TW201620441A - 心電圖訊號處理 - Google Patents

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TW201620441A TW104127019A TW104127019A TW201620441A TW 201620441 A TW201620441 A TW 201620441A TW 104127019 A TW104127019 A TW 104127019A TW 104127019 A TW104127019 A TW 104127019A TW 201620441 A TW201620441 A TW 201620441A
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Abstract

本發明揭露一種心電圖(ECG)訊號處理技術。ECG訊號可作識別，其中，ECG訊號是受到基線漂移雜訊所影響。可對受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號執行訊號處理，以便判定受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號中之個別波形的開始時間及結束時間。ECG訊號中之個別波形的特徵可以被擷取出，其中，該等特徵表示一或多個心臟功能度量。

Description

心電圖訊號處理
本文內所揭述之技術一般係有關穿戴式電子裝置。
近年來，穿戴式科技(例如，智慧型手錶及智慧型眼鏡)的普及性已有成長。穿戴式科技可包括併合電腦與電子科技之衣物或配件。除了令使用者賞心悅目外，穿戴式科技尚可執行多樣有利於使用者之功能。例如，穿戴式科技可以針對穿戴穿戴式科技之使用者提供健康監視與健康度量、音樂聆賞、全球定位系統(GPS)功能、活動追蹤、電話服務、網際網路瀏覽、等等。
110‧‧‧心電圖訊號
120‧‧‧雜訊心電圖訊號
210‧‧‧心電圖波形
600‧‧‧系統
602‧‧‧穿戴式裝置
604‧‧‧感測器
606‧‧‧特徵擷取模組
608‧‧‧心臟功能度量模組
610‧‧‧顯示器
612‧‧‧使用者
700‧‧‧系統
710‧‧‧穿戴式裝置
712‧‧‧感測器
720‧‧‧計算裝置
722‧‧‧特徵擷取模組
724‧‧‧心臟功能度量模組
730‧‧‧顯示器
740‧‧‧使用者
900‧‧‧系統
910‧‧‧穿戴式感測器
920‧‧‧計算裝置
922‧‧‧特徵擷取模組
924‧‧‧心臟功能度量模組
930‧‧‧顯示器
本發明之特徵及優點可從文後之詳細說明連同附圖中而獲得瞭解，其配合舉例說明本發明之特徵，及其中：圖1A繪示根據範例之實質上無雜訊心電圖(ECG)訊號；圖1B繪示根據範例之雜訊心電圖(ECG)訊號； 圖2繪示根據範例之心電圖(ECG)波形之各種特徵；圖3係方塊圖，繪述根據範例對雜訊心電圖(ECG)訊號執行之訊號處理技術；圖4A繪示根據範例之無雜訊校正過的心電圖(ECG)訊號；圖4B繪示根據範例之雜訊校正過的心電圖(ECG)訊號；圖5繪示根據範例從心電圖(ECG)訊號波形擷取出之各種波峰位置；圖6繪示根據範例之穿戴式裝置，其可操作成從雜訊心電圖(ECG)訊號擷取出特徵及基於特徵以判定心臟功能度量；圖7繪示根據範例之穿戴式裝置，其可操作成測量心電圖(ECG)訊號及將ECG訊號通訊至計算裝置，用以從ECG訊號擷取特徵；圖8說明根據範例之穿戴式裝置之電路功能可操作成判定受驗者之心臟功能度量；圖9說明根據範例之系統可操作成使用訊號特徵偵測受驗者之心臟功能度量；圖10說明根據範例之處理心電圖(ECG)訊號之方法之流程圖；及圖11繪示根據範例之無線裝置之概略圖。
請即參閱揭示之示範性實施例，且特定語言在此用於描述相同事項。應該瞭解的是技術範圍並非由此限制。
【發明內容及實施方式】
在揭露及說明本發明之特定實施例之前，應該瞭解本發明並不限於諸實施例，包括本文內所述之特定結構、過程步驟、或材料，而是應延伸至相關領域中習於此技術者瞭解之其等效技術。同時應該瞭解本文內所用之術語僅為了描述特定範例之目的且不欲作為限制。不同圖式中之相同參考編號代表相同元件。流程圖及製程中所提供之數字的提供在於使揭示步驟及操作上清楚明確，且無須指明特定次序或順序。
使用在本說明書及文後之申請專利範圍時，單數形式「一」、「一」及「該」包括複數，除非文內另有明確陳述。因此，例如「一感測器」包括複數個這樣的感測器。
使用在本文時，術語「基線漂移」、「基線漂移雜訊」及「雜訊」可以互換使用且視為因心臟功能(cardiac function)以外的原因所致而由ECG感測器接收之訊號變化，或訊號變化所致之影響。許多因素會導致或造成基線漂移，像是訊號中斷或干擾，例如受驗者與感測器之間的接觸不良或變化(亦即，改變)、體液存在(亦即，汗水)、或來自周遭電源的電干擾，例如電源線。
本說明書全文中參考之「範例」意指相關於範例所述之特定特性、結構、或特徵係包括在本發明之至少一實施例中。因此，片語「範例」或「實施例」在本說明書全文內多處出現並不需要全視之為同一個實施例。
使用在本文時，為了方便，複數物件、結構元件、組成元件、及/或材料可提供於共同列表中。惟，這些表列應該解釋成列表之各構件係個別視為各自且唯一之構件。因此，在其出現於共同群組而無相反跡象之基礎上，實際上這些表列沒有一個別構件可視為相同表列之任意其他構件之同等物。此外，本發明之各種實施例及範例在此可視為伴隨著其各種組件之替代型式。應該瞭解的是諸實施例、範例、及替代型式實際上並不解釋成彼此同等，而是應視為本發明之各別及自主表示。
再者，所述之特性、結構、或特徵可以在一或多個實施例中依適當方式來予以組合。在文後之說明中提供許多特定細節，例如布局、距離、網路範例、等等，以提供本發明實施例之徹底瞭解。惟，相關領域中習於此技術者應該瞭解本技術可以在沒有諸特定細節或其他方法、組件、布局、等等下仍可予以實施。在其他情況中，習知結構、材料、或操作並不作詳細揭示或說明，以避免模糊本發明之態樣。
在本說明書中，「包含」、「包含有」、「含有」、及「具有」及類似者可有美國專利法賦與之意義且意指「包括」、「包括有」及類似者，且實質上應以開放式用語來予以解釋。術語「組成」或「組成有」為封閉式用語，且僅包括與相關諸詞所明確列示之組件、結構、步驟、等，以及其可有美國專利法賦與之意義。「主要組成」或「主要組成有」實質上具有美國專利法賦與之意 義。特別是，諸術語實質上為封閉式用語，除非是涵括實質上不影響相關使用之物件之基本與新穎特徵或功能的附加術語、材料、組件、步驟、或元件。例如，出現在一成分中但是不影響成分性質或特徵之微量元素若出現在「主要組成有」語言中即獲允許，即使其並未在該術語之後引用於物件表列中。當使用開放式用語時，像是「包含」或「包括」，應該瞭解的是，若有明確陳述，則其亦直接支持應提供於「主要組成有」語言以及「主要組成」語言，反之亦然。
說明及申請專利範圍內之術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」、等，若有的話，其係用於相似元件之間的區別且不需要描述特定順序或依年代次序。應該瞭解的是依此使用之任意術語可在適當環境下互換，以致使本文內所述之實施例例如可依文內所述者以外之順序操作。相似地，若一方法在此揭述成包含一系列步驟，則本文內提出之諸步驟之次序不必然為可執行的唯一次序，所述之步驟某些可以刪略及/或本文未揭述之某些其他步驟可以附加到該方法。
使用在本文時，術語「實質上」是指動作、特徵、性質、狀態、結構、條件、或結果之完全或幾乎完全範圍或程度。例如，「實質上」圍封之物件意指物件完全被圍封或幾乎完全被圍封。在一些情況中，絕對完成性引申之容許度可視特定內文而定。惟，一般而言若取得絕對及總完成，完成之接近度可以有相同的整體結果。當以否定內涵 指稱欠缺動作、特徵、性質、狀態、結構、條件、或結果之完全或幾乎完全時，「實質上」之用法同樣適用。例如，「實質上沒有」顆粒之組成可能完全沒有顆粒，或幾乎完全沒有顆粒，等同於完全沒有顆粒。換句話說，「實質上沒有」某成分或元素之組成實際上仍可能含有此物件，只要沒有可測量之結果即可。
