TWI695316B - 生理感測方法及其裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種生理感測方法及其裝置，裝置的兩端分別設有綁帶，以設置在受測者手腕上，至少二生理感測器沿著綁帶排列設置以產生原始生理訊號至控制器，使控制器對原始訊號進行濾波後，轉換成二基準能量值，令控制器將二基準生理訊號及其對應產生的二基準能量值相乘，以產生二基準估測參數後輸入標準生理值方程式中，以產生一標準生理值。本發明感測器的排列方式可吻合各種尺寸的手腕，同時搭配特殊的生理訊號估測方法，可有效提升量測生理訊號的精準度。
Description
本發明係有關一種生理檢測之技術，特別是指一種可產生精準的生理訊號之生理感測方法及其裝置。
光體積變化描記圖(Photoplethysmography，PPG)訊號是一種由人體末梢血液循環的變化所取得的訊號，也就是說是一種根據人體血管中血液的變化情況所取得的訊號。
目前一般擷取PPG訊號多半是使用脈搏血氧儀取得，脈搏血氧儀的檢測方法係透過夾具，將脈搏血氧儀的感測器夾持在受測者的手指上，以藉由感測器的發光元件產生光訊號，令光訊號投射在受測者手指的皮膚上，由於皮膚上血管單位面積的血流量會隨心臟的搏動而產生變化，因此皮膚反射的光訊號也會隨著血液的改變而產生變化，此時感測器即可根據反射的光訊號變化取得PPG訊號，令脈搏血氧儀根據PPG訊號中的各種參數計算出受測者的血糖、心率、心率變異分析(heart rate variability，HRV)、血氧或血壓等生理訊號。除此之外，PPG訊號也可以用來監測呼吸、血容量不足及其他循環狀況。
由於產生PPG訊號的方式，係透過擷取皮膚反射光訊號的變化所產生的，因此PPG訊號的擷取不需將感測器侵入人體即可取得，又PPG訊號本身蘊藏著豐富的生理資訊，對於醫療檢驗技術來說具有相當大的幫助，故目前已有許多研究單位投入PPG訊號的研究。
但現有擷取PPG訊號的技術，多半是透過手指皮膚的微血管血液流動情況取得，因此受測者在接收量測時，手指被脈搏血氧儀的夾具夾持，此時就無法同時處理其他事情，令受測者行動不便，導致受測者無法長期穿戴以量測長期的PPG訊號。再者，現有脈搏血氧儀皆採單一感應器量測，當唯一的感應器在獲取訊號時，因外界或脈搏血氧儀裝置內部不穩定等情況干擾時，易造成訊號失真。因此目前PPG訊號的擷取仍有許多不確定性，實為目前所需克服的一大研究重點。
有鑑於此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種生理感測方法及其裝置，以有效克服上述之該等問題。
本發明之主要目的在提供一種生理感測方法及其裝置，其利用特殊的生理訊號估測方法，能給精準度較高的感測器越大的比值，令本發明能估測出精準度較高的生理訊號。
本發明之另一目的在提供一種生理感測裝置，其可穿戴於受測者的手腕，以直接量測受測者手腕動脈的血液流動情形，且本發明之生理感測器以陣列排列的方式可吻合不同受測者的手腕，能有效提升量測生理訊號的精準度。
本發明之再一目的在提供一種生理感測其裝置，其穿戴舒適，有利於長期偵測受測者動脈的血液流動情形。
為達上述之目的，本發明提供一種生理感測方法，步驟包括輸入至少二原始生理訊號，並對二原始生理訊號進行濾波，以分別產生至少二基準生理訊號。接著再將二基準生理訊號分別輸入一基準能量方程式中，以對二基準生理訊號進行轉換，以分別產生二基準能量值。分別將二基準生理訊號及其對應產生的二基準能量值相乘，以產生二基準估測參數。最後將二基準能量值、二基準估測參數，以及一參考能量值與一參考估測參數，輸入一標準生理值方程式，以產生一標準生理值。
產生一標準生理值之步驟後，更可將二基準能量值輸入一轉換方程式中，以產生一新參考能量值來取代參考能量值，並回復至輸入二原始生理訊號步驟，其中轉換方程式如下所示：
另外，本發明亦提供一種生理感測裝置，其兩端分別設有一綁帶，以將生理感測裝置設置於一受測者手腕上，生理感測裝置包括至少二生理感測
器，設置在至少一綁帶上且沿著綁帶排列設置，使複數生理感測器位於受測者之動脈，以分別產生至少一原始生理訊號。一資料庫儲存至少一參考能量值、至少一參考估測參數、一基準能量方程式以及一標準生理值方程式。一控制器訊號連接二生理感測器以及資料庫，控制器可接收二生理感測器之原始生理訊號，並對原始訊號進行濾波，以分別產生至少二基準生理訊號後，輸入由資料庫擷取的基準能量方程式，以分別產生二基準能量值，控制器再將二原始生理訊號及其對應產生的二基準能量值相乘，以產生二基準估測參數，最後控制器擷取資料庫中的參考能量值、參考估測參數以及標準生理值方程式，以將二基準能量值、二基準估測參數、參考能量值與參考估測參數，輸入標準生理值方程式中，以產生一標準生理值至電性連接控制器的一顯示器顯示。
