TWI592139B - Intestinal sound recording system and method - Google Patents

Description

腸音記錄系統及其方法

本發明是有關於一種記錄系統，特別是指一種腸音記錄系統。

進行重大腹腔手術的病患，再經過觀察之後，可發現小腸約數小時即可恢復功能，胃需要1到2天，大腸則可能需花費3到5天的時間之久。但，值得注意的是，進行重大腹腔手術之50%的病患將產生不同嚴重程度的腸阻塞症狀。因此，這樣的病患需要持續地觀察與監測胃腸的蠕動情形，否則，若無法及時且有效地診斷出腸阻塞症狀，將會延長病患的住院時間，進而導致醫療費用的增加。

傳統的胃腸監測，必須依賴豐富臨床經驗的醫生透過聽診器以觀察病患的腸胃蠕動狀況。而診斷的過程是利用腸胃蠕動發出的胃、腸鳴音的次數以及音調的高低，以判定胃腸是否正腸蠕動，而這樣的診斷過程的缺點在於：

a.一般民眾並無法自我檢測。

b.醫師需要使用聽診器持續量測數分鐘之久，將導致診斷極為地不便。

c.聽診的品質與醫師的訓練、經驗、環境與腹部狀況的種類及機制變化有關，有些狀況下，醫師很難對病患胃腸蠕動情況進行較為客觀的評估。

為了克服傳統胃腸監測的缺點，有些醫師則改用電腦斷層攝影(computed tomography)、超音波造影(ultrasound image)以及腸內視鏡(endoscopy)予以診斷。然而，這些方法雖然可以輔助醫師對患部做詳細的檢測，但每一種檢測方式仍都會受到一些限制條件的侷限，而無法使用在需長時間監測的病患身上，如：腸內視鏡裝置檢查過程不僅極不舒服，且易引起大腸穿孔，並不適用於長時間監測。

因此，勢必需要發展一個能克服前述問題的檢測裝置。

因此，本發明之目的，即在提供一種腸音記錄系統。

於是，本發明腸音記錄系統，包含一腸音感測裝置及一腸音分析裝置。該腸音感測裝置由一腹部之複數個部位分別收集複數個腸鳴音訊號。該腸音分析裝置包括一腸音處理模組及一電連接該腸音處理模組的繪製模組。該腸音處理模組由該腸音感測裝置接收且運算該等腸鳴音訊號並產生一運算結果，該繪製模組根據該運算結果繪製一對應該腹部之該等部位的腸音強度地形圖，以判斷該腹部之該等部位的腸胃蠕動狀態。

較佳地，該腸音處理模組將該等腸鳴音訊號分別分類於複數個頻帶之間，每一頻帶具有一頻率區間，該繪製模組將每一部位收集到的該等腸鳴音訊號依對應的該等頻帶分別將最高振幅及最低振幅的腸鳴音訊號標示於該腸音強度地形圖。

較佳地，該腸音處理模組將該等腸鳴音訊號分別分類於複數個頻帶之間，每一頻帶具有一頻率區間，該繪製模 組將每一部位收集到的該等腸鳴音訊號依對應的該等頻帶標示出至少一較大振幅的該腸鳴音訊號於該腸音強度地形圖。

較佳地，該腸音處理模組將該等腸鳴音訊號分別分類於複數個頻帶之間，每一頻帶具有一頻率區間，該繪製模組將每一部位收集到的該等腸鳴音訊號依對應的該等頻帶分別將每一振幅的腸鳴音訊號標示於該腸音強度地形圖。

較佳地，該腸音感測裝置包括對應於該腹部的該等部位的該等聽診感測器、複數個分別對應電連接該等聽診感測器的驅動模組、複數個分別對應電連接該等聽診感測器的前置放大模組及複數個分別對應電連接該等前置放大模組的濾波模組，每一聽診感測器收集其中之一部位的複數個腸鳴音並轉換成類比化的該等腸鳴音訊號，每一驅動模組提供其對應的聽診感測器一參考電源以驅動該聽診感測器，每一前置放大模組接收並放大該等腸鳴音訊號，該濾波模組過濾該等腸鳴音訊號。

更佳地，該腸音感測裝置包括對應於該腹部的該等部位的該等聽診感測器、複數個分別對應電連接該等聽診感測器的驅動模組、複數個分別對應電連接該等聽診感測器的前置放大模組及複數個分別對應電連接該等前置放大模組的濾波模組，每一聽診感測器收集其中之一部位的複數個腸鳴音並轉換成類比化的該等腸鳴音訊號，每一驅動模組提供其對應的聽診感測器一參考電源以驅動該聽診感測器，每一前置放大模組接收並放大該等腸鳴音訊號，該濾 波模組過濾該等腸鳴音訊號。

更佳地，腸音記錄系統還包含一固定裝置，該固定裝置包括一彈性伸縮帶及設置於該彈性伸縮帶的一第一固定件與一第二固定件，該彈性伸縮帶固定該腸音感測裝置，該彈性伸縮帶彈性地延展或收縮且具有一一端及一相反於該一端的另一端，該第一固定件設置於該一端，該第二固定件設置於該另一端，透過該第一固定件與該第二固定件的相互固定，以將該彈性伸縮帶圍繞定位於該腹部，並將該等聽診感測器與該腹部緊密接觸。

更佳地，該腸音感測裝置還包括一電連接該濾波模組的第一傳輸模組，該腸音分析裝置還包括一電連接該腸音處理模組的第二傳輸模組，該第一傳輸模組無線傳輸該等腸鳴音訊號到該第二傳輸模組，該第一傳輸模組與第二傳輸模組分別為一紅外線傳輸模組、一無線電傳輸模組、一藍芽傳輸模組、一ZigBee傳輸模組、一第2代行動通訊技術傳輸模組、一第2.5代行動通訊技術傳輸模組、一第2.75代行動通訊技術傳輸模組、一第3代行動通訊技術傳輸模組、一無線保真傳輸模組或一全球互通微波存取傳輸模組。

本發明之再一目的，即在提供一種腸音記錄方法，包含以下步驟：(a)分別於一腹部之複數個部位收集複數個腸鳴音訊號；(b)運算複數個腸鳴音訊號以產生一運算結果；及(C)根據該運算結果繪製一對應該腹部之該等部位的腸音 強度地形圖。 較佳地，該步驟(b)包括以下幾步驟：(b1)該腸音感測裝置放大該等腸鳴音訊號；(b2)該腸音感測裝置過濾該等腸鳴音訊號(b3)該腸音分析裝置計算該等腸鳴音訊號產生的次數；(b4)該腸音分析裝置分析該等腸鳴音訊號並分別分類於複數個頻帶；及(b5)該腸音分析裝置計算該等腸鳴音訊號的能量強度。本發明之功效在於透過腸音感測裝置收集腹部之各部位的腸鳴音訊號之後，再由腸音分析裝置分析及繪製對應各個部位的腸音強度地形圖，以客觀且直覺的分析腹部之腸胃蠕動之狀態，並提升分析腹部的準確度及增進醫護品質的水準。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1與圖2，本發明腸音記錄系統100之較佳實施例包含一腸音感測裝置1、一結合固定腸音感測裝置1的固定裝置2及一腸音分析裝置3。

腸音感測裝置1包括對應於腹部的複數個部位的該等聽診感測器11、複數個分別電連接對應的聽診感測器11的驅動模組12、複數個分別電連接對應的聽診感測器11的前置放大模組13、複數個分別電連接對應的前置放大模組13 的濾波模組14、複數個分別電連接對應的濾波模組14的轉換模組15，以及一電連接該等轉換模組15的第一傳輸模組16。

每一聽診感測器11收集其中之一部位的複數個腸鳴音並轉換成類比化的腸鳴音訊號。驅動模組12提供聽診感測器11一參考電源以驅動聽診感測器11。前置放大模組13接收並放大腸鳴音訊號。濾波模組14過濾腸鳴音訊號。轉換模組15將類比化的腸鳴音訊號轉換成數位化的腸鳴音訊號。第一傳輸模組16傳輸轉換成數位化的腸鳴音訊號到腸音分析裝置3。

配合參閱圖3，固定裝置2包括彈性伸縮帶21及設置於彈性伸縮帶21的一第一固定件22與一第二固定件23。彈性伸縮帶21固定腸音感測裝置1，且可呈彈性地延展或收縮並具有一一端24及一相反於一端24的另一端25。

第一固定件22設置於彈性伸縮帶21的一端24，第二固定件23設置於另一端25，透過第一固定件22與第二固定件23的相互結合，以將彈性伸縮帶21圍繞定位於腹部，並將腸音感測裝置1的聽診感測器11與腹部緊密接觸。本實施例中，彈性伸縮帶21為一束帶，第一固定件22與第二固定件23可分別為一魔鬼氈組件、一拉鏈組件(圖未示出)或一鈕釦組件(圖未示出)等，不以此為限。

腸音分析裝置3包括一腸音處理模組31，以及電連接腸音處理模組31的一第二傳輸模組32、一儲存模組33、一輸入模組34、一繪製模組35及一顯示模組36。本實施 例中，腸音分析裝置3為一電腦。

以下將詳細說明上述透過腸音記錄系統100所執行之腸音記錄方法。

參閱圖2、圖3與圖4，首先，執行步驟S10-腸音感測裝置1的聽診感測器11連續量測腹部之各個部位的腸鳴音。本實施例中，透過固定裝置2將腸音感測裝置1圍繞定位於腹部，聽診感測器11的聽診探頭111將無痛地貼覆於腹部，並長時間進行腸鳴音的連續量測。聽診感測器11的音訊感測電路112則將腸鳴音轉換為類比化的腸鳴音訊號。

接著，執行步驟S20-腸音感測裝置1放大腸鳴音訊號。本實施例中，由於原始腸鳴音的音量振幅相當小，因此，為了提升後續之計算與處理的精確度，必須放大腸鳴音訊號的音量振幅。本步驟是透過前置放大模組13進行放大音量振幅的功能，前置放大模組13常見的有儀表放大器等，當然，不以此作為前置放大模組13的限制。

然後，進行步驟S30-腸音感測裝置1過濾腸鳴音訊號。本實施例中，由於原始腸鳴音號的雜訊干擾相當嚴重，因此，腸音感測裝置1透過濾波模組14過濾腸鳴音訊號之雜訊的干擾，並且只取出部分具分析價值的頻寬區域的腸鳴音訊號，以提升腸鳴音訊號的辨識效果。常見的濾波模組14有帶拒濾波器(Notch Filter)及帶通濾波器(Bandpass Filter)等，不以此為限。更仔細地說，腸音感測裝置1的濾波模組14可以是一空間濾波器，如：共模平均濾波器 (common average filter)，其主要的功用在於抑制過濾不同空間但同一時間的共同腸鳴音訊號，並強化對應於不同空間但同一時間的各別腸鳴音訊號的特徵。共模平均濾波器的工作原理在於先收集各個部位的腸鳴音訊號，如：X₁(t)、X₂(t)..、X_N(t)等，再計算不同部位的腸鳴音訊號的平均以作為共同信號，則經過共模平均濾波器濾波之後的第一個部位的腸鳴音訊號x _{1_CAR} (t)將如下式表達。當然，本實施例的濾波模組14也不以共模平均濾波器作為本發明之限制。

執行步驟S40-腸音感測裝置1將類比化的腸鳴音訊號轉換成數位化的腸鳴音訊號。本實施例中，腸鳴音訊號須經過如電腦的中央處理單元之數位化的運算與處理，故，必須將類比化的腸鳴音訊號轉換成數位化的腸鳴音訊號。

進入步驟S50-腸音感測裝置1傳送腸鳴音訊號到腸音分析裝置3。本實施例中，腸音感測裝置1透過第一傳輸模組16傳送腸鳴音訊號，腸音分析裝置3則藉由第二傳輸模組32接收腸鳴音訊號。本步驟中的第一傳輸模組16與第二傳輸模組32分別為一紅外線傳輸模組、一無線電傳輸模組、一藍芽傳輸模組、一ZigBee傳輸模組、一第2代行動通訊技術傳輸模組、一第2.5代行動通訊技術傳輸模組、一第2.75代行動通訊技術傳輸模組、一第3代行動通訊技術傳輸模組、一無線保真(Wi-Fi)傳輸模組或一全球互通微波 存取(Wimax)傳輸模組。當然，不以此作為限制。

步驟S60-腸音分析裝置3計算腸鳴音訊號產生的次數。本實施例中，腸音分析裝置3透過儲存模組33儲存接收到的腸鳴音訊號。檢測者透過輸入模組34輸入操作指令，使腸音分析裝置3的腸音處理模組31開始計算各個部位產生腸鳴音訊號的次數。本實施例中，輸入模組34可為一具有按鈕的操作器、一鍵盤或一控式面版。

