TWI542326B - Speech based oxygen partial pressure detection method, wearable electrons Devices, and computer programs - Google Patents

Description

基於說話的血氧分壓檢測方法、可穿戴式電子 裝置，及電腦程式產品

本發明是有關於一種檢測方法，特別是指一種基於說話的血氧分壓檢測方法、應用該方法的可穿戴式電子裝置，及電腦程式產品。

近年來台灣的登山風氣逐漸普及，政府也積極舉辦各式活動來吸引民眾親近山林，如興建登山步道、舉辦登山節、遴選台灣小百岳、發行印製親山護照等。

登山對於身心健康皆有很大的好處，可強化心肺功能，增進個人的體力及耐力，是值得鼓勵的休閒活動。只是在台灣的高山風景區，常有遊客發生高山症，甚至也可能發生嚴重而足以致命的病況。因為高山屬於低壓低氧(Hypobaric Hypoxia)的環境，身體適應高地環境的速度趕不上高度的變化，因此人體動脈的血氧分壓(Arterial Oxygen Tension，PaO2)改變而造成了不良影響，若能及時了解個人的血氧分壓，將可以避免此情況的發生。

一般要知道動脈的血氧分壓，需要藉由侵入的方法，由動脈採血，通常採集部位為股動脈、橈動脈或肱 動脈，並將新鮮血液進行動脈血氣分析(Arterial Blood Gas Analysis)，才能得知人體動脈血氧氣分壓，不但會造成傷口，且所用的相關儀器具有一定體積，難以隨身攜帶。

因此，本發明之第一目的，即在提供一種不需要採血即可以得知人體動脈血氧氣分壓是否正常的基於說話的血氧分壓檢測方法。

於是，本發明基於說話的血氧分壓檢測方法，包含下列步驟：一平地收音步驟，當使用者根據一提示模組產生的一第一提示於平地發出一對應該第一提示的第一聲音時，一收音模組接收該第一聲音。

一高地收音步驟，當使用者根據該提示模組產生的一第二提示於高地發出一對應該第二提示的第二聲音時，該收音模組接收該第二聲音。

一計算步驟，一處理器根據該收音模組收到的該第一聲音及第二聲音計算一高地血氧分壓值。

一高度取得步驟，一高度計取得使用者目前所在高地的一海拔高度。

一比對步驟，該處理器將該高地血氧分壓值與一根據該海拔高度得到的正常血壓範圍相比對。

一警示步驟，當該比對步驟的比對結果為該高地血氧分壓值超出該正常血壓範圍時，則一警示模組發出一警報。

因此，本發明之第二目的，即在提供一種不需 要採血即可以得知人體動脈血氧氣分壓是否正常的可穿戴式電子裝置。

於是，本發明可穿戴式電子裝置，包含一提示 模組、一收音模組、一高度計、一警示模組、一處理器，及一記憶體模組。

該提示模組用以當使用者在平地時，對使用者 發出一第一提示，當使用者在高地時，該提示模組對使用者發出一第二提示。

該收音模組接收使用者根據該第一提示所發出 的一第一聲音以及根據該第二提示所發出的一第二聲音。

該高度計取得使用者在該高地的一海拔高度。

該記憶體模組用以儲存多個指令，當該等指令被該處理器執行，該處理器先根據該第一聲音及第二聲音計算一高地血氧分壓值，再將該高地血氧分壓值與一根據該海拔高度得到的正常血壓範圍相比對，當該比對結果為該高地血氧分壓值超出該正常血壓範圍時，則該處理器觸發該警示模組發出一警報。

因此，本發明之第三目的，即在提供一種電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式產品並執行後，可完成上述之基於說話的血氧分壓檢測方法。

本發明之功效在於，利用藉由收音模組接收到的使用者的第一聲音及第二聲音，計算出高地血氧分壓值，並與由海拔高度所對應的正常血壓範圍比對，當高地血 氧分壓值超出該正常血壓範圍時發出警報以提示使用者。

