TW201600068A - 偵測瘻管狹窄之裝置、計算裝置、方法以及電腦可讀儲存媒體 - Google Patents

偵測瘻管狹窄之裝置、計算裝置、方法以及電腦可讀儲存媒體 Download PDF

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Abstract

一種偵測瘻管狹窄之裝置。上述裝置包括一生理信號感測器、一聲波接收器以及一處理電路。上述生理信號感測器提供一使用者之一生理信號。上述聲波接收器偵測來自上述使用者之一瘻管的聲音，以產生一聲音信號。上述處理電路根據上述使用者之上述生理信號以及上述聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。

Description

偵測瘻管狹窄之裝置、計算裝置、方法以及電腦可讀儲存媒體
本發明係有關於一種偵測瘻管狀態的裝置，特別是有關於一種偵測瘻管狹窄的裝置。
對於洗腎患者來說，瘻管(fistula)被廣泛用於可經由透析(dialysis)儀器來移除代謝廢物，以及維持瘻管能正常運作係非常重要的。瘻管狹窄係瘻管功能障礙的主要原因，並對洗腎患者會造成嚴重的威脅。隨著洗腎患者的血液流經過瘻管，瘻管的直徑可能會逐漸減少。當瘻管的直徑減小至大約只有原來直徑的50%時，可被認為瘻管狹窄(fistula stenosis)。偵測瘻管狹窄的程度能有效避免瘻管狹窄。一般而言，可藉由收集和分析血流通過瘻管時的聲音來判斷瘻管狹窄的程度。
因此，在居家照護方面需要一種準確的裝置來監測瘻管，以便有效地偵測出瘻管狹窄。
本發明提供一種偵測瘻管狹窄的裝置。上述裝置包括：一生理信號感測器，用以提供一使用者之一生理信號； 一聲波接收器，用以偵測來自上述使用者之一瘻管的聲音，以產生一聲音信號；以及，一處理電路，用以根據上述使用者之上述生理信號以及上述聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。
再者，本發明提供一種計算裝置，用以偵測瘻管狹窄。上述計算裝置包括一處理電路。上述處理電路包括一處理器，用以根據一生理信號以及一聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。
再者，本發明提供一種偵測瘻管狹窄的方法。在一計算裝置中，接收一使用者之一生理信號，其中上述生理信號係由一生理信號感測器所提供。接收一聲音信號，其中上述聲音信號係由一聲波接收器偵測來自上述使用者之一瘻管的聲音所產生。根據上述使用者之上述生理信號以及上述聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。
再者，本發明提供一種電腦可讀儲存媒體，具有儲存在內的複數指令，其中當一裝置執行上述指令時，上述裝置執行下列步驟：根據一使用者的一生理信號以及一聲音信號，提供一瘻管狹窄程度。
100、400、500、800‧‧‧裝置
110、410‧‧‧生理信號感測器
120、420‧‧‧聲波接收器
130、430‧‧‧處理電路
140‧‧‧無線模組
150、450‧‧‧天線
160‧‧‧記憶體
170‧‧‧顯示器
411A、411B、530、540、830‧‧‧電極
412、840‧‧‧右腳驅動電極
413‧‧‧儀表放大器
414‧‧‧右腳驅動放大器
415‧‧‧濾波器
416、426‧‧‧類比對數位轉換器
421‧‧‧輸入介面
422‧‧‧放大器
423‧‧‧濾波器
424‧‧‧緩衝與偏壓單元
425‧‧‧輸出介面
440‧‧‧藍牙模組
490‧‧‧心電圖導聯信號產生器
510‧‧‧聽診頭
520‧‧‧方形殼體
550、850‧‧‧耳機插孔
560‧‧‧隔膜
570、810‧‧‧電極環
820‧‧‧麥克風
860‧‧‧顯示器
IN1、IN2‧‧‧皮膚電壓信號
IN_AVG‧‧‧平均電壓
S1-S7、SRLD‧‧‧信號
SECG、SECG_1、SPPG‧‧‧生理信號
SFISTULA、SHEART‧‧‧聲音信號
S210-S230‧‧‧步驟
