TWI232290B - Systems and methods for calibrating a distorted signal with another signal of known calibration - Google Patents

Description

1232290 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係’用以校準-未經校準之測量裝置的系統與方法。 【先前技術】 在各種領域中都會使—顏(更明麵言轉鮮)來❹η勿理現 象，亚且根據所感綱的物觀象產生—輸峰號一般而言，必須根據 該物理現象之已知的模擬測量結絲校準此等感·或轉換器。實務上， 可利用另-設斜_之理現㈣測量結絲鮮繩靡或轉換器 的輸出信號。-般而言’此第二套設備本身係已經利用已議定的特定方法， 針對一知·疋的貫體物體、物理現象及/或標準完成校準。 部份測量類型中，測量裝置的感測器或轉換器並無法直接被輕合至欲利 用該感測《轉換if進行測量的物理現象巾。鱗間接的測量方式會與該 感測器或轉換器轉合至可讓該物理現象被測量之系統的方式有關。此例 中，該感測器或轉換II的鮮棘決於該❹或轉換器的測i特性，並 且取決於該制il或轉換II，合至欲制量之系統的方式。因此，間接的 測量方式通f都必須在_感·或轉換器連接至該系統之後，對該感測 為或轉換為進行校準，以成為該系統的額外測量結果。 【發明内容】 不過當欲對產生間接測量結果的感測器或轉換器進行校準時，即使可能 在該系統中相同位_讓利用必要的感測器或轉換器之校準測量結果同時 來校準感測器或轉換器並且產生用以校準此間接·結果所需要的第二組 測量結果，其方法通常會相t_。大部份制_感測㈤目對於欲被測 1232290 量之系統的前所導賴’以及輯產线_量之系統制量結果時的 實際限制所導致的。 舉例而言，由於該感測器或轉換器的體積、該輔助測量裝置的體積及/ 或測量人體血壓的實際限制的關係'，通常無法利用欲進行校準之感測器或 轉換器來測量人舰内血管的血壓’同時_第二測量錢於該血管的同 -點處產生獅測量結果(如上關討論）。舉_言，已知的血制量結果 (其係當個以校準間接測量的「額外測量結果」）通常都係將護套放置在上 臂的肱動脈上以便量得人的血壓。減地’欲進行校準的血壓感測器則會 被放置於人的《處的橈動脈之上。再者’轉鞋财_被放在欲利 用該血壓感測關量人的錢之手臂之相另—手臂之上。不過應該可以 瞭解的是’由於物理關__無法在耗__位置處進行測量的現 象並非僅限於測量人體血壓的情況。 同時應該可以瞭解的是，如果希望該感測器或轉換器的校準結果能夠非 料確的話，通常必須讓欲進行校準的感·或轉換轉露於與標準測量 裝置所在之物理現象相同程度的物理現象之中。如果該些物理現象無法被 ^進行校準的感測n或轉難測量纽被同_位置處的標準測量裝置測 里’而且如果兩個測量位置處所得到的物理現象數值不相同的話，那麼便 發生校準錯誤。由於鱗兩_量位置之間該物理現象之料時間延遲的 關敍/或由於該等兩個測量位置之間該物理現象之失真的關係、，都會造成 該等兩個測量位置處騎理現象數值的差異。 舉例而g ’人體血管系財血壓之物理現象都會遇到前述錯誤誘發特 1232290 性：也就是，a舰波在該衫_的料速度係—有限速度。因此， 相對於在該血管系財第一位置(上方位置)處所測量到的血壓而言，於該也 Μ統t第二位置(下方位置)處所測量_錢已經於時壯產錢遲。同 時，當企波在該血管系財進行傳導時，人體血餘統的生理特徵會 在》亥血紐波中產生失真’而使得第一與第二測量位置處的企虔脈波波形 不盡相同。 本毛月提t、種用以权準破間接轉合至系統内所發生之現象的感測器 或轉換器的系統及方法。 ^’ 本發明可分別提供用以校準被間接麵合至_系統的感測 器或轉換器的 ’丁、’”充及方n中錄財會在不同於_欲進行校準之細器或轉換器 來取得測量結果之位置驗置處進行輔助測量。 本發明可分別提觀以校準與一失真物理現象相關的的感測器或轉換 器的系献H 4物理現象與—已知校準裝置所獲得的物理現象測量結 果之間已經發生失真。 本發明分別提供用以校準被間接辆合至人體内所發生之物理現象的感 測器或轉換器的系統及方法。 本兔明分別提供用以校準能夠從人體内所發生之血壓信號產生一電氣 信號之血壓轉換器的系統及方法。 本發明分別提供用以校準能夠相對於在與該欲進行校準之血壓感測器 或轉換器的位置不同的位置點處所取得的人體内之血壓信號之不同測量結 果來感測該人翻之域信號之血壓感㈣或轉換器齡統及方法。 1232290 本發明分別提供能夠利用欲以一未經校準裝置進行感測之系統之自然 又化的頻率分析果，在原處決定該未經校準裝置之校準參數的緒及方法。 於本發明系統及方法的各種示範具體實施例巾，會定義出第一轉換函 數’用以定卿-位置與第二位置之_物理現⑽換方式。接著便會決 定出該轉換函數在-特殊鮮處的數值。以獨立方式定義第二轉換函數， 用以定義如何響應該物理縣的測量結果將該輸人物理現象雜成欲進行 &準之感測ϋ或轉換n所產生的輸出健。另外還會定義出該第_轉換函 數與禮第_轉換函數之間賴係。該等兩轉換函數之間關係係用以校 準該未經校準之感測器或轉鋪所需要之校準係數的倒數。藉由取得該等 兩個轉換函數中每-個於-特殊時間處、—特殊頻率處或類似位置處的數 值，便可獲得該校準係數。 互不相關的是，該未經校準之感測器或轉換器的輸出係以該校準係數、 該輸入物理現象及-校準常數為基礎。縣校準係數係為已知，而且因為 可以歧或推導出該等輸人及輸出錢值，因此便可決定出雜準常數。 利用該系統之自輕化的頻率分析果，在原處決定該未經校準感測器或轉 換器之校準係數及校準常數，便可減少(甚至更理想的係可完全消除间為使 用既有的時域校準方法所導致的不正確情形。 下文中’ «本發明之纽與方法之各種示範具體實酬的詳細說明 中，將會說明而且亦會更清楚顯示本發明的所有特點與優點。 【實施方式】 如上所述，當於兩個位置處所測量到的現象具有不南的特体時， 1232290 二信號來 本發明提供利用於該系統第二位置處所取得的已知校準第 °再者，本 校準於5玄糸統弟一位置處所取#的第〜信號的系統及方法 發明提供動X調整紐準方料m纟統及方法，μ補償爷等 第-與第二位置之間的現象失真。由於該等第—與第二測量位置處所 發生的物理現象差異的關係’這些失真可能會使得每難號中^測 量到的數值不盡相同。 應該瞭解的是，在下面詳細的討論令，會針對利用一充氣式閉塞護套之 經過校準之非人侵狂壓監視H來以-祕血壓計，用以說明本發明之 系統及方法。不過’ __的是，本發明H及方法並不受限於利用 先前校準過之縣護套血壓監視ϋ來鮮—核鮮之祕血壓計。確切 而言，當於鮮雜情使賴已校準裝置於m妹經鮮之感測器或轉 換器於該系統中進行測量的位置不同的位置處來測量該系統時，便可使用 本明之糸統及方法針對欲被測量之系統來校準任何未經校準之感測器或 轉換器。 利用第一裝置來測量一系統之特定現象之後所產生的信號，通常都必須 猎由比較代表第一裝置與第二裝置(先前校準過的裝置)同時得到之該現象 測ΐ值的信絲進行校準。實際上，通常會__已校準之測量裝置來測 ΐ 一物理現絲校準_未經校準之裝置，續產生—校準信號，而該已校 準之測ΐ裝置則係已經·已議定的方法，針對_特定的標料成校準。 Μ έ將°亥已校準裝置針對該現象所產生的校準信號與一未緣校準之測 里衣置針對_現象所產生的未經校準之測餘號進行比較。 1232290 兩次測量便可稱為「幾乎同時」 會發生變化。辆_的是，只魏料次係在驗酬量之系統唯 持穩定的時間間隔内所進行的’那麼該等！ 進行。 錢可產生該未經校準之測量裝置所得到之測量信號位準與該已校 =1量裝置所得狀難信驗準之間學_。騎_縮放與移 動寻方式將輸入信號轉換成輪出信號的未經校準之糧置而言，此項轉 換關係可以表示成： 其中： 〇 = KI + 〇0, (1) 〇為所得到的輸出信號； κ為一比例常數； I為輸入信號；及 〇〇為當輸人職具有零值時等於該輸出信號的常數。 第一_以實現方程式⑴之概略圖，其中輸入信號〗代表壓力，而輸 出信號0代表糕。於各種補邮體實施例中，舉綱言，輸入信號可 能是企管中的血壓’ 代表響賴血管岐壓由人體皮膚施加 於壓電式感測器或轉換器之上的力量或壓力。 可以使U时&式來校準此未經校準之測量裝置。其巾-種線性方程 式為： 1 二 Cc0 +1〇, 其中： 1232290 i為輸出信號欲進行校準之輸入信號； cc為一校準係數； 0為欲針對该輸入信號進行校準之輸出信號；及 1〇為一校準常數。 如第二圖所示(騎應的係方程式(2))，於壓電辆換器中，校準常數^ 係-補償壓力P。。於各獅範的具體實施射，讀人信號係血管内的血 壓P時’該補償壓力PG的數值便係於測量電氣信號E為零時所得到之⑽ 值。 可以利用能夠監視該輸人信號的已校準裝置來測量該輸入户號。 可以利用能夠將該輸入信號轉換成該輸出信號的未經校準之 轉換器來產生該輸出信號。於此例中，如果針對兩個不同的 輸入信號數值同時測量該輸入信號與該輸出信號的話，那麼 校準係數Cc便可表示成： κ為比例常數(源自方程式(1)); Ια為第一校準輸入測量值； ΙΒ為第二校準輸入測量值； 〇八為對應該第一校準輸入測量值U之第一未經校準輸出測量值；及 〇Β為對應該第二校準輸入測量值Ιβ之第二未經校準輸出測量值。 接著便可利用該校準常數Cc、該等經過測量的輸入信號及該等經過測 I232290 1的輪出信號來決定該校準常數1〇。詳言之，假設該校準常數Cc的數值巳 知的話(利用方程式(3)以及方程式(3)中的輸入信號數值及輸出信號數值來 決疋），則方程式(2)便可改寫成： I〇= Ia - Cc 〇a = Ib · Cc OB.