1‧‧‧可穿戴式電子裝置

101‧‧‧平地收音步驟

102‧‧‧高地收音步驟

103‧‧‧計算步驟

104‧‧‧高度取得步驟

105‧‧‧比對步驟

106‧‧‧警示步驟

2‧‧‧警示模組

3‧‧‧收音模組

4‧‧‧處理器

5‧‧‧記憶體模組

6‧‧‧高度計

7‧‧‧提示模組

9‧‧‧殼體

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一功能方塊圖，說明本發明可穿戴式電子裝置之一較佳實施例；圖2是一立體圖，說明該較佳實施例之可穿戴式電子裝置；及圖3是一流程圖，說明本發明之該較佳實施例之步驟流程。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明基於說話的血氧分壓檢測方法之較佳實施例，適用於一可穿戴式電子裝置1，包含一殼體9、一提示模組7、一收音模組3、一高度計6、一警示模組2、一處理器4，及一記憶體模組5。

該提示模組7為一設置於該殼體9表面的螢幕，當使用者在平地時，對使用者發出一第一提示；當使用者在高地時，該提示模組7對使用者發出一第二提示。該第一提示與該第二提示各別具有多個相同的內容。

該收音模組3為一麥克風，用以接收使用者在平地根據該第一提示所發出的一第一聲音，以及使用者在高地根據該第二提示所發出的一第二聲音。

該高度計6設置於該殼體9中，用以取得使用 者在該高地的一海拔高度。

該警示模組2為設置於該殼體9的一喇叭。

該記憶體模組5用以儲存多個指令，當該等指令被該處理器4執行，可完成本發明基於說話的血氧分壓檢測方法，該方法包含一平地收音步驟101、一高地收音步驟102、一計算步驟103、一高度取得步驟104、一比對步驟105，及一警示步驟106。

在該平地收音步驟101，使用者在登山之前，使用者操作該可穿戴式電子裝置1，使提示模組7產生一第一提示，並根據提示模組7產生的一第一提示，使用者於平地發出一對應該第一提示的第一聲音，然後該收音模組3接收該第一聲音。該第一提示具有多個內容，該提示模組7依一定節奏間隔地播放該第一提示的該等內容，使用者在聽到該等內容後一口氣地根據該等內容發出包括多個與該等內容一一對應的口令的第一聲音，直到無法繼續為止。在本較佳實施例中，每一內容為多個數字的組合，依照固定每分鐘120拍的節奏將多組數字顯示於提示模組7，使用者在依照該節奏用平常自然的說話音量，在生理上可忍受，且不會造成不適的情況下，以一口氣，中間不能吸氣或中斷的方式，隨著該節奏盡力念出多組口令，如1234、2234、3232、4234、5234、6234、7234、8234、9234、0234、1234等數字的組合，至無法繼續為止。該等口令可為其他形式而不限於數字的組合。接著，這一段使用者發出的聲音被該收音模組3所接收，成為該第一聲音。

在該高地收音步驟102，使用者開始登山之後，根據該提示模組7產生一與該第一提示相同的第二提示而於高地發出一對應該第二提示的第二聲音，該收音模組3接收該第二聲音。類似地，該第二提示同樣具有多個內容，該提示模組依一定節奏間隔地播放該第二提示的該等內容，使用者在聽到該等內容後再次一口氣地根據該等內容發出包括多個與該等內容一一對應的口令的第二聲音，直到無法繼續為止。在本較佳實施例中，同樣地，每一內容為多個數字的組合，依照固定每分鐘120拍的節奏將多組數字顯示於提示模組7，使用者在依照該節奏用平常自然的說話音量，在生理上可忍受，且不會造成不適的情況下，以一口氣，中間不能吸氣或中斷的方式，隨著該節奏盡力念出多組口令，如1234、2234、3232、4234、5234、6234、7234、8234、9234、0234、1234等數字的組合，至無法繼續為止。該等口令可為其他形式而不限於數字的組合。然後，這一段使用者發出的聲音被該收音模組3所接收，即該第二聲音。

