TWI644651B - 訊號同步處理裝置及具有訊號同步處理功能的聽診器、聽診資訊輸出系統與病徵診斷系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種訊號同步處理裝置，通過針對心電訊號與心音訊號執行時域與頻域的轉換處理，以得到心電、心音訊號調校因子，並據以分別針對心電訊號與心音訊號進行調校處理，而使心電訊號與心音訊號在時域上同步，藉以提高針對心血管疾病的診斷率。此外，本發明復提供具有訊號同步處理功能的聽診器、聽診資訊輸出系統與病徵診斷系統。

Description

訊號同步處理裝置及具有訊號同步處理功能的聽診器、聽診資訊輸出系統與病徵診斷系統
本發明涉及一種訊號處理技術，更詳而言之，係指一種關於心電訊號與心音訊號的訊號同步處理裝置及具有訊號同步處理功能的聽診器、聽診資訊輸出系統與病徵診斷系統。
心電訊號以及心音訊號是心臟肌肉進行工作時產生的生理訊號，對心電和心音訊號的分析，是診斷心臟疾病的兩種重要手段和標準。
其中，心電是心臟電生理活動在體表的表現，是臨床心臟病診斷的基礎，而心音則是心臟和心血管系統機械運動狀況的反應，其中包含著心臟各個部分本身及相互之間作用的生理和病理信息。在心臟的臨床診斷中，心電訊號可用於快速便捷地檢測常見的心臟病，尤其是心肌梗塞和心率失常，但是，對於一些心臟組織自身的病變，則不會直接反應在心電信號中，但是卻能在心音信號中體現出來。
然而，目前臨床存在著動態心電和心音圖檢查相分離的狀況，心電與心音的訊號數據無法同步採集並進行同步分析，從而導致當前的心血管疾病的早期診斷工作、心血管病的發病機制研究工作，以及心血管疾病的預防研究工作均存在著一定的困難。
有鑑於此，如何提供一種可採集心電訊號與心音訊號，並針對二者進行訊號同步處理，從而提高針對心血管疾病的診斷率，即為本發明亟待解決的技術課題。
鑒於上述先前技術之缺點，本發明的主要目的為提供一種訊號同步處理裝置及具有訊號同步處理功能的聽診器、聽診資訊輸出系統與病徵診斷系統，可針對心電訊號與心音訊號提供同步處理，以使二者在時域上同步。
本發明的另一目的在於提供一種訊號同步處理裝置及具有訊號同步處理功能的聽診器、聽診資訊輸出系統與病徵診斷系統，可有效提高對心血管疾病的診斷率。
為達上述目的及其他相關目的，本發明的第一實施方式為提供一種訊號同步處理裝置，係針對一心電訊號與一心音訊號執行同步調校處理，其包括：一訊號接收模組，係分別接收該心電訊號與該心音訊號，以分別生成一第一心電時域資訊與一第一心音時域資訊，該第一心電時域資訊係包含該心電訊號的一第一心電產生時點，該第一心音時域資訊係包含該心音訊號的一第一心音產生時點；一同步因子產生模組，係同步接收該心電訊號與該心音訊號以生成一混合時域資訊，並針對該混合時域資訊執行時域與頻域的轉換處理，以得到該混合時 域資訊中代表該心電訊號的一第二心電時域資訊，該第二心電時域資訊係包含該心電訊號的一第二心電產生時點，以及得到該混合時域資訊中代表該心音訊號的一第二心音時域資訊，該第二心音時域資訊係包含該心音訊號的一第二心音產生時點，並使該第二心電產生時點與該第二心音產生時點在時域上同步，以將該第二心電時域資訊作為一心電訊號調校因子，而將該第二心音時域資訊作為一心音訊號調校因子；以及一同步模組，係分別依據該心電訊號同步因子與該心音訊號同步因子至少一次調校該訊號接收模組接收的該心電訊號與該心音訊號，使該第一心電產生時點與該第二心電產生時點相一致，且使該第一心音產生時點與該第二心音產生時點相一致，而讓該訊號接收模組接收的該心電訊號與該心音訊號在時域上同步。
較佳的，於上述訊號同步處理裝置中，該同步因子產生模組係針對該混合時域資訊執行一時域至頻域的轉換以生成一混合頻域資訊，而後採集該混合頻域資訊中的主頻特徵，且根據該主頻特徵自該混合頻域資訊中，定義出代表該心音訊號的一心音頻域資訊，且定義出代表該心電訊號的一心電頻域資訊，而後針對該混合頻域資訊執行一頻域至時域的轉換以生成該混合時域資訊，以藉由該心音頻域資訊定義出該混合時域訊號中的該第二心音時域資訊，且藉由該心電頻域資訊定義出該混合時域訊號中的該第二心電時域資訊。