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置；第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的方法；第3A圖係顯示根據本發明一實施例所述之生理信號以及 聲音信號之間的關係示範例；第3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之生理信號以及聲音信號之間的關係示範例；第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置；第5圖係顯示根據本發明另一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置的示範模型；第6圖係顯示使用者使用第5圖之裝置的示意圖；第7圖係顯示另一心電圖信號以及心跳聲音信號之間的關係示範例；以及第8圖係顯示根據本發明另一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置的示範模型。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄(fistula stenosis)的裝置100。裝置100包括生理信號感測器110、聲波接收器120、處理電路130、無線模組140、天線150、記憶體160以及顯示器170。無線模組140能經由天線150而與遠端裝置進行通訊。當裝置100正確地接觸到使用者皮膚且靠近使用者的瘻管時，生理信號感測器110能提供使用者的生理信號。同時地，聲波接收器120能對來自使用者之瘻管的聲音進行偵測，以產生聲音信號。接著，處理電路 130會根據使用者的生理信號以及聲音信號而得到或提供瘻管狹窄程度。例如，首先，處理電路130會對生理信號進行處理，以得到生理資訊，其中生理資訊係指示使用者之心臟週期(cardiac cycles)的舒張階段(diastolic phases)以及收縮階段(systolic phases)。第二，處理電路130會根據生理資訊將聲音信號劃分成複數間隔(interval)。對聲音信號的一個間隔而言，不是對應於使用者之心臟週期的一個舒張階段，就是對應於使用者之心臟週期的一個收縮階段。具體而言，心臟週期的舒張階段可從t0毫秒(ms)延伸至t0+td毫秒，而心臟週期的收縮階段可從t0+td毫秒延伸至t0+td+ts毫秒。然後，對對應於心臟週期之舒張階段的間隔而言，其表示聲音信號的間隔係從t0毫秒延伸至t0+td毫秒。同樣地，對對應於心臟週期之收縮階段的間隔而言，其表示聲音信號的間隔係從t0+td毫秒延伸至t0+td+ts毫秒。第三，處理電路130可使用不同的演算法、資料庫或方法來分析對應於心臟週期之舒張階段的一間隔以及對應於心臟週期之收縮階段的另一間隔，以便決定瘻管狹窄的程度。這是因為，在舒張階段之聲音信號的音頻特性明顯不同於在收縮階段之聲音信號的音頻特性。
在一實施例中，處理電路130可存取第一資料庫，其中第一資料庫儲存了在心臟週期之舒張階段中從具有瘻管狹窄之瘻管所得到之聲音信號的頻率響應。處理電路130亦可存取第二資料庫，其中第二資料庫儲存了在心臟週期之收縮階段中從具有瘻管狹窄之瘻管所得到之聲音信號的頻率響應。對對應於舒張階段之聲音信號的第一間隔而言，處理電路130會 得到聲音信號的第一間隔之第一頻率響應，然後處理電路130會將第一頻率響應與儲存在第一資料庫內的頻率響應進行比較，以決定瘻管狹窄的程度。對對應於收縮階段之聲音信號的第二間隔而言，處理電路130會得到聲音信號的第二間隔之第二頻率響應，然後處理電路130會將第二頻率響應與儲存在第二資料庫內的頻率響應進行比較。假如處理電路130找到的第一頻率響應是相當類似於存儲在第一資料庫的頻率響應以及第二頻率響應是相當類似於存儲在第二資料庫的頻率響應，則可藉由將指數(index)設定至對應的值而來宣告瘻管狹窄的程度或等級為高。例如，指數可以是從1至10的正整數。當指數被設定為1時，其意味著瘻管狹窄的程度是小於10%。另一方面，當指數被設定為10時，其意味著瘻管狹窄的程度是大於90%但小於100%。若處理電路130發現第一頻率響應完全不同於儲存在第一資料庫之頻率響應且第二頻率響應完全不同於儲存在第二資料庫之頻率響應時，瘻管狹窄的程度可判定為低，而指數會被設定為接近1。
為了更詳細說明，對於在心臟週期之收縮階段之聲音信號的頻率響應而言，實驗結果顯示在信號能量上，比方說，當瘻管狹窄的程度增加時，100Hz的信號能量會增加。然而，對於在心臟週期之舒張階段之聲音信號的頻率響應而言，當瘻管狹窄的程度增加時，100Hz的信號能量仍然相似。當判斷瘻管狹窄的程度時，其表示可根據舒張階段及收縮階段來判別聲音信號。例如，可分別地使用不同標準來分析對應於舒張階段之聲音信號的一部分以及對應於收縮階段之聲音信號的 另一部分。具體而言，對對應於使用者之心臟週期之收縮階段的聲音信號的第一部分以及對應於使用者之心臟週期之舒張階段的聲音信號的第二部分而言，可分析聲音信號的第一部分來得到瘻管狹窄的程度，而可忽略聲音信號之第二部分的分析。