使用在本文時，術語「大約」係藉由提供一給定值為「略高於」或「略低於」端點而使用以對數值範圍端點提供靈活性。除非另有說明，依據特定數量或數值範圍之術語「大約」的使用也應該瞭解是對不具術語「大約」之諸多個物件或範圍提供支援。例如，為了方便及簡要，「大約50埃至大約80埃」之數值範圍也應該瞭解是對「50埃至80埃」之範圍提供支援。再者，應該瞭解的是在本說明書中對於實際數值範圍之支援甚至在使用術語「大約」時亦提供。例如，「大約」30的引用應解釋成不僅是對略高或略低於30之值提供支援，對於實際數值30亦然。
示範性實施例
技術實施例之初步概述係提供於後且特定之技術實施例被進一步詳述於後。此初步概述是為了幫助審讀者較快瞭解本技術，而並非用來識別本技術之關鍵特徵或主要特徵，亦非用來限制申請專利標的之範疇。
穿戴式計算裝置包括智慧型手錶、健身裝置、等等， 供使用者監視心率及身體活動。心電圖(ECG)即一經常在穿戴式及行動計算裝置中測量之生理訊號。ECG為長時間測量之心臟電性活動記錄。ECG可以識別由心臟中之心臟組織極化與去極化所產生之電性脈衝，並將電性脈衝轉變成ECG訊號。ECG訊號隨後被用來測量心跳速率及規律、心室大小及位置、對心臟的傷害出現、心臟之某一區域對於心臟電性活動的幫助是否比所預期者多或少、等等。ECG訊號的測量可被使用在廣大範圍的應用上，例如心臟監視、生理特徵證明、體適能、及壓力情緒模型。
ECG訊號可以透過連接於使用者之穿戴式裝置上的感測器來予以測量。換句話說，使用者之ECG可以使用附接於使用者皮膚之電極來予以測量。訊號處理技術可用以從ECG訊號中擷取出有利參數。ECG訊號之各種特性或特徵可被識別及解讀，以利分類使用者之心臟狀態。例如，ECG訊號之某些特性可指示常態ECG、異常ECG、出現心律不整、等等。
圖1A繪示示範性心電圖(ECG)訊號110。ECG訊號110可代表使用者心臟之電性活動。ECG訊號110可被表示為在一段時間期間(單位為秒)之電壓(單位為毫伏)。ECG訊號110可以使用附接於使用者身體之穿戴式裝置(具有一感測器)來予以測量。ECG訊號110可包括複數個呈週期性或非週期性質之個別波形。例如，ECG訊號110中之各個波形可具有一啟始位置及一結束位置。此外，ECG訊號110中之各個波形可包括一尖峰(亦稱為R波 峰)。圖1A中所示之ECG訊號110未受雜訊所影響(例如，基線漂移雜訊)。
圖1B繪示示範性之雜訊心電圖(ECG)訊號120。例如，ECG訊號120會受基線漂移雜訊所影響。受基線漂移雜訊所影響之ECG訊號120可呈正弦波形。基線漂移雜訊可由ECG感測器(或電極)與使用者皮膚之間的接觸不良所引起。此外，接觸不良可因患者發汗或ECG感測器移動(例如，當ECG正進行測量時使用者移動)所致皮膚與ECG感測器之間的接觸壓力變化而發生。基線漂移雜訊的存在可在ECG訊號120中造成低頻振盪且因此，ECG訊號120中之個別波不再有同一條參考軸線。雜訊ECG訊號120之各種特性或特徵會因為雜訊ECG訊號失真(亦即，基線漂移雜訊)而無法識別。結果，使用者之ECG是否正常、異常、等等即因ECG訊號有雜訊而難以判定。
其他問題也可會從ECG訊號120中之基線漂移雜訊而產生。ECG訊號120中之中間波形係因通過整個ECG訊號之變動參考軸線而難以偵測。具判定性之測量很可能含在ECG訊號120的這些未偵測或部分偵測之中間波形內，因此可能導致使用者之心臟狀態錯誤解讀。在一個範例中，從雜訊ECG波形自動擷取資訊或參數愈形複雜，因為需要增加訊號處理技術以去除ECG訊號120中之基線漂移雜訊。當穿戴式裝置持續運作感測應用時，複雜之訊號處理技術即不利地衝擊到穿戴式裝置之電池壽命。此缺點對於牽涉到多線或多條式ECG測量之應用卻會被放 大。此外，多個應用牽涉到即時反應(例如，物理治療運動監視、心臟監視)且使用複雜技術消除ECG訊號120雜訊可能不切實際。
圖2繪示在一示範性心電圖(ECG)波形210中之各種特徵。ECG訊號可以是在一段時間期間之心臟活動的電性表現。ECG波形210可包括一P波、一R波、一QRS複合波、T波、等等。用來解讀ECG波形210之時域特徵可包括波內參數(例如，在一給定ECG波形內之特徵)或波間參數(例如，在連續ECG波形之間的特徵)。ECG訊號中之各波形可包括一啟始時間、一結束時間、及一R波峰。波內(intra-wave)特徵可包括ECG訊號之不同段之間的波幅及時間間隔(例如，PR間隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、等等)。波間(inter-wave)參數可包括ECG訊號中之連續波形之間的時間間隔。總數上，可評估超過40個時域特徵，以利準確解讀ECG訊號。
ECG波形210中之特徵可包括但是不限定的有RR間隔、PR間隔、PR段、QRS複合波、J點、ST段、ST間隔、及QT間隔。持續時間大約0.6秒至1.2秒之RR間隔可以是一R波與下一R波之間的間隔。持續時間大約120毫秒至200毫秒之PR間隔可以從P波之開始測量到QRS複合波之開始。持續時間大約50毫秒至120毫秒之PR段可連接P波與QRS複合波。持續時間大約80毫秒至120毫秒之QRS複合波可以反映心臟之左右心室之快速去極化。J點代表示QRS複合波結束且ST段開始之點。持續 時間大約320毫秒之ST段可以從J點測量到T波之結束。QT間隔可以從QRS複合波之開始測量到T波之結束。
在一個範例中，可基於ECG波形210之特徵來做成使用者心臟狀態之推論。例如，縮短之QT間隔或延長之QT間隔表示血鉀過高或某些基因異常。平坦或反向之T波表示冠狀動脈供血不足、低血鈣、等等。超急性T波表示急性心肌梗塞。與使用者心臟狀態相關之多個其他推論可基於ECG波形210之各種特徵來加以判定。
如本文內所述，一項新穎的技術可以直接對雜訊ECG訊號執行擷取特徵，不需要複雜之處理或錯誤校正。ECG訊號可分成兩個步驟來加以處理：(1)偵測雜訊ECG訊號(亦即，受到基線漂移雜訊破壞或失真之ECG訊號)之個別波形及其各自位置且不錯失任何波形；及(2)一旦偵測到個別波形之位置時，特徵擷取技術可直接施加於原始雜訊ECG訊號。本文內所述之新穎技術可以改善既複雜且對穿戴式應用實施上為一大挑戰的習知ECG訊號消除雜訊技術。本文內所述之新穎技術可以從雜訊ECG訊號擷取資訊，對於ECG訊號不致增加額外雜訊或失真。此外，本文內所述之新穎技術極適用於在穿戴式裝置上操作之連續式感測應用。
圖3為方塊圖300，繪示對雜訊心電圖(ECG)訊號執行之示範性訊號處理。雜訊ECG訊號實質上具有變動之參考軸線，且因此，雜訊ECG訊號中之波幅無法被準確 測量。訊號處理可對雜訊ECG訊號執行，以利偵測雜訊ECG訊號中之個別特徵波形及相關聯波形位置。特徵可以基於波形位置，針對雜訊ECG訊號中之各個別波形擷取。換句話說，特徵可以基於每一個波來加以偵測。
在步驟310，識別雜訊ECG訊號(例如，具有基線漂移雜訊之ECG訊號)。雜訊ECG訊號可以透過穿戴式裝置上之感測器來予以測量。在步驟320，從雜訊ECG訊號計算出移動平均值。雜訊ECG訊號之移動平均值(亦稱為移動平均)可以是由第一樣本開始之樣本集之平均值。移動平均值中之下一個元素可以使用相同樣本數從第二樣本開始，等等。換句話說，計算移動平均值牽涉到產生一資料集之不同子集之一列平均值。移動平均值之第一元素可以藉由採取資料集之一初始固定子集之平均值而取得。接著子集可以藉由「前移」變更，亦即，排除了資料集之第一數字。新的數字子集因此產生且平均值可針對新的數字子集判定。此過程可在整個資料集上重覆。
在步驟330，移動平均值可從雜訊ECG訊號中去除或減去，以利校正過的雜訊ECG訊號。移動平均值對應於雜訊ECG訊號之低頻基線漂移。因此，從ECG訊號中去除移動平均值可造成直流(DC)偏移值從ECG訊號之各個別波形中被去除。DC偏移值之去除則產生實質上無雜訊之ECG訊號(如圖4B中所示)。已校正使得基線漂移雜訊實質上被去除之雜訊ECG訊號可以視為校正過的ECG訊號。