本發明的第二實施方式為提供一種聽診器，係用於一使用者的聽診，包括：一拾音部件，係用以收集該使用者的該心音訊號；一導音管路，係用於傳導該心音訊號；一從動部件，係套接於該拾音部件，而隨從該拾音部件動作接觸該使用者；一心音傳感器，係設置於該導音管路，該心音傳感器具有一心音傳感部，該心音傳感部係朝向該拾音部件以採集該心音訊號；一心電傳感器，係 設置於該從動部件，該心電傳感器具有一心電傳感部，該心電傳感部係外露於該從動部件接觸該使用者的部位以採集該心電訊號；以及如上述第一實施方式所述之該訊號同步處理裝置，係針對該心音傳感器所採集之該心音訊號與該心電傳感器所採集之該心電訊號執行在時域上同步。
較佳的，於上述聽診器中，還包括一無線傳輸模組，係以無線方式輸出在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號。
較佳的，於上述聽診器中，該無線傳輸模組係為一Bluetooth無線傳輸模組、Wifi無線傳輸模組、ZigBee無線傳輸模組或任何客製化之無線傳輸模組。
本發明的第三實施方式為提供一種聽診資訊輸出系統，係包括如上述第二實施方式所述之該聽診器；一圖形處理模組，係圖形化該聽診器在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號以生成一心電圖形資訊與一心音圖形資訊；以及一顯示模組，係顯示該心電圖形資訊與該心音圖形資訊。
本發明的第四實施方式為提供一種病徵診斷系統，係包括一數據庫，係儲存一心音病徵資訊與一心電病徵資訊；如上述第二實施方式所述之該聽診器；一分析模組，係分析該聽診器在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號，而得到該心音訊號中包含的一心音特徵，與得到該心電訊號中包含的一心電特徵；以及一系統診斷模組，當該心音特徵與該心音病徵資訊相吻合時，則輸出包含該心音病徵資訊的一心音系統診斷結果；當該心電特徵與該心電病徵資訊相吻合時，則輸出包含該心電病徵資訊的一心電系統診斷結果。
較佳的，於上述病徵診斷系統中，還包括一專家診斷模組，係診斷該心音訊號並輸出一心音專家診斷結果，且診斷該心電訊號並輸出一心電專家 診斷結果；以及一病徵更新模組，當該心音系統診斷結果與該心音專家診斷結果不吻合時，係依據該心音專家診斷結果校正更新該數據庫的心音病徵資訊；當該心電系統診斷結果與該心電專家診斷結果不吻合時，係依據該心電專家診斷結果校正更新該數據庫的心電病徵資訊。
較佳的，於上述病徵診斷系統中，還包括如上述第二實施方式所述之該聽診器，該聽診器係可提供一聽診器綁定指令與一聽診器解除綁定指令；一客戶終端，係提供一客戶終端綁定指令與一客戶終端解除綁定指令；以及一雲端平台，其僅當同時接收該聽診器綁定指令與該客戶終端綁定指令時，該雲端平台方可建立該聽診器與該客戶終端的一綁定關係，使該客戶終端可接收該聽診器在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號，或者在僅當同時接收該聽診器解除綁定指令與該客戶終端解除綁定指令時，該雲端平台方解除該聽診器與該客戶終端的該綁定關係。
綜上所述，本發明所提供的訊號同步處理裝置通過同步接收心電訊號與心音訊號以生成混合時域資訊，並針對混合時域資訊執行時域與頻域的轉換處理，而分別得到心電訊號調校因子與心音訊號調校因子，以依據該心電訊號調校因子與該心音訊號調校因子分別針對心電訊號與心音訊號執行調校處理，從而實現所輸出的心電訊號與心音訊號在時域上同步的技術效果。此外，本發明通過將該訊號同步處理裝置分別應用於聽診器、聽診資訊輸出系統以及病徵診斷系統，可以有效提高對心血管疾病的診斷率。
1‧‧‧聽診資訊輸出系統
10‧‧‧聽診器
100‧‧‧同步處理裝置
1001‧‧‧訊號接收模組
1002‧‧‧同步因子產生模組
1003‧‧‧同步模組
101‧‧‧拾音部件
1011‧‧‧拾音膜
102‧‧‧導音管路
103‧‧‧從動部件
104‧‧‧心音傳感器
1041‧‧‧心音傳感部
105‧‧‧心電傳感器
1051‧‧‧心電傳感部
106‧‧‧無線傳輸模組
107‧‧‧微處理器
