TWI776751B - 穴位刺激檢測系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種穴位刺激檢測系統包括循環器、注入鎖定振盪器、電極墊、耦合器及訊號分析器。注入鎖定振盪器輸出振盪訊號至循環器的第一埠。電極墊自循環器的第二埠接收振盪訊號且對應地輸出反射訊號至循環器的第二埠。電極墊貼合至人體穴位。耦合器自循環器的第三埠接收反射訊號且對應地輸出耦合訊號。訊號分析器自耦合器接收耦合訊號。訊號分析器分析耦合訊號以判斷人體穴位是否受到刺激。

Description

穴位刺激檢測系統及其方法

本發明是關於一種穴位刺激檢測系統及其方法，且特別是關於一種基於注入鎖定振盪器之穴位刺激檢測系統及其方法。

由於人體穴位可傳導電流，因此可透過監測人體穴位的電氣狀態來得知人體健康狀況，舉例來說，穴位電篩法(electro-dermal screening)是基於著名的博爾電針療法(Eletro-acupuncture According to Voll，EAV)，其利用直流電電流來測量穴位處的皮膚之等效電阻。然而，測量等效電阻之方式仍存在一些限制，例如等效電阻易受年齡、外傷、天氣變化及汗水分泌等等因素而產生誤差，又例如若無法有效地放電、放電過程產生的延遲等等都會影響等效電阻的測量精確度。

本發明之目的在於提出一種穴位刺激檢測系統包括：循環器、注入鎖定振盪器、電極墊、耦合器及訊號分析器。循環器具有第一埠、第二埠與第三埠。注入鎖定振盪器電性連接循環器的第一埠以輸出振盪訊號至循環器的第一埠。電極墊電性連接循環器的第二埠以自循環器的第二埠接收振盪訊號且對應地輸出反射訊號至循環器的第二埠。電極墊貼合至人體穴位。耦合器電性連接循環器的第三埠以自循環器的第三埠接收反射訊號且對應地輸出耦合訊號。訊號分析器電性連接耦合器以自耦合器接收耦合訊號。訊號分析器分析耦合訊號以判斷人體穴位是否受到刺激。

在一些實施例中，上述耦合器用以對應地輸出注入鎖定訊號至注入鎖定振盪器以使注入鎖定振盪器處於自我注入鎖定狀態。

在一些實施例中，上述訊號分析器為訊號與頻譜分析儀，上述訊號分析器分析耦合訊號的頻譜以判斷注入鎖定振盪器的鎖定頻率是否有頻移。

在一些實施例中，當訊號分析器判斷注入鎖定振盪器的鎖定頻率有頻移，則訊號分析器判定人體穴位有受到刺激。

在一些實施例中，上述反射訊號為人體穴位接收振盪訊號後而自人體穴位所反射的訊號，上述人體穴位為手部的合谷穴。

本發明之目的在於另提出一種穴位刺激檢測方法包括：注入鎖定振盪器輸出振盪訊號至電極墊，其中電極墊貼合至人體穴位；電極墊對應地輸出反射訊號至耦合器；耦合器對應地輸出耦合訊號至訊號分析器；及訊號分析器分析耦合訊號以判斷人體穴位是否受到刺激。

在一些實施例中，上述穴位刺激檢測方法更包括：耦合器對應地輸出注入鎖定訊號至注入鎖定振盪器以使注入鎖定振盪器處於自我注入鎖定狀態。

在一些實施例中，上述穴位刺激檢測方法更包括：訊號分析器分析耦合訊號的頻譜以判斷注入鎖定振盪器的鎖定頻率是否有頻移。

在一些實施例中，上述穴位刺激檢測方法更包括：當訊號分析器判斷注入鎖定振盪器的鎖定頻率有頻移，則訊號分析器判定人體穴位有受到刺激。

在一些實施例中，上述人體穴位的等效電容之變化會改變注入鎖定振盪器的鎖定頻率。

在一些實施例中，上述人體穴位的等效電容之減少會使注入鎖定振盪器的鎖定頻率具有正頻移。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下仔細討論本發明的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

圖1係根據本發明的實施例之穴位刺激檢測系統100的示意圖。穴位刺激檢測系統100包括注入鎖定振盪器(injection-locked oscillator，ILO)110、循環器(circulator)120、電極墊130、耦合器(coupler)140及訊號分析器150。

在本發明的實施例中，注入鎖定振盪器110乃是頻率為2.4GHz的注入鎖定振盪器，但本發明不限於此。在本發明的實施例中，注入鎖定振盪器110的設計是基於單端(single-end)克拉普(Clapp)振盪器，砷化鎵(GaAs)高電子遷移率電晶體(High Electron Mobility Transistors，HEMT)(例如Agilent Technologies的ATF55143)被用作主動元件以提供振盪電源。二極體(例如Toshiba Semiconductor的JDV2S02E)被用作變容二極體(varactor)以決定振盪頻率。