在步驟340，偵測校正過的ECG訊號中最突出之波峰(例如，R波峰)及各R波峰之波峰位置。R波峰可以是ECG訊號中各個別波形之標記。在一個組態中，R波峰位置可以使用定義的臨限值而從校正ECG訊號中被偵測出。例如，可以識別具有峰值較高於定義的臨限值(例如，70%)的ECG訊號之區段。ECG訊號中的這些區段各者之最大值即可識別，其中，最大值表示R波峰位置。因此，校正過的ECG訊號中各個別波形之R波峰位置可被偵測作為時間函數。就非限制性範例而言，校正過的ECG訊號中之第一R波峰位置在0.8秒處，校正過的ECG訊號中之第二R波峰位置在1.65秒處，等等。
在步驟350，特徵擷取可使用在校正過的ECG訊號中識別的R波峰位置施加於原始ECG訊號上(亦即，受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號)。換句話說，由於校正過的ECG訊號中之失真，校正過的ECG訊號(亦即，雜訊校正過的之ECG訊號)無法用於進一步處理。反而是，偵測到的R波峰位置及原始雜訊ECG訊號可用於特徵擷取。校正過的ECG訊號中之已知R波峰位置(例如，第一R波峰位置在0.8秒處，第二R波峰位置在1.65秒處，等等)在時間上係對應於雜訊ECG訊號中之R波峰位置。換句話說，在雜訊ECG訊號中，第一R波峰位置亦在0.8秒處，第二R波峰位置亦在1.65秒處，等等。
在步驟360，ECG特徵(例如，波間波內時間間隔、振幅、振幅比、等等)可針對雜訊ECG訊號中之各個別波 形識別。因為R波峰位置在雜訊ECG訊號中為已知，雜訊ECG訊號中之其他波間隔(例如，P波、T波)即可基於R波峰位置而針對各個別波形判定。如上所述，P波可在R波之前先發生於ECG波形中，且T波可在R波之後才發生於ECG波形中。針對各P波及T波，可以判定開始值及偏移值。開始值可視為P波或T波之開始。偏移值則可視為P波或T波之結束。開始值及偏移值可以藉由識別雜訊ECG訊號中之個別波形緊隨於R波峰右側(亦即，針對T波)及緊隨於R波峰左側(亦即，針對P波)的斜率變化來加以判定。斜率變化可以是正或負。在一個範例中，開始值及偏移值可以基於指示出ECG訊號之個別波形內最大斜率變化的位置來加以偵測。在一個組態中，ECG訊號之個別波形中的斜率變化可以依據已知的近似時間範圍而看出。例如，Q波峰在P波峰之後大約200毫秒發生，R波峰在Q波峰之後大約800毫秒發生，等等。若未偵測到斜率變化，雜訊ECG訊號中之該個別波形可被歸類為異常。
在步驟370，可以使用局部基線來識別雜訊ECG訊號之各個別波形中的波峰(例如，P波峰及T波峰)。換句話說，基線可以針對雜訊ECG訊號中之各個別波形而局部化。在一個範例中，包括在個別波形中之一波(例如，P波)的開始值或偏移值可以使用作為一局部參考軸線。大致上，用於一雜訊ECG訊號之參考軸線可能不正確，例如因為ECG訊號之振幅可能因基線漂移雜訊而移動一偏 移值。因此，一波開始或偏移(例如，P波開始、T波偏移)之振幅，或者，一波峰之振幅(例如，P波峰之振幅)，可以針對雜訊ECG訊號中之特別波形設定為局部參考。R波、T波等之振幅可關於局部參考而測量。換句話說，當判定雜訊ECG訊號之個別波形中之各種波的振幅(及波峰)時，一共同參考基礎可被使用於個別波形中。雜訊ECG訊號中之其他波形可以使用不同的局部參考。針對雜訊ECG訊號中之所有波形時不使用唯一參考，局部參考反而可以就各個別波形而設定。在一些範例中，用於各ECG波形之局部參考可以使用斜率技術來予以識別(亦即，設定局部參考用之開始值可以基於個別波形中之斜率變化而判定)。
在步驟380，像是波間隔及各波間隔之持續時間的特徵皆可針對雜訊ECG訊號中之各個別波形來予以判定。針對雜訊ECG訊號中之各個別波形，波間隔可以關於局部參考來判定。此外，針對雜訊ECG訊號中之各個別波形，波峰值可以關於局部參考來予以識別。例如，P波峰、T波峰等之波峰值即可針對ECG訊號中之各個別波形來予以判定。
基於波間隔及波峰值，各種特徵可以從雜訊ECG訊號之各個別波形中被擷取出。例如，PR間隔、R-R間隔、QT段等可以從雜訊ECG訊號被擷取出。各擷取特徵代表心臟功能度量，例如心房去極化、心室極化或去極化等。這些生理現象可以在ECG波形中直接反映成波峰、 波起始(wave onset)、波偏移、波間隔等之組合型態。
圖4A繪示無雜訊校正之示範性心電圖(ECG)訊號。換言之，ECG訊號受基線漂移雜訊所影響。受基線漂移雜訊所影響的ECG訊號係呈正弦波形。此外，雜訊ECG訊號可包括複數個未偵測之訊號波峰(例如，未偵測之R波峰)。
圖4B繪示雜訊校正後之示範性心電圖(ECG)訊號。 在執行基線漂移校正後(亦即，DC偏移校正或去除)，雜訊ECG訊號中先前未偵測之R波峰現在可對ECG波形中之其他R波峰指示出可比較之值。換句話說，偵測到之R波峰可在校正過之ECG波形中顯現。
圖5繪示從心電圖(ECG)波形擷取出之各種特徵。圖5中所示之ECG波形可以是ECG訊號中之複數個ECG波形的其中之一。ECG波形可包括R波峰、S波峰、T波峰、Q波峰及P波峰。R波峰之位置可以在從雜訊ECG訊號去除DC偏移值時被判定。斜率變化可用以偵測ECG波形中之波起始及波偏移。欲偵測波峰值時，局部最大值或最小值可以從R波峰開始之特定時間範圍內被識別。例如，緊接在R波峰右側之斜率變化可以被識別，以利於識別S波峰。特別是，緊接在R波峰右側之最大斜率變化可以指示出S波峰之存在。舉例而言，S波峰可位於從R波峰前進0.07秒時間處。相似地，T波峰可以基於斜率變化被識別於S波峰右側。舉例而言，T波峰可位於從S波峰前進0.2秒時間處。在一個範例中，緊接在R波峰左側之 斜率變化可以被識別，以利於識別Q波峰。特別是，緊接在R波峰左側之最大斜率變化可以指示出Q波峰之存在。舉例而言，Q波峰可位於從R波峰退回0.08秒時間處。相似地，P波峰可以基於斜率變化被識別於Q波峰左側。舉例而言，P波峰可位於從Q波峰退回0.2秒時間處。
圖6繪示示範性系統600，包含穿戴式裝置602，穿戴式裝置可操作成從雜訊心電圖(ECG)訊號擷取出特徵及基於特徵而判定心臟功能度量。穿戴式裝置602包括感測器604、特徵擷取模組606及心臟功能度量模組608。感測器604經由附接於使用者612皮膚之電極而附接於使用者。因此，穿戴式裝置602可透過感測器604來長時間測量使用者心臟之電性活動。大致上，各種特徵皆可從測量之ECG訊號中擷取出(例如，ECG訊號中之個別波形之振幅及時間間隔)。從ECG訊號中擷取出之特徵可以推論使用者心臟是否正常、異常、等等。
在一個組態中，在感測器604測量到的ECG訊號會受雜訊影響，像是基線漂移雜訊。因此，訊號處理可以對雜訊ECG訊號執行且此時特徵即可擷取用於雜訊ECG訊號中之個別波形。特徵擷取模組606計算雜訊ECG訊號之移動平均值。雜訊ECG訊號之移動平均值可以是由第一樣本開始的樣本集之平均值。移動平均值中之下一元素可以使用相同樣本數從第二樣本開始，等等。特徵擷取模組606可以從雜訊ECG訊號中去除移動平均值，以取得 實質上無雜訊之校正過的ECG訊號。換句話說，直流(DC)偏移值可從雜訊ECG訊號中被去除，從而產生校正過的ECG訊號。特徵擷取模組606可使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個R波峰位置。
特徵擷取模組606使用在校正過的ECG訊號中被識別出之複數個R波峰位置來選擇雜訊ECG訊號之一個別波形中的R波峰位置。換句話說，校正過的ECG訊號中之R波峰位置和雜訊ECG訊號中之R波峰位置相對應。特徵擷取模組606可在個別波形中判定P波之開始值及在個別波形中判定P波之偏移值。此外，特徵擷取模組606可在個別波形中判定T波之開始值及在個別波形中判定T波之偏移值。例如，特徵擷取模組606可識別雜訊ECG訊號之個別波形中之一或多個斜率變化。這些斜率變化發生在及時R波峰之前或在及時R波峰之後的個別波形上。P波及T波之位置(例如，P波及T波之開始值及偏移值)可以基於一或多個斜率變化而在雜訊ECG訊號之個別波形中被識別出。