生理感測裝置更包括一加速度傳感器(accelerometer)訊號連接控制器，加速度傳感器可產生一加速度值至控制器，當控制器判斷加速度值超過一加速度預設值時，控制器則忽略當下二生理感測器所傳遞的原始生理訊號。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參照第一圖至第三圖，以說明本發明之結構，如圖所示，本發
明之生理感測裝置1的兩端分別設有一綁帶10，綁帶10可將生理感測裝置1設置於一受測者手腕2上，以感測受測者手腕2動脈血液流動情形。本實施例舉例生理感測裝置1包括有三生理感測器12、12’、12”、一資料庫14、一控制器16、一顯示器18、一加速度傳感器20以及一供電器22，本實施例舉例設有三個生理感測器12、12’、12”，三生理感測器12、12’、12”設置在至少一綁帶上，且三生理感測器12、12’、12”沿著綁帶排列設置，令受測者手腕2綁上綁帶時，三生理感測器可剛好位於受測者手腕2動脈的位置，令三生理感測器12、12’、12”檢測動脈血液流動的情形，以分別產生至少一原始生理訊號。資料庫14則用以儲存至少一參考能量值、至少一參考估測參數、一基準能量方程式以及一標準生理值方程式。
請持續參照第一圖至第三圖，控制器16訊號連接三生理感測器12、12’、12”、資料庫14、顯示器18、加速度傳感器20以及供電器22，控制器16可接收三生理感測器12、12’、12”所擷取的至少三原始生理訊號，原始生理訊號可為光體積變化描記圖(Photoplethysmography，PPG)訊號，控制器16可將原本將類比原始生理訊號轉換成數位的原始生理訊號，控制器16並可擷取資料庫14中所儲存的資料，並對原始生理訊號進行處理，以產生標準生理值後傳遞至顯示器18中顯示標準生理值。除此之外，控制器更可根據PPG訊號判斷出血糖生理訊號、心率生理訊號、心率變異分析(heart rate variability，HRV)生理訊號、血氧生理訊號或血壓生理訊號。
加速度傳感器(accelerometer)20則可產生一加速度值至控制器16中，其中加速度傳感器20偵測目前位置，產生X軸、Y軸、Z軸三個維度的數值X、Y、Z至控制器16，控制器16即可令X、Y、Z帶入由資料庫14擷取的轉換方程式(1)，以產生X acc 、Y acc 、Z acc ，變換方程式(1)如下所示：X acc =X(t：t+τ) acc
Y acc =Y(t：t+τ) acc
Z acc =Z(t：t+τ) acc (1)其中X為目前位置X軸的值，Y為目前位置Y軸的值，Z為目前位置Z軸的值，τ為觀測窗(observation window)大小，t為時間。接著控制器16將X acc 、Y acc 、Z acc 帶入下列加速度判斷方程式(2)
其中
為平均運算元(mean operator)，
為預期運算元(expectation operator)，ε為加速度預設值，本實施例定義觀測窗顯示大小為2秒，當然樣本數取決於加速度傳感器的採樣頻率，由上述加速度判斷方程式(2)可知，當控制器16判斷加速度值超過一加速度預設值ε，如超過5時，控制器16則忽略當下三生理感測器12、12’、12”所傳遞的三原始生理訊號，此機制可減去因受測者大幅度晃動而令訊號失真的原始生理訊號，藉此提升訊號的精準性。供電器22可為電池，以提供電能至控制器16，令控制器16進行作動，同時可藉由控制器16將電力傳遞給控制器16所訊號連接的生理感測器12、12’、12”、資料庫14、顯示器18以及加速度傳感器20，令上述元件進行作動。
在說明完本實施例生理感測裝置1之結構後，接下來請參照第一圖至第三圖，同時配合參照第四圖，以詳細說明本實施例如何搭配生理感測裝置1進行生理感測方法，其詳細步驟流程如下，首先請參步驟S10，事先在資料庫14中設定至少一參考能量值以及至少一參考估測參數，接著進入步驟S12，三生理感測裝置12、12’、12”偵測受測者手腕2不同部位，以使三生理感測裝置12、12’、12”分別輸入原始生理訊號至控制器16中，當然控制器16須同步利用加速度傳感器20產生的數值判斷是否需忽略目前輸入的原始生理訊號，若是則不進行任何處理，但若原始訊號可被使用，控制器16即利用漢明窗(hamming window)函數以及有限脈衝響應(finite impulse response，FIR)函數分別對三生理感測裝置12、12’、12”輸入的三筆原始生理訊號z 1、z 2、z 3進行濾波，以分別產生三筆基準生理訊號
、
、
，其中基準生理訊號可表示為以下方程式(3)：
其中
為基準生理訊號，z i 為原始生理訊號，t為原始生理訊號的時間長度，τ為觀測窗(observation window)大小，也就是被檢測的原始生理訊號的訊號長度，w(t)為漢明窗(hamming window)函數，h(t)為有限脈衝響應(finite impulse response，FIR)函數。同時，控制器16更根據原始生理訊號判斷出血糖生理訊號、心率生理訊號、心率變異分析(heart rate variability，HRV)生理訊號、血氧生理訊號或血壓生理訊號。
接著進入步驟S14所示，控制器16由資料庫14中取得基準能量方程式，以將步驟S12產生的三筆基準生理訊號
