TWI439255B - Measurement of arrhythmia - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種量測電路，特別是指一種心律變異度之量測電路。
心率變異度(Heart Rate Variability，HRV)的心率是指心臟跳動的頻率，單位是BPM(Beat Per Minute)，是由1981年Akselrod發表，其藉由非侵入的方式量測並紀錄心電訊號，在經過快速傅立葉轉換以求得心率變異特性的功率頻譜；而變異度則是每個心跳時間間格上的差距，亦即心臟跳動的頻率與心跳時間間格上的程度變化。心率變異度之特性功率頻譜可以對應出自主神經系統之生理作用機制。長時間HRV的高低變化可以反應一個人的自律神經是否失調，也可以反應出心臟功能的健康情形。
自主神經系統屬於周邊神經系統的一部份，它控制身體內器官的功能，自主神經系統分為兩類：交感和副交感神經系統。交感神經系統在有壓力的時候其活動占優勢，所產生的效應讓身體預備在面對壓力反應時做出動作。它的效用是為身體消耗能量；而副交感系統則是在休息及靜養時其活動占優勢，所產生的效應會加速及調節諸如消化和生長的過程。為了讓身體能休息及靜養，它的活動可用來保存能量。
目前評估自主神經系統活動最有效的方法就是心率變異度(HRV)之分析。HRV特性會由交感與副交感神經系統交互作用與調控產生變異，所以醫學上常藉由心率變異來研究自主神經系統的調節情形。因此由心率變異度的高低，即可得知一個人的自主神經是否失調，而心率變異度亦可反應心臟功能的健康，其低變異度代表著高心臟病危險性。因此藉由心率變異特性可作為多項疾病判斷或治療之徵兆，例如心律不整、糖尿病、憂鬱症等。
「心律不整」是指心跳不正常，亦即心跳間隔長短不同，而心跳的頻率過快或過慢時也算是心律不整，例如心跳頻率比正常快的「頻脈」或是心跳頻率比正常慢的「徐脈」。除了某些心臟本身有疾病時會發生心律不整之情形外，因呼吸有所變動時亦會發生心律不整之情形；例如一個人深深吸氣時心跳會加快，而把氣吐出來時心跳就會慢下來，這是正常的生理現象。此外如運動時心跳會加快，而休息或睡覺時心跳則會變慢，另外如自主神經系統的興奮、咖啡或茶的刺激、發燒、緊張、壓力過大、疼痛、缺氧、藥物等等，都可能使心跳速率及節律有所改變。
心律不整時，從毫無症狀到有一些輕微症狀如：感覺心跳加快，或是感覺到不規則的心跳；當心律不整嚴重時，會引起病人休克、昏倒甚至猝死。不少猝死病患平時並無任何徵候，即使年輕人也可能發生。醫學界現在認為，除了藉由過去病例分析外，可藉由心率變異度之突然降低作為疾病的預測指標。尤其是經常忙碌的人，經由長期心率變異度的監控，若發現HRV偏低或逐漸降低，則應立刻休息，可減少猝死之機率。
HRV亦可作為糖尿病(Diabetes)之治療效果的判斷。糖尿病患初期，在血糖雖維持正常範圍內，但HRV已逐漸下降。而中期及末期的糖尿病患可能併發神經壞死症(Diabetic Neuropathy)，此時交感及副交感之細小纖維開始壞死，病人會出現站立眩暈(低血壓)、心悸、盜汗、及肚瀉等自律神經失調症狀。經由長期量測HRV，會發現HRV偏離原有之基準線，治療效果也可依此判斷。
另外，HRV亦可判斷憂鬱症(Depression)的發病。憂鬱症是一種醫學疾病，不僅僅是「情緒沮喪」而已。每年有上千萬的人患上這種疾病；婦女患有憂鬱症的可能性是男性的兩倍。患有其他疾病，比如心臟病、中風、癌症及糖尿病的患者病發憂鬱症的機率更高。而這些病患的HRV在量測上通常顯現活性偏低之情形。文獻顯示許多西醫處方藥可以改善憂鬱症狀。據估計，80%至90%的憂鬱症患者可以經專業的藥物療法和心理療法而痊癒。若長期利用HRV的量測來追蹤療效，則可更快使憂鬱症痊癒。
若要獲得HRV的資訊，不需要分析整個心電圖的細節，只要能取得心跳的間期，就能由心跳間期分析而得到。測量HRV是需要一段時間，約十分鐘以上，沒辦法在短時間內知道結果。量測的方法，首先需要找到心電訊號的心跳間期，然後經過重新取樣，把取樣後的資料經過快速傅立葉轉換，即可求得心律變異的功率頻譜，從心率變異的功率頻譜可以得到高頻(0.15-0.4Hz)和低頻(0.04-0.15Hz)的功率，由高低頻功率的變化可以當作自律神經活性的指標。
