TW201601681A - 具有ｍｅｍｓ及心律分析之醫療裝置與其心律分析方法 - Google Patents

Abstract

一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置，其係用以自一受測者之一身體特定部位偵測一脈波訊號及一動作訊號，將脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，以計算及分析一心律資訊，並分析動作訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊，可提供使用者、家屬或專業醫護人員關於受測者之即時心臟狀況。一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置的心律之分析方法亦被提供。

Description

具有MEMS及心律分析之醫療裝置與其心律分析方法

本發明係有關一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置，特別是指一種具有計算及分析心律功能之具有MEMS及心律分析之醫療裝置與其心律分析方法。

隨著社會逐漸邁入高齡化及少子化，老人社區的規劃以及實施已是當前社區發展的一項重要目標。醫院護理人力短缺、交班換班時的忙碌所造成病人生理值監測及紀錄錯誤、手工轉謄生理值紀錄，自動化生理值及心律分析之醫療裝置將可改善這些問題。在醫院以及老人社區的健康照護方面，除了小型電子醫療器材模組可提供血壓、心跳等基本生理值訊號，更需要有一套更完善的生理值監測系統，例如一種具有計算及分析心律不整之具有MEMS及心律分析之醫療裝置。經由每天由照護者進行生理值監測時，根據所使用之醫療器材監測受測者之心跳、血壓、血氧、心電圖或心臟頻譜等生理值訊號，讓照護者能每天追蹤紀錄受測者的健康狀況。

由於一般小型電子醫療器材具有操作容易及攜帶方便之優點，故目前在各大醫院、診所及居家照護中心已經相當普遍，但並無心臟頻譜監測之功能，更無法進一步計算心律不整資訊，對於特殊急需照護的病患或老人社區內要特別看護的老人，無法利用一般小型電子醫療器材針對心臟狀況進行每日定時之監測，如需監測心臟狀況時，需根據醫師診斷並至大醫院進行進一步精密儀器量測。

有鑑於此，因而發展出一種操作方便且具有計算及分析心律功能之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，以提供病人、老人及一般使用者可每日即時監測生理值以及心臟狀況，進而獲得幫助。

本發明之目的之一係在提供一種具有計算及分析心律功能之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，以兼具有原生理值量測功能及心臟頻譜運算之功能，並依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊，並分析一動作訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊。可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供適合的幫助。

本發明目的之一係提出一種心臟脈波、睡眠及運動心律分析方法，藉以依據脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊，並分析一動作訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊。

為了達到上述目的，本發明一實施例之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，用以自一受測者之一身體特定部位偵測一脈波訊號及一動 作訊號而進行分析一心律資訊，該具有MEMS及心律分析之醫療裝置包含：一偵測單元，用以偵測該身體特定部位處於一定時間內之該脈波訊號以及一心跳數；一MEMS動作感測單元，用以偵測該受測者之該動作訊號，該動作訊號可為睡眠時之一睡眠訊號或運動時之一運動訊號；以及一運算處理單元，連接於該偵測單元以及該MEMS動作感測單元，用以將該脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊，並分析該睡眠訊號或該運動訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊；或是依照脈波訊號之頻率變化分析一心律資訊，其原理為判斷單位時間內之脈波次數改變量是否大於特定值。

其中，該MEMS動作感測單元為陀螺儀模組、加速度計模組、磁力計模組或以上之組合，具有動作追蹤與相對方位追蹤之功能。

其中，偵測單元為一指部感應器、趾部感應器、手掌感應器、腳掌感應器、耳部感應器、頭部感應器或是皮膚感應器，其係發射一光訊號至身體特定部位，且接收通過身體特定部位之光訊號，以偵測脈波訊號；偵測單元包含一發射部及一接收部，平行排列或是定位於身體待測部位之兩相對側，利用反射或是直射方式，以發射及接收光訊號，其中，光訊號為綠光、紅光、紅外線或遠紅外線。

其中，該偵測單元為一血氧量測模組、一心跳量測模組、一血壓量測模組、一心電量測模組或以上之組合。

其中，更包含一第二偵測單元連接於該運算處理單元，其中該第二偵測單元為一呼吸量測模組、一體溫量測模組、一人體溼度量測模 組、一人體阻抗量測模組或以上之組合，可偵測不同人體參數值。