、
、
分別輸入一基準能量方程式中，以對三基準生理訊號
、
、
進行轉換，產生三基準能量值b 1、b 2、b 3，基準能量方程式(4)如下所示：
其中b i 為基準能量值，
為基準生理訊號。將三筆基準生理訊號
、
、
轉換為三比基準能量值b 1、b 2、b 3後，進入步驟S16，控制器16再分別將三基準生理訊號
、
、
及其對應產生的三基準能量值b 1、b 2、b 3相乘，以產生三基準估測參數，若以方程式表示基準估測參數如下方程式(5)：
其中 v i 為基準估測參數，b i 為基準能量值，
為基準生理訊號。詳細來說，本實施例將三基準生理訊號
、
、
及其對應產生的三基準能量值b 1、b 2、b 3相乘以數學式表示如下所示：
接下來進入步驟S18，控制器將步驟S14運算出的三筆基準能量值b 1、b 2、b 3，以及步驟S16運算出的三筆基準估測參數 v 1、 v 2、 v 3，以及先前儲存在資料庫14中的參考能量值
與參考估測參數
，輸入由資料庫中14擷取的標準生理值方程式中，以產生一標準生理值，其中標準生理值方程式(6)如下所示：
其中
為標準生理值，N為輸入原始生理訊號之感測器之數量，
為參考能量值，b i 為基準能量值， v i 為基準估測參數，
為參考估測參數。在產生標準生理值後，控制器16即可將標準生理值傳遞至顯示器18中，令顯示器18顯示標準生理值給受測者參考。
最後進入步驟S20，在計算出一標準生理值後，控制器18更可將步驟S14中所運算出的三筆基準能量值b 1、b 2、b 3輸入一轉換方程式中，以產生一新參考能量值來取代參考能量值，並回復至步驟S12，以再次進行輸入三原始生理訊號之步驟，其中轉換方程式(7)如下所示：
請參照第五圖，其係實驗數據示意圖，其揭示一時間區間內的實際心跳率，生理感測裝置12、12’、12”所偵測到的三個原始生理訊號
、
、
，三個原始訊號
、
、
的平均生理訊號，以及最終利用本發明之方法所演算出來的標準生理值。由第五圖可明顯看出，原始生理訊號
在30~40秒之間有大幅的改變，故判斷產生原始生理訊號
之生理感測裝置12，在30~40秒之間可能因配戴者忽然劇烈晃動，而導致的訊號失真。因此若以三個原始生理訊號
、
、
直接做平均，所平均出來的平均生理訊號在30~40秒之間也會因為原始生理訊號
的數值大幅改變，反觀利用本發明之方法，除了能利用加速度傳感器的判斷，來濾除因配戴者忽然劇烈晃動，而產生的失真訊號之外，更因本發明之方法可令越穩定的訊號擁有越大的權重，故利用本發明之方法所運算出來的標準生理值與直接平均出來的平均原始生
相比，標準生理值表現的相對穩定，不易隨著原始訊號的失真而一併產生大幅度的失真訊號。
本實施例之方法可產生相對穩定的標準生理值之理由在於，利用基準能量方程式(4)能使越穩定的基準生理訊號
，產生越大的基準能量值
，當基準能量值
越大，相對的利用基準能量值
產生的基準估測參數
也就越大，令基準能量值
與基準估測參數
在後續帶入標準生理值方程式(6)時，越穩定的訊號擁有的權重就越大，藉此令本發明之方法能產生出精準的標準生理值。
綜上所述，本發明利用特殊的生理訊號估測方法，能給精準度較高的感測器越大的比值，令本發明能估測出高精準度的生理訊號，且本發明之生理感測裝置之生理感測器以陣列排列的方式，穿戴時生理感測器的設置可吻合不同受測者的手腕，藉此量測受測者手腕動脈的血液流動情形，能有效提升量測生理訊號的精準度，除此之外，生理感測器穿戴舒適，有利於長期偵測受測者動脈的血液流動情形。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1:生理感測裝置
2:手腕
10:綁帶
12、12’、12”:生理感測器
14:資料庫
16:控制器
18:顯示器
20:加速度傳感器
22:供電器
第一圖係為本發明之生理感測裝置立體示意圖。
第二圖係為本發明之穿戴生理感測裝置示意圖。
第三圖係為本發明之生理感測裝置方塊圖。
第四圖係為本發明之生理感測方法步驟流程圖。
第五圖係為本發明之訊號數據示意圖。
1:生理感測裝置
10:綁帶
12、12’、12”:生理感測器
18:顯示器
Claims (15)
- 一種生理感測方法，包括下列步驟：輸入至少二原始生理訊號，並對該二原始生理訊號進行濾波，以分別產生至少二基準生理訊號；將二該基準生理訊號分別輸入一基準能量方程式中，以對二該基準生理訊號進行轉換，以分別產生二基準能量值，其中該基準能量方程式如下所示：
為該基準生理訊號；分別將二該基準生理訊號及其對應產生的二該基準能量值相乘，以產生二基準估測參數；以及將該二基準能量值、該二基準估測參數，以及一參考能量值與一參考估測參數，輸入一標準生理值方程式，以產生一標準生理值。
- 如請求項1所述之生理感測方法，更包括將二該基準能量值輸入一轉換方程式中，以產生一新參考能量值來取代該參考能量值後，回復至輸入二該原始生理訊號步驟，其中該轉換方程式如下所示：
為該新參考能量值，該