I 部份情形令，當無法輕易地調整該未經校準之測量裝置與該系統的耦么 方式時，便必須在該未經校準之測量裝置被耦合至該系統之後才進行校 準。在此等用以測量時變現象(例如血壓)的系統中，可以利用被測量現象中 的吟間麦化達到校準的目的。藉由感測時變現象(例如血壓)所得到的輸入信 號包括一不變的平均值成份以及一時變成份。因此整個被測量的輸入信號 數值可表示成：

Kt)， (5) 其中： ί(0為整個被測量的輸入信號數值； ϊ為該輸入信號之不變的平均值成份；及 办)為該輸入信號數之時變成份。 就用以將輸入信號轉換成輸出信號的轉換器而言，響應一時變輸入信號 所產生的時變輸出錢亦可以-不變醉均值輪以份以及—時變輸出成 伤來表示。因此’以方程式(5)為基礎，可蔣古和 f方秘式(2)改寫成： 其中： I(t) = Cc〇(t) +1〇 = cc 〇 + Cc〇(t) + I〇. (6) I(t)為整個被測量的輸入信號數值； 1232290

Cc為校準係數； 0(t)為整個被測量的輪出信號數值； 5為該輸出信號之不變的平均值成份；及 〇(t)為該輸出信號數之時變成份。 ‘如果i(t)及〇(t)為具有_職之週期性函數的話，麟輸人信號之不 變的平均值成份便可表示成··

I te+kT

Jl(t)dt, ⑺ 而該輸出錢之不變的平触成侧可表示成： 其中： 一 j te+kT0=5γ J〇(t)dt, ⑻ to為一任意時間； k為一非零的整數；及 T為該時變週期性函數沿)及〇⑴的週期。 方程式(6)可以兩種方式就該輸入信號來校準該輪出信號。首先，可於不 同的時間週期中測量出兩個時變輸入信號⑴及祕)，及其相應的時變輸出 信號〇#)及〇沿）。接著假設該等兩個時變輸入信號、⑴及“⑴具有不同的 平均值成份，因此校準係數Cc便可表示成：

其t ·· ΙΊ為該第一時變輸入信號⑴之不變的平均值成份； 14 1232290 12為該第二時變輸人信號I2(t)之不變的平均值成份，而且!礼； ~為以該第-輸入信號Il(t)為基礎所取得之第一輪出信號=之不變 的平均值成份；及 心為以該第二輸入信號_基礎戶斤取得之第二輸出錢⑽之不變 的平均值成份，而且5#弓2。 或者，可於兩個*__tl與“麵量該畴輪人域收及其相 應的輸出信號〇(t)。接著，假設該時變輸出信號〇(〇於該等兩個時間t如 處具有不同的時變成份值0⑴，因此校準係數(：(：便可表示成· 其中： i(y，）_ 一I一i(ti) 0〇0队） 丨)— (1〇) I⑹及I⑹為該時變輸入信號職第一與第二時間tiM處的數值； 〇⑹及0⑹為該時變輸出信號〇⑴於第一與第二時間…2處的數化 Ϊ為該時變輸入信號I⑴之不變的平均值成份； 〇為以該輸入信號I(t)為基礎所取得之電氣信號〇(t)之不變的平均值成 份； 1⑹及i⑹為該時變輸入信號聯第一與第二時間…2處的時變成份 數值；及 咖及。⑹為該時變輸出信號〇⑴於第一與第二時心糾處的時變成 伤數值，而且0(t〖)知(t2)。 有時候’並無法於與-未經校準之感卿或魏器(其可將—現象的 數值轉換成—輸出信號)所在的相同位置處使用—已校準之裝絲測量一現 15 1232290 象的婁 =舉例^，通常並無法在與放置—電氣轉換器(其可將被感測到 的血祕換成1氣信號)之相同的人體結構位置處使用—已校準之企壓監 視器來測量獻_血璧。-般㈣，可將―絲式職縣放置在該人

體前臂賴動脈之±，並且H 竹禾，，、边社血糾(討麵壓力的變化產 生電氣信!繼置在靠近該人财橈舰之上，錢㈣已校準之 i !里大鳥a守候’该血壓護套係被放置在與該血屋計所在不同的前 臂之上。 >吾人希望的係’如果欲精確地進行校準，則該未經校準之裝置便應該與 及已&準之衣置測夏姻的現象。當該已校準之U與該未經校準之裝置 係位於兩個分離的空間位置之ta_如該未經鮮之血_量裝置與該已 校準之血_量裝置便無法於相同的結構位置處進行驢），咐在兩 個位置處所___如血雜咖_話，便會發生轉錯誤。如 果在及等兩她置之間所發生的現象有時間延遲的話，或是於該未經校準 之衣置所在位置除所發生的現象與該已校準之裝置所在位置除所發生的現 象之間有失真情形的話，甚至兩者皆發生的話，那麼該現象的兩個測量結 果便不會相同。 舉例而a ’如第二圖所不，於人體中，血液會從心臟流至該人體血管系 統之較細微的動脈微血管之中。由心臟收縮關係所產生的血壓脈波會以有 限的速度流經該血管系統。因此，在橈動脈處職_的血壓脈波的波形 相對於在肱動脈處所感測到的血壓脈波的波形便會產生延遲。另外，如第 三圖所示，當血壓脈波流經該動脈微赢管之中時，便會在該獅破形中產 16 1232290 生失真，其會使得在肱動脈處所測量到的血壓脈波波形與在橈動脈處所測 量到的血壓脈波波形不同。 當在人體另一位置處測量該人體的血壓時，便可忽略於該些位置處該等 脈衝波形形狀中所產生的失真，甚至不會發生失真。接著便可假設除了有 時間延遲之外’該些位置處之血壓脈衝波形皆具有相同的形狀。不過任何 的時間延遲都會使得無法利賴力測量結果p⑹、p_及所取得的電氣信 唬測量結果E(t,)、E⑹作為輸入信號【⑴及輸出信號〇(〇來決定方程式⑽ 中的权準係數。當在測量該現象的測量位置之間存在時間延遲時(如同在其 它測量位置的情形-般），該等時變信號便可能會互相偏移，因而可以使用 該時變信號的特徵數值(例如最大值與最小值)來決定方程式(增的校準係 數。 、 >被置放在人體橈動脈之上的血壓計已經在失真可忽略的前提下進行校 準。弟四圖中實線所示的係一已校準之血壓監視器所測量到的肢動脈血壓 脈波_。虛線戶标的則係橈動脈血壓脈波波形，其係利用將該等兩做 形之最大值與最小值進行匹配而予以校準之血磨計所測量到的結果。不 過，第四辭_波轉狀__的差騎代表的係於該鶴脈處所測量 到的失真情形並無法被忽略。 如弟一圖所不，由於婦系統之脈衝傳送特徵的關係，橈動脈位置處與 肢動脈位置處的血號之時變(AC)成份的振幅大不相同。如第四圖所 、，失真(也叙，鶴脈㈣魏舰壯触號祕變峨是血壓脈衝 、勺胁破。僅利用將該等兩個企壓信號的特徵值(例如第四圖中所示 1232290 的校準過程中所使用的峰值振幅)進行匹配的技術並不足以達到精破校準的 目的。 在該系統第一測量位置「a」與第二測量位置「b」之間的物理現象變化 可以頻域轉換函數ft(f)來描述：

Hab(f) i2(f) ， w 其中： ftab(f)為第一測量位置「a」與第二測量位置rb」之間的輸入信號之頻 域轉換函數； Λ

Il(f)為在第一測量位置ra」所測量到的第一時變輸入信號〗1⑴之傅立 葉轉換函數；及

A h(f)為在第二測量位置「b」所測量到的第二時變輸入信號I2(t)之傅立 葉轉換函數。 當血壓脈波從人體的肱動脈移動至人體的橈動脈時，方程式(u) 經過重新整理之後便可表示人體血壓脈波中的變化情形。明 確地說，可以下面的動脈壓轉換函數來描述該等變化情形： 其中：

Hbr(f)

Pb(f) "A- (lla) Λ

Hbr(f)係肱動脈測量位置與橈動脈測量位置之間該輸入信號的動脈壓轉 換函數；

A

Pb(〇係胜動脈測量位置處肱動脈時變灰塵脈波波形Pb(t)的傅立葉轉換 1232290 函數；及 p m糸檢動脈測量位曼處繞動脈時變金驗波波形·的傅立葉轉換 函數。 第五圖為可將已知物理絲轉換成—未知物理現象之物理系統以及 -用以測量該未知物理縣之未經鮮裝置的概略圖。明確地說，第五圖 中係以企壓脈波作為該物理現象。已知的物理現象為_脈血壓脈波 pb(t) ’利用-已校準之測量裝置(例如閉塞護套)便可測出。方程式(帅斤示 的係肢動脈至鶴脈無函贼「①，其可將該已知_誠錢脈波p⑻ 轉換成未知的鶴脈域脈波⑽。該未經校準之測量裝置可根射程式⑴ 所定義的-未知比例常數未知校準補償£〇將該未知的橈動脈錯脈 波Pi*⑴轉換成未經校準之測量信號匕(τ)。 應該瞭解的是’除非知道該等第一與第二測量位置之間的轉換函數 MfX例如肢動脈至橈動脈域轉換函數&⑼的至少—個頻率值，否則並 無法決定出方料⑺巾的校準係數Ce及校準常數1〇。 第六圖所示的係·_實驗所喊的祕脈血舰波與橈祕血壓脈波 之間的胜動脈至橈動脈血壓轉換函減⑻的頻率響應。如第六圖所示，該 肢動脈至橈動脈血壓轉換函數Abr(f)透露出敍壓脈波的傳導特徵係一共 振系統。0於共振系統中，相較於其它鮮處的其它頻率成份，接近共麵 率(也就是，細觸脈錢驗錢職减^_峰_血壓脈波 頻率成份會被放大。第六圖所示的肢動脈至棱動脈血輯換函數^削述 的係在橈動脈測量位置處所測得技壓脈波的各種鱗成份姆於在賴 19 1232290 ι則里位ΐ氣所測得之域脈波的頻率成份的失真情形。 匕外第/、圖所示的肱動脈至橈動脈血壓轉換函數⑺還描繪出該系 ’I、中項有用的特徵。此項有用的特徵係，當頻率接近零值時，該胜動 脈至I動脈蝴專換函數‘⑴會趨近於i，以下面的方程式可以描述此情 其中： 心(°)=器十1或^〜 (12)