在該計算步驟103，該處理器4根據該收音模組3收到的該第一聲音及第二聲音計算一高地血氧分壓值。在此步驟中，該處理器4先根據該第一聲音的時間長度及該第二聲音的時間長度得到一聲音長度比例，再根據該聲音長度比例計算出該高地血氧分壓值。詳細而言，該處理器4將聲音長度比例代入一血氧分壓計算公式計算出該高地血氧分壓值，其中聲音長度比例=該第二聲音的時間長度÷該第一 聲音的時間長度，且血氧分壓計算公式為：高地血氧分壓值=(平地血氧分壓值×聲音長度比例+偏移參數值)，其中平地血氧分壓值在海平面正常血壓範圍(90-95mmHg)內，且在本實施例中平地血氧分壓值為92.236(mmHg)，而偏移參數值為一經驗值，且在本實施例中偏移參數值為0.7903(mmHg)。舉例來說，在平地收音步驟101中使用者持續念出該等口令15秒後無法繼續，即第一聲音的時間長度為15秒，在高地收音步驟102中使用者持續9秒後無法繼續，即第二聲音的時間長度為9秒，因此可以得到聲音長度比例為0.6(9秒/15秒=0.6)，然後，經由血氧分壓計算公式可以得到高地血氧分壓值為56.13(mmHg)。

在該高度取得步驟104，利用一高度計6取得使用者目前所在高地的一海拔高度。此時使用者操作該可穿戴式電子裝置1，使內建的高度計6對現在所在位置的高度進行測量，並將測得的該海拔高度傳送給處理器4。

在該比對步驟105，該處理器4將該高地血氧分壓值與一根據該海拔高度得到的正常血壓範圍相比對。正常血壓範圍可由查表的方式得到，但不以此為限，表列如下。

接著，在該警示步驟106，當該比對步驟105的比對結果為該高地血氧分壓值超出該正常血壓範圍時，則一警示模組2發出一警報。舉例來說，在海拔2286公尺，正常血氧分壓為69-74mmHg，當聲音長度比例為0.5453，依計算步驟103可以得到當時的高地血氧分壓值=(92.236×0.5453+0.7903)=51.09(mmHg)，經查表後可知高地血氧分壓已經低於正常血壓範圍。此時使用者手腕上的可穿戴式電子裝置1藉由該警示模組2發出警報聲，以提醒使用者其血氧分壓已經超出正常血壓範圍，應該採取應對的行動，如服用藥物，或立即就醫等。

本發明藉由收音模組3收入使用者的第一聲音及第二聲音，再根據該第一聲音的時間長度及該第二聲音的時間長度計算出一聲音長度比例，接著由該聲音長度比例計算出該高地血氧分壓值，相較於現有的方法不需要進行侵入的採血就可以得知血壓分壓值，且以可穿戴式電子裝置的方式實施，使得分壓值的計算可以便利地在任何地點進行。

值的一提的是，本發明基於說話的血氧分壓檢測方法亦可以智慧型手機的電腦程式產品之方式實施，如 App。在載入該電腦程式產品並執行後，可完成上述之方法。此時該高度計6以外接的方式與該智慧型手機相連接。提示模組7為手機的螢幕，收音模組3及警示模組2為與該智慧式手機連接的耳機麥克風，其步驟流程與以可穿載式電子裝置實施時類似，故不再贅述。

綜上所述，本發明藉由提示模組7發出第一提示及第二提示，並配合收音模組3接收使用者的第一聲音及第二聲音，再利用處理器4計算出高地血氧分壓值並與正常血壓範圍相比對，因此不需要侵入採血即可得知使用者當下的高地血氧分壓值是否正常，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

101‧‧‧平地收音步驟

102‧‧‧高地收音步驟

103‧‧‧計算步驟

104‧‧‧高度取得步驟

105‧‧‧比對步驟

106‧‧‧警示步驟

Claims (11)