為該參考能量值，該b i 為該基準能量值，該 Q 為一程序雜訊共變異數(covariance of the process noise)。
- 如請求項1所述之生理感測方法，其中該基準生理訊號可表示為以下方程式：
為該基準生理訊號，該z i 為該原始生理訊號，該t為該原始生理訊號的時間長度，該τ為觀測窗(observation window)大小，該w(t)為漢明窗(hamming window)函數，該h(t)為有限脈衝響應(finite impulse response，FIR)函數。
- 如請求項1所述之生理感測方法，其中該基準估測參數可表示為以下方程式：
為該基準生理訊號。
- 如請求項1所述之生理感測方法，其中該標準生理值方程式如下所示：
為該標準生理值，該N為輸入該原始生理訊號之感測器之數量，該
為該參考能量值，該b i 為該基準能量值，該 v i 為該基準估測參數，該
為該參考估測參數。
- 如請求項1所述之生理感測方法，其中在輸入該至少二原始生理訊號之步驟中，更包括根據該原始生理訊號判斷出血糖生理訊號、心率生理訊號、心率變異分析(heart rate variability，HRV)生理訊號、血氧生理訊號或血壓生理訊號。
- 如請求項1所述之生理感測方法，其中該參考能量值以及該參考估測參數係在該輸入至少二該原始生理訊號之步驟前設定。
- 一種生理感測裝置，其兩端分別設有一綁帶，以將該生理感測裝置 設置於一受測者手腕上，該生理感測裝置包括：至少二生理感測器，設置在至少一該綁帶上且沿著該綁帶排列設置，使該等生理感測器位於該受測者之動脈，以分別產生至少一原始生理訊號；一資料庫，儲存至少一參考能量值、至少一參考估測參數、一基準能量方程式以及一標準生理值方程式；一控制器，訊號連接該二生理感測器以及該資料庫，該控制器接收二生理感測器之該原始生理訊號，並對該原始訊號進行濾波，以分別產生至少二基準生理訊號後，分別輸入由該資料庫擷取的該基準能量方程式，以分別產生二基準能量值，其中該基準能量方程式如下所示：
為該基準生理訊號，該控制器並將二該基準生理訊號及其對應產生的二該基準能量值相乘，以產生二基準估測參數，該控制器擷取該資料庫中的該參考能量值、該參考估測參數以及該標準生理值方程式，以將該二基準能量值、該二基準估測參數、該參考能量值與該參考估測參數，輸入該標準生理值方程式中，以產生一標準生理值；以及一顯示器，電性連接該控制器，以接收該標準生理值，並顯示該標準生理值。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，更包括一加速度傳感器(accelerometer)訊號連接該控制器，該加速度傳感器可產生一加速度值至該控制器，當該控制器判斷該加速度值超過一加速度預設值時，該控制器則忽略當下該二生理感測器所傳遞的該原始生理訊號。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，更包括一供電器電性連接號連接該控制器，以供電給該控制器。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，其中該資料庫中更存有一轉換方程式，令該控制器將二該基準能量值輸入該轉換方程式中，以產生一新參考能量值來取代該資料庫中的該參考能量值後，回復至輸入二該原始生理訊號步驟，其中該轉換方程式如下所示：
為該新參考能量值，該
為該參考能量值，該b i 為該基準能量值，該 Q 為一程序雜訊共變異數(covariance of the process noise)。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，其中該基準生理訊號可表示為以下方程式：
為該基準生理訊號，該z i 為該原始生理訊號，該t為該原始生理訊號的時間長度，該τ為觀測窗(observation window)大小，該w(t)為漢明窗(hamming window)函數，該h(t)為有限脈衝響應(finite impulse response，FIR)函數。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，其中該基準估測參數可表示為以下方程式：
為該基準生理訊號。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，其中該標準生理值方程式如下所示：
為該標準生理值，該N為輸入該原始生理訊號之感測器之數量，該
為該參考能量值，該b i 為該基準能量值，該 v i 為該基準估測參數，該
為該參考估測參數。
- 如請求項8所述之生理感測裝置，其中該控制器更根據該原始生理訊號判斷出血糖生理訊號、心率生理訊號、心率變異分析(heart rate variability，HRV)生理訊號、血氧生理訊號或血壓生理訊號。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104055499A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-24 | 朱宇东 | 连续监控人体生理体征的可穿戴式智能手环及方法 |