需注意，在不違背區分對應於心臟週期之舒張階段之聲音信號之第一部分以及對應於心臟週期之收縮階段之聲音信號之第二部分之精神下，能結合或使用其他技術，例如機器學習(machine learnin)，來判斷瘻管狹窄的程度，以及他們都屬於本發明的範圍之內。再者，處理電路130會將聲音信號之音頻特性儲存至記憶體160。在第1圖中，生理信號可以是心電圖(electrocardiogram，ECG)導聯(lead)信號或是光體積變化描記圖(Photoplethysmography，PPG)信號。同樣地，瘻管狹窄的程度可透過顯示器170進行顯示，而瘻管狹窄的程度、聲音信號或生理信號能被傳送至遠端裝置，以進行醫療分析。在另一例子中，為了通知使用者之瘻管狹窄的程度，可產生音頻信號來取代使用視覺信號以顯示瘻管狹窄的程度。然後，顯示器170可取代為揚聲器，其能作為輸出單元。此外，裝置100可以係可攜式裝置，而使用者的瘻管可以是自體動靜脈(autogenous arteriovenous)瘻管和動靜脈瘻管接枝(graft)之一者。
必須指出的是，處理電路130可以是通用處理器或是可接收特定指令集而執行任務的數位信號處理器。然而，處理電路130亦可以是專屬的硬體或是實施於特殊應用積體電路 (Application-specific integrated circuit，ASIC)內。為了根據使用者的生理信號以及聲音信號來提供瘻管狹窄的程度，處理電路130可具有資訊產生器、信號分離器(signal separator)以及信號分析器。資訊產生器會根據使用者的生理信號而得到生理資訊。生理資訊，例如心臟週期之舒張階段或收縮階段，可透過觀察的心電圖導聯信號的時域波形而得到。信號分離器接著可根據生理資訊而識別出聲音信號的第一部份以及聲音信號的第二部份。換言之，在信號分離器之後可能有兩條信號路徑。一信號路徑具有聲音信號的第一部分，而另一信號路徑具有聲音信號的第二部分。在此實施例中，第一部分對應於心臟週期之舒張階段，而第二部分對應於心臟週期之收縮階段。接著，信號分析器會對聲音信號的第一部份以及聲音信號的第二部份之至少一者進行分析，以得到瘻管狹窄的程度。例如，信號分析器會分析聲音信號的第二部分並忽略聲音信號的第一部分，以便得到更準確之瘻管狹窄的程度。
當處理電路130為處理器時，處理器能執行指令，以根據生理信號與聲音信號來提供瘻管狹窄的程度。換言之，由資訊產生器、信號分離器以及信號分析器所執行之相似的任務亦可由接收到足夠指令之處理器所執行。需注意，由處理器所執行的指令可以以應用程式(application)的形式來提供。當使用者想要知道瘻管狹窄的程度時，可從電腦可讀儲存媒體，例如網路磁碟驅動器、雲端儲存器或是光碟，下載應用程式至處理器。當應用程式運行在處理器上時，處理器會執行指令，以便根據使用者的生理信號以及聲音信號來提供瘻管狹窄 的程度。
生理信號感測器110、聲波接收器120以及處理電路130可能為不同的元件。例如，處理電路130可設置在計算裝置內，而生理信號感測器110與聲波接收器120係設置在計算裝置外。也就是說，當需要時，生理信號感測器110與聲波接收器120可附加至計算裝置，使得處理電路130可以接收到生理信號和聲音信號，而得到瘻管狹窄的程度。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的方法。同時參考第1圖與第2圖，首先，在步驟S210，當裝置100正確地接觸使用者時，處理電路130會經由生理信號感測器110而得到使用者的生理信號，並經由聲波接收器120而得到來自使用者之瘻管的聲音信號。接著，在步驟S220，處理電路130會分析生理信號以得到使用者之生理資訊。在一實施例中，生理資訊可識別出使用者之至少一心臟週期之舒張階段及/或收縮階段的間隔。在另一實施例中，生理資訊可識別出使用者之複數心臟週期的心律不整(arrhythmia)期間及/或非心律不整期間的間隔。接著，在步驟S230，處理電路130會根據生理資訊而對聲音信號進行分析。例如，聲音信號的間隔可對應於心臟週期的舒張階段、心臟週期的收縮階段、心臟週期的心律不整期間或心臟週期的非心律不整期間。接著，處理電路130會根據生理資訊而選擇適合的演算法來分析聲音信號的不同間隔。選擇適合之演算法的原因是因為，例如，在心律不整期間之聲音信號的音頻特性可能會明顯地不同於在非心律不整期間之聲音信號的音頻特性。