其中，該運算處理單元分析該脈波訊號與該睡眠訊號，可分析該受測者熟睡及淺睡之血氧、心跳、血壓或心電訊號，提前預警睡眠猝死的發生。

其中，該運算處理單元分析該脈波訊號與該運動訊號，可分析該受測者運動時之血氧、心跳、血壓或心電訊號，並進一步進行卡路里計算、運動傷害分析或復健分析。

其中，該運算處理單元係將該脈波訊號進行頻譜轉換，以取得該心臟頻譜資訊，並依一預定基準將該心臟頻譜資訊予以正規化，以得到一正規頻譜資訊，之後依據該正規頻譜資訊計算一心律不整資訊。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置更包含一顯示單元，連接於該運算處理單元，用以顯示該脈波訊號、該心跳數、該睡眠訊號、該運動訊號、該心臟頻譜資訊、該熟睡心律資訊、該淺睡心律資訊、該運動心律資訊以及該休息心律資訊其中至少之一。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置更包含一無線傳輸單元連接於該運算處理單元，用於將該脈波訊號、該心跳數、該睡眠訊號、該運動訊號、該心臟頻譜資訊、該熟睡心律資訊、該淺睡心律資訊、該運動心律資訊以及該休息心律資訊其中至少之一無線傳輸至一資料庫。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置更包含一電源單元連接於該偵測單元、該MEMS動作感測單元以及該運算處理單元，用於提供電力，並具有無線充電功能。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置更包含一定位單元 連接於該運算處理單元，用於定位該受測者並取得一位置資訊，該定位單元可透過全球定位系統、手機網路系統或以上之組合進行定位。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置更包含一行動儲存單元連接於該運算處理單元，可暫存資料，並可取下安裝於一外部電子裝置以進行資料傳輸。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置係為單一具有MEMS及心律分析之醫療裝置或是多功能病人監視系統。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置係為一可攜式或穿戴式醫療裝置。

本發明另一實施例之生理值量測裝置，係與一外部電子裝置電性連接以組成一具有MEMS及心律分析之醫療裝置，外部電子裝置對脈波信號進行資料處理、顯示及運算一心臟頻譜圖，並計算一心律資訊。

其中，外部電子裝置將脈波訊號進行頻譜轉換，以取得心臟頻譜資訊，並依一預定基準將心臟頻譜資訊予以正規化，以得到一正規頻譜資訊，而後依據正規頻譜資訊計算一心律資訊。

其中，外部電子裝置可為桌上型電腦或筆記型電腦；或者，外部電子裝置亦可為智慧型手機或PDA。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置係為單一具有MEMS及心律分析之醫療裝置或是多功能病人監視系統。

本發明又一實施例之一種心臟脈波、睡眠及運動心律分析方法，用以自一受測者之一身體特定部位偵測一脈波訊號及一動作訊號而進行分析一心律資訊，該方法包括下述步驟：將該脈波訊號進行頻譜轉換， 以取得一心臟頻譜資訊；偵測該受測者之該動作訊號，該動作訊號可為睡眠時之一睡眠訊號或運動時之一運動訊號；將該脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊；以及分析該睡眠訊號或該運動訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊。

底下藉由具體實施例配合所附的圖示詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10‧‧‧具有MEMS及心律分析之醫療裝置

11‧‧‧偵測單元

12‧‧‧MEMS動作感測單元

13‧‧‧運算處理單元

14‧‧‧電源單元

15‧‧‧第二偵測單元

16‧‧‧無線傳輸單元

17‧‧‧定位單元

18‧‧‧顯示單元

19‧‧‧行動儲存單元

S50,S52,S54,S56‧‧‧步驟

第一圖所示為本發明一實施例之具有MEMS及心律分析之醫療裝置單元電子裝置圖之示意圖。

第二圖所示為本發明一實施例之心臟脈波、睡眠及運動心律分析方法之流程示意圖。

請先參考第一圖，一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置10，用以自一受測者之一身體特定部位偵測一脈波訊號及一動作訊號而進行分析一心律資訊，該具有MEMS及心律分析之醫療裝置10包含：一偵測單元11，用以偵測該身體特定部位處於一定時間內之該脈波訊號以及一心跳數；一MEMS動作感測單元12，用以偵測該受測者之該動作訊號，該動作訊號可為睡眠時之一睡眠訊號或運動時之一運動訊號；以及一運算處理 單元13，連接於該偵測單元11以及該MEMS動作感測單元12，用以將該脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊，並分析該睡眠訊號或該運動訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊；或是依照脈波訊號之頻率變化分析一心律資訊，其原理為判斷單位時間內之脈波次數改變量是否大於特定值。

其中，該MEMS動作感測單元12為陀螺儀模組、加速度計模組、磁力計模組或以上之組合，具有動作追蹤與相對方位追蹤之功能。

接續上述說明，偵測單元11為一指部感應器、趾部感應器、手掌感應器、腳掌感應器、耳部感應器、頭部感應器或是皮膚感應器。偵測單元11係發射一光訊號至身體特定部位，且接收通過身體特定部位之光訊號，以偵測脈波訊號。偵測單元11包含一發射部及一接收部，平行排列或是定位於身體待測部位之兩相對側，利用反射或是直射方式，以發射及接收光訊號，其中，光訊號為綠光、紅光、紅外線或遠紅外線。

其中，該偵測單元11為一血氧量測模組、一心跳量測模組、一血壓量測模組、一心電量測模組或以上之組合。

其中，更包含一第二偵測單元15連接於該運算處理單元13，其中該第二偵測單元15為一呼吸量測模組、一體溫量測模組、一人體溼度量測模組、一人體阻抗量測模組或以上之組合，可偵測不同人體參數值。

其中，該運算處理單元13分析該脈波訊號與該睡眠訊號，可分析該受測者熟睡及淺睡之血氧、心跳、血壓或心電訊號，提前預警睡眠猝死的發生。

其中，該運算處理單元13分析該脈波訊號與該運動訊號，可分析該受測者運動時之血氧、心跳、血壓或心電訊號，並進一步進行卡路里計算、運動傷害分析或復健分析。

其中，該運算處理單元13係將該脈波訊號進行頻譜轉換，以取得該心臟頻譜資訊，並依一預定基準將該心臟頻譜資訊予以正規化，以得到一正規頻譜資訊，之後依據該正規頻譜資訊計算一心律不整資訊。

其中，心臟頻譜係為量測一人體之心臟脈動訊號，並將心臟脈動訊號轉換為頻譜圖，頻域轉換係採用快速傅立葉轉換(fast Fourier transform，FFT)演算法，此頻譜圖一般具有3到5個主頻率波形，第一個主頻率波形頂點為人體之心臟跳動頻率，正常狀況在主頻率波形外並無其他波形(心臟雜訊指數等於0)，若在主頻率波形外，尚出現數個雜亂頻率波形(心臟雜訊指數大於0)，則此人體的心臟狀況為不規則脈動狀態，視為心臟狀況異常，因此心臟頻譜圖及心臟雜訊指數可用來判讀心臟狀況。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10更包含一顯示單元18，連接於運算處理單元13，用以顯示該脈波訊號、該心跳數、該睡眠訊號、該運動訊號、該心臟頻譜資訊、該熟睡心律資訊、該淺睡心律資訊、該運動心律資訊以及該休息心律資訊其中至少之一。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10更包含一無線傳輸單元16連接於該運算處理單元13，用於將該脈波訊號、該心跳數、該睡眠訊號、該運動訊號、該心臟頻譜資訊、該熟睡心律資訊、該淺睡心律資訊、該運動心律資訊以及該休息心律資訊其中至少之一無線傳輸至一資料庫。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10更包含一電源單元14連接於該偵測單元11、該MEMS動作感測單元12以及該運算處理單元13，用於提供電力，並具有無線充電功能。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10更包含一定位單元17連接於該運算處理單元13，用於定位該受測者並取得一位置資訊；該定位單元17可透過全球定位系統、手機網路系統或以上之組合進行定位。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10更包含一行動儲存19單元連接於該運算處理單元13，可暫存資料，並可取下安裝於一外部電子裝置以進行資料傳輸。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10係為單一具有MEMS及心律分析之醫療裝置10或是多功能病人監視系統。

其中，具有MEMS及心律分析之醫療裝置10係為一可攜式或穿戴式醫療裝置。

第二圖所示為本發明一實施例之心臟脈波、睡眠及運動心律分析方法之流程示意圖，包含：將該脈波訊號進行頻譜轉換，以取得一心臟頻譜資訊S50；偵測該受測者之該動作訊號，該動作訊號可為睡眠時之一睡眠訊號或運動時之一運動訊號S52；將該脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊S54；以及分析該睡眠訊號或該運動訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊S56。

依據上述，本發明係增加心臟頻譜量測以及心律分析功能於一般具有MEMS之醫療裝置，並計算心律資訊，如此一般具有MEMS及心律 分析之醫療裝置10利用本發明之計算心律功能，對於平時需照顧及需立刻協助之病患、老人或一般使用者可給予即時之心臟監測資訊。