在一個組態中，特徵擷取模組606使用一與P波之開始值或T波之開始值的其中一個相關聯的振幅來選擇雜訊ECG訊號之個別波形中的局部參考點。特徵擷取模組606可以關於局部參考點來判定雜訊ECG訊號之個別波形中的一或多個波峰振幅，其中，波峰位置包括P波峰位置及T波峰位置。換言之，特徵擷取模組606可以關於局部參考點來指定P波、R波、T波等之各振幅。特徵擷取模組 606使用關於局部參考點之波位置，而從雜訊ECG訊號之個別波形中擷取出特徵。
基於從雜訊ECG訊號中擷取出之特徵，心臟功能度量模組608可推論心臟功能度量。基於雜訊ECG訊號之特徵，心臟功能度量可以指示使用者之心臟是否健康或不健康。例如，雜訊ECG訊號之R-R間隔、PR間隔、及其他特徵可以指示各種心臟功能度量，像是異常心跳或正常心跳(亦即，在可接受範圍內之心跳)。基於從雜訊ECG訊號中擷取出之特徵，某些心臟功能度量可指示使用者612是否有涉及醫療之狀況(例如，高血鉀、低血鈣)。當從ECG訊號中擷取出之特徵指示有潛在之異常性時，心臟功能度量模組608可通知使用者612聯繫醫療專業人員。
心臟功能度量模組608將心臟功能度量提供於顯示器610。因此，使用者612可以觀看由穿戴式裝置602判定之心臟功能度量。在一個範例中，顯示器610可包括在穿戴式裝置602中。或者，顯示器610可以是外接於穿戴式裝置602的計算裝置之部分。在一個範例中，心臟功能度量模組608可將從ECG訊號中擷取出之特徵及/或心臟功能度量提供至雲端後端計算系統，以供進一步處理或載入。
穿戴式裝置602可使用多樣標準及協定，以傳送資料(例如，心臟功能度量或其他相關於使用者612之健康資訊)到外接之計算裝置。例如，穿戴式裝置602可以在下 行鏈路(DL)傳輸中使用正交分頻多工存取(OFDMA)，且在上行鏈路(UL)傳輸中使用單載波分頻多工存取(SC-FDMA)。使用正交分頻多工(OFDMA)供訊號傳輸之標準或協定包括第三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)、(例如，Release 8,9,10或11版本)、電機電子工程師學會(IEEE)802.16標準(例如，802.16e或802.16m)，其為業界所普遍熟知的WiMAX(全球互通微波存取)，以及IEEE 802.11標準(例如，802.11-2012、802.11ac、802.11ad)，其為業界所普遍熟知的WiFi。
穿戴式裝置602可以經由授權頻譜而通訊，像是透過蜂巢式網路，及經由未授權頻譜而通訊，像是透過WiFi熱點。WiFi為提供於802.11標準組之共用名稱，用以在包括2.4、3.7及5GHz頻帶之未授權頻譜中通訊。標準組包括1999讓渡之IEEE 802.11a標準，用以在5GHz及3.7GHz頻帶中通訊，IEEE 802.11b標準，亦為1999讓渡，用以在2.4GHz頻帶中通訊，2003讓渡之802.11g標準，以經由正交分頻多工(OFDM)及/或直接序列擴頻(DSSS)在2.4GHz範圍中通訊，及2009讓渡之802.11n標準，供使用多輸入多輸出(MIMO)在2.4GHz及5GHz範圍中通訊。使用在穿戴式裝置602之通訊標準的其他範例可包括藍牙、低功耗藍牙、低功率WiFi、或其他無線區域網路標準。
圖7繪示示範性系統700，包含穿戴式裝置710，穿戴式裝置可操作成測量心電圖(ECG)訊號及將ECG訊號通 訊至計算裝置720，用以從ECG訊號擷取特徵。穿戴式裝置710經由附接於使用者740皮膚之電極而附接於使用者。穿戴式裝置710包括感測器712，用以長時間測量使用者心臟之電性活動。穿戴式裝置710例如可以使用WiFi、藍牙等將ECG訊號通訊至計算裝置720。換句話說，計算裝置720可位於穿戴式裝置710外。計算裝置720可從ECG訊號擷取各種特徵，以便判定使用者之心跳是否正常、異常、等等。
計算裝置720中之特徵擷取模組722可以識別從穿戴式裝置710所接收到的ECG訊號。特徵擷取模組722可預先處理包括乾淨及雜訊ECG訊號兩者之ECG訊號，以便偵測ECG訊號中之個別波形及其各自的R波峰。特徵擷取模組722隨後對ECG訊號執行附加之訊號處理，以便擷取特徵用於ECG訊號中之個別波形。特徵擷取模組722可以計算雜訊ECG訊號之移動平均值及從雜訊ECG訊號中去除移動平均值，以取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號。特徵擷取模組722使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個波峰位置(例如，R波峰位置)。
在一個組態中，特徵擷取模組722使用在校正過的ECG訊號中被識別之複數個波峰位置來選擇雜訊ECG訊號之個別波形中的R波峰位置。特徵擷取模組722可在個別波形中判定P波之開始值及在個別波形中判定P波之偏移值，且在個別波形中判定T波之開始值及在個別波形中 判定T波之偏移值。特徵擷取模組722使用一與P波之開始值或T波之開始值的其中一個相關聯的振幅來選擇雜訊ECG訊號中之個別波形的局部參考點。在一個範例中，特徵擷取模組722可以關於局部參考點來判定雜訊ECG訊號中之個別波形的一或多個波峰位置(例如，P波峰位置及T波峰位置)。此外，特徵擷取模組722使用關於局部參考點之波峰位置來從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取特徵。從個別波形中擷取出之特徵可包括PR間隔、R-R間隔、等等。
基於從雜訊ECG訊號中擷取出之特徵，計算裝置720中之心臟功能度量模組724可判定心臟功能度量。基於雜訊ECG訊號之特徵，心臟功能度量可以指示使用者之心臟是否健康或不健康。心臟功能度量模組724可將心臟功能度量提供於顯示器730，藉以提供使用者740來觀看ECG訊號正常或異常。顯示器730可包括在計算裝置720中或外接於計算裝置720。
另一範例提供一穿戴式裝置之電路之功能性800，穿戴式裝置可操作成判定受驗者之心臟功能度量，如圖8中之流程圖所示。功能性可以實施成一方法，或者功能性可以在機器上作為指令而執行，指令在此即包括於至少一電腦可讀取媒體或非暫態機器可讀取儲存媒體上。穿戴式裝置可以被組構成使用設於穿戴式裝置處之感測器來測量心電圖(ECG)訊號，其中，ECG訊號包括雜訊ECG訊號，如方塊810中所示。穿戴式裝置可以被組構成對雜訊ECG 訊號執行訊號處理，用以識別雜訊ECG訊號之個別波形中之波峰位置，如方塊820中所示。穿戴式裝置可以被組構成使用雜訊ECG訊號中之個別波形之波峰位置，從雜訊ECG訊號擷取出特徵，如方塊830中所示。此外，穿戴式裝置可以被組構成基於從雜訊ECG訊號中擷取之特徵來識別一或多個心臟功能度量，如方塊840中所示。
在一個組態中，穿戴式裝置可以被進一步組構成提供心臟功能度量以顯示在穿戴式裝置上。在一個範例中，雜訊ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響。在另一範例中，一或多個心臟功能度量對附接於穿戴式裝置之受驗者指示至少一健康的ECG訊號，或對附接於穿戴式裝置之受驗者指示不健康的ECG訊號。
在一個態樣中，從雜訊ECG訊號之個別波形中擷取出的特徵包括雜訊ECG訊號中之個別波形之波幅及時間間隔。此外，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的特徵包括PR間隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、或R-R間隔的至少其中一個。
在一個組態中，穿戴式裝置可以被進一步組構成：計算雜訊ECG訊號之移動平均值；從雜訊ECG訊號中去除移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號，其中，從雜訊ECG訊號中去除移動平均值包含從雜訊ECG訊號中去除直流(DC)偏移值；及使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個R波峰位置。此外，穿戴式裝置可以被進一步組構成：使用在實質上無雜 訊之校正過的ECG訊號中判定的複數個R波峰位置，選擇雜訊ECG訊號之個別波形中的R波峰位置；使用R波峰位置及雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定P波峰開始值及P波峰偏移值；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定T波峰開始值及T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅來選擇雜訊ECG訊號之個別波形中之局部參考點：P波峰開始值、P波峰偏移值、T波峰開始值、或T波峰偏移值；及從雜訊ECG訊號之個別波形中擷取出與局部參考點有關的特徵，其中，特徵被用來識別心臟功能度量。在一個範例中，穿戴式裝置可以被進一步組構成：識別雜訊ECG訊號之個別波形中的一或多個斜率變化；及使用一或多個斜率變化，識別雜訊ECG訊號之個別波形中的P波峰位置及T波峰位置。
另一範例提供系統之功能性900，系統可操作成使用訊號特徵偵測受驗者之心臟功能度量，如圖9中之流程圖所示。功能性可以實施成一方法，或者功能性可以在機器上作為指令而執行，指令在此即包括於至少一電腦可讀取媒體或一非暫態機器可讀取儲存媒體上。系統900可包括穿戴式感測器910，係組構成接收來自受驗者的心電圖(ECG)訊號，其中，ECG訊號包括雜訊ECG訊號。系統 900可包括特徵擷取模組922，係組構成：對雜訊ECG訊號執行訊號處理，以便識別雜訊ECG訊號之個別波形中之波峰位置，及使用雜訊ECG訊號之個別波形中的波峰位置，從雜訊ECG訊號中擷取出特徵。系統900可包括心臟功能度量模組924，係組構成基於從雜訊ECG訊號中擷取出的特徵，識別一或多個心臟功能度量。在一個組態中，特徵擷取模組922及心臟功能度量模組924可包括在系統900之計算裝置920中。系統900可包括顯示器930，係組構成從控制器接收心臟功能度量及顯示心臟功能度量至系統之操作者。
在一個範例中，特徵擷取模組922、心臟功能度量模組924、或顯示器930的至少其中一個係位於穿戴式感測器910外。在另一範例中，雜訊ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響。在又一範例中，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的特徵包括雜訊ECG訊號中之個別波形的波幅及時間間隔。在再一範例中，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的特徵包括PR間隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、或R-R間隔的至少其中一個。
在一個範例中，特徵擷取模組922可被進一步組構成：計算雜訊ECG訊號之移動平均值；從雜訊ECG訊號中去除移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號，其中，從雜訊ECG訊號中去除移動平均值包含從該雜訊ECG訊號中去除直流(DC)偏移值；及使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個R波峰 位置。此外，特徵擷取模組922可被進一步組構成：使用在實質上無雜訊之校正過的ECG訊號中判定的複數個波峰位置，選擇雜訊ECG訊號之個別波形中之R波峰位置；使用R波峰位置及雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中的Q波位置及S波位置；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定P波峰開始值及P波峰偏移值；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定T波峰開始值及T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅，選擇雜訊ECG訊號之個別波形中之局部參考點：P波峰開始值、P波峰偏移值、T波峰開始值、或T波峰偏移值；及從雜訊ECG訊號之個別波形中擷取出與局部參考點相關的特徵，其中，特徵被用來識別一或多個心臟功能度量。
另一範例提供處理心電圖(ECG)訊號之方法1000，如圖10中之流程圖所示。該方法可以在機器上作為指令而執行，指令在此即包括於至少一電腦可讀取媒體或一非暫態機器可讀取儲存媒體上。該方法可包括識別ECG訊號之操作，其中，ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響，如方塊1010中所示。該方法可包括對受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號執行訊號處理，以便判定受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號中之個別波形的開始時間及結束時間，如方塊1020中所示。此外，該方法可包括使用各個 別波形中之訊號值來擷取出ECG訊號之個別波形的特徵，其中，特徵指示一或多個心臟功能度量，如方塊1030中所示。
在一個範例中，該方法可包括使用附接於使用者之穿戴式裝置中之感測器測量ECG訊號。在另一範例中，該方法可包括基於ECG訊號之個別波形中擷取出的特徵，判定心臟功能度量為指示健康ECG訊號或不健康ECG訊號的至少其中一個。
在一個組態中，對受到基線漂移所影響之ECG訊號執行訊號處理的步驟進一步包含：計算受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號的移動平均值；從受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號中去除移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號；及使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個波峰位置，校正過的ECG訊號中之波峰位置識別複數個R波峰位置。換句話說，R波峰位置可以藉由計算ECG訊號之移動平均值及隨後從受到基線漂移雜訊所影響之原始ECG訊號中減去移動平均值，以在ECG訊號之個別波形中被判定。
此外，該方法進一步包含：使用在實質上無雜訊之校正過的ECG訊號中判定的複數個波峰位置，選擇受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中的R波峰位置；使用R波峰位置及雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用雜 訊ECG訊號上之局部最小值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定P波峰開始值及P波峰偏移值；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定T波峰開始值及T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅，選擇受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中的局部參考點：P波峰開始值、P波峰偏移值、T波峰開始值、或T波峰偏移值；及從受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中擷取出與局部參考點相關的特徵，其中，等特徵被用來識別一或多個心臟功能度量。換句話說，訊號處理可對受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號從R波峰開始執行，以藉由判定在ECG波形上之不同位置的局部最小及最大點來偵測ECG波形中之其他個別波(例如，P波、T波、Q及S波)。
圖11揭示無線裝置之範例概略圖，例如穿戴式裝置、行動無線裝置、行動通訊裝置、平板電腦、手機、或其他類型無線裝置。無線裝置可包括一或多個天線，係建構成通訊於節點、巨節點、低功率節點(LPN)、或傳輸站(例如，基地台(BS))、演進節點B(eNB)、基頻單元(BBU)、遠程無線電頭(RRH)、遠程無線設備(RRE)、中繼台(RS)、無線設備(RE)、或其他類型無線廣域網路(WWAN)存取點通信。無線裝置可建構成使用至少一無線通信標準通訊，包括3GPP LTE、WiMAX、高速封包存取(HSPA)、藍牙、及WiFi。無線裝置可以針對各無線通訊 標準使用各別天線通訊，或針對多個無線通訊標準使用共用天線通信。無線裝置可以在無線區域網路(WLAN)、無線個人區域網路(WPAN)、及/或WWAN中通訊。
圖11亦提供一麥克風及一或多個喇叭之示意圖，其可使用於音頻輸入及輸出自無線裝置。顯示幕可以是液晶顯示器(LCD)螢幕、或其他類型顯示器螢幕，例如，有機發光二極體(OLCD)顯示器。顯示器螢幕可以建構成觸控螢幕。觸控螢幕可使用電容式、電阻式、或其他類型觸控螢幕技術。應用處理器及圖形處理器可被耦合於內部記憶體，以提供處理及顯示功能。非揮發性記憶體埠也可用於提供資料輸入/輸出選項給使用者。非揮發性記憶體埠也可用於擴充無線裝置之記憶體功能。鍵盤可與無線裝置整合或無線連接於無線裝置，以提供額外之使用者輸入。也可以使用觸控螢幕提供虛擬鍵盤。
各種技術、或其某些態樣或部分可以採取嵌入實體媒體中之程式碼形式(亦即，指令)，例如，軟碟片、CD-ROM、硬碟機、非暫態電腦可讀儲存媒體、或任意其他機器可讀儲存媒體，其中，當程式碼由機器(例如，電腦)載入及執行時，機器即成為用來實施各種技術之裝置。電路可包括硬體、韌體、程式碼、可執行碼、電腦指令、及/或軟體。非暫態電腦可讀取儲存媒體可以是不包括信號之電腦可讀儲存媒體。在可編程電腦上之程式碼執行情況中，計算裝置可包括處理器、可由處理器讀取之儲存媒體(包括揮發性及非揮發性記憶體及/或儲存元件)、至少一輸 入裝置、及至少一輸出裝置。揮發性及非揮發性記憶體及/或儲存元件可以是RAM、EPROM、隨身碟、光碟機、磁碟機、固態驅動器、或用於儲存電子資料之其他媒體。節點及無線裝置也可以包括收發器模組、計數器模組、處理模組、及/或時脈模組或計時器模組。一或多個可執行或使用本文內所述各種技術之程式可以使用應用程式介面(API)、可重覆使用控制、及類似者。諸此程式可用高階程序或物件導向程式語言執行，以便與電腦系統通信。惟，若有需要，程式可用組合語言或機器語言來執行。無論如何，語言可以是編譯語言或解譯語言，並且與硬體實施方式相結合。
應該瞭解的是本說明書中所述之許多功能性單元已標示為模組，這是為了特別強調其實施上之獨立性。例如，模組可實施成包含有定製VLSI電路或閘陣列、現成半導體(例如，邏輯晶片、電晶體)、或其他個別組件的硬體電路。模組也可以實施在可編程之硬體裝置中實施，例如場可編程閘陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯裝置等。
模組也可以在軟體中實施，由各種類型處理器來予以執行。例如，可執行碼之識別模組可包含一或多個實體或邏輯區塊之電腦指令，其例如可以被組織成物件、程序、或功能。然而，識別模組之執行並不需要實體設置在一起，其可包含儲存在不同位置之不同指令，當邏輯上結合在一起時，其即包含模組且達成用於模組之所述目的。
事實上，可執行碼之模組可以是單一指令、或許多指 令，且除了不同程式外，甚至可分布在幾個不同碼區段上，及跨過幾個記憶體裝置。相似地，操作資料可在模組內辨識及說明，且可依任意適當形式實施及在任意適當類型之資料結構內組織化。操作資料可以收集成單一資料組，或者可以分布在包括於不同儲存裝置上之不同位置，且可以僅至少部分存在作為系統或網路上之電子信號。模組可以是被動或主動式，包括可操作執行預期功能之代理模組。
範例
下列範例關於進一步之實施例。
在一個實施例中，提供一種穿戴式裝置，可操作成判定受驗者之心臟功能度量，穿戴式裝置包含電路，係組構成：使用穿戴式裝置之感測器來測量心電圖(ECG)訊號，其中，ECG訊號包括雜訊ECG訊號；對雜訊ECG訊號執行訊號處理，以便識別雜訊ECG訊號中之個別波形的波峰位置；使用雜訊ECG訊號中之個別波形的波峰位置，從雜訊ECG訊號中擷取出特徵；及基於從雜訊ECG訊號中擷取出的特徵，識別一或多個心臟功能度量。
在一個實施例中，穿戴式裝置可被組構成提供心臟功能度量以供顯示在穿戴式裝置上。
在一個實施例中，雜訊ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響。
在一個實施例中，一或多個心臟功能度量指示針對附接於穿戴式裝置之受驗者的健康ECG訊號或針對附接於穿戴式裝置之受驗者的不健康ECG訊號的至少其中一個。
在一個實施例中，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取的特徵包括雜訊ECG訊號中之個別波形之波幅及時間間隔。
在一個實施例中，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的特徵包括PR間隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、或R-R間隔的至少其中一個。
在一個實施例中，穿戴式裝置可被進一步組構成：計算雜訊ECG訊號之移動平均值；從雜訊ECG訊號中去除移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號，其中，從雜訊ECG訊號中去除移動平均值包含從雜訊ECG訊號中去除直流(DC)偏移值；及使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個R波峰位置。
在一個實施例中，穿戴式裝置可被進一步組構成：使用在實質上無雜訊之校正過的ECG訊號中判定的複數個R波峰位置，選擇雜訊ECG訊號之個別波形中的R波峰位置； 使用R波峰位置及該雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定P波峰開始值及P波峰偏移值；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定T波峰開始值及T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅來選擇雜訊ECG訊號之個別波形中之局部參考點：P波峰開始值、P波峰偏移值、T波峰開始值、或T波峰偏移值；及從雜訊ECG訊號之個別波形中擷取出與局部參考點有關的特徵，其中，特徵被用來識別該心臟功能度量。
在一個實施例中，穿戴式裝置可被進一步組構成：識別雜訊ECG訊號之個別波形中的一或多個斜率變化；及使用一或多個斜率變化，識別雜訊ECG訊號之個別波形中的P波峰位置及T波峰位置。
在一本發明實施例中提供一種可操作成使用訊號特徵偵測受驗者之心臟功能度量的系統，系統包含：穿戴式感測器，係組構成接收來自受驗者的心電圖(ECG)訊號，其中，ECG訊號包括雜訊ECG訊號；特徵擷取模組，係組構成： 對雜訊ECG訊號執行訊號處理，以便識別雜訊ECG訊號之個別波形中之波峰位置；及使用雜訊ECG訊號之個別波形中的波峰位置，從雜訊ECG訊號中擷取出特徵；心臟功能度量模組，係組構成基於從雜訊ECG訊號中擷取出的特徵，識別一或多個心臟功能度量；及顯示器，係組構成接收心臟功能度量及對系統的操作者顯示心臟功能度量。
在一個實施例中，特徵擷取模組、心臟功能度量模組、或顯示器的至少其中一個係位於穿戴式感測器外。