然而在長時間的量測下，如果讓受測者的注意力一直集中在被量測這件事情上，可能會使他們感到緊張或者不耐煩，而無法獲得自然的生理資訊，然而在長時間的量測下，比較容易觀察出心臟是否有問題存在，如果是短時間的量測，再加上受測者的緊張或者不耐煩，有些疾病並無法觀察出來，例如：偶發性心律不整。
因此本發明提供一種心律變異度之量測電路，其係可於量測受測者的心律變異度時，不易受測者讓感到緊張或者不耐煩，如此可真實量測受測者之實際的心率變異，以取得自然心律及心律變異，而非量測到受情緒緊張影響心跳之心律變異，以解決上述之問題。
本發明之目的之一，在於提供一種心律變異度之量測電路，其係藉由一光體積描記訊號量測模組與一心電圖訊號量測模組量同時量測人體不同之生理訊號，因增加生理訊號量測之便利性。
本發明之目的之一，在於提供一種心律變異度之量測電路，於一耳機本體設置光體積描記訊號量測模組，讓光體積描記訊號量測模組與心電圖訊號量測模組量測受測者之生理訊號時，藉由耳機本體撥放聲音訊號以避免受測者將注意力集中在光體積描記訊號量測模組或心電圖訊號量測模組上，以消除受測者的緊張或者不耐煩，如此可真實量測受測者之實際的心律變異。
本發明之目的之一，在於提供一種心律變異度之量測電路，其係將一音訊處理單元與一控制處理單元係整合為一晶片，以縮小心律變異度之量測電路之體積，進而減少製作的成本。
本發明之心律變異度之量測電路包含一光體積描記訊號量測電路、一心電圖訊號量測電路、一音訊處理單元與一控制處理單元。光體積描記訊號量測電路量測一人耳而產生一第一量測訊號，心電圖訊號量測電路量測一人體之生理狀態而產生一第二量測訊號，音訊處理單元產生一聲音訊號，並傳送該聲音訊號至該人耳，控制處理單元用以控制該音訊處理單元播放該聲音訊號，並接收該第一量測訊號而對應產生一第一波形圖，且該控制處理單元接收該第二量測訊號而對應產生一第二波形圖。如此，藉由音訊處理單元撥放聲音訊號以避免受測者將注意力集中在光體積描記訊號量測電路或心電圖訊號量測電路上，以消除受測者的緊張或者不耐煩，以真實量測受測者之實際的心律變異。
茲為使 貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
請參閱第一圖，其係為本發明較佳實施例之方塊圖，如圖所示；本發明之心律變異度之量測電路包含一光體積描記訊號量測電路10、一心電圖訊號量測電路20、一音訊處理單元30與一控制處理單元40。光體積描記訊號量測電路10量測一人耳70(請參閱第二圖)而產生一第一量測訊號；心電圖訊號量測電路20量測一人體之生理狀態而產生一第二量測訊號，音訊處理單元30用以產生一聲音訊號，並傳送聲音訊號至人耳70，控制處理單元40用以控制音訊處理單元30播放聲音訊號，並接收第一量測訊號而對應產生一第一波形圖，且控制處理單元40接收第二量測訊號而對應產生一第二波形圖。如此，本發明可以藉由音訊處理單元30產生聲音訊號，並透過光體積描記訊號量測電路10的傳輸路徑，而傳送聲音訊號至人耳，以驅使受測者可以放鬆，不至於會緊張或者不耐煩，如此，可真實量測受測者之實際的心律變異。
此外，本發明之光體積描記訊號量測電路10包含一光體積描記訊號量測單元12與一光體積描記訊號處理單元14。光體積描記訊號量測單元12經由人耳70量測人體之生理狀態而產生一第一生理訊號，光體積描記訊號處理單元14接收並處理第一生理訊號，而產生第一量測訊號。並且於本發明之光體積描記訊號量測單元12的一較佳實施例中，可設置於一耳機本體16(如第五圖所示)，耳機本體16置入於人耳70，並容置光體積描記訊號量測12與一揚聲器164(如第五圖所示)。其中，光體積描記訊號量測電路10之光體積描記訊號量測單元12包含一光源120與一光感測器122。光源120設於耳機本體16之一側，光源120照射人耳之皮膚並產生一反射光，光感測器122設於耳機本體16並位於光源120之同側，光感測器122接收反射光，並傳送反射光至光體積描記訊號處理單元14。其中，光源120可藉由一振盪器(圖中未示)而發射光源，本發明在此實施例中，使用555振盪器而發送光源。