本發明提出一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置10，對於平時需照顧及需立刻協助之病患、老人或一般使用者，可迅速且確實的判斷心臟狀況，以提供家屬、照護中心、醫院或護士站醫護人員必要之生理資訊。再者，當使用本系統在持續監測病人生理狀況時，如發現病人心臟頻譜異常時，陪同人員可第一時間詢問病人身體狀況，如有不適，則可以至各大醫院安排進一步的心臟檢查。

綜合上述，本發明提供一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置10與一種心臟脈波、睡眠及運動心律分析方法，其係兼具有原量測功能、心臟頻譜量測之功能及計算心律功能。可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供適合的幫助。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧具有MEMS及心律分析之醫療裝置

11‧‧‧偵測單元

12‧‧‧MEMS動作感測單元

13‧‧‧運算處理單元

14‧‧‧電源單元

15‧‧‧第二偵測單元

16‧‧‧無線傳輸單元

17‧‧‧定位單元

18‧‧‧顯示單元

19‧‧‧行動儲存單元

Claims (10)

1. 一種具有MEMS及心律分析之醫療裝置，用以自一受測者之一身體特定部位偵測一脈波訊號及一動作訊號而進行分析一心律資訊，該具有MEMS及心律分析之醫療裝置包含：一偵測單元，用以偵測該身體特定部位處於一定時間內之該脈波訊號以及一心跳數；一MEMS動作感測單元，用以偵測該受測者之該動作訊號，該動作訊號可為睡眠時之一睡眠訊號或運動時之一運動訊號；以及一運算處理單元，連接於該偵測單元以及該MEMS動作感測單元，用以將該脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊，並分析該睡眠訊號或該運動訊號且取得一熟睡心律資訊、一淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊。
2. 如請求項1所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，其中該偵測單元為一血氧量測模組、一心跳量測模組、一血壓量測模組、一心電量測模組或以上之組合。
3. 如請求項1所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，更包含一第二偵測單元連接於該運算處理單元，其中該第二偵測單元為一呼吸量測模組、一體溫量測模組、一人體溼度量測模組、一人體阻抗量測模組或以上之組合。
4. 如請求項2所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，其中該運算處理單元分析該脈波訊號與該睡眠訊號，可分析該受測者熟睡及淺睡之血氧、心跳、血壓或心電訊號，提前預警睡眠猝死的發生。
5. 如請求項2所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，其中該運算處理單元分析該脈波訊號與該運動訊號，可分析該受測 者運動時之血氧、心跳、血壓或心電訊號，並進一步進行卡路里計算、運動傷害分析或復健分析。
6. 如請求項1所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，其中該運算處理單元係將該脈波訊號進行頻譜轉換，以取得該心臟頻譜資訊，並依一預定基準將該心臟頻譜資訊予以正規化，以得到一正規頻譜資訊，之後依據該正規頻譜資訊計算一心律不整資訊。
7. 如請求項1所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，更包含一無線傳輸單元連接於該運算處理單元，用於將該脈波訊號、該心跳數、該睡眠訊號、該運動訊號、該心臟頻譜資訊、該熟睡心律資訊、該淺睡心律資訊、該運動心律資訊以及該休息心律資訊其中至少之一無線傳輸至一資料庫。
8. 如請求項1所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，更包含一電源單元連接於該偵測單元、該MEMS動作感測單元以及該運算處理單元，用於提供電力，並具有無線充電功能。
9. 如請求項1所述之具有MEMS及心律分析之醫療裝置，更包含一定位單元連接於該運算處理單元，用於定位該受測者並取得一位置資訊。
10. 一種心臟脈波、睡眠及運動心律分析方法，用以自一受測者之一身體特定部位偵測一脈波訊號及一動作訊號而進行分析一心律資訊，該方法包括下述步驟：將該脈波訊號進行頻譜轉換，以取得一心臟頻譜資訊；偵測該受測者之該動作訊號，該動作訊號可為睡眠時之一睡眠訊號或運動時之一運動訊號；將該脈波訊號進行頻譜計算且取得一心臟頻譜資訊，依據該心臟頻譜資訊分析該心律資訊；以及分析該睡眠訊號或該運動訊號且取得一熟睡心律資訊、一 淺睡心律資訊、一運動心律資訊或一休息心律資訊。