50)、或相邻正常心跳间期差值超过50毫秒的比例(NN50 count divided by the totalnumber of all NN intervals,PNN50)。
21.根据权利要求12所述的利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的方法，其特征在于，所述信号处理将该生理信号转换成一与频域指数相关联的数据，且所述频域指数为下列任一种：总功率(Total power,TP)、高频功率(High frequency power,HF)、低频功率(Low frequency power,LF)、极低频功率(Very low frequency power,VLF)、超低频功率(Ultral low frequency power,ULF)、常规化低频功率比(nLF)、或常规化高频功率比(nHF)。
CN202110430307.5A 2021-04-21 2021-04-21 利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法 Pending CN115223732A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110430307.5A CN115223732A (zh) 2021-04-21 2021-04-21 利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110430307.5A CN115223732A (zh) 2021-04-21 2021-04-21 利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115223732A true CN115223732A (zh) 2022-10-21

Family

ID=83605261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110430307.5A Pending CN115223732A (zh) 2021-04-21 2021-04-21 利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115223732A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Elgendi et al. The use of photoplethysmography for assessing hypertension
Jeong et al. Introducing contactless blood pressure assessment using a high speed video camera
KR101503604B1 (ko) 착용형 실시간 혈압 추정 모니터링 시스템 및 그의 제어 방법
Rong et al. A multi-type features fusion neural network for blood pressure prediction based on photoplethysmography
Khalid et al. Cuffless blood pressure estimation using single channel photoplethysmography: a two-step method
KR20150038028A (ko) 모바일 심장 건강 모니터링
Alafeef et al. Smartphone-based respiratory rate estimation using photoplethysmographic imaging and discrete wavelet transform
US10694959B2 (en) Image based blood pressure monitoring method
CN102755157B (zh) 一种指端血流速度的测量方法
CN108056762A (zh) 一种心功能数据获取系统
WO2021240439A1 (en) Wearable device with plethysmogram sensor
Wang et al. Quantitative comparison of the performance of piezoresistive, piezoelectric, acceleration, and optical pulse wave sensors
CN108742572A (zh) 血压监测装置、方法及系统
WO2017047384A1 (ja) 血圧解析装置、血圧測定装置、血圧解析方法、血圧解析プログラム
CN105708441B (zh) 可佩戴指套及心电图和脉象采集终端
Rinderknecht et al. A wireless optical handheld device for carotid waveform measurement and its validation in a clinical study
da Silva Costa et al. Blood pressure estimation from photoplethysmography by considering intra-and inter-subject variabilities: guidelines for a fair assessment
TWI702936B (zh) 基於穴道電阻與血壓波的脈象分析方法、預測模型建立方法及其系統
CN104323761A (zh) 一种基于红外热像技术的血管内皮功能检测装置及其检测方法
CN115223732A (zh) 利用非接触式生理信号量测技术实现远距中医诊脉的系统与方法
TWI773259B (zh) 利用非接觸式生理信號量測技術實現遠距中醫診脈之系統與方法
KR20150138736A (ko) 심음, 또는 폐음을 이용한 사용자의 건강 상태 정보 제공 장치 및 방법
Patil et al. A camera-based pulse transit time estimation approach towards non-intrusive blood pressure monitoring
TWI702030B (zh) 主動式按壓脈搏量測裝置
Revathi et al. IoT Based Pulse Oximeter for Remote Health Assessment: Design, Challenges and Futuristic Scope

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination