TWI802888B - 心臟血管功能評估系統 - Google Patents

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Abstract

一種心臟血管功能評估系統，適用於設置於一人體。定義該人體的一參考面。該心臟血管功能評估系統包含一量測單元及一處理單元。該量測單元包括至少16個設置在該參考面的胸前電極。藉由該等胸前電極，能擷取至少16個心電訊號。藉由至少16個該等胸前電極，透過該等胸前電極佈設於該參考面的特殊佈設位置，並藉由該處理單元依據該等心電訊號計算的該等特徵值，能完整提供該參考面的心電訊號特徵以供推估該人體慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，因此即使受到胸壁阻抗、噪訊與基線偏移的影響，仍能精確有效地評估心肌缺血位置。

Description

心臟血管功能評估系統
本發明是有關於一種醫學檢測系統，特別是指一種心臟血管功能評估系統。
維持心臟血液供給的三條冠狀動脈分別為右側冠狀動脈（RCA）、左前降支動脈（LAD），及左迴旋動脈（LCX）。因應不同的動脈血管阻塞，所進行的醫療處置均有所不同。
美國心臟學會律定心肌梗塞患者在到院後的90分鐘內應接受心導管治療，以減少病人心肌缺血的時間及死亡率，因此如何在最短的時間內是否有心肌缺血及評估心臟缺血位置是相當重要的 。
一般評估急性心肌缺血位置時，是透過十二導程心電圖進行評估。在評估時，醫療人員需要依據前胸導程（V1-V6）、下壁導程（II、III、aVF），及側壁/心尖導程（I、aVL、V5、V6）等不同組群導程的ST段的上升或下降波形變化情形綜合評估，由於在心肌缺血的早期往往ST段的變化並不明顯，因此在實務上要縮短評估時間實有一定的困難度。
而若是病人屬於慢性心肌梗塞時，由於缺血的情形較不明顯，因此標準休息靜止的心電圖診斷敏感度較低，對此，一般是以運動或藥物催迫的方式使心電圖呈現出心肌缺血的變化，藉此推估有無冠狀動脈疾病的可能性，但是不適用於部分不適合運動的病人（例如：高齡者、行動不便者），且量測過程較為繁複及費時，因此仍有改善的必要。
此外，無論是上述的標準休息靜止的心電圖，或是透過運動或藥物催迫方式所取得的心電圖，都很容易受到胸壁阻抗、噪訊與基線偏移的影響而影響量測的精確性，雖然目前有一些現有的心電圖設備（例如：美國專利號US 9014795B1）是以超過一百個電極取得心電圖以期提高檢測精確度，但也因此造成了價格昂貴的問題，而且從使用便利性的觀點而言，要將如此多數量的電極保持貼合於人體著實為一大考驗。
因此，本發明的目的，即在提供一種能克服至少一個先前技術缺點的心臟血管功能評估系統。
於是，本發明心臟血管功能評估系統，適用於設置於一人體。定義一由該人體的一右胸骨緣、一第一肋間對應於該右胸骨緣高度的水平線、一左腋下中線，及一第八肋骨對應於該右胸骨緣高度的水平線所界定出的參考面。該心臟血管功能評估系統包含一量測單元、一輸出單元，及一處理單元。
該量測單元包括四個肢導電極，及至少16個適用於設置在該參考面且彼此間隔設置的胸前電極。藉由該等數量的肢導電極與該等胸前電極，能擷取至少16個心電訊號。每一心電訊號形成有P波、Q波、R波、S波與T波。
該等胸前電極中的至少2個胸前電極對應該右胸骨緣、至少3個胸前電極對應一左胸骨緣、至少3個胸前電極對應介於該左胸骨緣及一左鎖骨正中線間之中線、至少4個胸前電極對應該左鎖骨正中線、至少2個胸前電極對應一左腋下前緣線、至少2個胸前電極對應該左腋下中線。
且該等胸前電極中至少3個胸前電極對應一第三肋間對應於該右胸骨緣高度、至少5個胸前電極對應一第四肋間對應於該右胸骨緣高度、至少4個胸前電極對應一第五肋間對應於該右胸骨緣高度、至少1個胸前電極對應一第六肋間對應於該右胸骨緣高度、並對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線的至少3個該等胸前電極的高度是介於該第三肋間至該第六肋骨之間。
該處理單元電連接該量測單元與該輸出單元。該處理單元能依據該等心電訊號計算至少24個分別對應該參考面的至少24個點位並能據以推估該人體慢性與急性心肌缺血的位置與範圍的特徵值。該處理單元能將該等特徵值顯示於該輸出單元。
本發明的功效在於：藉由設置至少16個該等胸前電極，透過該等胸前電極佈設於該參考面的特殊佈設位置，並藉由該處理單元依據該等心電訊號所計算的該等特徵值，能完整提供該參考面的心電訊號的特徵以供推估該人體慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，因此即使該人體受到胸壁阻抗、噪訊與基線偏移的影響而影響心電訊號的量測結果，透過此方式仍能精確有效地推估該人體慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，而且由於該等胸前電極的數量僅至少16個，所以不需要增加太多的製造成本且使用上也十分便利。
參閱圖1至圖4，本發明心臟血管功能評估系統的一實施例，適用於設置於一人體1。定義一由該人體1的一右胸骨緣11、一第一肋間對應於該右胸骨緣11高度的水平線12、一左腋下中線13，及一第八肋骨對應於該右胸骨緣11高度的水平線14所界定出的參考面100。
該心臟血管功能評估系統包含一量測單元2、一資料庫單元4、一輸入單元5、一輸出單元6、一處理單元3，及一穿戴單元7。該處理單元3訊號連接該量測單元2、該處理單元3、資料庫單元4、該輸入單元5，及該輸出單元6。
該輸入單元5能被輸入一操作指令、一模式選擇指令，及一輸出指令。
該量測單元2包括四個肢導電極26，及至少16個適用於設置並佈設於該參考面100且彼此間隔設置的胸前電極21。該量測單元2能依據該操作指令，並藉由該等數量的肢導電極26與該等胸前電極21，擷取至少16個對應該人體1的該參考面100的心電訊號。每一心電訊號形成有P波、Q波、R波、S波與T波。
其中，要特別說明的是，為了清楚揭露該等胸前電極21及該穿戴單元7對應於該人體1的設置位置，在圖3及後續的圖10、圖15與圖16中，該等胸前電極21是以假想線繪製，而圖2的該穿戴單元7則以虛線繪製。
以該等胸前電極21的對應該人體1的橫向位置而言，該等胸前電極21中的至少2個胸前電極21對應該右胸骨緣11、至少3個胸前電極21對應該左胸骨緣111、至少3個胸前電極21對應介於該左胸骨緣111及一左鎖骨正中線112間之中線113、至少4個胸前電極21對應該左鎖骨正中線112、至少2個胸前電極21對應一左腋下前緣線114，並至少2個胸前電極21對應該左腋下中線13。
以該等胸前電極21的對應該人體1的縱向位置而言，該等胸前電極21中至少3個胸前電極21對應一第三肋間對應於該右胸骨緣11高度、至少5個胸前電極21對應一第四肋間對應於該右胸骨緣11高度、至少4個胸前電極21對應一第五肋間對應於該右胸骨緣11高度、至少1個胸前電極21對應一第六肋間對應於該右胸骨緣11高度、並對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113的至少3個該等胸前電極21的高度是介於該第三肋間至該第六肋骨之間。
在本實施例中，該等胸前電極21的數量為16個，以該等胸前電極21的對應該人體1的橫向位置而言，該等胸前電極21中的2個胸前電極21對應該右胸骨緣11、3個胸前電極21對應該左胸骨緣111、3個胸前電極21對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113、4個胸前電極21對應該左鎖骨正中線112、2個胸前電極21對應該左腋下前緣線114、2個胸前電極21對應該左腋下中線13；以該等胸前電極21的對應該人體1的縱向位置而言，該等胸前電極21中的3個胸前電極21對應該第三肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第四肋間對應於該右胸骨緣11高度、4個胸前電極21對應該第五肋間對應於該右胸骨緣11高度、4個胸前電極21對應該第六肋間對應於該右胸骨緣11高度，並對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113的3個該等胸前電極21分別對應於一第四肋骨、一第五肋骨及一第六肋骨的高度。
在本實施例中，該量測單元2還包括一電連接該等胸前電極21的訊號緩衝器22、一電連接該訊號緩衝器22的訊號放大器23、一電連接該訊號放大器23的濾波器24，及一電連接該濾波器24的訊號轉換器25。該訊號緩衝器22能提供一足夠大的輸入抗阻以耦合該等心電訊號至該訊號放大器23，該訊號放大器23進一步放大該等心電訊號並輸入該濾波器24，該濾波器24能去除該等心電訊號的雜訊及電源訊號的干擾，而該訊號轉換器25則能將該心電訊號轉換為類比訊號，以供後續該處理單元3分析使用。
該資料庫單元4儲存一比對資訊41。該比對資訊41由右上至左下區分為三個比對區域411，該等比對區域411由右上至左下依序代表冠狀動脈左迴返支（LCX）、冠狀動脈左前下降支（LAD），及冠狀動脈右支（RCA）。
該處理單元3電連接該量測單元2與該輸出單元6。該處理單元3能依據該等心電訊號計算至少24個分別對應該參考面100的至少24個點位的特徵值，該等特徵值能據以推估該人體1慢性與急性心肌缺血的位置與範圍的特徵值。
在本實施例中，該等特徵值為依據該等心電訊號計算對應該等點位的QTc間期，該等特徵值的計算方式是藉由該等QT間期與該等RR間期計算該等心電訊號的QTc間期，再視該等胸前電極21的數量及需求決定是否以二維的內插計算擴充計算更多點位的QTc間期，並以該等心電訊號計算出的QTc間期，及擴充計算出的更多點位的QTc間期分別作為該等特徵值。
在本實施例中，該處理單元3擷取上述16個心電訊號的QT間期及RR間期，並藉由該等QT間期及該等RR間期分別計算16個QTc間期，接著透過二維的內插計算擴充為24個點位的QTc間期。其中，以該等QT間期及該等RR間期計算該等心電訊號的QTc間期的計算公式為：
Figure 02_image001
其中，QTc為QTc間期，QT為QT間期（單位為毫秒），RR為RR間期（單位為秒）。
該處理單元3能依據該等特徵值中最低的至少一者所對應的心電訊號量測位置，以檢測出該人體1的心肌缺血位置，並能依據該等特徵值的高低分布狀態與該比對資訊41進行比對，以檢測出心肌缺血的範圍，且能依據該輸出指令將心肌缺血位置及心肌缺血的範圍的檢測結果輸出於該輸出單元6。
該處理單元3還能依據該輸出指令，將該等特徵值顯示於該輸出單元6，並且還能以不同的色階將該等特徵值的數值差異與對應的分佈位置成像於該輸出單元6。其中，該處理單3以不同色階將該等特徵值的數值差異與對應的分佈位置成像的方式，是類似於製圖學中所使用的分層設色法及地貌彩色暈渲法，也就是以不同的顏色或陰影表示不同的特徵值高低，以供一使用者簡易且便捷地瞭解該等特徵值的高低分佈情形，以利於評估心肌缺血位置及心肌缺血的範圍。
此外，該處理單元3能依據該輸入單元5的該模式選擇指令，以一第一評估模式及一第二評估模式的至少其中一者計算並評估整體心肌缺血的嚴重程度，且依據該輸出指令將該評估結果輸出於該輸出單元6。
該第一種評估模式是依據該等特徵值以一評估參數演算法計算一離散參數（
Figure 02_image003
）。該離散參數能供後續評估該人體1的整體心肌缺血的嚴重程度。該評估參數演算法為：
Figure 02_image005
其中，
Figure 02_image003
為該離散參數，S為該等點位的總數量，
Figure 02_image007
為一特定點位的QTc間期，n為最接近該特定點位對應於該人體1位置的點位數目，
Figure 02_image009
為其中一個最接近該特定點位對應於該人體1位置的點位的QTc間期。當
Figure 02_image003
值越大，代表該人體1的整體心肌缺血的嚴重程度越嚴重。
該第二種評估模式為計算該等點位的QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD評估該人體1的整體心肌缺血的嚴重程度。當該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD越大，代表該人體1的整體心肌缺血的嚴重程度越嚴重。
該穿戴單元7能供該人體1穿戴，且該量測單元2的該等胸前電極21設置於該穿戴單元7。該人體1穿戴該穿戴單元7時，該等胸前電極21分別對應於該參考面100的預定位置。在本實施例中，該穿戴單元7是一背心式的外衣。