1071‧‧‧心音訊號處理電路
10711‧‧‧前端心音類比訊號處理電路
107111‧‧‧自動調整放大器
107112‧‧‧低通濾波器
107113‧‧‧高通濾波器
107114‧‧‧帶拒濾波器
10712‧‧‧類比與數位訊號轉換電路
10713‧‧‧數位訊號處理電路
1072‧‧‧心電訊號處理電路
10721‧‧‧前端心電類比訊號處理電路
107211‧‧‧自動調整放大器
107212‧‧‧儀表放大器
107213‧‧‧低通濾波器
107214‧‧‧高通濾波器
107215‧‧‧帶拒濾波器
10722‧‧‧類比與數位訊號轉換電路
10723‧‧‧數位訊號處理電路
108‧‧‧充電模組
11‧‧‧圖形處理模組
12‧‧‧顯示模組
2‧‧‧病徵診斷系統
20‧‧‧聽診器
21‧‧‧數據庫
22‧‧‧分析模組
23‧‧‧系統診斷模組
24‧‧‧專家診斷模組
25‧‧‧病徵更新模組
26‧‧‧客戶終端
27‧‧‧雲端平台
圖1為根據本發明的第一實施方式所示的訊號同步處理裝置的基本框架示意圖；圖2A為根據本發明的第二實施方式所示的聽診器的基本框架示意圖；圖2B至圖2G為圖2A所示的聽診器的不同實施例的示意圖；圖3為根據本發明的第三實施方式所示的聽診資訊輸出系統的基本架構示意圖；圖4A為根據本發明的第四實施方式所示的病徵診斷模組的基本架構示意圖；以及圖4B至圖4C為圖4A所示的病徵診斷模組的不同實施例示意圖。
以下內容將搭配圖式，藉由特定的具體實施例說明本發明之技術內容，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本發明之精神下，進行各種修飾與變更。尤其是，於圖式中各個元件的比例關係及相對位置僅具示範性用途，並非代表本發明實施的實際狀況。
圖1為顯示本發明的訊號同步處理裝置100的基本架構示意圖。如圖所示，本發明的訊號同步處理裝置100用於針對一心電訊號與一心音訊號執行同步調校處理，以使二者在時域上同步，從而提高對心血管疾病的診斷率。如圖 所示，訊號同步處理裝置100主要包括一訊號接收模組1001、一同步因子產生模組1002、以及一同步模組1003。
訊號接收模組1001用於分別接收心電訊號與心音訊號，以分別生成一第一心電時域資訊與一第一心音時域資訊，且第一心電時域資訊中包含有心電訊號的第一心電產生時點，同樣的，第一心音時域資訊亦包含有心音訊號的第一心音產生時點。於一實施例中，訊號接收模組1001係可通過設置於訊號同步處理裝置100中的一訊號採集模組(未予圖示)以接收心電訊號與心音訊號；然並不以此為限，於其他實施例中，訊號接收模組1001也可通過一外接電子設備而接收心電訊號與心音訊號。
同步因子產生模組1002用於同步接收心電訊號與心音訊號以生成一混合時域資訊，並針對所生成的混合時域資訊執行時域與頻域的轉換處理，以得到混合時域資訊中代表該心電訊號的一第二心電時域資訊，其中，第二心電時域資訊係包含有心電訊號的一第二心電產生時點，同時還自混合時域資訊中得到代表心音訊號的一第二心音時域資訊，其中，第二心音時域資訊亦包含有心音訊號的一第二心音產生時點，並使得該第二心電產生時點與該第二心音產生時點在時域上同步，而將第二心電時域資訊作為一心電訊號調校因子，以及將第二心音時域資訊作為一心音訊號調校因子。
於一實施例中，同步因子產生模組1002首先同時接收訊號接收模組1001的心電訊號與心音訊號，以生成一混合時域資訊，並針對該混合時域資訊進行一時域與頻域的轉換處理，而生成一混合頻域資訊，而後採集該混合頻域資訊中的主頻特徵(即訊號主頻)，由於心電訊號與心音訊號的主頻並不相同，一般而言，人體的心電訊號頻率係低於50Hz，而心音訊號則介於50Hz~120Hz之 間，因此，可以根據所採集的主頻特徵的頻率差異，而自混合頻域資訊中分別定義出代表心音訊號的一心音頻域資訊以及代表心電訊號的一心電頻域資訊，也就是從混合頻域資訊中區隔出心電訊號與心音訊號並進行標記，隨後，再針對該混合頻域資訊執行頻域轉時域的復原轉換處理，以將混合頻域資訊還原為混合時域資訊。而後，藉由心音頻域資訊自所還原的混合時域資訊中定義出第二心音時域資訊，以及藉由心電頻域資訊自所還原的混合時域資訊中定義出第二心電時域資訊，其中，於所定義出的第二心音時域資訊中包含有心音訊號的一第二心音產生時點，而於所定義出的第二心電時域資訊中亦包含有心電訊號的一第二心電產生時點，藉此以標記出心音與心電的實際訊號時間點；再通過例如調整時間軸的方式，而令使第二心電產生時點與第二心音產生時點在時域上同步，以將第二心電時域資訊作為一心電訊號調校因子以及將第二心音時域資訊作為一心音訊號調校因子。