Hbr(0)係鮮為零時該麟脈至橈動脈血壓轉換函數⑽的數值； pb(〇)係頻率為柿鄉魏動脈血壓脈波韻切)_立葉轉換函數

Pb係Pb(t)的平均值；

Pr⑼係頻率為科該輕_驗舰波信狀(t)_立葉轉換函數 的數值；及 P r k Pr(t)的平均值。 基本上，方程式(U轉2)意謂著橈動脈_動脈血壓脈波的平均錢籲 或DC成份相同。此聲明適用於本發明系統與方法的示範具體實施例所使用 之人體大⑽峨祕及鶴脈)巾。顧财無法知_職脈至繞動 脈血壓轉換函數不過大部份的情形中，當域脈衝經由該歸李统 被傳送-段距離時，便可以方程式⑽提供接近零頻率時之血壓信號的頻率 紐的振幅數值。減本發日縣簡紐的各種報趙實關會使用此 資來校準一未經校準之血壓測量裝置。 20 1232290

一般而言，如果-般轉換函數ftab⑴中有一個以上頻率成份(f「U 有已夫或可决d係麟(如第六騎示之耽祕至橈紐血壓脈波轉 、續ftb功於第五圖所不之糸統中零值頻率成份的情形般)，那麼該些一個 乂上麟成純、&、· .·)便可使用方程式⑽決定出該轉換函數^⑺中一 個以上頻率成份(fl、f2、…)之振幅數值。 針對第-測量位置「a」之已校準測量裝置所測得之輸入信號及第二測 量位置「b」之未經校準之轉換騎產生之輸出信號，吾人可定義出一輸入 信號至輸出信號轉換函數010(f) == K ft ab(f)。 對於具有-已知或可決定數值之轉換函數ftab_輸入信號及輸出信號 的該等-個以上的鮮成份而言，例如「fu鮮成份，該輸人信號至輸出 信號轉換函數的數值等於： H[〇(fi) = KHab(fl). ( 其中：

A Ηκ^)係該轉換函數ή[〇(〇在頻率&時的數值； K係比例常數(源自方程式(1));及 ^ab(f〖)係該轉換函數Aab(f)在頻率時的數值。 '?尤第五圖所不的糸統而言，該輸入信號至輸出信號轉換函數台1〇⑺則係 壓電信號轉換函數ftpv(f)。如上所述，就此系統而言，第一位置至第二位置 轉換函触ab綱魏動脈至橈動脈Α壓轉換函數^⑺。如第六圖及方程 式(12)所示，匕。因此就該肱動脈血壓脈波的DC成份及所產生的電 氣信號而言，可將方程式(13)改寫成： 21 1232290 其中： HPv(〇)-KHbr(0) = K. (13a) pX〇)係頻率為零時該壓電轉換函數心⑺的數值； 、 Κ你比例常數(源自方程式(1));及 A br(〇Hr、頻率為零時該肱動脈至橈動脈血壓轉換函數色^⑺的數值。 女果用从預估該輸入信號至輸出信號轉換函數ft[〇⑺的技術無法預估相 角的4 ’那麼便必須從資料中指定&值的符號。大部份的情形令，&值 的錢都U號，因躺測得的輸iB信號〇2⑴係與已鮮之輸人紐_ · 同相位。因此，當〇2(t)與1綱相位時： \Κβ(Ό γ K： (14)

， ι/ I 當〇2(t)相對已校準之輸入信號w為反相時，K便是負值。也就是： K = 1 ^i〇(fi) 1 丨合AB(fl)丨 (15) 22 1232290 fl頻率值。舉例而言，就壓電轉換函數ftPV(f)而言，可從該決定結財預估 零值頻率值。就壓電轉換函數Apv⑺而言，或是就使用該零值頻率成份的任· 何其它轉換函數而言’加人Q()並不會對雜躺AC成份產生任何_。， 所以第八圖係第七圖重繪之後的結果，其僅針對ac部份的分析結果。 k 〇2(t)及⑽)之中決定出該輸入信號至輸出信號轉換函數合[〇_系統 識別問題’其可利用各種技術來解決。一但從該輸入信號至輸出信號轉換 函數H[Q(f)在fe fl位置處預估值的絕對值中決定出κ值之後，如方程式⑶ 所示，該校準係數Cc便等於κ值的倒數。 馨 取付板準健〇:之後，如下輯述般，可利職雜測得輸人信號平 均值的預估值取得該補償輸人信號數值〗。的校轉數。就滿足方程式⑽ 的轉換函數(例如轉換函數ftpv⑼而言，可將方程式(12)改寫成： I 1 = Ϊ2· 同樣地’可針對I2及〇2將方程式(2)改寫成： (16) Ι2 = CC〇2 + I〇. (17) 結合方程式(16)及(17)，並解出10可得到： ( Ι〇= ΐ -Cc02. (18) 因此就滿足方程式(12)的轉換函數(例如轉換函數⑺)而言，可以利用 推導出來的校準係數Ce，以及用以決定校準係數&的輸人信號平均值& 及合2 ’來決定該補償輸入信號數值IG的校準常數。 一般而言，利用頻率接近零的輸入信號至輸出信號轉換函數ήι〇(ί)為特 徵所取得的實驗資料最容易以方程式⑼仰)為基礎來決定校準係數α。 23 1232290 目前有各種技術可從-輸人及輸出資料取樣巾來特徵化賴函數。一般而 言’此等技術可能是參數型或非參數型轉換函數預估法。第九圖為該已校 準之肱動脈血壓信號之時魏份⑽)的實驗資料義圖。於第九圖所示的 關係圖中，已經移除其平均值DC成份ή i，該成份等於7Q_Hg。第十圖 為違未經权準之橈動脈血壓信號之時變成份⑴的關係圖。同樣地，於第 十圖所示的關係圖中，已經移除其平均值DC成份^，該成份等於㈣阶。 第九圖與針圖所示的信號係以每秒25G次取樣的取樣速率所得到之數位 化連續信號取樣結果。 非參數型技術-般都係基於將該等輸入與輸出時間函數轉換成頻域函 數。經過練化的雜最常關無方級聽散傅轉賴(dft)。當該 信號的時職度等於2 _糾，便可_快賴立_卿打)演算法有 效地實現雜麟立葉觀。⑽歧該灘輸端紅輸⑽號轉換函 數合幻⑺時，最常用的離散傅立葉轉換方法為： 其中： Η = DFT{E[o2 (t)o2(U τ}]W(T)}硕 E[〇2(t)i；^^^r (19) E[..·]為統計期望值運算子；及 W(t)為一視自函數，舉例而言，漢明窗。 於此示範的具體實施例中，函數E[〇2(t)〇2(t+T)]係〇2(t)的自相關函數， 而Ε[〇2(ίΜ + τ)]則係心⑴與丨⑻的交互相關函數。於方程式(⑼中，以視 窗函數\ν(τ)乘以該等自相關及交互相關函數的作用係平坦化該等頻率預估 值，其中頻率平坦程度係與該視窗函數的寬度成反比。 24 1232290 第十賴ΤΓ的ίτ、彻第九圖與軒圖巾的資料所轉之預估塵電轉 換函數Hpv(㈣_。利用第十_圖中齡·的預估壓電轉換函數‘ Mf)’可利用方程式(13a)推導出κ值為〇 〇172伏/麵啤。當決定出κ值， 之後，便可利用方程式⑺得出校準係數Cc為如馳啦伏。當決定出校 準係數Ce之後，便可利財程式⑷或⑽得出校準常數“ 69·98_Η§。 第十二騎補_已鮮之_脈血舰波？1___及_上述 的校準係數Ce=58.1mmHg/伏來鮮之後的橈嫌血祕波p2_關係圖。 其中一種用以決定轉換函數H(f)的參數型技術便係自回歸(AR)技術。於鲁 該自回歸技術中，可在複數z域中決定出由分數多項式所組成的轉換函數 H(z)。如下所示，該z域轉換函數η⑵的多項式分子的次方為风]，而多 項式分母的次方為Na : Η ίο (z)