參閱圖1、圖3至圖5，利用該心臟血管功能評估系統評估整體心肌缺血位置的實施方法包括下列步驟S1至步驟S5。
步驟S1、輸入指令步驟：於該輸入單元5輸入該操作指令、該模式選擇指令，及該輸出指令。
步驟S2、量測步驟：取得該人體1的該等心電訊號。
其中，至少部分的該等心電訊號的量測位置對應該人體1的左胸口。
其中，該量測步驟是取得該人體1的一參考面100的該等心電訊號。該參考面100是由該人體1的該右胸骨緣11、該第一肋間對應於該右胸骨緣11高度的水平線12、該左腋下中線13，及該第八肋骨對應於該右胸骨緣11高度的水平線12所界定出。
步驟S3、擷取特徵步驟：藉由該處理單元3擷取每一心電訊號的QT間期及RR間期，並依據該等QT間期與該等RR間期計算數個分別對應該人體1的左胸口的數個點位的該等特徵值。
在本實施例中，擷取特徵步驟所計算的該等特徵值為依據該等心電訊號計算對應該等點位的QTc間期。
步驟S4、第一分析步驟：比對該等特徵值中最低的至少一者所對應的點位對應於該人體1的左胸口的位置，以檢測出心肌缺血位置，並將該等特徵值的高低分布狀態與該比對資訊41進行比對，以檢測出心肌缺血的範圍。
其中，該第一分析步驟可以由該處理單元3自動處理以檢測該人體1的心肌缺血位置及心肌缺血的範圍，再依據該輸出指令將檢測結果輸出於該輸出單元6。該第一分析步驟也可以由該處理單元3先依據該輸出指令，將該等特徵值依照對應於該人體1的左胸口的位置並以不同的色階代表該等特徵值的高低而於該輸出單元6產生對應的影像後，再由該使用者目視評估該等特徵值的高低分佈情形，並由該使用者透過比對該影像與該比對資訊41檢測出心肌缺血位置及心肌缺血的範圍。
步驟S5、第二分析步驟：該處理單元3依據該輸入單元5的該模式選擇指令，以該第一評估模式及該第二評估模式的至少其中一者計算並評估該人體1的整體心肌缺血的嚴重程度，且依據該輸出指令將該評估結果輸出於該輸出單元6。
藉由上述步驟S1至步驟S5，就能利用該心臟血管功能評估系統評估出該人體1的心肌缺血位置、心肌缺血範圍，及整體心肌缺血的嚴重程度。
參閱下表1及圖4、圖6，舉例而言，表1是一張QTc間期分佈表，其是利用該實施例，以16個該等胸前電極21對一冠狀動脈左迴返支（LCX）狹窄的病患的左胸前取得的16個心電訊號，經過計算該等心電訊號的QTc間期後，再透過二維的內插計算求得共計24個點位的QTc間期分佈表（包含前述16個由心電訊號計算得的QTc間期），表中的數值代表每一點位的QTc間期，並且依據所對應的心電訊號量測位置及二維內插對應的點位位置進行排列，而圖6則是以不同的色階代表該等特徵值的高低而輸出於該輸出單元6的影像。
由表1及圖6可以得知該等QTc間期中最低的一者是對應於圖中的右上方，再配合參閱圖4的該比對資訊41即可評估出該病患的心肌缺血位置是位於冠狀動脈左迴返支（LCX）的供血區域。
要特別說明的是，上述24個點位的QTc間期也可以透過17、18或者其他數量的該等胸前電極21取得心電訊號後，再透過二維內插的計算程序取得24個點位的QTc間期，或者也可以直接透過24個該等胸前電極21所取得的心電訊號進行計算，而不需要經過二維的內插的計算程序，而且該QTc間期分佈表的點位也可以是其他數量，例如可以透過24個該等胸前電極21所取得心電訊號後，以二維的內插計算而擴充為36個點位的QTc間期分佈表。
表1冠狀動脈左迴返支（LCX）狹窄病患的QTc間期範例
426 409 400 392 377 368
426 405 396 383 362 358
411 396 388 36 451 451
411 404 386 36 409 430
參閱下表2及圖4、圖7，表2是利用該實施例，以16個該等胸前電極21對一冠狀動脈右支（RCA）狹窄的病患的左胸前取得的16個心電訊號，經過計算該等心電訊號的QTc間期後，再透過二維的內插計算求得共計24個點位的QTc間期分佈表（包含前述16個由心電訊號計算得的QTc間期），而圖7則是顯示於該輸出單元6的對應的影像。
由表2及圖7可以得知該等QTc間期中最低的一者是對應於圖中的左側，再配合參閱圖4的該比對資訊41即可評估出該病患的心肌缺血位置是位於冠狀動脈右支（RCA）的供血區域。
表2冠狀動脈右支（RCA）狹窄病患的QTc間期範例
417 428 356 390 400 404
428 348 390 394 409 409
394 360 398 394 409 413
394 377 392 402 405 409
參閱下表3及圖4、圖8，表3是利用該實施例，以16個該等胸前電極21對一冠狀動脈左前下降支（LAD）狹窄的病患的左胸前取得的16個心電訊號，經過計算該等心電訊號的QTc間期後，再透過二維的內插計算求得共計24個點位的QTc間期分佈表（包含前述16個由心電訊號計算得的QTc間期），而圖8則是顯示於該輸出單元6的對應的影像。
由表3及圖8可以得知該等QTc間期中最低的一者是對應於圖中的中間偏上方的區域，再配合參閱圖4的該比對資訊41即可評估出該病患的心肌缺血位置是位於冠狀動脈左前下降支（LAD）的供血區域。
表3冠狀動脈左前下降支（LAD）狹窄病患的QTc間期範例
415 374 378 378 388 393
415 399 382 382 399 399
403 390 403 403 403 399
403 397 402 407 405 402
參閱下表4及圖4、圖9，表4是利用該實施例，以16個該等胸前電極21對一3DV三條冠狀動脈均狹窄的病患的左胸前取得的16個心電訊號，經過計算該等心電訊號的QTc間期後，再透過二維的內插計算求得共計24個點位的QTc間期分佈表（包含前述16個由心電訊號計算得的QTc間期），而圖9則是顯示於該輸出單元6的對應的影像。
由表4及圖9可以得知該等QTc間期中最低的一者是對應於圖中的左上方的區域，但依據圖9顯示QTc間期偏低的區域包括圖中的左上方及圖中的右上方，再配合參閱圖4的該比對資訊41，QTc間期偏低的區域涵蓋了該比對資訊41的三個比對區域411，因此可評估出該病患的心肌缺血範圍涵蓋三條冠狀動脈（3VD）。
表4三條冠狀動脈均狹窄（3VD）病患的QTc間期範例
376 364 442 417 411 400
364 458 430 417 405 389
401 438 422 417 422 422
401 419 423 430 426 424
上述的表1至表4及圖6至圖9是以16個心電訊號利用該實施例評估整體心肌缺血位置，但不限於此，利用該實施例也可以應用在不同數量的該等胸前電極21與不同數量的心電訊號，而且也可以用不同點位數量的QTc間期分佈表進行評估，例如以下的表5至表8及圖11至圖14是依序分別對上述表1至表4及上述圖6至圖9的病患以圖10所示的24個該等胸前電極21取得24個心電訊號，經過計算該等心電訊號的QTc間期後，再透過二維的內插計算求得共計36個點位的QTc間期分佈表（包含前述24個由心電訊號計算得的QTc間期）及顯示於該輸出單元6的對應的影像。
其中，以該等胸前電極21的對應該人體1的橫向位置而言，該等胸前電極21中的4個胸前電極21對應該右胸骨緣11、5個胸前電極21對應該左胸骨緣111、4個胸前電極21對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113、4個胸前電極21對應該左鎖骨正中線112、4個胸前電極21對應該左腋下前緣線114、3個胸前電極21對應該左腋下中線13；以該等胸前電極21的對應該人體1的縱向位置而言，該等胸前電極21中的2個胸前電極21對應該第一肋間對應於該右胸骨緣11高度、3個胸前電極21對應一第二肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第三肋間對應於該右胸骨緣11高度、6個胸前電極21對應該第四肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第五肋間對應於該右胸骨緣11高度、3個胸前電極21對應該第六肋間對應於該右胸骨緣11高度。
經比對上述表1至表4及上述圖6至圖9，與以下的表5至表8及圖11至圖14，可以發現對於相同的患者無論以16個心電訊號（見圖3；24個點位的QTc間期分佈表）或24個心電訊號（見圖10；36個點位的QTc間期分佈表）進行計算與分析，在分析心肌缺血位置與範圍時都能夠得到一致的分析結果，而且在部分的案例中，以24個心電訊號（36個點位的QTc間期分佈表）進行分析還能更加明顯地看出QTc間期偏低的區域（例如：圖14相較於圖9較能明顯看出QTc間期偏低的區域涵蓋該比對資訊41的三個比對區域411）。在以24個心電訊號（再透過二維的內插計算求得共計36個點位的QTc間期分佈表）進行分析的實施例中，若