同步模組1003用於分別依據同步因子產生模組1002所生成的心電訊號同步因子與心音訊號同步因子，針對訊號接收模組1001所接收的心電訊號與心音訊號分別進行至少一次的調校處理，以使心電訊號中的第一心電產生時點與第二心電產生時點相一致，以及使心音訊號中的第一心音產生時點與第二心音產生時點相一致，從而使得訊號接收模組1001所接收的心電訊號與心音訊號在時域上同步。
具體而言，同步模組1003依據心電訊號同步因子與心音訊號同步因子分別校正訊號接收模組1001所接收的心電訊號與心音訊號的延遲時間，由於第二心電產生時點與第二心音訊號已在時域上進行了同步處理，而使第二心電時域資訊與第二心音時域資訊同步，因此，利用第二心電時域資訊以及第二心音時 域資訊分別作為心電訊號調校因子與心音訊號調校因子在進行調校之後，可以得到在時域上同步的心電訊號與心音訊號。
再者，同步模組1003可以通過針對心電訊號與心音訊號的時間軸進行至少一次的微調處理，藉此以提升心電訊號與心音訊號的同步處理效果。具體而言，當同步模組1003針對心電訊號與心音訊號分別執行完第一次的調校處理之後，可使同步因子產生模組1002針對同步模組1003所輸出的經第一次調校後的心電訊號與心音訊號再執行一次相同的操作處理，亦即，同步接收經第一次調校後的心電訊號與心音訊號，以生成一混合時域資訊，並針對該混合時域資訊執行時域與頻域的轉換處理，以得到混合時域資訊中代表心電訊號的一第二心電時域資訊，於第二心電時域資訊中包含有心電訊號的一第二心電產生時點，以及得到混合時域資訊中代表心音訊號的一第二心音時域資訊，於第二心音時域資訊中包含心音訊號的一第二心音產生時點，而後，判斷第二心電產生時點與第二心音產生時點在時域上是否同步，若不同步，則通過再次微調時間軸，而使得第二心電產生時點與第二心音產生時點在時域上同步，以將第二心電時域資訊作為一心電訊號調校因子，而將第二心音時域資訊作為一心音訊號調校因子，而令同步模組1003據以針對經一次調校後的心電訊號與心音訊號執行二次調校處理。通過同步因子產生模組1002與同步模組1003如此周而復始的重複操作，以達到最終讓訊號接收模組1001所接收的該心電訊號與該心音訊號在時域上取得同步的處理效果。
圖2A為根據本發明的第二實施方式所示的聽診器的基本框架示意圖。本發明的聽診器10用於執行一使用者的聽診操作，並具有訊號同步的處理功能。如圖所示，聽診器10主要包括一拾音部件101、一導音管路102、一從動部 件103、一心音傳感器104、一心電傳感器105、以及第一實施方式所述的訊號同步處理裝置100。
拾音部件101用於採集使用者的心音訊號，如圖2B所示，於拾音部件101的表面覆蓋有一層拾音膜1011，拾音膜1011除可以避免灰塵的進入，還可以很好地貼合於使用者的體表，以進行心音訊號的採集。
導音管路102用於傳導拾音部件101所採集的心音訊號。
請配合參閱圖2B與圖2C，從動部件103套接於拾音部件101，從動部件103可與拾音膜基本共平面，而隨從拾音部件101動作接觸於使用者的體表。
如圖2B所示，心音傳感器104設置於導音管路102上，並具有一心音傳感部1041，其中，心音傳感部1041係朝向拾音部件101以通過拾音部件101採集使用者的心音訊號。於較佳實施例中，聽診器10亦可內建一揚聲器，以直接播放所採集的心音訊號。
請配合參閱圖2A至圖2D，心電傳感器105設置於從動部件103上，並具有一心電傳感部1051，如圖2B所示，心電傳感部1051通過外露於從動部件103以接觸使用者的部位而採集使用者的心電訊號。於一實施例中，心電傳感部1051例如為均勻分佈於拾音部件101周圍的多個電極，用於採集來自使用者人體的生物電信號。
訊號同步處理裝置100用於分別接收心音傳感器104所採集的心音訊號以及心電傳感器105所採集的心電訊號，並針對心電訊號與心音訊號執行在時域上的同步處理。由於訊號同步處理裝置100的結構配置及訊號同步處理手段均已於前述圖1所示的訊號同步處理裝置100中予以詳述，故在此不予贅述。
於具體的實施例中，訊號同步處理裝置100可例如為集成於電路板上的一電子芯片而安裝於聽診器10中，並藉由電路板上的微處理器107(如圖2E所示)以控制訊號同步處理裝置100與聽診器10中其他相關電子元件(如心電傳感器105、心音傳感器104)之間的協同操作處理。
於一較佳實施例中，聽診器10還包括一無線傳輸模組106，其可以無線方式輸出經由訊號同步處理裝置100所輸出的在時域上同步的心音訊號與心電訊號。於一實施例中，所述無線傳輸模組106例如為一Bluetooth無線傳輸模組，並集成在聽診器10內部的一電路板上。然並不以此為限，無線傳輸模組106也可為其他類型的無線傳輸模組，如WIFI無線傳輸模組、ZigBee無線傳輸模組、客製化之無線傳輸模組。請參閱圖2E，其中，無線傳輸模組106可與例如雲端數據資料庫、電腦、或智慧型手機等電子設備通訊連接，而將心電訊號與心音訊號無線傳輸至上述電子設備中。然並不以此為限，聽診器10亦可藉由數據傳輸接口(例如USB接口、HDMI接口)經由一數據線而以有線方式連接至電腦或智慧型手機，並執行心電訊號與心音訊號的傳輸操作。
請繼續參閱圖2E，於另一實施例中，聽診器10還具有充電模組108為聽診器10提供充電之功能，充電模組108可例如以無線充電或有線充電的方式為聽診器10進行充電。
此外，聽診器10的電路板上還集成有心電訊號處理電路以及心音訊號處理電路，並藉由微處理器107的控制以分別執行心電訊號與心音訊號的類比轉數位的處理操作。
請配合參閱圖2F，心音訊號處理電路1071包括有前端心音類比訊號處理電路10711、類比與數位訊號轉換電路10712、數位訊號處理電路10713。 其中，前端心音類比訊號處理電路10711還包括自動調整放大器107111與低通濾波器107112、高通濾波器107113、帶拒濾波器107114。自動調整放大器107111用於接收所採集的心音訊號，並可依據不同受測者之心音訊號強度，自動調整所需之放大倍率，以配合後端電路所需之訊號電壓。低通濾波器107112、高通濾波器107113、帶拒濾波器107114分別以特定之截止頻率，進行類比訊號處理，以濾除心音訊號以外的雜訊。類比與數位訊號轉換電路10712用於將心音類比訊號轉換為心音數位訊號，以高解析度、低失真之設計，保存原始心音訊號之完整性，可提供後續數位訊號處理。數位訊號處理電路10713為一可動態調整之數位濾波器，可濾除在使用聽診器10時，因移動聽診器10而產生的移動雜訊，從而維持訊號品質，此外，亦可進行訊號特徵擷取與特徵分類所需之數位訊號處理，從而提供人工智慧系統或分析模組進行訊號辨識與診斷。
請配合參閱圖2G，心電訊號處理電路1072則包括有前端心電類比訊號處理電路10721、類比與數位訊號轉換電路10722、數位訊號處理電路10723。其中，前端心電類比訊號處理電路10721包含自動調整放大器107211、儀表放大器107212、以及低通、高通、帶拒濾波器107213、107214、107215。自動調整放大器107211用於接收所採集的心電訊號，並依據不同受測者之心電訊號強度，自動調整所需之放大倍率，以配合後端電路所需之訊號電壓。儀表放大器107212用於消除共模雜訊，提供較低雜訊之心電訊號給後續電路處理。低通濾波器107213、高通濾波器107214、帶拒濾波器107215分別以特定之截止頻率，進行類比訊號處理，可濾除心電訊號以外之雜訊。類比與數位訊號轉換電路10722用於將心電類比訊號轉換為心電數位訊號，以高解析度、低失真之設計，保存原始心電訊號之完整性，可提供後續數位訊號處理。數位訊號處理電路10723為一可動 態調整之數位濾波器，可濾除使用者，因使用與移動本發明的聽診器10所產生之移動雜訊，以維持訊號品質，此外，亦可進行訊號特徵擷取與特徵分類所需之數位訊號處理，從而提供人工智慧系統或分析模組進行訊號辨識與診斷。