循環器120具有第一埠P1、第二埠P2與第三埠P3。注入鎖定振盪器110電性連接循環器120的第一埠P1，注入鎖定振盪器110輸出振盪訊號S _out至循環器120的第一埠P1。換言之，振盪訊號S _out輸入到循環器120的第一埠P1並由循環器120的第二埠P2輸出。

電極墊130電性連接循環器120的第二埠P2，電極墊130自循環器120的第二埠P2接收振盪訊號S _out且電極墊130對應地輸出反射訊號S _ref至循環器120的第二埠P2。

電極墊130貼合至人體穴位(圖未示)。在本發明的實施例中，人體穴位為手部(例如左手)的合谷穴，但本發明不限於此。

電極墊130自循環器120的第二埠P2接收振盪訊號S _out以將振盪訊號S _out傳輸到人體穴位，接著，來自人體穴位的反射訊號S _ref由電極墊130輸出到循環器120的第二埠P2。換言之，反射訊號S _ref輸入到循環器120的第二埠P2並由循環器120的第三埠P3輸出。

耦合器140電性連接循環器120的第三埠P3，耦合器140自循環器120的第三埠P3接收反射訊號S _ref然後將其分為兩個訊號：主訊號(注入鎖定訊號S _inj)與弱耦合訊號(耦合訊號S _couple)。換言之，耦合器140接收反射訊號S _ref並對應地輸出耦合訊號S _couple至訊號分析器150且對應地輸出注入鎖定訊號S _inj至注入鎖定振盪器110。此外，耦合器140的另一埠經由阻抗Z ₀而接地。

耦合器140電性連接鎖定振盪器110，耦合器140輸出注入鎖定訊號S _inj至注入鎖定振盪器110以使注入鎖定振盪器110處於自我注入鎖定狀態。

訊號分析器150電性連接耦合器140以自耦合器140接收耦合訊號S _couple。訊號分析器150藉由分析耦合訊號S _couple以判斷人體穴位是否受到刺激。

在本發明的實施例中，訊號分析器150訊號與頻譜分析儀(例如羅德史瓦茲(Rohde & Schwarz，R&S) FSV系列的頻譜訊號分析器)。

訊號分析器150分析耦合訊號S _couple的頻譜以判斷注入鎖定振盪器110的鎖定頻率是否有頻移(frequency shifting)。當訊號分析器150判斷注入鎖定振盪器110的鎖定頻率有頻移，則訊號分析器150判定人體穴位有受到刺激。

圖2係根據本發明的實施例之穴位檢測方法的流程圖。於步驟S1，注入鎖定振盪器110透過循環器120輸出振盪訊號S _out至電極墊130，其中電極墊130貼合至人體穴位。於步驟S2，電極墊130透過循環器120對應地輸出反射訊號S _ref至耦合器140。於步驟S3，耦合器140對應地輸出耦合訊號S _couple至訊號分析器150。於步驟S4，訊號分析器150分析耦合訊號S _couple以判斷人體穴位是否受到刺激。

具體而言，本發明使用具有高訊號雜訊比(signal-to-noise ratio)之注入鎖定振盪器110來獲得人體穴位的微弱訊號，訊號分析器150所測量的參數為注入鎖定振盪器110的鎖定頻率。當人體穴位受到刺激時，體內的鈉離子與鉀離子之閘控離子通道(gated ion channel)會隨之打開及關閉，這改變了體內之金屬離子分佈。由於金屬離子是帶電分子，體內之金屬離子分佈的改變導致了人體穴位之電位的改變，從而使得人體穴位具有不同的等效電容。

而對本發明來說，人體穴位的等效電容之變化會改變注入鎖定振盪器的鎖定頻率。因此，本發明即可藉由訊號分析器150判斷注入鎖定振盪器110的鎖定頻率是否有頻移來判定人體穴位是否有受到刺激。詳細而言，人體穴位的等效電容之減少會使注入鎖定振盪器110的鎖定頻率具有正頻移。

圖3係根據本發明的實施例之訊號分析器150所分析得之耦合訊號S _couple的頻譜的例示示意圖。其中，圖3係針對左手的合谷穴所測得的結果。

圖3中的藍色線為正常情況下(人體穴位未受刺激)之耦合訊號S _couple的頻譜，藍色線示出其輸出功率為-49.29 dBm且鎖定振盪器的鎖定頻率為2399.26 MHz。

圖3中的紅色線為刺激情況下(人體穴位受到刺激，例如將左手的合谷穴按著10分鐘，而按壓的壓力會刺激人體穴位)之耦合訊號S _couple的頻譜，紅色線示出其輸出功率為-49.98 dBm且鎖定振盪器的鎖定頻率為2404.91 MHz。