Ibnz - (“) n = l ^ Γ 1+ Zanz^n (20) 根據最小平方法決定出該等係數an及bn之後，該預估輸入信號至輸出 信號轉換函數台幻㈡便係最佳的多項式轉換函數。 _ z轉換的特性係，僅需要利用減法便可從z轉換中找出傅立葉轉換。 (21) 2 =严 第十三圖所示的便係利用減法運算’以方程式(20)中所述的自回歸模型 為基礎(其中Na = 2而Nb=l)，以第九圖及10中的資料來決定該預估壓電 轉換函數之絕對值|ftpv(f)|。針對0pv(f)改寫之後，可將方程式(21)及方程式(14) 結合之後產生： 25 1232290 Κ = Hpv(f = 0) = Ηρν(2 = 1) = -η=1 _ * Μ ^Ian η=Ι (22) 如第十三圖所示，當以方程式(22)為基礎(其中队=2而队=1)，利用- 該自回歸技術決定出該預估輸入信號至輸出信號轉換函數^⑻之後，κ值 便等於0.0164伏/mmHg。 在根據本發明之系統與方法的各種示範具體實施例中可以利用參數型 技術或非參數型技術決定出-預估轉換函數，用以校準該未經校準之感測 器或轉換ϋ。究竟應料何觀賴触要魏決於翻翻紐校準之· 測量裝置。非錄難賴常具有财的運算，獨狀較_於不非常 I白該轉換函數本質的系統t ^如果已經知道該系統之轉換函數的一般本 貝而且可你姆的分衫項絲模型傾轉換函數的話，那麼參數型技 術的運算效率會咖。輸言，當_第十賴料為基礎 來&準被放置在橈動脈上方的電子企壓計時，那麼利用二階的多項式函數 (PNa 便可以對該壓電轉換函數⑺在零值附近的頻率產生 極佳的近似效果。 至此已靖對_—示波型血壓翁監視ϋ作為鮮鮮來校準一電 子域。t來㈣娜本發明U贿綠的_錢具體實關。於各财 .綠體實施财，射使収進行校準之其它體積式·力讀換Ε 來則里血[’並且亦可使用該已校準之示波型血壓護套之外的已校準裝 ¥例而° ’可將该電子灰壓計放置在人體的腕部，其中該Α壓計將合 產生似橈動脈血壓信號P2(t)成正比的電氣信號蝴。電氣信料(t)可能 26 1232290 疋連續^賴離散信號。咖壓計所輸出的血壓信號具有一不變的平均值 成伤I ’其與歧壓計之電路、該平均_橈動脈血壓以及舰測量之動 脈之平均全壁式壓力構成函數關係。 女上所述於各種示範具體貫施例中，該已校準之示波型血麼監視器係 -充氣式閉塞護套，其可決定纽祕的最大錢(錄壓）、平均域以及 最小血壓(舒張壓)。該些血壓·結果都是姻祕巾全喊血壓的時變變 化所產生的。接著，該全壁式血壓巾的該等時錢化便會造成該動脈的體 積變化，並且經由上層組織傳送至皮膚表層，此處的充氣式閉塞護套便可 藉由於其巾產生壓力魏轉應該等體積變化。該充氣式閉塞護套中的壓 力變動振巾s以及該示波5^壓監視^賴力魏都會與該充氣式閉塞護套 的體積、該護套壓力與該動脈壓力(全壁式壓力)之間的差異、該動脈護壁的 彈性、示波型血壓監視ϋ的魏特徵、該錢式·護套的鮮響應、該 等上層組織、以及該充氣式連接器管材等@素有關。該示波型血壓監視器 可以連續方式或離散方式來測量企壓。 當邊等全壁式壓力的差異非常小的時候，該禮型血壓監視器所測得之 血壓信號的雜將會非常趨近於鶴脈的内部血壓健。當該等全壁式壓 力的差異非f小的時候，肋測量血壓健的技術便係熟知的體積描記測 置法。如第十四®所示，體積描記測量法係在示波型血制量循環結束之 後才進行測$。如果將該等體積描記測量值數位化之後，便可利用各種裝 置(舉例而言，-般崎電腦、個人電腦、微處理器、數位錢處理器、或 #何等效於可能的献之後直接使麟制量絲決定該校 27 1232290 準係數及該校準常數。如果該等體積描記測量值係類比數值的話，那麼便 必須先利用類比數位轉換器將該等測量值數位化，方能使用該等經過數位 化的測置值。藉由電子血壓計所測出的電氣信號E⑴，便可以下面的方程式 得出血壓P(t): 其中： P(t) = CpvE ⑴ + P0 (23) P⑴為人體之時變血壓； cpv為一血壓至電壓轉換器之校準係數； E⑴為藉由感測該人體之時變血壓所產生的時變電氣信號；及 P。為遠血壓至電壓轉換器之校準常數。 如上面就充氣式卩植護套的說明般，_非人侵式血壓(屬p)監視器所 測得的平均血壓、舒張壓魏_便可取_血駐電壓鮮舰c pv 血壓校準常數P。。 就體積描記測量法而言 便是：