在一個實施例中，雜訊ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響。
在一個實施例中，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的特徵包括雜訊ECG訊號中之個別波形的波幅及時間間隔。
在一個實施例中，從雜訊ECG訊號中之個別波形擷取的特徵包括PR間隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、或R-R間隔的至少其中一個。
在一個實施例中，特徵擷取模組被進一步組構成：計算雜訊ECG訊號之移動平均值；從雜訊ECG訊號中去除移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號，其中從雜訊ECG訊號中去除移動平均值包含從雜訊ECG訊號中去除直流(DC)偏移值；及 使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個R波峰位置。
在一個範例中，特徵擷取模組被進一步組構成：使用在實質上無雜訊之校正過的ECG訊號中判定的複數個R波峰位置，選擇雜訊ECG訊號之個別波形中的R波峰位置；使用R波峰位置及該雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定P波峰開始值及P波峰偏移值；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定T波峰開始值及T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅來選擇雜訊ECG訊號之個別波形中之局部參考點：P波峰開始值、P波峰偏移值、T波峰開始值、或T波峰偏移值；及從雜訊ECG訊號之個別波形中擷取出與局部參考點有關的特徵，其中，特徵被用來識別該一或多種心臟功能度量。
在本發明實施例中，提供一種處理心電圖(ECG)訊號之方法，方法包含：在組構有可執行指令之一或多個電腦系統的控制下： 使用處理器來識別ECG訊號，其中，ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響；使用處理器，對受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號執行訊號處理，以便判定受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號中之個別波形的開始時間及結束時間；及使用處理器，藉由使用各個別波形中之訊號值來擷取出ECG訊號之個別波形的特徵，其中，特徵指示一或多個心臟功能度量。
在一個實施例中，此方法可進一步包含使用附接於使用者之穿戴式裝置中之感測器測量ECG訊號。
在一個實施例中，此方法可進一步包含基於ECG訊號之個別波形中擷取出的特徵，判定心臟功能度量為指示健康ECG訊號或不健康ECG訊號的至少其中一個。
在一個實施例中，對受到基線漂移所影響之ECG訊號執行訊號處理進一步包含：計算受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號的移動平均值；從受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號中去除移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號；及使用定義的臨限值來判定校正過的ECG訊號中之複數個波峰位置，校正過的ECG訊號中之波峰位置識別複數個R波峰位置。
在一個實施例中，此方法可進一步包含： 使用在實質上無雜訊之校正過的ECG訊號中判定的複數個波峰位置，選擇受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中的R波峰位置；使用R波峰位置及雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別雜訊ECG訊號之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定P波峰開始值及P波峰偏移值；使用雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定T波峰開始值及T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅，選擇受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中的局部參考點：P波峰開始值、P波峰偏移值、T波峰開始值、或T波峰偏移值；及從受到基線漂移雜訊所影響之ECG訊號之個別波形中擷取出與局部參考點相關的特徵，其中，特徵被用來識別一或多個心臟功能度量。
在一個實施例中提供至少一種非暫態機器可讀取儲存媒體，包含適以被執行來實施本文內所引用之方法的複數個指令。
儘管上述範例為本發明原理在一或多個特殊應用上的揭示，領域中習於此技術者應該瞭解的是，在不運用本發 明及不悖離本發明之概念與原理下，形式、使用情形及實施細節仍有許多變化。據此，本發明應僅受到文後之申請專利範圍限制，而不意在限制本揭示。
110‧‧‧心電圖訊號

Claims (22)

  1. 一種穿戴式裝置，可操作成判定受驗者之心臟功能度量，該穿戴式裝置包含電路，係組構成：使用在該穿戴式裝置處之感測器來測量心電圖(ECG)訊號，其中，該ECG訊號包括雜訊ECG訊號；對該雜訊ECG訊號執行訊號處理，以便識別該雜訊ECG訊號中之個別波形的波峰位置；使用該雜訊ECG訊號中之個別波形的該等波峰位置，從該雜訊ECG訊號中擷取出特徵；及基於從該雜訊ECG訊號中擷取出的該等特徵，識別一或多個心臟功能度量。
  2. 如申請專利範圍第1項之穿戴式裝置，係進一步組構成提供該心臟功能度量以供顯示在該穿戴式裝置上。
  3. 如申請專利範圍第1項之穿戴式裝置，其中，該雜訊ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響。
  4. 如申請專利範圍第1項之穿戴式裝置，其中，該一或多個心臟功能度量指示針對附接於該穿戴式裝置之該受驗者的健康ECG訊號或針對附接於該穿戴式裝置之該受驗者的不健康ECG訊號的至少其中一個。
  5. 如申請專利範圍第1項之穿戴式裝置，其中，從該雜訊ECG訊號中之個別波形擷取的該等特徵包括該雜訊ECG訊號中之個別波形之波幅及時間間隔。
  6. 如申請專利範圍第1項之穿戴式裝置，其中，從該雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的該等特徵包括PR間 隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、或R-R間隔的至少其中一個。
  7. 如申請專利範圍第1項之穿戴式裝置，其中，該電路係進一步組構成：計算該雜訊ECG訊號之移動平均值；從該雜訊ECG訊號中去除該移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號，其中，從該雜訊ECG訊號中去除該移動平均值包含從該雜訊ECG訊號中去除直流(DC)偏移值；及使用定義的臨限值來判定該校正過的ECG訊號中之複數個R波峰位置。