承上所述，音訊處理電路30產生聲音訊號，並傳送聲音訊號至至耳機本體16，如此，受測者可一邊聽音樂放鬆同時，另一邊進行光體積描記訊號的量測，以真實量測受測者之實際的心律變異。光體積描記訊號處理單元14接收第一生理訊號並依據第一生理訊號而產生第一量測訊號。
請一併參閱第二圖，係為本發明之一較佳實施例之光體積描記訊號處理單元的方塊圖。如圖所示，本發明之光體積描記訊號處理單元14包含一第一濾波器140、一第一放大電路142、一第二濾波器144、一第二放大電路146與一減法電路148。第一濾波器140過濾光感測器122所傳送之反射光，產生一第一濾波訊號，第一放大電路142放大第一濾波訊號，第二濾波器144過濾放大後之第一濾波訊號，產生一第二濾波訊號，第二放大電路146放大第二濾波訊號，減法電路148調整第二放大電路146放大後之第二濾波訊號，而產生第一量測訊號。其中，第一濾波器140為一Butterworth二階高通濾波器，以達到高通濾波效果，主要是濾除低頻漂移的成分，避免在量測時受到低頻的干擾；第二濾波器144為一Butterworth四階低通濾波器，以達到低通濾波效果，避免在量測時受到高頻的干擾，主要60Hz家電雜訊，PPG訊號頻率成份大約落在10Hz以內，所以截止頻率設在10Hz，一方面會把60Hz的訊號先作一次的濾除，作為60Hz的前導濾波器。此外，本發明之光體積描記訊號處理單元14更可於第二濾波器144之後使用一T型帶拒濾波器，以用來對於未知的訊號做特定頻率的濾除。在此系統主要是針對60Hz的電源雜訊作濾除。
請一併參閱第三圖，係為本發明之一較佳實施例之心電圖訊號量測電路的方塊圖，如圖所示，本發明之心電圖訊號量測電路20包含一心電圖訊號量測單元22與一心電圖訊號處理單元24。心電圖訊號量測單元22用以量測人體之生理狀態而產生一第二生理訊號，心電圖訊號處理單元24接收並處理第二生理訊號而產生第二量測訊號。其中，心電圖訊號處理單元24包含一第一放大電路240、一濾波模組242、一第二放大電路244與一減法電路246。第一放大電路240放大人體之生理狀態的訊號，產生一第一放大訊號，濾波模組242過濾第一放大訊號而產生一濾波訊號，第二放大電路244放大濾波訊號，產生一第二放大訊號，減法電路246調整第二放大訊號之直流準位，而產生第二量測訊號。其中，濾波模組242包含一高通濾波器2420、一低通濾波器2422與一帶拒濾波器2424。高通濾波器2420過濾第一放大電路240之第一放大訊號的低頻訊號，低通濾波器2422過濾高通濾波器2420過濾後之第一放大訊號的高頻訊號，帶拒濾波器2424過濾低通濾波器2422過濾後之第一放大訊號的頻段，而產生濾波訊號。
此外，本發明之心律變異度之量測電路更包含一第一類比數位轉換電路17與一第二類比數位轉換電路18。第一類比數位轉換電路17用以轉換第一量測訊號之一類比訊號為第一量測訊號之一數位訊號，並傳送數位訊號至控制處理單元40，同理，第二類比數位轉換電路18用以轉換第二量測訊號之一類比訊號為第二量測訊號之一數位訊號，並傳送第二量測訊號之數位訊號至控制處理單元40。
請復參閱第一圖，控制處理單元40係分別接收光體積描記訊號量測電路10與心電圖訊號量測電路20量測之第一量測訊號與第二量測訊號，而分析第一量測訊號與第二量測訊號，以得知第一量測訊號與第二量測訊號之心律變異度。以下係針對控制處理單元40如何分析第一量測訊號與第二量測訊號而進行說明，請一併參閱第四圖，係為本發明之一較佳實施例之分析量測訊號之流程圖。