如果平均血壓為P的話，那麼該校準係數C α (24) 其中： ps為人體的收縮血壓； PD為人體的舒張血壓；

Es為對應於人體的收縮血壓Ps之時變電氣信號數值；及 ED為對應於人體的舒張血壓PD<時變電氣传號數值。 28 1232290 因此利用方程式(23)便可得到校準常數P。： P〇= F 'CpvE. (25)- 第十五圖為根據本發明用以校準一未經校準感測器或轉換器之方法的 - 示範具體實施例之流程圖。明確地說，在第十五圖所示的流程圖甲，該未 經校準之轉換器係位於欲感測之系統的第二位置B處，其係與位於欲感測 之系統中先前已校準之校準感測器所在的第一位置A處分離。 如第十五圖所示，本方法的運作從步驟sl〇〇開始，一直進行到步驟 S110 ’其中會利用位於第一位置a處的已校準感測器，在欲利用該等已校鲁 準及未經校準之感測器進行感測之系統的週期性物理現象的至少一個完整 循環中取得該物理現象的輸入數值Il(t)。接著在步驟測中，可利用位於 第二位置B處的未經校準之制器，針對該系統的物理現象的至少一個完 整循壞中取得輸幻請〇2(1)。—般而言，步驟咖及_經常會同時進 行以便亥奴被感測的糸統在兩次的測量過程中處於相同的狀態。不過 應該瞭解的係’步㈣1G及⑽未必非同日純行，只要在進行步驟襲 及Sl2〇的㈣，該欲被感酬系魏夠處於實質姻的狀態即可。接著該_ 項運作便進入步驟s 130。 _在步驟S130中會決定出輸入信陶)的平均值i及輸出信號〇2_平均 —著在為S14〇中’便會預估該輸入信號至輸出信號轉換函數 。應該瞭解_，可以_麵贼非錄财法來雜該預估輸入 二tr彳5雜換函數。明確地說，可以使用任何已知或後來開發出來 來預估該預估輸入信號至輪出信號轉換函數。接著，在步驟⑽中， 29 1232290 :可利用難信【。_零解數值決定出& 值。接著該項運作便進入步驟S160。 =驟麗中會決以。如谓述，㈣關得的輪出信 物)追隨輸入信物)的話，κ值的符號便是正號。相反地，如果輸出 信號〇2_入信號！獻向的話，κ值的符號便是負號。如果知道該輸 入信號至輸出信號轉換函數‘⑺的相位的話，便可輕易地献出κ值的符 说。如果不知_賴函數__話，縣便傾歧賴輸入信號至 輪出信號轉換函數的她，方能決定出κ值的符號。接著制運作便進入 步驟S170。 在步驟sno巾會對κ值進行倒數運算以決定該校準係數Cc。接著，在 步驟咖中’便會根據已蝴鮮係數仏_的輸人錄平均值成 輸出信號平均值ϋ來決定校準常㈣。接著便進入步驟测結束該方法的 運作。 第十六圖為用以確保針對該欲被感測的系統正確地校準位於該欲被感 測的系統的第—位置Α的已校準之第-感·的方法之示範具體實施例的 机矛王圖如上所述，第十五圖所述的流程圖假設已針對該欲被感測的系統 正確地校準該已校準之感·。料六圖中的方法可用以校準—感測器， 因而可利用該感測器作為第十五圖所述方法中的已校準之感測器。 如第十六圖所示，本方法的運作從步驟S200開始，一直進行到步驟 S210，其中會利用位於該欲被感測的系統之第一位置a處的第一感測器， 在至少第一時間tl與第二時間^中取得欲於位置A處進行感測的物理現象 30 1232290 的輸入數值W。接著在步驟S220中，利用該第一感測器響應於該賴感 測的系統中該第一位置A處欲被感測的物理現象並且在至少第一時間心與 第二時間t2中從該第-感測器中產生或取得輸出信號〇i(t)。接著在步驟 S230中’可根據該欲被感測的物理現象的輸入數值1(⑹及^⑹以及從位於 該欲被感測的系統中該第-位置A處的感測器裝置中相應產生的輸出信號 0,⑹及⑹來決定該第-感測器的校準係數α。接著該項運作便進入步 驟 S240。 在步驟S240中，可至少部份根據於步驟_及S22〇中所決定的輸入 數值Ii(t)及輸出信號〇⑻分別決定出輸入信號j綱平均值f及輸出信號 〇1(t)的平均值ϋ。接著，在步驟S25〇中，便會根據已決定的校準係數q、 已決定的輸人信餅均值Ϊ及輸$信號平触5來決定鮮常數A。接著， 在步驟S26G中，便可以該等已決定的校轉數絲礎，針對該等輸入數值 來縮放該等輸出數值。接著便進人步驟S27Q結束該方法的運作。 第十七圖為運用上面第十五圖與第十六圖所述之方法之示範具體實施 例的流雜，該方法可利職放置在人體上_塞護套血壓感測器來校準 -橈動脈血壓❹，简例如橈誠血壓計），歧_贿脈的血壓 。明確地 說，如第十七圖所示，本方法的運作從步驟〇開始，一直進行到步驟 S310，其中_塞護套本身會針對人體進行校準，以便本發明的系統 及方法來校準該橈動脈血壓計。接著該項運作便進人步驟s挪。 應該瞭解祕，在麵咖何赌贿何已知錢來騎出來的方 法或技術針對人體來校準_塞護套。因此，應該瞭解的係，如果已經針 31 1232290 對人體校準過該閉塞護套的話，或是如果已經藉由決定出此人體可運用的 一般化校準參數而對該閉塞護套進行過一般性校準之後的話，便可省略步 驟S310。舉例而言，如果大部份的人體實質上皆具有相同的閉塞護套校準 蒼數的話，那麼便可決定出任何人體皆可使㈣—般化校準參數用以校準 -亥閉基4套，並且使用於本發明的系統與方法中，用以校準未經校準之橈 動脈血壓言十。 於步驟S320中，可膨脹收縮該閉塞護套，對環繞在人體上臂的閉塞護 套進行加壓，使其壓力最高處於該人體絲脈内舒張錢之下。應該瞭解 的係’該閉塞護套内的壓力未必非得接近該舒張壓。接著，在步驟如〇中， 可分別從糊塞護套及該未經鮮之職脈血壓❹_情該血壓脈波的 至少-個完整循環取得信號P丨(〇及&⑴。接著，在步驟S34〇中，可分別決 定出信號P_平均值？1及秘)的平均值^2。接著該項運作便進入步驟 S350 〇 λ 在步驟S350中，可以使用任何已知或後來開發出來可用以於頻域中預 估轉換函數的參數型或非參㈣技術來預倾血壓脈波域誠、感測器輸 出信號轉換函數ft暑接著’在步驟8中，可根據該▲驗波至繞動 脈感測益輸出信號轉換函數的零頻率值ftpv(0)決定出K值。接著，在牛3 防〇中，可如步驟S16(m述的方式決定出〖值的符號。接著該項運作便 進入步驟S380。 在步驟S380中，會對K值進行倒數運算以決定該未經校準之繞動月 測器的校準係數&。接著，在步.㈣9Q中，便會根據已蚊的縣信 32 1232290