圖3為根據本發明的第三實施方式所示的聽診資訊輸出系統1的基本架構示意圖。如圖所示，本發明的聽診資訊輸出系統1主要包括聽診器10、圖形處理模組11與顯示模組12。
聽診器10用於採集使用者的心電訊號與心音訊號，並針對心電訊號與心音訊號執行同步處理，而輸出在時域上同步的心電與心音訊號。由於聽診器10的結構設置及其同步處理技術手段均已於上述圖2A至圖2C中予以詳述，故在此不予贅述。
圖形處理模組11用於圖形化聽診器10所輸出在時域上同步的心音訊號與心電訊號，以生成相應的一心電圖形資訊與一心音圖形資訊。
顯示模組12則用於顯示心電圖形資訊與心音圖形資訊。
於實際應用中，圖形處理模組11與顯示模組12可設置於一電子設備中，例如個人電腦、平板電腦、智慧型手機等，該電子設備係與聽診器10通訊連接(有線或無線方式)，以接收聽診器10所輸出的心電訊號與心音訊號並經由圖像化處理後，輸出相應的心電圖及心音圖。
請配合參閱圖4A，其為根據本發明的第四實施方式所示的病徵診斷系統2的基本架構示意圖。如圖所示，病徵診斷系統2主要包括聽診器20、數據庫21、分析模組22、以及系統診斷模組23。
數據庫21用於儲存一心音病徵資訊與一心電病徵資訊。
聽診器20用於採集使用者的心電訊號與心音訊號，並針對心電訊號與心音訊號執行同步處理，而輸出在時域上同步的心電與心音訊號。由於聽診器20的結構設置及其同步處理技術手段與圖2A至圖2G所述的聽診器10基本相同，故在此不予贅述。
分析模組22用於分析聽診器10所輸出的在時域上同步的心音訊號與心電訊號，而得到心音訊號中包含的一心音特徵，以及得到心電訊號中包含的一心電特徵。於較佳實施例中，數據庫21中還儲存有正常人體的心音訊號與心電訊號，分析模組22係首先依據數據庫21中所儲存的正常人體的心音訊號與心電訊號，判斷聽診器10所輸出的心電訊號與心音訊號是否與之相符，若相符，則代表使用者的心電訊號與心音訊號均正常，若不符合，則代表使用者的心電訊號或者心音訊號存在異常，則自心電訊號或心音訊號中擷取代表異常的心音特徵及心電特徵，俾供後續針對該心音特徵與心電特徵進行進一步的病徵分析。
系統診斷模組23依據數據庫21中所儲存的心音病徵資訊與心電病徵資訊，而針對分析模組22所得到的心音特徵及心電特徵分別進行分析，當分析心音特徵與數據庫21中所儲存的心音病徵資訊相吻合時，則輸出包含該心音病徵資訊的一心音系統診斷結果；或者，當分析心電特徵與數據庫21中所儲存的心電病徵資訊相吻合時，則輸出包含該心電病徵資訊的一心電系統診斷結果。也就是說，系統診斷模組23根據分析模組22所擷取的代表異常的心音特徵及心電特徵資訊，自數據庫21中查詢與之相符的病徵資訊，並輸出診斷結果，以供非醫學專業的使用者予以參考，從而即時知曉自身是否存在心血管方面的疾病。且由於所採集的心音訊號與心電訊號係經過了同步調校處理，因此，可以提高病徵診斷系統針對心血管疾病的診斷效果。
請配合參閱圖4B，有鑑於心血管疾病的診斷過程較為複雜，因此，於本發明的一實施例中，病徵診斷系統2還包括有專家診斷模組24與病徵更新模組25，其中，專家診斷模組24用於提供專家以人工方式針對聽診器10所輸出的心電訊號及心音訊號進行診斷，並輸出一心音專家診斷結果以及一心電專家診斷結果。而病徵更新模組25則用於當心音系統診斷結果與該心音專家診斷結果不吻合時，係依據該心音專家診斷結果校正更新數據庫21中所儲存的心音病徵資訊，以及當該心電系統診斷結果與該心電專家診斷結果不吻合時，係依據該心電專家診斷結果校正更新數據庫21中所儲存的心電病徵資訊。藉由此機制，可在當系統診斷模組23無法依據數據庫21中的現存資訊針對心電特徵或心音特徵進行判斷時，抑或當系統診斷模組23根據數據庫21中的現存資訊針對心電特徵或心音特徵所輸出的系統診斷結果存在異常時，可藉由專家診斷模組24提供相關醫學專家進行人工介入，以輔助進行病徵的診斷，並使得數據庫21通過醫學專家不斷更新其所儲存的心音病徵資訊及心電病徵資訊，而提高系統診斷模組23的診斷結果的正確率。