如圖所示，本發明之控制處理單元40分析第一量測訊號與第二量測訊號之流程，係先執行步驟S10系統初始化，接著執行步驟S12類比數位轉換第一量測訊號或第二量測訊號，若控制處理單元40係先接收第一量測訊號時，則執行步驟S14，數位過濾第一量測訊號，於此步驟中，由於耳朵內的光體積描記訊號(PPG)較小，在類比端容易受到雜訊影響，所以在數位端多加一個低通10Hz的數位濾波器，把多餘的雜訊給濾除，讓我們能準確地找尋PPG訊號的波峰，接著執行步驟S16，計算第一量測訊號之峰對峰的間隔(peak to peak interval)，之後，執行步驟S18，認可(Qualify)第一量測訊號，於此步驟中，由於測量耳朵內光體積描記訊號(PPG)會遇到最大的問題就是晃動，人在測量時無法靜止不動，晃動會讓光體積描記訊號(PPG)摻入一些雜訊，這些雜訊會讓我們偵測到不正確的第一量測訊號之峰對峰的間隔(peak to peak interval)，為了避免這種情況發生，所以針對號之峰對峰的間隔(peak to peak interval)做篩選的動作。即一般正常人心跳的範圍是每分鐘60~100下之間，以採樣率200Hz來算，每個峰對峰的間隔(peak to peak interval)的點數應該在120~200之間，如果不在這個範圍內的峰對峰的間隔(peak to peak interval)就捨棄掉。新取得峰對峰的間隔(peak to peak interval)和前一筆的峰對峰的間隔(peak to peak interval)如果差異太大，就會把新取得峰對峰的間隔(peak to peak interval)捨棄，再重新找尋下一筆。
執行步驟S20，重新取樣認可後之第一量測訊號，於此步驟中，當擷取出峰對峰的間隔(peak to peak interval)後，各峰對峰的間隔(peak to peak interval)組合而成的序列即為心率變異訊號。由於此訊號為非等距取樣訊號，因此本研究採用Berger等人於1986年所提出的視窗內差法，將訊號變為等時距取樣心律變異訊號，以方便進行功率頻譜分析。接著，執行步驟S22快速傅立葉轉換(FFT)第一量測訊號，以取得心律變異訊號的頻譜訊號，接下來，執行步驟S24，時頻域分析第一量測訊號，於此步驟中，係以長時間觀察第一量測訊號之心律變異訊號。
當控制處理單元40接收第二量測訊號時，則會在步驟S12之後執行步驟S30特徵化第二量測訊號之R波，於此步驟中，R波的自動偵測的處理流程，是先將所擷取到第二量測訊號，即ECG訊號，透過微分取絕對值、視窗平均、R波偵測。由於此為具有通常知識者所皆知的技術，故在此不再多加贊述。接下來，執行步驟S32計算第二量測訊號之R波間隔(R-R Interval)，之後，執行步驟S20~S24，該些步驟已於上述介紹過了，故此不再多贊述。
請復參閱第一圖，本發明更包含一第一儲存單元80，第一儲存單元80耦接控制處理單元40，控制處理單元40儲存第一量測訊號與第二量測訊號至第一儲存單元80。第一儲存單元80為一CF卡(Compact Flash Card)。CF卡具有容量大、體積小、高性能、攜帶方便等優點，而且讀寫速度快，可與多種電腦作業系統平台相容，因此在數據採集系統中的數據紀錄或與PC之間的數據存取多採用CF卡。CF卡內部包含了控制器、Flash Memory陣列和讀寫緩衝區。內置的智慧控制器，使周邊電路設計大大簡化，而且完全符合PC記憶體卡的國際聯合會PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)和ATA(Advanced Technology Attachment)介面規範。CF卡的緩衝區結構，使得外部設備與CF卡通信的同時，CF卡內的控制器可以對Flash進行讀寫。這種設計可以增加CF卡數據讀寫的可靠性，同時提高數據傳輸速率。CF卡支援多種介面模式，有符合PCMCIA規範的Memory Mapped模式、I/O Card模式和符合ATA規範的True IDE模式。上電時，OE為低電位時，CF卡進入True IDE模式，此時OE也叫ATA SEL；上電時，OE為高電位時，CF卡進入PCMCIA模式，即Memory Mapped模式或I/O Card模式，此時可通過修改配置選項暫存器進入相對應的模式。