Figure 02_image003
大於9.4毫秒（msec）或 QTcD大於66毫秒（msec）時，即代表有顯著的心肌缺血，可能需要進行較積極的治療。
表5冠狀動脈左迴返支（LCX）狹窄病患的QTc間期範例
426 422 413 413 413 413
426 413 405 403 401 407
426 409 400 392 388 384
426 405 396 383 362 358
411 396 388 36 451 451
411 404 386 36 447 449
表6冠狀動脈右支（RCA）狹窄病患的QTc間期範例
398 398 411 411 411 411
413 417 425 409 408 410
417 428 356 390 405 408
428 348 390 394 409 409
394 360 398 394 409 413
394 377 392 402 398 405
表7冠狀動脈左前下降支（LAD）狹窄病患的QTc間期範例
395 370 372 372 372 372
395 336 374 374 380 376
415 374 378 378 395 390
415 399 382 382 399 399
403 390 403 403 403 399
403 397 402 407 403 401
表8三條冠狀動脈均狹窄（3VD）病患的QTc間期範例
413 422 391 391 391 391
385 372 360 389 394 392
376 364 442 417 401 394
364 458 430 417 405 389
401 438 422 417 422 422
401 419 424 430 430 426
而在評估整體心肌缺血的嚴重程度時，無論是採用該第一種評估模式或該第二評估模式，其主要原理都是計算該等QTc間期的離散程度，當
Figure 02_image003
值或該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD越大，代表該人體1的整體心肌缺血的嚴重程度越嚴重。
舉例而言，以16個心電訊號的分析結果為例，表1的
Figure 02_image003
值為17.96，該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD為93，而表3的
Figure 02_image003
值為7.58，而該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD為41，因此無論是採用該第一種評估模式或該第二評估模式，都能推估出表1的病患整體心肌缺血的嚴重程度都較表3的病患嚴重，而且表1的
Figure 02_image003
值與QTcD都顯示出表1的患者可能需要進行較積極的治療，因此具有一致的評估結果。
另外，再以24個心電訊號的分析結果為例，以分別與該表1及表3相同患者的表5及表7而言，表5的
Figure 02_image003
值為13.35，該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD為93，而表7的
Figure 02_image003
值為9.11，該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD為79，因此同樣能推估出表5的病患（即表1的病患）整體心肌缺血的嚴重程度較表7的病患（即表3的病患）嚴重，也就是說無論以16個心電訊號或是24個心電訊號進行分析都能達到一致的分析結果。