需注意，音頻特性可以是頻率響應、信號強度或是任何聲音信號之與階段相關的資訊屬性。例如，處理電路130能使用第一演算法來分析對應於心臟週期之舒張階段之聲音信號，並使用第二演算法來分析對應於心臟週期之收縮階段之聲音信號。由於在舒張階段，聲音信號可能會更低頻，所以相較於第二演算法，第一演算法可使用具有較大收斂速度的參數來逐漸逼近。
在一實施例中，處理電路130能使用第三演算法來分析對應於心臟週期之心律不整期間之聲音信號的間隔，並使用第四演算法來分析對應於心臟週期之非心律不整期間之聲音信號的間隔。例如，可得到對應於心臟週期之舒張階段之聲音信號的間隔之第一信號強度，亦可得到對應於心臟週期之收縮階段之聲音信號的間隔之第二信號強度。接著，處理電路130會將第一信號強度與第一臨界值進行比較，並將第二信號強度與第二臨界值進行比較。假如第一信號強度超過第一臨界值且第二信號強度超過第二臨界值，則可判斷出瘻管狹窄的程度為低。反之，假如第一信號強度小於第一臨界值且第二信號強度小於第二臨界值，可判斷出瘻管狹窄的程度為高。這是因為瘻管狹窄的程度增加時，血流通過瘻管所產生之聲音信號的音量會減少。在另一實施例中，處理電路130可分析對應於心臟週期之非心律不整期間之聲音信號的間隔，且不分析對應於心臟週期之心律不整期間之聲音信號的間隔，以便決定瘻管狹窄的程度。這是因為在心臟週期之心律不整期間，瘻管聲音信號可能不足以能對瘻管狹窄進行好的判斷。換言之，當判斷瘻管狹 窄的程度時，對應於心律不整期間之聲音信號的部分可以被忽略。
第3A圖係顯示根據本發明一實施例所述之生理信號SECG以及聲音信號SFISTULA之間的關係示範例。同時參考第1圖與第3A圖，處理電路130會從生理信號感測器110得到生理信號SECG並從聲波接收器120得到聲音信號SFISTULA，其中生理信號SECG為心電圖導聯信號。處理電路130會分析生理信號SECG以得到使用者之部分心臟週期之舒張階段Pd以及收縮階段Ps。接著，處理電路130會根據心臟週期之舒張階段Pd以及收縮階段Ps而將聲音信號SFISTULA劃分成複數間隔301A-309A。例如，對應於心臟週期之收縮階段Ps的每一間隔301A、303A、305A、307A與309A，以及對應於心臟週期之舒張階段Pd的每一間隔302A、304A、306A與308A。對對應於間隔301A、303A、305A、307A與309A之聲音信號SFISTULA來說，處理電路130會使用第一演算法來分析聲音信號SFISTULA。對對應於間隔302A、304A、306A與308A之聲音信號SFISTULA來說，處理電路130會使用第二演算法來分析聲音信號SFISTULA。在此實施例中，對應於間隔301A、303A、305A、307A與309A之聲音信號SFISTULA可視為聲音信號SFISTULA的第一部分，而對應於間隔302A、304A、306A與308A之聲音信號SFISTULA可視為聲音信號SFISTULA的第二部分。處理電路130亦可只對聲音信號SFISTULA的第一部分進行分析，而忽略聲音信號SFISTULA的第二部分。根據分析的結果，處理電路130可判斷出瘻管狹窄的程度。
第3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之生理信 號SPPG以及聲音信號SFISTULA之間的關係示範例。同時參考第1圖與第3B圖，處理電路130會得到來自生理信號感測器110的生理信號SPPG以及來自聲波接收器120的聲音信號SFISTULA，其中生理信號SPPG為光體積變化描記圖信號。相似地，處理電路130會對生理信號SPPG進行分析以得到使用者之心臟週期的舒張階段Pd以及收縮階段Ps。接著，根據心臟週期的舒張階段Pd以及收縮階段Ps，處理電路130會將聲音信號SFISTULA劃分成複數間隔。處理電路130會對聲音信號SFISTULA進行分析，以得到使用者之瘻管狹窄的程度。例如，對對應於間隔301B、303B、305B、307B以及309B的聲音信號SFISTULA而言，處理電路130會使用第一演算法來分析聲音信號SFISTULA。對對應於間隔302B、304B、306B以及308B的聲音信號SFISTULA而言，處理電路130會使用第二演算法來分析聲音信號SFISTULA。在此實施例中，對應於間隔301B、303B、305B、307B以及309B的聲音信號SFISTULA可以視為聲音信號SFISTULA的第一部分，而對應於間隔302B、304B、306B以及308B之聲音信號SFISTULA可以視為聲音信號SFISTULA的第二部分。處理電路130亦可只對聲音信號SFISTULA的第一部分進行分析，而不對聲音信號SFISTULA的第二部分進行分析。根據分析結果，處理電路130可判斷出瘻管狹窄的程度。