1. 一種基於說話的血氧分壓檢測方法，包含下列步驟：一平地收音步驟，當使用者根據一提示模組產生的一第一提示於平地發出一對應該第一提示的第一聲音時，一收音模組接收該第一聲音；一高地收音步驟，當使用者根據該提示模組產生的一第二提示於高地發出一對應該第二提示的第二聲音時，該收音模組接收該第二聲音；一計算步驟，一處理器根據該收音模組收到的該第一聲音及第二聲音計算一高地血氧分壓值；一高度取得步驟，一高度計取得使用者目前所在高地的一海拔高度；一比對步驟，該處理器將該高地血氧分壓值與一根據該海拔高度得到的正常血壓範圍相比對；及一警示步驟，當該比對步驟的比對結果為該高地血氧分壓值超出該正常血壓範圍時，則一警示模組發出一警報。
2. 如請求項1所述的基於說話的血氧分壓檢測方法，其中，在該計算步驟，該處理器先根據該第一聲音的時間長度及該第二聲音的時間長度得到一聲音長度比例，再根據該聲音長度比例計算出該高地血氧分壓值。
3. 如請求項2所述的基於說話的血氧分壓檢測方法，其中，聲音長度比例=該第二聲音的時間長度÷該第一聲音的時間長度，且在該計算步驟，該處理器將聲音長度 比例代入一血氧分壓計算公式計算出該高地血氧分壓值，其中血氧分壓計算公式為：高地血氧分壓值=(平地血氧分壓值×聲音長度比例+偏移參數值)，其中平地血氧分壓值與偏移參數值均為預定的數值。
4. 如請求項3所述的基於說話的血氧分壓檢測方法，其中，該第一提示與該第二提示各別具有多個內容，當該提示模組依一定節奏間隔地播放該第一提示或該第二提示的該等內容時，使用者根據該等內容發出對應的第一聲音或第二聲音，直到無法繼續為止，該第一聲音及第二聲音各別包括多個與該等內容一一對應的口令。
5. 如請求項4所述的基於說話的血氧分壓檢測方法，其中該第一提示與該第二提示相同。
6. 一種可穿戴式電子裝置，包含：一提示模組，用以當使用者在平地時，該提示模組對使用者發出一第一提示，當使用者在高地時，該提示模組對使用者發出一第二提示；一收音模組，接收使用者根據該第一提示所發出的一第一聲音以及根據該第二提示所發出的一第二聲音；一高度計，取得使用者在該高地的一海拔高度；一警示模組；一處理器；及一記憶體模組，用以儲存多個指令，當該等指令被該處理器執行，該處理器先根據該第一聲音及第二聲音 計算一高地血氧分壓值，再將該高地血氧分壓值與一根據該海拔高度得到的正常血壓範圍相比對，當該比對結果為該高地血氧分壓值超出該正常血壓範圍時，則該處理器觸發該警示模組發出一警報。
7. 如請求項6所述的可穿戴式電子裝置，其中該處理器先根據該第一聲音的時間長度及該第二聲音的時間長度得到一聲音長度比例，再根據該聲音長度比例計算出該高地血氧分壓值。
8. 如請求項7所述的可穿戴式電子裝置，其中聲音長度比例=該第二聲音的時間長度÷該第一聲音的時間長度，且該處理器將聲音長度比例代入一血氧分壓計算公式計算出該高地血氧分壓值，其中血氧分壓計算公式為：高地血氧分壓值=(平地血氧分壓值×聲音長度比例+偏移參數值)，其中平地血氧分壓值與偏移參數值均為預定的數值。
9. 如請求項8所述的可穿戴式電子裝置，其中該第一提示與該第二提示各別具有多個內容，當該提示模組依一定節奏間隔地播放該第一提示或該第二提示的該等內容時，使用者根據該等內容發出對應的第一聲音或第二聲音，直到無法繼續為止，該第一聲音及第二聲音各別包括多個與該等內容一一對應的口令。
10. 如請求項9所述的可穿戴式電子裝置，其中該第一提示與該第二提示相同。
11. 一種電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式產品並執行 後，可完成請求項1至5中任一項所述之方法。