再者，本發明更包含一液晶顯示器90，液晶顯示器90與控制處理單元40耦接，控制處理單元40傳送第一波形圖與第二波形圖至液晶顯示器90而顯示。本發明之液晶顯示器90使用一薄膜電晶體液晶顯示器90(TFT-LCD，Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display)。TFT-LCD面板可視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片(Color Filter)、而下層的玻璃則有電晶體鑲嵌於上。當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定畫素(Pixel)的明暗狀態。此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個畫素(Pixel)各包含紅藍綠三顏色，這些發出紅藍綠色彩的畫素便構成了面板上的影像畫面。
本發明更包含至少一第二儲存單元100，第二儲存單元100儲存一多媒體資料，多媒體資料例如MP3，音訊處理電路30讀取多媒體資料並轉換而發出聲音訊號。而且，本發明更包含一USB傳輸模組110，音訊處理電路30傳送第一量測訊號與第二量測訊號至USB傳輸模組110，以傳送至一電腦。而所得之時序脈搏資料及分析後之心率變異資料可經由Borland C++ Builder編輯視窗化軟體使用者介面程式，顯示系統平台的分析結果及儲存。而且USB傳輸模組110也能讓資料在電腦和第一儲存單元80之間傳輸。
音訊處理電路30主要用在數位媒體播放器，音訊處理電路30可以做MP3的編碼和解碼或是其他形式音訊(例如：WMA)的壓縮和解壓縮。在開始播放音樂之後，51端每隔130ms就會把第二儲存單元100內所儲存的音訊資料播放出來。並且在處理第一量測訊號與第二量測訊號時，不會造成音樂的中斷。
請參閱第五圖與第六圖，其係為本發明較佳實施例之光體積描記訊號量測模組之結構示意圖與耳機本體設置於人耳之示意圖，如圖所示；本發明之光體積描記訊號量測單元12之光源120設於耳機本體16之一側，光源22照射人耳70之皮膚並產生一反射光；光感測器122設於耳機本體16並位於光源120之同側，光感測器122接收反射光，並依據反射光產生第一生理訊號，且傳送第一生理訊號至光體積描記訊號處理單元14。
本發明之耳機本體16包含一置入部160與一容置部162，置入部160置入於人耳70，耳機本體16設有揚聲器164，揚聲器164則設於置入部160內，容置部162設於置入部160之一側，光源120與光感測器122設於容置部120。當耳機本體16撥放音樂供受測者聆聽時，藉由設置於耳機本體16上之光源120與光感測器122以量測受測者的心律變異度，如此避免受測者將注意力集中在心律變異度的量測裝置上，以消除受測者的緊張或者不耐煩，以真實量測受測者之實際的心律變異。
本發明之是採用光體積變化描記圖(Potoplethy-smography，PPG)來擷取第一生理訊號，這種方法需要以一紅光LED之光源120和光接收電晶體之光感測器122作為PPG的探頭，光源120包含一紅光，光源120可為一紅光LED，紅光之波長為640nm；光感測器122包含一光接收電晶體。由於光接收電晶體之體積較小，故將光感測器122與光源120設置於耳機本體16，使用者不易察覺PPG的探頭位置，以讓受測者邊聽音樂時邊量測訊號時，藉由這種此方式可以在受測者在量測過程中，消除受測者緊張的感覺，以取得使用者長時間的自然心率變異資訊，以達到較佳的量測效果。
請一併參閱第七圖，其係為本發明較佳實施例之光體積變化量測示意圖；如圖所示，光體積變化描記圖是基於選定皮膚區塊，以近紅外光源120打入皮膚內而量測光的特性。當光在生物組織中行進時，會被不同吸收物質所吸收，例如膚色、骨骼、動脈及靜脈血液。此外動脈血管在心臟收縮期間比在舒張期間包含更多血液，動脈管徑也因為壓力的增加而變大，這影響只發生在動脈及小動脈，並不會發生在靜脈。當動脈在心臟收縮期間，光被吸收度增加，主要是大量吸收光的物質增加(血紅素)以及光在動脈中行進的距離增加，對於整體吸收度而言，就猶如一交流成分，而此種交流成分可幫助我們區別由靜脈血液、動脈血液中不變的數量以及其他像膚色等沒有脈動成分(直流成分)所造成之光吸收度與由動脈血管中脈動成分(交流成分)所造成之光吸收度的差異。此交流成分不會超過直流程份的1%-2%。因此接收這種隨時間、組織變化之光訊號波形稱作光體積變化描記圖。故本發明利用光源120穿射人耳70之皮膚之一表皮層72，穿過表皮層72之光線經由表皮層72下方之一真皮層74反射出反射光。