第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置400。裝置400包括生理信號感測器410、聲波接收器420、處理電路430、藍牙模組440以及天線450。生理信號感測器410為心電圖信號感測器，用以提供生理 信號SECG，而生理信號感測器410包括兩電極411A與411B、右腳驅動(right leg drive，RLD)電極412、右腳驅動放大器414以及心電圖導聯信號產生器490。需注意，右腳驅動電極412和右腳驅動放大器414可以是非必要的，且可以在某些適當的場合被移除。心電圖導聯信號產生器490包括儀表放大器(instrumentation amplifier，IA)413、濾波器415以及類比對數位轉換器(ADC)416。當裝置400接觸使用者時，儀表放大器413會接收到來自電極411A的皮膚電壓信號IN1以及來自電極411B的皮膚電壓信號IN2，並放大皮膚電壓信號IN1與IN2之間的差異，以提供信號S1。在此實施例中，電極411A與411B係用來接收來自使用者之第一標準肢導聯(first standard limb lead)之生理信號。第一標準肢導聯係從使用者的右臂至左臂，且亦稱為Lead-I信號。生理信號感測器410可以量測在左臂與右臂上之電極411A與411B之間的電位差。在一實施例中，儀表放大器413更提供皮膚電壓信號IN1與IN2的平均電壓IN_AVG至右腳驅動放大器414。右腳驅動放大器414會放大平均電壓IN_AVG，以提供信號SRLD至右腳驅動電極412，其中信號SRLD為使用者身體的共模電壓。接著，濾波器415會對信號S1進行濾波以提供信號S2。類比對數位轉換器416會將信號S2轉換成生理信號SECG。
在第4圖中，聲波接收器420可當作聽診器，用於收集血流的聲音，例如使用者的皮下瘻管，以提供聲音信號SFISTULA。聲波接收器420包括輸入介面421、放大器422、濾波器423、緩衝與偏壓單元424、輸出介面425以及類比對數位轉 換器426。輸入介面421可以是麥克風、聽診頭(auscultation head)或是隔膜(diaphragm)，其中當輸入介面421接觸使用者之皮膚表面時，輸入介面421能接收到來自使用者之瘻管的血流聲音，以便提供信號S3。在一實施例中，麥克風係具有高靈敏度以及較佳頻率響應的電容式麥克風，以便得到好的聲音品質。在另一實施例中，電容式麥克風可以設置在隔膜的後方。放大器422會將信號S3進行放大，以提供信號S4。濾波器423會對信號S4進行濾波以提供信號S5。輸出介面425可以是揚聲器或是耳機插孔，用以播放瘻管的血流聲音。緩衝與偏壓單元424會接收信號S5，並根據輸出介面425的類型而提供信號S6至輸出介面425。再者，緩衝與偏壓單元424亦可根據所接收的信號S5而提供信號S7。類比對數位轉換器426會將信號S7轉換為聲音信號SFISTULA。在接受到生理信號SECG以及聲音信號SFISTULA之後，處理電路430會根據生理信號SECG以及聲音信號SFISTULA而得到瘻管狹窄的程度。處理電路430會根據生理信號SECG而得到生理資訊，以及處理電路430會根據生理資訊來識別聲音信號SFISTULA的第一部分以及聲音信號SFISTULA的第二部分。
如先前所描述，生理資訊可指示使用者之部份心臟週期的舒張階段及/或收縮階段，或是指示使用者之複數心臟週期的心律不整期間及/或非心律不整期間。例如，聲音信號SFISTULA的第一部分可對應於使用者之心臟週期之收縮階段，而聲音信號SFISTULA的第二部分可對應於使用者之心臟週期之舒張階段。處理電路430會分析聲音信號SFISTULA的至少一 個第一部分，以得到瘻管狹窄的程度。在得到瘻管狹窄的程度之後，處理電路430會經於藍牙模組440以及天線450而提供關於瘻管狹窄的程度的結果至遠端裝置。再者，處理電路430亦可提供生理信號SECG以及聲音信號SFISTULA至遠端裝置。遠端裝置可以是行動裝置(例如智慧手機)、路由器(Hub)或是個人電腦等，且遠端裝置可以傳送關於瘻管狹窄的程度、生理信號SECG以及聲音信號SFISTULA的結果至不同的後端服務(例如行動裝置的應用程式、電腦應用程式或是雲端伺服器)，以供信號處理與判斷。
