TWI795044B - 腹音即時監聽系統及其應用方法 - Google Patents

Abstract

一種腹音即時監聽系統及其應用方法，主要包括：一顯示模組、一監聽模組、以及一供電模組；其中該顯示模組對外具有一發光顯示部，該監聽模組設有一微型麥克風及一微電腦電路；較佳實施，本發明還可對應一電子裝置上的APP應用程式，以執行即時監聽及錄音的功能；藉由本發明整體有效組合，可供無縫銜接用來產前養胎及產後嬰兒照護，產品應用範圍廣泛包含孕婦、嬰兒、年輕人、高齡常照者及一些腸燥症患者，使方便透過監聽即時顯示人體腹部生理信號，能夠達到全方位更好照護的效果。

Description

腹音即時監聽系統及其應用方法

本發明是關於腹音檢測優生保健的技術領域，特別是指一種腹音即時監聽系統及其應用方法。

孕育健康聰明的嬰兒是每個家庭的期望，隨著少子化的影響，家長對於嬰幼兒的出生及成長過程相當的重視，如何加強保障孕婦及胎兒安全，是實現優生保健的重要手段。

目前婦女懷孕後雖可定期到醫院進行產檢，透過專業醫生及精密儀器的幫助，來觀察胎兒的心跳、胎位、成長狀況是否正常，但每次產檢都要到醫院進行掛號、預約、排隊，對孕婦生活帶來極大的不方便。

隨著現代感測與訊號處理技術的發展，新一代醫療電子產品已有隨身式的胎音檢測結構，可滿足一般父母的需求及期待，在家中就可簡單自行操作，隨時透過胎音知道腹中胎兒正常發展的狀態，以彌補例行性產檢的不足與不便。

然而，現有習知隨身式的胎音檢測結構，其各部設計尚欠完善，產品大都只能用來檢知孕婦胎音使用，無法進一步提供做為育嬰照護使用，事實上很難滿足新世代父母從孕期開始，養胎、育嬰、產後恢復、還要兼顧職場工作等，各種不同階段照護樣樣不能缺少的實際需求。

相同的現有習知隨身式的胎音檢測結構，其產品設計因尚欠完善，也無法進一步做為年輕人、高齡常照者及一些腸燥症患者，即時監聽顯示人體腹部生理信號的照護使用。

有鑑於此，本發明主要目的在提供一種腹音即時監聽系統及其應用方法，主要包括：一顯示模組、一監聽模組、以及一供電模組；其中

該顯示模組對外具有一發光顯示部；

該監聽模組設有一微型麥克風及一微電腦電路；

該供電模組用以相連供電給該顯示模組及該監聽模組；

較佳實施，其中在該微電腦電路中內建有一信號處理單元，以AI人工智慧及類神經運算對該腹部源信號進行分析提取出有效的腹部事件信號，以及；

較佳實施，其中在該微電腦電路中內建有一信號分析單元，對有效的該腹部事件信號進行建模，建模參考取自兩項數據，一為大數據的眾數腹部實証資料，及一該受測者自身的腹部個証資料，使取得個人化精準建模的腹部事件信號，以該顯示模組對外發光顯示提供照護使用。

較佳實施，其中還可進一步對應一電子裝置上的APP應用程式，以執行即時監聽及錄音的功能。

本發明系統設計簡單實用性甚佳，整體有效組合可供無縫銜接用來產前養胎及產後嬰兒照護，產品應用範圍廣泛包含孕婦、嬰兒、年輕人、高齡常照者及一些腸燥症患者，使方便透過監聽即時顯示人體腹部生理信號，能夠達到全方位更好照護的效果。

為方便對本發明之目的、結構組成、應用功能特徵及其功效，做更進一步之介紹與揭露，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：請參圖1至圖4所示，本發明所設之一種腹音即時監聽系統100，主要包括：一顯示模組10、一監聽模組200、以及一供電模組30；其中

該顯示模組10對外具有一發光顯示部11；

該監聽模組20設有一微型麥克風21及其相連之一微電腦電路200，至少包括一前置放大器201、一濾波放大器202、及一A/D線性數位轉換器203，以處理該微型麥克風21抓取到的受測者腹部源信號，以及；

該供電模組30用以相連供電給該顯示模組10及該監聽模組20；

一信號處理單元22內建在該微電腦電路200中，以AI人工智慧及類神經運算對該腹部源信號進行分析提取出有效的腹部事件信號，以及；

一信號分析單元23內建在該微電腦電路200中，對有效的該腹部事件信號進行建模，建模參考取自兩項數據，一為大數據的眾數腹部實証資料，即從大數據現有醫學實証的眾數作為參考，以及一該受測者自身的腹部個証資料，即根據受測者自己本身日常生活的記錄數據作為參考，使取得個人化精準建模的腹部事件信號，建立出一個可提供一個正確判斷，屬於個人化正確生理上的一種訊息，以該顯示模組10 對外發光顯示提供照護使用。

較佳實施，其中該顯示模組10與該監聽模組20中間進一步設有一連結部120，該連結部120為一內置有軟性電路板121的可撓折片體，但實際並不以此為限，該連結部120的一端設有該顯示模組10，另一端設有一該監聽模組20。並在該顯示模組10與該監聽模組20的底下各設有一夾體122，但實際並不以此為限。

較佳實施，其中該微電腦電路200進一步設有一無線傳輸單元25，其中該連結部120的該顯示模組10與該監聽模組20進一步對應設有一掀蓋251的收納盒250，該收納盒250的本體上設有一置放容間252及一相對無線接收的顯示模組253，與該顯示模組20與該監聽模組20相對應。

除此還具有一可執行錄音的APP應用程式51設在一電子裝置50上，與該顯示模組20與該監聽模組20相對應。

如圖1至圖5所，應用時可增進產品的功能性，在APPstore中搜尋並下載APP應用程式51，輸入嬰兒性別/年齡/是否早產-使用者本身對什麼類型的事情感興趣，例如：健身、音樂等-希望孩子發展什麼興趣愛好-設定APP應用程式51的提醒強度，按著APP應用程式51指引，從收納盒250中拿出產品，將該監聽模組20夾到尿布上，再把顯示模組10夾在嬰兒的外衣。這樣透過無線接收的收納盒250或 APP應用程式51父母，就可隨時查看嬰兒身體狀況，輕鬆應對按照正常生活作息，不用時時刻刻擔心注意提心吊膽，一旦嬰兒腸胃有突發生理反應，聽到APP應用程式51即時反應的提示聲後，再起身邊看手機走向孩子也還來得及，有效設計讓新手父母使用方便放心許多，可以降低新生兒父母照顧的壓力與負擔，使其擁有更好的生活品質，孩子也能有更好的生活成長環境，各種生理反應均能即時得到滿足的關懷與處理。

較佳實施，如圖1所示，其中該顯示模組10可進一步由一軟性發光顯示幕150所構成，具有一布片151其上直接設有軟性LED單元152以連接該監聽模組20。使本發明在近距離應用上，可進一步將嬰兒的生理狀況，即時顯現在嬰兒覆蓋的床單或在嬰兒床邊，讓家人可清楚看到嬰兒的生理訊息。

較佳實施，如圖1、圖3、圖5所示，其中該供電模組30可進一步設成可活動連接的一通訊供電單元300，具有一無線通訊電路301及一充電電池302，以供電連接該微電腦電路200，將所集收處理的音聲資料，經該無線通訊電路301向外傳輸到一終端應用設備，譬如具有APP應用程式51的電子裝置50上，但實際並不以此為限，以供記錄受測者該腹部事件信號做收集比對監控。使本發明在遠端應用上，可進一步透過通訊供電單元300，將嬰兒的生理訊傳給職場上的媽媽或是他的家人，透過手機App瀏覽歷史紀錄、即時知曉胎兒、嬰兒的身體狀況，同時也可從雲端中獲得一些實用醫療的參考與協助。

較佳實施，如圖1、圖5所示，其中該監聽模組20上進一步設有藍牙無線傳輸，使該顯示模組10的顯示內容可無線分享顯示在一電子裝置50的顯示幕52上，譬如家中的電視或電腦屏幕上，但實際並不以此為限。使本發明可進一步將嬰兒的生理訊息，無線分享傳到居家的任一屏幕上，讓父母無論身在居家的任何地方，都可以隨時掌握到孩子的生理現況。

更具體而言，請參圖1至圖6所示，本發明一種腹音即時監聽系統的應用方法，主要包括：建構一腹音即時監聽系統100，而具有一顯示模組10、一監聽模組20、以及一供電模組30用與該顯示模組10及監聽模組20供電相連；其中該顯示模組10對外設有一發光顯示部11；該監聽模組20設有一微型麥克風21及其相連之一微電腦電路200，其至少包括一前置放大器201、一濾波放大器202、及一A/D線性數位轉換器203，以處理該微型麥克風21抓取到的受測者腹部源信號；在該微電腦電路200中內建一信號處理單元22及一信號分析單元23，以對所收集腹部源信號進行智能分析及建立模型，而執行以下步驟:

步驟1. S101讓受測者佩戴該監聽模組20以收集腹部源信號，可以為胎音或腸鳴音，但實際並不以此為限；

步驟2. S102所收集腹部源信號經該信號處理單元22，以AI人工智慧及類神經運算對該腹部源信號進行分析提取出有效的腹部事件信號；

步驟3. S103以信號分析單元23，對有效的該腹部事件信號進行建模，建模參考取自兩項數據，一為大數據的眾數腹部實証資料，及一該受測者自身的腹部個証資料；

較佳實施，其中該步驟2，3主要用來對步驟1所收集腹部源信號進行智能分析及建立模型的處理方法包括:預加重、分框、加窗、短時距傅立葉變換(Short time Fourier transform，STFT)、梅爾濾波(梅爾倒頻譜係數Mel-Frequency Cepstral Coefficients，MFCC)、對數運算、及離散餘弦轉換，使取得個人化精準建模的腹部事件信號；

以腸音為例，一般腸音的頻率大概會落在150-1000Hz之間，開始先使用帶通濾波的方式進行頻域濾波，把留下頻率段的STFT短時距傅立葉變換能量圖，轉成九個頻率段，分別為0-344 Hz、344-689 Hz、689-1033 Hz、1033-1378 Hz、1378-1722 Hz、1722-2067 Hz、2067-2411 Hz、2411-2756 Hz、及2756-3100Hz，並把整段音聲檔來做後續的分析。

再將2分鐘的音聲檔，每0.25秒進行分析，藉由聽取音聲檔標記腸音位置，將腸音位置設為標竿並計算餘弦相似度值。設定閾值進行腸音與非腸音之區分，然而進行訓練。並以費雪準則(FisherCriterion)，將組間和組內分佈的分散量藉由組間和組內變異量的比值進行計算。當組內差距越小，組間差距越大，則分數越高則其影響力較大，反之亦然。

透過AI人工智慧及類神經運算幫助對信號進行處理，可將聲音中的雜訊有效去除，使具有意義的腹部聲音能夠被偵測，在有效事件的分析及提取能夠建立適當的模型，達到有效區別分類，使能提供即時正確反應生理狀況具有診斷性的資訊。

步驟4. S104將經之該個人化精準建模的腹部事件信號附加到數據庫；

步驟5. S105透過基礎應用程序，對步驟1、2、3該監聽模組20所收集腹部源信號進行模型比對，以及；

步驟6. S106、S107當步驟5該監聽模組20所收集腹部源信號與該個人化精準建模的腹部事件信號吻合度大於百分之80時，以該顯示模組1對外發光顯示提供照護使用。

藉此，透過本發明可廣泛應用在不同年齡的族群，包含孕婦、嬰兒、年輕人、高齡常照者及一些腸燥患者的腹部音聲收集與應用，這種跨時代的創新智慧裝置，尤其可用來無縫銜接產前養胎及產後嬰兒照護，讓父母在處理孩子問題時能達到先知先覺，同時可以去做一個即時性的判斷，系統的實用功能特點在於:

一、所設腹音即時監聽系統100採用柔性電路印刷技術，柔軟貼合腹部，透過收集腹部聲音資訊、資料前處理、特徵提取、模型訓練、測試與驗證，可以用來正確有效分析胎音及嬰兒各種不同腸胃狀態。

二、藉由腹音即時監聽系統100的有效整合，可透過手機App瀏覽歷史紀錄、即時知曉胎兒、嬰兒的身體狀況。

三、簡單有效的腹音即時監聽系統100讓使用更方便，可以降低更多新生兒父母的照顧壓力與負擔，使其有更好的生活品質，孩子也能有更好的生活成長環境，各種生理反應均能即時得到滿足的關懷與處理。

應用上，透過微型麥克風21將嬰兒腹音收集後，經過微電腦電路200進行信號的處理與分析，以信號處理單元22經由AI人工智慧及NN類神經運算，並以信號分析單元23參考取自兩項數據一種參考是實證醫學所收集的大數據，另一種是受測者嬰兒自身的腹部個証資料，使取得個人化嬰兒精準建模的腹部事件信號，以累積的個人信號與事件之間的吻合度，提供嬰兒基本生理監測的心跳、血氧等，父母可在App中錄音，監測嬰兒睡眠狀況，偵測腸音與哭聲的原因，並通過發光顯示部11的顏色和閃爍來判斷緊急程度，提醒家長去適時撫慰嬰兒解決其生理上的需求。

整體有效的設計讓我們可以先去感覺，然後經過思考判斷後，再去產生一合理有效的對應行為，動作上可得到一個正面循環比較正確方式，藉由系統即時生理訊息的顯可以正確去判斷，可做到先知先覺讓父母清楚得知小孩子現在到底是肚子餓了?還是尿溼了?或是有其他不同的生理需求，再去提供適當因應的動作，使其從行為中獲得了滿足，這樣才能對心理及生理上提供一個比較完整的照護，以有利於幼兒未來的人格發展，並養成一個健康良好的生活習慣。

相同的，本發明也可以用來幫助一般人在成長過程中，可依系統正確的生理顯示，該吃才吃，該拉就去拉，從中建立起一個正確腸道的衛生習慣，而不會無意識亂吃又不按正常排便，以減少便秘腹瀉腸躁症之發生。

綜上所述，本發明新穎實用完全符合專利要件，爰提出發明專利申請。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；故凡依本發明申請專利範圍及創作說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100:腹音即時監聽系統 10:顯示模組 11:發光顯示部 120:連結部 121:軟性電路板 122:夾體 150:軟性發光顯示幕 151:布片 152:軟性LED單元 20:監聽模組 21:微型麥克風 22:信號處理單元 23:信號分析單元 200:微電腦電路 201:前置放大器 202:濾波放大器 203:A/D線性數位轉換器 25:無線傳輸單元 250:收納盒 251:掀蓋 252:置放容間 253:顯示模組 30:供電模組 300:通訊供電單元 301:無線通訊電路 302:充電電池 50:電子裝置 51:APP應用程式 52:顯示幕

圖1 為本發明系統的方塊圖。 圖2 為本發明監聽模組的方塊圖。 圖3 為本發明的立體分解圖。 圖4 為本發明的立體組合圖。 圖5 為本發明的應用示意圖。 圖6 為本發明的應用流程圖。

100:腹音即時監聽系統

10:顯示模組

11:發光顯示部

150:軟性發光顯示幕

151:布片

152:軟性LED單元

20:監聽模組

21:微型麥克風

22:信號處理單元

23:信號分析單元

200:微電腦電路

25:無線傳輸單元

30:供電模組

300:通訊供電單元

50:電子裝置

51:APP應用程式

52:顯示幕

Claims (8)

1. 一種腹音即時監聽系統的應用方法，主要包括：建構一腹音即時監聽系統，而具有一顯示模組、一監聽模組、以及一供電模組相連供電給該顯示模組及該監聽模組；其中該顯示模組對外設有一發光顯示部；該監聽模組設有一微型麥克風及其相連之一微電腦電路，其至少包括一前置放大器、一濾波放大器、及一A/D線性數位轉換器，以處理該微型麥克風抓取到的受測者腹部源信號；在該微電腦電路中內建一信號處理單元及一信號分析單元，以對所收集腹部源信號進行智能分析及建立模型，而執行以下處理步驟：步驟1.讓受測者佩戴該監聽模組以收集腹部源信號；步驟2.所收集腹部源信號經該信號處理單元，以AI人工智慧及類神經運算對該腹部源信號進行分析提取出有效的腹部事件信號；步驟3.以信號分析單元，對有效的該腹部事件信號進行建模，建模參考取自兩項數據，一為大數據的眾數腹部實証資料，及一該受測者自身的腹部個証資料；其中該步驟2，3主要對步驟1所收集腹部源信號進行智能分析及建立模型的處理方法包括：預加重、分框、加窗、短時距傅立葉變換、梅爾濾波、對數運算、及離散餘弦轉換，使取得個人化精準建模的腹部事件信號；步驟4.將經該個人化精準建模的腹部事件信號附加到數據庫；步驟5.透過基礎應用程序，對步驟1、2、3該監聽模組所收集腹部源信號進行模型比對，以及；步驟6.當步驟5該監聽模組所收集腹部源信號與該個人化精準建模的 腹部事件信號吻合度大於百分之80時，以該顯示模組對外發光顯示提供照護使用。
2. 如請求項1所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該監聽模組的該微電腦電路進一步設有一無線傳輸單元，以及一可執行錄音的APP應用程式設在一電子裝置上，與該顯示模組及該監聽模組相對應。
3. 如請求項2所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該顯示模組與該監聽模組中間進一步設有一連結部，該連結部為一內置有軟性電路板的可撓折片體，其一端設有該顯示模組，另一端設有一該監聽模組。
4. 如請求項3所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該連結部於該顯示模組與該監聽模組的底下各設有一夾體。
5. 如請求項3所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該連結部的該顯示模組與該監聽模組進一步對應設有一掀蓋的收納盒，該收納盒的本體上設有一置放容間及一相對無線接收的顯示模組，與該顯示模組與該監聽模組相對應。
6. 如請求項1所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該顯示模組進一步由一軟性發光顯示幕所構成，具有一布片其上直接設有軟性LED單元以連接該監聽模組。
7. 如請求項1所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該供電模組進一步設成可活動連接的一通訊供電單元，該通訊供電單元上設有一無線通訊電路及一充電電池，以供電連接該微電腦電路，將所 集收處理的音聲資料，經該無線通訊電路向外傳輸到一終端應用設備，以供記錄受測者該腹部事件信號做收集比對監控。
8. 如請求項1所述之腹音即時監聽系統的應用方法，其中該監聽模組上進一步設有藍牙無線傳輸，使該顯示模組的顯示內容可無線分享顯示在一電子裝置的顯示幕上。

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