除此之外，該等胸前電極21的排列方式也可以不限於圖3及圖10的排列方式，以圖15為例，圖15為另一種24個胸前電極21的排列方式，以該等胸前電極21的對應該人體1的橫向位置而言，該等胸前電極21中的3個胸前電極21對應該右胸骨緣11、5個胸前電極21對應該左胸骨緣111、5個胸前電極21對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113、4個胸前電極21對應該左鎖骨正中線112、4個胸前電極21對應該左腋下前緣線114、3個胸前電極21對應該左腋下中線13；以該等胸前電極21的對應該人體1的縱向位置而言，該等胸前電極21中的1個胸前電極21對應一第二肋間對應於該右胸骨緣11高度、4個胸前電極21對應該第三肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第四肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第五肋間對應於該右胸骨緣11高度、4個胸前電極21對應該第六肋間對應於該右胸骨緣11高度，並對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113的5個該等胸前電極21分別對應於一第三肋骨、該第四肋骨、該第五肋骨、該第六肋骨及一第七肋骨的高度。
經過實測與分析，依據圖15所揭示的該等胸前電極21的排列方式，在分析心肌缺血位置與範圍，以及病患整體心肌缺血的嚴重程度時能夠得到與以圖3及圖10的胸前電極21的排列方式一致的分析結果。
另外，參閱圖16，該等胸前電極21的數量也可以為36個，以該等胸前電極21的對應該人體1的橫向位置而言，該等胸前電極21中的7個胸前電極21對應該右胸骨緣11、7個胸前電極21對應該左胸骨緣111、7個胸前電極21對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113、6個胸前電極21對應該左鎖骨正中線112、5個胸前電極21對應該左腋下前緣線114、4個胸前電極21對應該左腋下中線13；以該等胸前電極21的對應該人體1的縱向位置而言，該等胸前電極21中的2個胸前電極21對應該第一肋間對應於該右胸骨緣11高度，3個胸前電極21對應該第二肋間對應於該右胸骨緣11高度、4個胸前電極21對應該第三肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第四肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第五肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應該第六肋間對應於該右胸骨緣11高度、5個胸前電極21對應一第七肋間對應於該右胸骨緣11高度，並對應介於該左胸骨緣111及該左鎖骨正中線112間之中線113的7個該等胸前電極21分別對應於一第二肋骨、該第三肋骨、該第四肋骨、該第五肋骨、該第六肋骨、該第七肋骨及該第八肋骨的高度。
經過實測與分析，依據圖16所揭示的該等胸前電極21的排列方式，在分析心肌缺血位置與範圍，以及病患整體心肌缺血的嚴重程度時也能夠得到與以圖3、圖10及圖15的胸前電極21的排列方式一致的分析結果。
根據上述的說明，本發明心臟血管功能評估系統的優點包含：
一、藉由設置至少16個該等胸前電極21，透過該等胸前電極21佈設於該參考面100的特殊佈設位置，並藉由該處理單元3依據該等心電訊號所計算的該等特徵值，能完整提供該參考面100的心電訊號的特徵以供推估該人體1慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，因此即使該人體1受到胸壁阻抗、噪訊與基線偏移的影響而影響心電訊號的量測結果，透過此方式仍能精確有效地推估該人體1慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，而且由於該等胸前電極21的數量僅至少16個，所以不需要增加太多的製造成本且使用上也十分便利。
二、由於該等胸前電極21是佈設於該參考面100，因此能藉由二維的內插計算，將16個該等胸前電極21所量測的心電訊號所計算而得的特徵值，擴充至24個點位的特徵值，相較於傳統的十二導程心電圖能提高判斷的精確度，而相較於現有以超過一百個電極取得心電圖的方式則能減少該等胸前電極21的數量而降低成本並簡化將該等電極黏貼至該人體1時的定位步驟。