第5圖係顯示根據本發明另一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置500的示範模型，而第6圖係顯示使用者使用第5圖之裝置500的示意圖。在第5圖中，裝置500包括兩零件：聽診頭510以及方形殼體520。聽診頭510包括隔膜560以及電極環570。在此實施例中，隔膜560為輸入介面(例如第4圖之輸入介面421)，用以當接觸到使用者之皮膚表面時，例如使用者左手臂的皮膚(如第6圖之標號610所顯示)，接收到來自使用者之瘻管的血流聲音。在此實施例中，使用者的瘻管可以是自體動靜脈瘻管或是動靜脈瘻管接枝。再者，電極環570為電極(例如第4圖之電極411A)，用以接收來自使用者所接觸之皮膚表面的第一皮膚電壓信號。方形殼體520包括電極530與540以及耳機插孔550。電極530(例如第4圖之電極411B)可以接收到來自使用者右手臂(如第6圖的標號620所顯示)的第二皮膚電壓信號。再者，電極540(例如第4圖之電極412)可以提供共模電壓供使用者使用(如第6圖的標號630所顯示)。 在此實施例中，裝置500的其他電路係設置在方形殼體520內部，例如第4圖之放大器、濾波器、類比對數位轉換器、處理器以及藍牙模組等。於是，裝置500的處理器會根據血流聲音而得到聲音信號SFISTULA，並根據第一與第二皮膚電壓信號而得到生理信號SECG，其中第一與第二皮膚電壓信號係從使用者的第一標準肢導聯或是Lead-I信號所得到。當使用者握住裝置500時，使用者的右手掌可以同時接觸到電極530與540。再者，當電極環570接觸到使用者的左手掌時，電極530與540以及電極環570會形成迴路，以便得到穩定的單導聯心電圖信號。對遭受心律不整之洗腎患者來說，瘻管的血流聲音在不正常的心律期間會改變。裝置500可以根據生理信號SECG來判斷心律不整病患之心律不整的發生率，並提高演算法的準確度。例如，裝置500的處理器可以濾出對應於心律不整期間之聲音信號SFISTULA，例如不需判斷/分析。在一實施例中，裝置500可根據生理信號SECG來判斷心律不整的類型，並使用對應於該心律不整之類型的演算法來分析聲音信號SFISTULA。
值得一提的是，第5圖之裝置50的使用並不限於第6圖的情況。例如，可將第6圖做個變化以藉由將電極環570接觸使用者之心臟周圍的皮膚，而不是使用電極環570來接觸使用者之左手臂的皮膚。藉由此方式，隔膜560會接收到心跳聲音信號SHEART，而不是瘻管聲音信號SFISTULA。再者，根據由電極環570以及電極530所得到的皮膚電壓，可提供另一心電圖信號SECG_1。電極540仍能提供共模電壓給使用者。第7圖係顯示另一心電圖信號SECG_1以及心跳聲音信號SHEART之間的關係示 範例。可使用心跳聲音信號SHEART來區分心臟週期的舒張階段以及收縮階段，並根據心跳聲音信號SHEART的波形來對複數間隔701-709進行標記。在此例子中，每一間隔701、703、705、707與709係對應於心臟週期之收縮階段Ps，而每一間隔702、704、706以及708係對應於心臟週期之舒張階段Pd。藉由觀察心電圖信號SECG_1以及複數間隔701-709，可確認心電圖信號SECG_1與心臟週期的舒張階段以及收縮階段具有一定的關係。因此，一般而言，藉由分析心電圖信號，可以得到或是區分心臟週期的舒張階段以及收縮階段的間隔。
第8圖係顯示根據本發明另一實施例所述之偵測使用者之瘻管狹窄的裝置800的示範模型。裝置800具有柱狀結構。裝置800包括電極環810、由電極環810所環繞的麥克風820、電極830、右腳驅動電極840、耳機插孔850以及顯示器860，其中電極環810以及麥克風820係設置在裝置800的一側(如第8圖之標號AA所顯示)。不像裝置500，裝置800不包括聽診頭510。此外，裝置800的顯示器860可以顯示使用者的瘻管狹窄之結果。要使用裝置800，可參考第6圖的實施例。例如，使用者可用右手掌握住裝置800而接觸到電極830與右腳驅動電極840，以獲得第一皮膚電壓信號。接著，使用者更可用左手掌來接觸電極環810以及麥克風820，以獲得第二皮膚電壓信號以及來自使用者之瘻管的聲音信號。
根據實施例，洗腎患者可執行居家顧護，以收集瘻管血流聲音和生理信號(例如心電圖、PPG等)。此外，關於瘻管血流聲音之資訊以及生理信號可經由無線傳輸而傳送 至遠端裝置，以進行判別。再者，遠端裝置可經由網路來傳送所接收的資訊至醫院或服務中心，以進一步進行分析的。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中包括通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧裝置
110‧‧‧生理信號感測器
120‧‧‧聲波接收器
130‧‧‧處理電路