此外，藉由上述設置，本發明的病徵診斷系統2還可用於教學用途，亦即，通過專家診斷模組24輸出存在異常的心電訊號與心音訊號，俾供相關學習者判斷相關病徵，再與系統診斷模組23所輸出的系統診斷結果相比對，以判斷學習者的判斷結果是否與系統診斷結果相吻合，藉此以達到教學的用途。
請繼續參閱圖4C，於本發明的另一實施例中，病徵診斷系統2還包括聽診器20、客戶終端26與雲端平台27，其中，聽診器20的結構設置及其同步處理技術手段與圖2A至圖2G所述的聽診器10基本相同，唯一不同之處在於，聽 診器20還可提供一聽診器綁定指令與一聽診器解除綁定指令。客戶終端26則用於提供一客戶終端綁定指令與一客戶終端解除綁定指令。
雲端平台27用於當同時接收聽診器20所提供的聽診器綁定指令與客戶終端26所提供的客戶終端綁定指令時，雲端平台27一端方可建立聽診器20與客戶終端26之間的一綁定關係，以使客戶終端26可接收聽診器20所輸出在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號。或者，雲端平台27在僅當同時接收聽診器20所提供的聽診器解除綁定指令與客戶終端26所提供的客戶終端解除綁定指令時，雲端平台27方可解除該聽診器20與客戶終端26之間的該綁定關係。由上可知，通過前述的雙向配對確認機制，也就是本發明僅當聽診器20與客戶終端26同時發出配對或解除配對的確認信息時，方可允許該二者執行配對或解除配對的操作，且在一般情況下，本發明係限制一聽診器20於同一使用時段中，僅可與一客戶終端26進行配對，藉此可以有效防止聽診器20發生數據外洩的問題，從而確保使用者的隱私安全。
藉此，本發明的訊號同步處理裝置通過同步接收心電訊號與心音訊號以生成混合時域資訊，並針對混合時域資訊執行時域與頻域的轉換處理，以分別得到心電訊號調校因子與心音訊號調校因子，據以分別針對心電訊號與心音訊號進行調校處理，使得所輸出的心電訊號與心音訊號在時域上同步，藉此，通過將上述訊號同步處理裝置分別應用於聽診器、聽診資訊輸出系統以及病徵診斷系統中，從而為早期診斷心血管疾病提供了必要的參考依據。
再者，本發明的病徵診斷系統通過提供專家診斷模組，以當專家與診斷系統針對心音訊號以及心電訊號的診斷結果不一致時，可依據專家的診斷 結果而更新數據庫中的病徵資訊，藉此，可有效提高病徵診斷系統的診斷結果的正確率。
另外，本發明的病徵診斷系統為聽診器與客戶終端提供雙向配對確認機制，並通過雲端平台統一管理聽診器與客戶終端之間的綁定與解除綁定操作，藉此，可有效避免聽診器所採集到的感測數據發生外洩的問題，從而保護聽診器使用者的隱私安全。
上述實施例僅例示性說明本發明之原理及功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技術之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如本發明申請專利範圍所列。

Claims (9)

  1. 一種訊號同步處理裝置，係針對一心電訊號與一心音訊號執行同步調校處理，其包括：一訊號接收模組，係分別接收該心電訊號與該心音訊號，以分別生成一第一心電時域資訊與一第一心音時域資訊，該第一心電時域資訊係包含該心電訊號的一第一心電產生時點，該第一心音時域資訊係包含該心音訊號的一第一心音產生時點；一同步因子產生模組，係同步接收該心電訊號與該心音訊號以生成一混合時域資訊，並針對該混合時域資訊執行時域與頻域的轉換處理，以得到該混合時域資訊中代表該心電訊號的一第二心電時域資訊，該第二心電時域資訊係包含該心電訊號的一第二心電產生時點，以及得到該混合時域資訊中代表該心音訊號的一第二心音時域資訊，該第二心音時域資訊係包含該心音訊號的一第二心音產生時點，並使該第二心電產生時點與該第二心音產生時點在時域上同步，以將該第二心電時域資訊作為一心電訊號調校因子，而將該第二心音時域資訊作為一心音訊號調校因子；以及一同步模組，係分別依據該心電訊號同步因子與該心音訊號同步因子至少一次調校該訊號接收模組接收的該心電訊號與該心音訊號，使該第一心電產生時點與該第二心電產生時點相一致，且使該第一心音產生時點與該第二心音產生時點相一致，而讓該訊號接收模組接收的該心電訊號與該心音訊號在時域上同步。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之訊號同步處理裝置，其中，該同步因子產生模組係針對該混合時域資訊執行一時域至頻域的轉換以生成一混合頻域資訊，而後採集該混合頻域資訊中的主頻特徵，且根據該主頻特徵自該混合頻域資訊中，定義出代表該心音訊號的一心音頻域資訊，且定義出代表該心電訊號的一心電頻域資訊，而後針對該混合頻域資訊執行一頻域至時域的轉換以生成該混合時域資訊，以藉由該心音頻域資訊定義出該混合時域訊號中的該第二心音時域資訊，且藉由該心電頻域資訊定義出該混合時域訊號中的該第二心電時域資訊。