Cc、已決定的肱動脈血壓平均值匕及橈動脈感測器輸出信號平均值。來決 疋°亥未經校準之橈動脈感測器的校準常數PG。接著便進入步驟S400結束該 方法的運作。 第十八圖為根據本發明之感測器校準系統的示範具體實施例之方塊 ° 弟十圖所示，δ亥感測器校準系統100係透過連接線21〇被連接至 已才父準輸入信號感測器200，並且透過連接線310被連接至一未經校準之 輸入b域測3GG。每個鮮已校準之輸人信號制器2⑻及未經校準之 輸入^錢測II 3G()都會被賴至—具有欲制之物理現象的祕之上。 月確地5兒已校準之輸入信號感測器2〇〇係被連接至第一位置A處的系 、，、之上而β亥未經权準之輸入信號感測器3⑻則係被黏貼至第二位置B(其 與第一位置Α係分開的)處的系統之上。 。亥感測為杈準糸統100包括一輸入輸出介面11〇，用以在連接線2丨〇及 31〇之上輸入該等信號；一控制器12〇 :一記憶體13〇 :一平均值決定電路 或例行140 ’-預估轉換函數決定電路或例行程式n以及—校準參 數决疋a路或例雜式_，各部份都制用_控制及/或資料匯流排17〇 相互連接。記憶體13G包括—信號部132、—平均值部134、—預估轉換函 數部136以及一校準參數部I%。 該信號部m會儲縣_ f已校準之輸人健感測器2⑻及未經校準 之輸入信號感測H 3GG所輸i；之該欲被感測之週雛物理現象的一個以上 完整循環。餅均值部134會齡料均值蚊電路·行程式從接收自 該已校準之輸入信號感測器勘及/或該未經校準之輸入信號感測器綱的 1232290 信號中所決定的平均值。該預估轉換函數部136會儲存該預估轉換函數決 定電路或例行程式150所產生的預估轉換函數。該校準參數部138會儲存 该未級校準之輸入信號感測300之板準參數決定電路或例行程式所決定 的校準係數及校準常數。該校準參數部138亦會儲存該已校準之輸入信號 感測器200之感測器校準系統所決定的校準參數。或者，該校準參數部138 亦可儲存該已校準之輸入信號感測器200之預設的校準參數。 一般而言，在該感測器校準系統 tr，一個以上 的已校準之輸入#號感測為200及未經校準之輸入信號感測器3⑽會從今 欲被感測之系統的已感測物理現象中產生輸出信號。該些輸出信號會由該 等一個以上的已校準之輸入信號感測器細及/或未雜準之輸入信號感測 器300分別透過連接、線210及/或31〇提供給輸入輸出介面ιι〇。輸入輸出 介面110會在控繼12〇的控制下將該等信號儲存在記憶體13〇的信:部 132之中接著，在控制裔12〇的控制下，便可將被儲存於信號部出之中 的信號輸出給平均值決定電路或例躲式刚。該平決定電路或例行程 式140則會決定出源自每個該等已校準之輸入信號感測器細及未紙校準 之輸入信號之信號的平均值韻，在控制_的控制下， 便可將該平均值決定電路或例行程式所決定的平均值健存在平均值部m 之中。 同樣在控制器12〇的批岳丨丨τ ^ 的制下，便可將被儲存於信號部132之中的俨 供給預蝴㈣峨崎_，纖·彳瓶卿用= 已知或後來開發出來的參數型或非參數型轉換函數讎技術或演算法從該 34 1232290 寻輸入响決定出_預估轉換函數。(㈣著，在控制㈣的控制下 便叮將姻估轉換函數儲存在讎轉換函數部136之巾。應_解的係， 該預估轉換函數決定電路⑼可獨立運作，或是解均值決定電_ 日车運作。 1

接者’在控細2G的控制下’校準參數決定電路或例行程式16〇便备 輸入被儲她議賴敎㈣雜職_卩，並職取出姉 估轉換函數中預期的頻率成份(例如零頻率成份)作為κ值。接著，該校準參 數決定電路或例行程式160便會對κ值進行倒數運算以決定該校準係數G 的數值。縣’該校準參數決定電路或例行程式16〇便會根據已決定的校 準係數Cc、該未經校準之輸入信號感測器则所輸出之輸出信號的平均 值、以及從該已校準之輸入信號感測器2〇〇所輸出之輸出信號中所取得之 該物理現㈣平馳錢賴轉錄。聽鮮參數決钱路或例行 程式160所決定的未經校準之感測器3⑻的校準參數則會被儲存在校準參 數部138之中。 應該瞭解的係，如果基於任何其它理由必須針對該系統所在之特殊位置 A來校準該已校準之輸入信號感測器200的話，那麼該校準參數決定電路 或例行程式160便可執行該項運作。明確地說，在控制器120的控制下， 該已校準之輸入信號感測器200可運作以產生能夠用以校準該已校準之輸 入信號感測器(參照第十七圖及其相關說明)的信號值。該些信號係透過輸入 /輪出介面110進行輸入，並且會在控制器120的控制下被儲存於信號部132 之中。接著該校準參數決定電路或例行程式160便會產生該已校準之輸入 35 1232290 信说感測器200的校準係數Cc|及該已校準之輸入信號感測器2_校準常 數II。 於各種示範具體實施例中，可於一程式化之一般用途電腦之上來實現第 十八圖所不的制n校準系統1GG。不過，亦可於下面的裝置之上來實現感 測益权準系統100 · 一特殊用途電腦、一程式化之微處理器或微控制器、週 邊積體電路7G件(例如ASIC或其它積體電路）、—數位信號處理器、一硬接 線式私子電路或邏輯電路⑽如離散元件電路）、—可程式化邏輯裝置(例如 PLD、PLA、FPGA或PAL)、或類似的裝置。一般而言，可以使用任何的 裝置來實現❹彳驗準系統謂，只魏夠實現—有限狀態機並且進而能夠 貫現第十五圖至第十七圖中所示的流程圖即可。 應该瞭解的係，第十八圖所示的每個電路都可以實現成一合宜的程式化 般用途電腦。或者，第十八圖所示的每個電路都可以實現成下面的裝置： ASIC中的實體分離硬體電路、FpGA、pDL、pLA、pAL、或是使用離散邏 輯元件或離散電路元件。第十八圖所示的每個電路究竟應該採用何種特殊 型式係-項設計選項，對於熟習本技術之人士來說，相當的容纽有跡可 循。 再者，可以軟體(其係在一程式化之一般用途電腦、一特殊用途電腦、 一微處理器或類似的裝置之中被執行)來實現該感測器校準系統1〇〇。此例 中，該感測器校準系、統100可實現成為一内建於-感測器系統之令的例行 耘式、貝現成為一驻存在伺服器中的資源或類似的型態。該感測器校準系 統100亦可以實體合併於軟體及/或硬體系統中的方式來實現。 36 1232290 第十八圖中的記憶體m可以利用可修改(揮發性或非揮發性)記憶體、 不可修改(《定)記歷的任㈣當組合方絲實現。該可修改(不論是揮 發性或非揮發性)記憶體則可利用任何一個以上的靜態或動態、一磁碟 片及磁碟機、-可寫人或可覆寫光碟片及光碟機一硬碟機、快閃記憶體 或類似的記憶體來實現。同樣地，該不可修改(或固定)記憶體則可利用任何 一個以上的 ROM、PROM、EPROM、EEPR0M、一 R〇M 光碟機(例如 CDROM或DVD-ROM光碟片及光碟機)或類似的記憶體來實現。 該等連接線210及310可能是任何已知或後來開發出來的裝置或系統， 用以分別將感測II 2GG、3GG連接至該感測器校準系統謂，其包括公眾交 換黾活網路連接線、直接式纟覽線連接線、廣域網路或區域網路連接線、企 業内部網路連接線、網際網路連接線、或任何其它分散式處理網路或系統 連接線。另外，應該瞭解的係，就用以分別將感測器2〇〇、3〇〇連接至該感 測器校準系統100的連接線21〇及31〇中每條連接線而言，每個此等連接 線中至少其中一部份可能是有線連接或無線連接。一般而言，該等連接線 21〇及31〇可能是任何已知或後來開發出來的連接系統，其可用以將掃描器 100連接至掃描圖像登錄系統200。 雖然已經配合上述的特定具體實施例對本發明加以說明，不過對於熟習 本技術之人士而言，仍然可輕易地進行各種替換、修改或變更。因此，前 面所述之本發明的較佳具體實施例僅供解釋用途，而非予以限制。在不脫 離下面申請專利範圍所界定之本發明的精神與範疇下，可進行各種變更。 37 1232290 【圖式簡單說明】 第-圖為-用以測量物理現象之未雜準健之示範具體實施例之概 略圖； 弟二圖為-肋校準第_圖之未經校準裝m統的示範具體實施例 之概略圖； 第三圖所示的係人體血管系統中不同位置之間的血壓錢差異與時間 延遲之關係圖； 第四圖為於-系統中其中一位置處測量一物理現象所產生的信號與於 該系統中第二位置處測量該物理現象所產生的第二信號之間的關係圖，其 中該第二信號的校準方式係將該第二信號的最大值及最小值與該第一信號 的最大值及最小值進行匹配； 第五圖為可將一已知物理現象轉換成一未知物理現象之物理系統，以及 一用以測量該未知物理現象之未經校準測量裝置之示範具體實施例的概略 圖， 第六圖為該肱動脈至橈動脈轉換函數之強度與頻率之函數關係圖； 第七圖為以該已校準裝置所測量到的輸入信號與該未經校準裝置所產 生的輸出信號之間的輸入信號/輸出信號轉換函數為基礎之該未經校準測量 裝置之示範具體實施例的概略圖； 第八圖為第七圖針對非零值頻率信號成份重繪而成的示意圖； 第九圖為於欲被測量之系統的第一位置處所測量到的校準輸入信號之 關係圖，該圖中已經移除零值頻率成份； 38 1232290 第十圖為於欲被測量之系統的第二位置處所測量到的未經校準測量杜 置之輸出信號之關係圖，該圖中已經移除零值頻率成份； 第十一圖為以第九圖及第十圖之關係圖為基礎，顯示第七圖及第八圖中 所示之輸入信號/輸出信號轉換函數之關係圖； 第十二圖為經過本發明的系統及方法進行校準之後，利用該已校準農置 於該系統的第一位置處所測量到的輸入信號數值與於第二位置處該裝置所 測量到的輸入信號值之間的關係圖； 第十三圖為利用低階ARX模型所取得之預估輸入信號/輸出信號轉換函 數之關係圖； 第十四圖為血壓測量系統所感測到之壓力的血壓與時間，以及動脈灰壓 脈衝的血壓與時間關係圖； 第十五圖為根據本發額以校準—未經校準制器或轉換器之方法的 示範具體實施例之流程圖； 第十六圖為一種校準方法的示範具體實施例之流程圖，其可用以確保能 夠針對I钱料十五圖流韻巾所使用的已校準制器裝置被正確地校 準； 第十七圖為根據本發明之校準方法的示範具體實施例之流程圖，其可用 以相對於人體的職絲鮮—血_塞護套，並且可_驗過校準之 閉基護套來校準-未經校準之橈動脈血壓感測器；及 第十八圖為根據本發明用以校準一未經校準之感測器或轉換器的示範 糸統之方塊圖。 39 1232290 [主要元件符號對照說明] 〇…電壓 κ…比例常數 I…壓力 〇0…常數 100···感測器校準系統 110···輸入輸出介面 120…控制器 130···記憶體 132…信號部 134···平均值部 136···預估轉換函數部 138···校準參數部 14 0…平均值決定電路或例行程式 150···預估轉換函數決定電路或例行程式 160···校準參數決定電路或例行程式 170···控制及/或資料匯流排 200···已校準輸入信號感測器 210、310…連接線 300…未經校準之輸入信號感測器