| CN104224146A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-24 | 深圳奇沃智联科技有限公司 | 可接收不同来源之生理量测装置的生理表环 |
| US8945017B2 (en) * | 2012-06-22 | 2015-02-03 | Fitbit, Inc. | Wearable heart rate monitor |
| US20150157256A1 (en) * | 2015-02-14 | 2015-06-11 | Physical Enterprises, Inc. | Systems and methods for providing user insights based on real-time physiological parameters |
| TWI576088B (zh) * | 2015-12-14 | 2017-04-01 | 國立臺北科技大學 | 穿戴式裝置之生理參數監測方法 |
| TWM545561U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-07-21 | Sunny Intelligent Tech Corp | 生理特徵偵測組件 |
| CN107847153A (zh) * | 2015-07-03 | 2018-03-27 | 深圳市长桑技术有限公司 | 一种生理参数监测的系统和方法 |
| TWM561501U (zh) * | 2017-10-31 | 2018-06-11 | Horn Enterprise Co Ltd | 心率、血氧、血壓、心電圖及定位通話之多功能智能手錶 |
| CN108538374A (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-14 | 江门东骏电器有限公司 | 生理信号监测系统及其控制方法 |
-
2019
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- 2019-06-14 US US16/441,801 patent/US20200229719A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8945017B2 (en) * | 2012-06-22 | 2015-02-03 | Fitbit, Inc. | Wearable heart rate monitor |
| CN104055499A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-24 | 朱宇东 | 连续监控人体生理体征的可穿戴式智能手环及方法 |
| CN104224146A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-24 | 深圳奇沃智联科技有限公司 | 可接收不同来源之生理量测装置的生理表环 |
| US20150157256A1 (en) * | 2015-02-14 | 2015-06-11 | Physical Enterprises, Inc. | Systems and methods for providing user insights based on real-time physiological parameters |
| CN107847153A (zh) * | 2015-07-03 | 2018-03-27 | 深圳市长桑技术有限公司 | 一种生理参数监测的系统和方法 |
| TWI576088B (zh) * | 2015-12-14 | 2017-04-01 | 國立臺北科技大學 | 穿戴式裝置之生理參數監測方法 |
| CN108538374A (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-14 | 江门东骏电器有限公司 | 生理信号监测系统及其控制方法 |
| TWM545561U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-07-21 | Sunny Intelligent Tech Corp | 生理特徵偵測組件 |
| TWM561501U (zh) * | 2017-10-31 | 2018-06-11 | Horn Enterprise Co Ltd | 心率、血氧、血壓、心電圖及定位通話之多功能智能手錶 |
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