由圖3可知，鎖定振盪器的鎖定頻率從2399.26 MHz增加了5.65 MHz而到達了2404.91 MHz，意即，鎖定振盪器的鎖定頻率有著5.65 MHz的正頻移。這是因為受刺激的人體穴位具有等效電容之減少，從而使得鎖定振盪器的鎖定頻率具有正頻移。

綜合上述，本發明提出一種穴位刺激檢測系統及其方法。本發明利用高訊號雜訊比之注入鎖定振盪器來測量自人體穴位所反射出的微弱穴位訊號，並且，本發明利用檢測鎖定振盪器的鎖定頻率之頻移來判斷人體穴位是否受到刺激。

以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本發明的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本發明當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本發明的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本發明精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。

100:穴位刺激檢測系統 110:注入鎖定振盪器 120:循環器 130:電極墊 140:耦合器 150:訊號分析器 P1:第一埠 P2:第二埠 P3:第三埠 S1-S4:步驟 S _couple:耦合訊號 S _inj:注入鎖定訊號 S _out:振盪訊號 S _ref:反射訊號 Z ₀:阻抗

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本發明之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。 [圖1]係根據本發明的實施例之穴位刺激檢測系統的示意圖。 [圖2]係根據本發明的實施例之穴位刺激檢測方法的流程圖。 [圖3]係根據本發明的實施例之訊號分析器所分析得之耦合訊號的頻譜的例示示意圖。

100:穴位刺激檢測系統

110:注入鎖定振盪器

120:循環器

130:電極墊

140:耦合器

150:訊號分析器

P1:第一埠

P2:第二埠

P3:第三埠

S_couple:耦合訊號

S_inj:注入鎖定訊號

S_out:振盪訊號

S_ref:反射訊號

Z₀:阻抗

Claims (11)

1. 一種穴位刺激檢測系統，包括： 一循環器，具有一第一埠、一第二埠與一第三埠； 一注入鎖定振盪器，電性連接該循環器的該第一埠以輸出一振盪訊號至該循環器的該第一埠； 一電極墊，電性連接該循環器的該第二埠以自該循環器的該第二埠接收該振盪訊號且對應地輸出一反射訊號至該循環器的該第二埠，其中該電極墊貼合至一人體穴位； 一耦合器，電性連接該循環器的該第三埠以自該循環器的該第三埠接收該反射訊號且對應地輸出一耦合訊號；及 一訊號分析器，電性連接該耦合器以自該耦合器接收該耦合訊號，其中該訊號分析器分析該耦合訊號以判斷該人體穴位是否受到刺激。
2. 如請求項1所述之穴位刺激檢測系統，其中該耦合器用以對應地輸出一注入鎖定訊號至該注入鎖定振盪器以使該注入鎖定振盪器處於自我注入鎖定狀態。
3. 如請求項1所述之穴位刺激檢測系統， 其中該訊號分析器為訊號與頻譜分析儀， 其中該訊號分析器分析該耦合訊號的頻譜以判斷該注入鎖定振盪器的鎖定頻率是否有頻移。
4. 如請求項3所述之穴位刺激檢測系統， 其中，當該訊號分析器判斷該注入鎖定振盪器的鎖定頻率有頻移，則該訊號分析器判定該人體穴位有受到刺激。
5. 如請求項1所述之穴位刺激檢測系統， 其中該反射訊號為該人體穴位接收該振盪訊號後而自該人體穴位所反射的訊號， 其中該人體穴位為手部的合谷穴。
6. 一種穴位刺激檢測方法，包括： 一注入鎖定振盪器輸出一振盪訊號至一電極墊，其中該電極墊貼合至一人體穴位； 該電極墊對應地輸出一反射訊號至一耦合器； 該耦合器對應地輸出一耦合訊號至一訊號分析器；及 該訊號分析器分析該耦合訊號以判斷該人體穴位是否受到刺激。
7. 如請求項6所述之穴位刺激檢測方法，更包括： 該耦合器對應地輸出一注入鎖定訊號至該注入鎖定振盪器以使該注入鎖定振盪器處於自我注入鎖定狀態。
8. 如請求項6所述之穴位刺激檢測方法，更包括： 該訊號分析器分析該耦合訊號的頻譜以判斷該注入鎖定振盪器的鎖定頻率是否有頻移。
9. 如請求項8所述之穴位刺激檢測方法，更包括： 當該訊號分析器判斷該注入鎖定振盪器的鎖定頻率有頻移，則該訊號分析器判定該人體穴位有受到刺激。
10. 如請求項8所述之穴位刺激檢測方法，其中該人體穴位的等效電容之變化會改變該注入鎖定振盪器的鎖定頻率。
11. 如請求項10所述之穴位刺激檢測方法，其中該人體穴位的等效電容之減少會使該注入鎖定振盪器的鎖定頻率具有正頻移。

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