綜上所述，本發明係有關於一種心律變異度之量測電路，由一光體積描記訊號量測電路量測一人耳而產生一第一量測訊號；一心電圖訊號量測電路量測一人體之生理狀態而產生一第二量測訊號；一音訊處理單元產生一聲音訊號，並傳送該聲音訊號至該人耳；一控制處理單元用以控制該音訊處理單元播放該聲音訊號，並接收該第一量測訊號而對應產生一第一波形圖，且該控制處理單元接收該第二量測訊號而對應產生一第二波形圖。如此，藉由音訊處理單元撥放聲音訊號以避免受測者將注意力集中在光體積描記訊號量測電路或心電圖訊號量測電路上，以消除受測者的緊張或者不耐煩，如此可真實量測受測者之實際的心律變異。
故本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10．．．光體積描記訊號量測電路
12．．．光體積描記訊號量測單元
120．．．光源
122．．．光感測器
14．．．光體積描記訊號處理單元
140．．．第一濾波器
142．．．第一放大電路
144．．．第二濾波器
146．．．第二放大電路
148．．．第一減法電路
16．．．耳機本體
160．．．置入部
162．．．容置部
164．．．揚聲器
17．．．第一類比數位轉換電路
18．．．第二類比數位轉換電路
20．．．心電圖訊號量測電路
22．．．心電圖訊號量測單元
24．．．心電圖訊號處理單元
240．．．第一放大電路
242．．．濾波模組
2420．．．高通濾波器
2422．．．低通濾波器
2424．．．帶拒濾波器
244．．．第二放大電路
246．．．減法電路
30．．．音訊處理單元
40．．．控制處理單元
70．．．人耳
72．．．表皮層
74．．．真皮層
80．．．第一儲存單元
90．．．液晶顯示器
100．．．第二儲存單元
110．．．USB傳輸模組
第一圖係為本發明之一較較佳實施例之方塊圖；
第二圖係為本發明之一較佳實施例之光體積描記訊號處理單元的方塊圖；
第三圖係為本發明之一較佳實施例之心電圖訊號量測電路的方塊圖；
第四圖係為本發明之一較佳實施例之分析量測訊號之流程圖；
第五圖為本發明較佳實施例之心律變異度之量測耳機的結構示意圖；
第六圖為本發明較佳實施例之與耳機設置於人耳之示意圖；以及
第七圖為本發明較佳實施例之光體積變化量測示意圖；
10．．．光體積描記訊號量測電路
12．．．光體積描記訊號量測單元
14．．．光體積描記訊號處理單元
20．．．心電圖訊號量測電路
22．．．心電圖訊號量測單元
24．．．心電圖訊號處理單元
30．．．音訊處理單元
40．．．控制處理單元
80．．．第一儲存單元
90．．．液晶顯示器
100．．．第二儲存單元
110．．．USB傳輸模組
Claims (18)
- 一種心律變異度之量測電路，該量測電路係設置於一耳機本體，該耳機本體設有一置入部，置入於一人耳；一揚聲器，設於該置入部；以及一容置部，設於該置入部一側，其中，該揚聲器用以播放一聲音訊號，撥放該聲音訊號以供一受測者聆聽，使該受測者不易感到緊張或不耐煩，使量測具有準確性，包含：一光體積描記訊號量測電路，設有一光源於該容置部一側，該光源為一紅光照射該人耳之皮膚並產生一反射光，以及設有一光感測器於該容置部，且位於該光源之同側，使該光感測器接收該反射光，量測該人耳而產生一第一量測訊號；一心電圖訊號量測電路，量測一人體之生理狀態而產生一第二量測訊號；一音訊處理單元，產生該聲音訊號，並傳送該聲音訊號至該人耳；以及一控制處理單元，用以控制該音訊處理單元播放該聲音訊號，並接收該第一量測訊號而對應產生一第一波形圖，且該控制處理單元接收該第二量測訊號而對應產生一第二波形圖，根據該第一波形圖以及該第二波形圖即得心律變異度。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該耳機本體，置入於該人耳，並容置該光體積描記訊號量測電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該紅光之波長為640nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該光源為一紅光LED。