Claims (1)

1232290 拾、申請專利範圍·· h 一種用以校準—未經校準之感測n之方法，包括·· 利用已k準之感測n於第-位置處感測—時變物理現象，以便決· 疋出該時變物理現象的輸入波形； 、彻未、她準之制15於第二位置處感順時變物理現象，該經 校準之感測器會輸出-輸出波形對應該第二位置處的時變物理現象； 根據該等輸人與輸出波形決定出—頻域轉換函數，其係關於該輸出 波形至該輸入波形； 記決定之頻域轉魏決定瓣經校準之感廳的校準β 係數；及 根據該已決定的校準係數、該輸入波形及該輪出波形決定出該未M 校準之感測器的校準常數，其中該已決定之校準係數及該已決定:校= 常數可針對第二位置處的時變物理現象校準該未經鱗之感測器。人 2.如申請專利範圍第w之用以校準一未經校準之感測器之方法， 時變物理現象係血壓。 ~忒 3·如申請專利細第2項之用以校準—未經校準之感邮之方法，其中1鲁 已板準之感測器係一已校準之示波型血壓監視器。 Λ 4·如申睛專利範圍第2項之用以校準一未經校準之感測器 未經校準之感測器係一血壓計。 一中邊 5·如申請專利範圍第4項之用以校準一未經校準之感測器之方法，复』 血壓計係一電子式血壓計。 / ，、中該 6·如申凊專利範圍第1項之用以校準一未經校準之感測器之方法，其中X 41 1232290 其中決定該未經校準之細㈣校準常數包括根據該校準係、數、該 輸入波⑽平均值及該輪出波形的平均縣決定賊準常數。 12. 如申請專利細第丨項之用以校準—未經校準之感·之方法，其中該 根據該等輸入與輸出波形決定出一頻域轉換函數用以將該輪出波形與 該輸入波形進行關聯包括； 取得每個轉輸人與輪岐形的至少-個完整波形； 在對應該頻域轉換函數的複數2域中決定出—預估轉換函數，該預 估轉換函數具有複數個參數； 決定出該等參數的數值，讓該預估2域轉換函數與針對該等輸入與 輸出波形中至少一個完整波形所獲得的轉換函數相稱；及 將該相稱的Z域轉換函數轉換成頻域轉換函數。 13. 如申請專利顧第12項之用以鮮—未經校準之感測器之方法 步包括： / 及 決定出該難賴賴函數具有—可蚊練的頻率； 將該已決定之頻率轉換成等效的2域數值。 器之方法，進一 M.如申請專纖圍㈣項之用讀準—未經校準之感測 步包括： 決二=:數值以及該預I域轉換函數之參數的已決定數值 A如申請專利範圍第12項之用以校準-未經校準之_器之方法，盆中 定義該預估z域轉換函數包括絲該預估z域轉換函數的多項式分讀 43 1232290 i8. 一種用以校準一電子式血斯之方法，包括： 利用-已校準之示波型血塵監視器來測量一肢動脈血麼，以產生一 已校準之示波型血壓信號； 1用未、，、成準之電子式錢計來測量一繞動脈血壓，以產生一電 壓信號； 康 <已&準之示波型血愿信號以及該未經校準之電子式也壓計 的電壓信號決定出-頻域壓電轉換函數； 根據該頻域壓電轉換函數決定出該未經校準之電子式血壓計的校 # 準係數； 決定之校準係數、該已校準之示波型血壓 2 t t之Γ式血壓計的校準常數，其中該已決定 血壓計 人!^’、疋之彳χ準常數可針對额祕&壓來鮮該未雜準之電子式

45