140‧‧‧無線模組
150‧‧‧天線
160‧‧‧記憶體
170‧‧‧顯示器

Claims (26)

  1. 一種偵測瘻管狹窄的裝置，包括：一生理信號感測器，用以提供一使用者之一生理信號；一聲波接收器，用以偵測來自上述使用者之一瘻管的聲音，以產生一聲音信號；以及一處理電路，用以根據上述使用者之上述生理信號以及上述聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述處理電路包括：一資訊產生器，根據上述生理信號而得到一生理資訊；一信號分離器，根據上述生理資訊識別出上述聲音信號的一第一部分以及上述聲音信號的一第二部分；以及一信號分析器，分析上述聲音信號的上述第一部分與上述第二部分的至少一者，以得到上述瘻管狹窄程度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中上述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之心臟週期的舒張階段，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用者之心臟週期的收縮階段。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中上述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之一心律不整期間，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用者之一非心律不整期間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述生理信號係一心電圖導聯信號，以及上述生理信號感測器包括： 一第一電極，用以偵測來自上述使用者的一第一皮膚電壓；一第二電極，用以偵測來自上述使用者的一第二皮膚電壓；以及一心電圖導聯信號產生器，耦接於上述第一電極與上述第二電極，用以根據上述第一皮膚電壓與上述第二皮膚電壓而提供上述心電圖導聯信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中上述第一皮膚電壓以及來自上述使用者之上述瘻管的聲音皆由上述使用者的一手臂所提供，以及上述第二皮膚電壓係由上述使用者的另一手臂所提供。
  7. 一種計算裝置，用以偵測瘻管狹窄，包括：一處理電路，包括：一處理器，用以根據一生理信號以及一聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之計算裝置，其中上述處理器執行指令以執行下列步驟：根據上述生理信號，得到一生理資訊；根據上述生理資訊，識別出上述聲音信號的一第一部分以及上述聲音信號的一第二部分；以及分析上述聲音信號的上述第一部分與上述聲音信號的上述第二部分的至少一者，以得到上述瘻管狹窄程度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之計算裝置，其中上述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之心臟週期的舒張階段，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用 者之心臟週期的收縮階段。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之計算裝置，其中上述瘻管狹窄程度係分析上述聲音信號的上述第二部分而得到。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之計算裝置，其中上述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之一心律不整期間，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用者之一非心律不整期間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之計算裝置，其中上述瘻管狹窄程度係分析上述聲音信號的上述第二部分而得到。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之計算裝置，更包括：一輸出單元，用以根據上述瘻管狹窄程度而產生一音頻信號以及一視覺信號之一者。