  8. 如申請專利範圍第7項之穿戴式裝置，其中，該電路係進一步組構成：使用在實質上無雜訊之該校正過的ECG訊號中判定的該複數個R波峰位置，選擇該雜訊ECG訊號之個別波形中的R波峰位置；使用該R波峰位置及該雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用該雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用該雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定該P波峰開始值及該P波峰偏移值；使用該雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定該T波峰 開始值及該T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅來選擇該雜訊ECG訊號中之個別波形中之局部參考點：該P波峰開始值、該P波峰偏移值、該T波峰開始值、或該T波峰偏移值；及從該雜訊ECG訊號中之個別波形中擷取出與該局部參考點有關的特徵，其中，該等特徵被用來識別該心臟功能度量。
  9. 如申請專利範圍第8項之穿戴式裝置，其中，該電路係進一步組構成：識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中的一或多個斜率變化；及使用該一或多個斜率變化，識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中的該P波峰位置及該T波峰位置。
  10. 一種可操作成使用訊號特徵偵測該受驗者之心臟功能度量的系統，該系統包含：穿戴式感測器，係組構成接收來自受驗者的心電圖(ECG)訊號，其中，該ECG訊號包括雜訊ECG訊號；特徵擷取模組，係組構成：對該雜訊ECG訊號執行訊號處理，以便識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中之波峰位置；及使用該雜訊ECG訊號中之個別波形中的該等波峰位置，從該雜訊ECG訊號中擷取出特徵；心臟功能度量模組，係組構成基於從該雜訊ECG訊號中擷取出的該等特徵，識別一或多個心臟功能度量；及 顯示器，係組構成接收該心臟功能度量及顯示該心臟功能度量。
  11. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，該特徵擷取模組、該心臟功能度量模組、或該顯示器的至少其中一個係位於該穿戴式感測器外。
  12. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，該雜訊ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響。
  13. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，從該雜訊ECG訊號中之個別波形擷取出的該等特徵包括該雜訊ECG訊號中之個別波形的波幅及時間間隔。
  14. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，從該雜訊ECG訊號中之個別波形擷取的該特徵包括PR間隔、QRS寬度、QT間隔、ST段、或R-R間隔的至少其中一個。
  15. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，該特徵擷取模組係進一步組構成：計算該雜訊ECG訊號之移動平均值；從該雜訊ECG訊號中去除該移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號，其中，從該雜訊ECG訊號中去除該移動平均值包含從該雜訊ECG訊號中去除直流(DC)偏移量；及使用定義的臨限值來判定該校正過的ECG訊號中之複數個R波峰位置。
  16. 如申請專利範圍第15項之系統，其中，該特徵擷取模組係進一步組構成： 使用在實質上無雜訊之該校正過的ECG訊號中判定的該複數個波峰位置，選擇該雜訊ECG訊號之個別波形中之R波峰位置；使用該R波峰位置及該雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用該雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中的Q波位置及S波位置；使用該雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定該P波峰開始值及該P波峰偏移值；使用該雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定該T波峰開始值及該T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅，選擇該雜訊ECG訊號中之個別波形中之局部參考點：該P波峰開始值、該P波峰偏移值、該T波峰開始值、或該T波峰偏移值；及從該雜訊ECG訊號中之個別波形中擷取出與該局部參考點相關的特徵，其中，該等特徵被用來識別該一或多個心臟功能度量。
  17. 一種處理心電圖(ECG)訊號之方法，該方法包含：在組構有可執行指令之一或多個電腦系統的控制下：使用處理器來識別該ECG訊號，其中，該ECG訊號受到基線漂移雜訊所影響；使用該處理器，對受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號執行訊號處理，以便判定受到基線漂移雜訊所影響之 該ECG訊號中之個別波形的開始時間及結束時間；及使用該處理器，藉由使用各個別波形中之訊號值來擷取出該ECG訊號之個別波形的特徵，其中，該等特徵指示一或多個心臟功能度量。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，進一步包含使用附接於使用者之穿戴式裝置中之感測器測量該ECG訊號。
  19. 如申請專利範圍第17項之方法，進一步包含基於該ECG訊號中之個別波形中擷取出的該等特徵，判定該心臟功能度量為指示健康ECG訊號或不健康ECG訊號的至少其中一個。
  20. 如申請專利範圍第17項之方法，其中，對受到基線漂移所影響之該ECG訊號執行該訊號處理進一步包含：計算受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號的移動平均值；從受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號中去除該移動平均值，以便取得實質上無雜訊之校正過的ECG訊號；及使用定義的臨限值來判定該校正過的ECG訊號中之複數個波峰位置，該校正過的ECG訊號中之波峰位置識別複數個R波峰位置。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含：使用在實質上無雜訊之該校正過的ECG訊號中判定 的該複數個波峰位置，選擇受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號之個別波形中的R波峰位置；使用該R波峰位置及該雜訊ECG訊號上之局部最大值，識別受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號中之個別波形中之P波峰的P波峰位置及T波峰的T波峰位置；使用該雜訊ECG訊號上之局部最小值，識別該雜訊ECG訊號中之個別波形中之Q波位置及S波位置；使用該雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定該P波峰開始值及該P波峰偏移值；使用該雜訊ECG訊號中之斜率變化，判定該T波峰開始值及該T波峰偏移值；使用與下列其中一個相關聯的振幅，選擇受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號中之個別波形中的局部參考點：該P波峰開始值、該P波峰偏移值、該T波峰開始值、或該T波峰偏移值；及從受到基線漂移雜訊所影響之該ECG訊號中之個別波形中擷取出與該局部參考點相關的特徵，其中，該等特徵被用來識別該一或多個心臟功能度量。
  22. 至少一種非暫態機器可讀取儲存媒體，包含適以被執行來實施如申請專利範圍第17項之方法的複數個指令。
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