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該光感測器包含一光接收電晶體。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該光源穿射人耳之皮膚之一表皮層至一真皮層，該真皮層反射出該反射光。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該光體積描記訊號量測電路更包含：一第一濾波器，過濾該反射光，產生一第一濾波訊號； 一第一放大電路，放大該第一濾波訊號；一第二濾波器，過濾放大後之該第一濾波訊號，產生一第二濾波訊號；一第二放大電路，放大該第二濾波訊號；以及一減法電路，調整該第二放大電路放大後之該第二濾波訊號，而產生該第一量測訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該心電圖訊號量測電路包含：一第一放大電路，放大該人體之生理狀態的訊號，產生一第一放大訊號；一濾波模組，過濾該第一放大訊號，產生一濾波訊號；一第二放大電路，放大該濾波訊號，產生一第二放大訊號；以及一減法電路，調整該第二放大訊號之直流準位，而產生該第二量測訊號。
- 如申請專利範圍第8項所述之心律變異度之量測電路，其中該濾波模組包含：一高通濾波器，過濾該第一放大訊號之低頻訊號；一低通濾波器，過濾該高通濾波器過濾後之該第一放大訊號的高頻訊號；以及一帶拒濾波器，過濾該低通濾波器過濾後之該第一放大訊號的頻段，而產生該濾波訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其更包含：一類比數位轉換電路，轉換該第一量測訊號之一類比訊號轉換為該第一量測訊號之一數位訊號，並傳送該數位訊號至該控制處理單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其更包含：一類比數位轉換電路，轉換該第二量測訊號之一類比訊號轉換為該第二量測訊號之一數位訊號，並傳送該數位訊號至該控制處理單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其更包含：一第一儲存單元，該第一儲存單元耦接該控制處理單元，該控制處理單元儲存該第一量測訊號與該第二量測訊號至該第一儲存單元。
- 如申請專利範圍第12項所述之心律變異度之量測電路，其中該第一儲存單元包含一CF卡(Compact Flash Card)。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，更包含：至少一第二儲存單元，該第二儲存單元儲存一多媒體資料，該音訊處理單元讀取該多媒體資料並轉換而發出該聲音訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其更包含：一液晶顯示器，該液晶顯示器與該控制處理單元耦接，該控制處理單元傳送該第一波形圖與該第二波形圖至該液晶顯示器而顯示。
- 如申請專利範圍第15項所述之心律變異度之量測電路，其中該液晶顯示器為一薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD，Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display)。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其更包含：一USB傳輸模組，該控制處理單元傳送該第一量測訊號與該第二量測訊號至該USB傳輸模組，以傳送至一電腦。
- 如申請專利範圍第1項所述之心律變異度之量測電路，其中該音訊處理單元與該控制處理單元係整合為一晶片。
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