接著，執行步驟S70-腸音分析裝置3分析腸鳴音訊號之音頻高低並分別分類於複數個頻帶。本實施例中，腸音處理模組31分析各個部位之腸鳴音訊號的音調以將每個部位的腸鳴音訊號分類成複數個頻帶之中。本步驟中，該等頻帶分別是一極低頻帶、一低頻帶、一中頻帶、一高頻帶及一極高頻帶。

步驟S80-腸音分析裝置3計算該等腸鳴音訊號的能量強度並產生一運算結果。本實施例中，腸音處理模組31的計算方式可以有多種不同的運算方法。第一種運算方式是腸音處理模組31分別計算每一部位各個頻帶之最高與最低能量強度的腸鳴音訊號。第二種方法是腸音處理模組31分別計算每一部位各個頻帶之前幾個最高能量強度的腸鳴音訊號。第三種運算方法則是分別計算每一部位各個頻帶之每一個腸鳴音訊號的能量強度。

最後，進入步驟S90-腸音分析裝置3根據運算結果繪製一對應腹部之各個部位的腸音強度地形圖。本實施例中，繪製模組35可根據前一步驟S80的運算結果製作對應的 腸音強度地形圖(如圖5所示)。若，繪製模組35根據前一步驟S80的第一種運算方式，則製作出一個標示出最高與最低能量強度的相對功率(relative power,RP)頻譜的腸音強度地型圖。相對功率(relative power,RP)頻譜的腸音強度地型圖之優點在於能夠顯現各腸鳴音訊號的能量差異性。繪製模組35若根據第二種方法，則製作出一顯現較高能量強度之優勢頻譜(dominant frequency,DF)的腸音強度地型圖。優勢頻譜(dominant frequency,DF)的腸音強度地型圖主要的特色則在於只須關注及顯現能量強度較高的腸鳴音訊號。假如，繪製模組35依照第三種運算方法，則產生一個能顯現每一部位之各個頻率成分及能量強度的功率譜重心(the total centroid,CT)的腸音強度地型圖。功率譜重心(the total centroid,CT)的腸音強度地型圖展現的特點在於，當腸鳴音訊號發生變化時，能夠即時觀察到功率譜的重心位置和能量分布的變化狀況。當然，本發明不以前述三種腸音強度地型圖做為限制。

綜上所述，本發明腸音記錄系統100透過腸音感測裝置1、固定裝置2及腸音分析裝置3，能夠達到長時間且無痛地偵測病患腸胃蠕動之狀況，並且藉由腸音分析裝置3能夠更為客觀且精準地分析病患腸胃之復原情況，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發明說明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。

100‧‧‧腸音記錄系統

1‧‧‧腸音感測裝置

11‧‧‧聽診感測器

111‧‧‧聽診探頭

112‧‧‧音訊感測電路

12‧‧‧驅動模組

13‧‧‧前置放大模組

14‧‧‧濾波模組

15‧‧‧轉換模組

16‧‧‧第一傳輸模組

2‧‧‧固定裝置

21‧‧‧彈性伸縮帶

22‧‧‧第一固定件

23‧‧‧第二固定件

24‧‧‧一端

25‧‧‧另一端

3‧‧‧腸音分析裝置

31‧‧‧腸音處理模組

32‧‧‧第二傳輸模組

33‧‧‧儲存模組

34‧‧‧輸入模組

35‧‧‧繪製模組

36‧‧‧顯示模組

S10~S90‧‧‧步驟

圖1是一使用狀態示意圖，說明本發明之較佳實施例； 圖2是一電路方塊圖，說明本實施例之腸音記錄系統； 圖3是一立體示意圖，說明本實施例之固定裝置的設計； 圖4是一流程方塊圖，說明本實施例之腸音記錄方法；及 圖5是一使用狀態示意圖，說明本實施例之腸音強度地形圖。

100‧‧‧腸音記錄系統

1‧‧‧腸音感測裝置

11‧‧‧聽診感測器

111‧‧‧聽診探頭

112‧‧‧音訊感測電路

12‧‧‧驅動模組

13‧‧‧前置放大模組

14‧‧‧濾波模組

15‧‧‧轉換模組

16‧‧‧第一傳輸模組

3‧‧‧腸音分析裝置

31‧‧‧腸音處理模組

32‧‧‧第二傳輸模組

33‧‧‧儲存模組

34‧‧‧輸入模組

35‧‧‧繪製模組

36‧‧‧顯示模組

Claims (9)