  3. 一種聽診器，係用於一使用者的聽診，係使用如申請專利範圍第1項所述之訊號同步處理裝置，該聽診器係包括：一拾音部件，係用以收集該使用者的該心音訊號；一導音管路，係用於傳導該心音訊號；一從動部件，係套接於該拾音部件，而隨從該拾音部件動作接觸該使用者；一心音傳感器，係設置於該導音管路，該心音傳感器具有一心音傳感部，該心音傳感部係朝向該拾音部件以採集該心音訊號；一心電傳感器，係設置於該從動部件，該心電傳感器具有一心電傳感部，該心電傳感部係外露於該從動部件接觸該使用者的部位以採集該心電訊號；其中，該訊號同步處理裝置係針對該心音傳感器所採集之該心音訊號與該心電傳感器所採集之該心電訊號執行在時域上同步。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之聽診器，還包括：一無線傳輸模組，係以無線方式輸出在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之聽診器，其中，該無線傳輸模組係為一Bluetooth無線傳輸模組、Wifi無線傳輸模組、ZigBee無線傳輸模組或任何客製化之無線傳輸模組。
  6. 一種聽診資訊輸出系統，係使用如申請專利範圍第3項所述之聽診器，該聽診資訊輸出系統係包括：一圖形處理模組，係圖形化該聽診器在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號以生成一心電圖形資訊與一心音圖形資訊；以及一顯示模組，係顯示該心電圖形資訊與該心音圖形資訊。
  7. 一種病徵診斷系統，係使用如申請專利範圍第3項所述之聽診器，該病徵診斷系統係包括：一數據庫，係儲存一心音病徵資訊與一心電病徵資訊；一分析模組，係分析該聽診器在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號，而得到該心音訊號中包含的一心音特徵，與得到該心電訊號中包含的一心電特徵；以及一系統診斷模組，當該心音特徵與該心音病徵資訊相吻合時，則輸出包含該心音病徵資訊的一心音系統診斷結果；當該心電特徵與該心電病徵資訊相吻合時，則輸出包含該心電病徵資訊的一心電系統診斷結果。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之病徵診斷系統，還包括：一專家診斷模組，係診斷該心音訊號並輸出一心音專家診斷結果，且診斷該心電訊號並輸出一心電專家診斷結果；以及一病徵更新模組，當該心音系統診斷結果與該心音專家診斷結果不吻合時，係依據該心音專家診斷結果校正更新該數據庫的心音病徵資訊；當該心電系統診斷結果與該心電專家診斷結果不吻合時，係依據該心電專家診斷結果校正更新該數據庫的心電病徵資訊。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之病徵診斷系統，其中，該聽診器係可提供一聽診器綁定指令與一聽診器解除綁定指令，且該病徵診斷系統還包括：一客戶終端，係提供一客戶終端綁定指令與一客戶終端解除綁定指令；以及一雲端平台，其僅當同時接收該聽診器綁定指令與該客戶終端綁定指令時，該雲端平台方可建立該聽診器與該客戶終端的一綁定關係，使該客戶終端可接收該聽診器在時域上同步的該心音訊號與該心電訊號，或者在僅當同時接收該聽診器解除綁定指令與該客戶終端解除綁定指令時，該雲端平台方解除該聽診器與該客戶終端的該綁定關係。
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