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之計算裝置，更包括：一聲波接收器，用以偵測來自一使用者之一瘻管的聲音，以產生上述聲音信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之計算裝置，更包括：一生理信號感測器，用以提供來自上述使用者之上述生理信號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之計算裝置，其中上述生理信號係一心電圖導聯信號，以及上述生理信號感測器包括：一第一電極，用以偵測來自上述使用者的一第一皮膚電壓；一第二電極，用以偵測來自上述使用者的一第二皮膚電壓；以及一心電圖導聯信號產生器，耦接於上述第一電極與上述第 二電極，用以根據上述第一皮膚電壓與上述第二皮膚電壓而提供上述心電圖導聯信號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之計算裝置，其中上述第一皮膚電壓以及來自上述使用者之上述瘻管的聲音皆由上述使用者的一手臂所提供，以及上述第二皮膚電壓係由上述使用者的另一手臂所提供。
  18. 一種偵測瘻管狹窄的方法，包括：在一計算裝置中，接收一使用者之一生理信號，其中上述生理信號係由一生理信號感測器所提供；接收一聲音信號，其中上述聲音信號係由一聲波接收器偵測來自上述使用者之一瘻管的聲音所產生；以及根據上述使用者之上述生理信號以及上述聲音信號而提供一瘻管狹窄程度。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中上述提供上述瘻管狹窄程度之步驟更包括：根據上述生理信號，得到一生理資訊；根據上述生理資訊，識別出上述聲音信號的一第一部分以及上述聲音信號的一第二部分；以及分析上述聲音信號的上述第一部分與上述第二部分的至少一者，以得到上述瘻管狹窄程度。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中上述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之心臟週期的舒張階段，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用 者之心臟週期的收縮階段。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中上述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之一心律不整期間，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用者之一非心律不整期間。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中上述生理信號係心電圖導聯信號，以及上述生理信號感測器包括：一第一電極，用以偵測來自上述使用者的一第一皮膚電壓；一第二電極，用以偵測來自上述使用者的一第二皮膚電壓；以及一心電圖導聯信號產生器，耦接於上述第一電極與上述第二電極，用以根據上述第一皮膚電壓與上述第二皮膚電壓而提供上述心電圖導聯信號。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中上述第一皮膚電壓以及來自上述使用者之上述瘻管的聲音皆由上述使用者的一手臂所提供，以及上述第二皮膚電壓係由上述使用者的另一手臂所提供。
  24. 一種電腦可讀儲存媒體，具有儲存在內的複數指令，其中當一裝置執行上述指令時，上述裝置執行下列步驟：根據一使用者的一生理信號以及一聲音信號，提供一瘻管狹窄程度。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之電腦可讀儲存媒體，其中上述提供上述瘻管狹窄程度包括：根據上述使用者的上述生理信號，得到一生理資訊； 根據上述生理資訊，識別出上述聲音信號的一第一部分以及上述聲音信號的一第二部分；以及分析上述聲音信號的上述第一部分與上述聲音信號的上述第二部分的至少一者，以得到上述瘻管狹窄程度。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之電腦可讀儲存媒體，其中述聲音信號的上述第一部分係對應於上述使用者之心臟週期的舒張階段，以及上述聲音信號的上述第二部分係對應於上述使用者之心臟週期的收縮階段。
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