1. 一種腸音記錄系統，包含：一腸音感測裝置，由一腹部之複數個部位分別收集複數個腸鳴音訊號；及一腸音分析裝置，包括：一腸音處理模組，由該腸音感測裝置接收且運算該等腸鳴音訊號並產生一運算結果，且該腸音處理模組將該等腸鳴音訊號分別分類於複數個頻帶之間，每一頻帶具有一頻率區間，及一繪製模組，電連接該腸音處理模組且根據該運算結果繪製一對應該腹部之該等部位的腸音強度地形圖，以判斷該腹部之該等部位的腸胃蠕動狀態。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之腸音記錄系統，其中，該繪製模組將每一部位收集到的該等腸鳴音訊號依對應的該等頻帶分別將最高振幅及最低振幅的腸鳴音訊號標示於該腸音強度地形圖。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之腸音記錄系統，其中，該繪製模組將每一部位收集到的該等腸鳴音訊號依對應的該等頻帶標示出至少一較大振幅的該腸鳴音訊號於該腸音強度地形圖。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之腸音記錄系統，其中，該繪製模組將每一部位收集到的該等腸鳴音訊號依對應的該等頻帶分別將每一振幅的腸鳴音訊號標示於該腸音 強度地形圖。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之腸音記錄系統，其中，該腸音感測裝置包括對應於該腹部的該等部位的複數個聽診感測器、複數個分別對應電連接該等聽診感測器的驅動模組、複數個分別對應電連接該等聽診感測器的前置放大模組及複數個分別對應電連接該等前置放大模組的濾波模組，每一聽診感測器收集其中之一部位的複數個腸鳴音並轉換成類比化的該等腸鳴音訊號，每一驅動模組提供其對應的聽診感測器一參考電源以驅動該聽診感測器，每一前置放大模組接收並放大該等腸鳴音訊號，該濾波模組過濾該等腸鳴音訊號。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之腸音記錄系統，還包含一固定裝置，該固定裝置包括一彈性伸縮帶及設置於該彈性伸縮帶的一第一固定件與一第二固定件，該彈性伸縮帶固定該腸音感測裝置，該彈性伸縮帶彈性地延展或收縮且具有一一端及一相反於該一端的另一端，該第一固定件設置於該一端，該第二固定件設置於該另一端，透過該第一固定件與該第二固定件的相互固定，以將該彈性伸縮帶圍繞定位於該腹部，並將該等聽診感測器與該腹部緊密接觸。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之腸音記錄系統，其中，該腸音感測裝置還包括一電連接該濾波模組的第一傳輸模組，該腸音分析裝置還包括一電連接該腸音處理模組的第二傳輸模組，該第一傳輸模組無線傳輸該等腸鳴音 訊號到該第二傳輸模組，該第一傳輸模組與第二傳輸模組分別為一紅外線傳輸模組、一無線電傳輸模組、一藍芽傳輸模組、一ZigBee傳輸模組、一第2代行動通訊技術傳輸模組、一第2.5代行動通訊技術傳輸模組、一第2.75代行動通訊技術傳輸模組、一第3代行動通訊技術傳輸模組、一無線保真傳輸模組或一全球互通微波存取傳輸模組。
8. 一種腸音記錄方法，由一腸音記錄系統執行，該腸音記錄系統包含一腸音感測裝置及一腸音分析裝置，該腸音記錄方法包含以下步驟：(a)該腸音感測裝置分別於一腹部之複數個部位收集複數個腸鳴音訊號；(b)該腸音分析裝置運算複數個腸鳴音訊號以產生一運算結果，且分析該等腸鳴音訊號並分別分類於複數個頻帶；及(C)該腸音分析裝置根據該運算結果繪製一對應該腹部之該等部位的腸音強度地形圖。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之腸音記錄方法，其中，該步驟(b)包括以下幾步驟：(b1)該腸音感測裝置放大該等腸鳴音訊號；(b2)該腸音感測裝置過濾該等腸鳴音訊號；(b3)該腸音分析裝置計算該等腸鳴音訊號產生的次數；(b4)該腸音分析裝置分析該等腸鳴音訊號並分別分 類於該等頻帶；及(b5)該腸音分析裝置計算該等腸鳴音訊號的能量強度。