三、利用該心臟血管功能評估系統，以該等QT間期與該等RR間期計算該等特徵值以檢測出該人體1的心肌缺血位置，相對於現有以ST段的波形變化的分析方式，該等QT間期與該等RR間期較不會受到胸壁阻抗、噪訊與基線偏移的影響，因此能避免產生評估誤差。
四、該心臟血管功能評估系統利用該等特徵值中最低的至少一者所對應的心電訊號量測位置，檢測出心肌缺血位置，相對於現有以同組群的多數導程之ST段的上升或下降波形變化作為評估依據的方式，本發明的檢測方式相對容易而能有效提高其靈敏度。
五、以不同的色階將該等特徵值的數值差異與對應的分佈位置成像於該輸出單元6，使該使用者能簡易且便捷地瞭解該等特徵值的高低分佈情形，以利於評估心肌缺血位置及心肌缺血的範圍，能有效縮短評估時間。
六、以單一的指標（即
Figure 02_image003
值或該等QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD）評估整體心肌缺血的嚴重程度，十分地簡易。
七、藉由設置該穿戴單元7，當該人體1穿戴該穿戴單元7時，該等胸前電極21分別對應於該參考面100的預定位置，因此能簡化將該等胸前電極21設置該人體1時的定位與操作步驟，能加快作業流程並確保該等胸前電極21放置位置的正確性。
值得一提的是，雖然該等胸前電極21的數量可以為16個、24個、36個或其他不同的數量，但是在部分的案例中，該等胸前電極21的數量越多且該等點位的數量越多，能更加明顯地看出QTc間期偏低的區域以分析整體心肌缺血，然而，經過實測，當該等胸前電極21的數量為36個時，透過本案的分析方法即足以明顯辨識整體心肌缺血位置，因此，該等胸前電極21數量能維持在不大於36個，以減少整體的設置成本。
另外，要特別說明的是，在本實施例中，每一特徵值為各自的心電訊號的QTc間期，然而，在其他的實施態樣中，每一特徵值也可以為各自的心電訊號的QT間期（也就是未以RR間期進行校正，因此不需要擷取每一心電訊號的RR間期），依據上述的實施方法也能夠達到相同的功效。
綜上所述，本發明心臟血管功能評估系統，藉由設置至少16個該等胸前電極21，由於該處理單元3能依據該等胸前電極21所擷取的心電訊號計算該等特徵值，且該等特徵值能供推估該人體1慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，因此即使該人體1受到胸壁阻抗、噪訊與基線偏移的影響而影響心電訊號的量測結果，透過此方式仍能精確有效地推估該人體1慢性與急性心肌缺血的位置與範圍，而且由於該等胸前電極21的數量僅至少16個，所以不需要增加太多的製造成本且使用上也十分便利，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1:人體 100:參考面 11:右胸骨緣 111:左胸骨緣 112:左鎖骨正中線 113:中線 114:左腋下前緣線 12:水平線 13:左腋下中線 14:水平線 2:量測單元 21:胸前電極 22:訊號緩衝器 23:訊號放大器 24:濾波器 25:訊號轉換器 26:肢導電極 3:處理單元 4:資料庫單元 41:比對資訊 411:比對區域 5:輸入單元 6:輸出單元 7:穿戴單元
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明心臟血管功能評估系統的一實施例的一系統方塊圖； 圖2是一示意圖，說明該實施例所取得的數個心電訊號所對應的一人體的一參考面是由該人體的一右胸骨緣、一第一肋間對應於該右胸骨緣高度的水平線、一左腋下中線，及一第八肋骨對應於該右胸骨緣高度的水平線所界定出； 圖3是一示意圖，說明該實施例的16個胸前電極的設置位置； 圖4是該實施例的一資料庫單元所儲存的一比對資訊的示意圖； 圖5是一流程圖，說明利用該實施例評估整體心肌缺血位置的實施方法； 圖6是一示意圖，說明從一冠狀動脈左迴返支（LCX）狹窄的病患的左胸前取得16個心電訊號，且以二維的內插計算取得24個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於一輸出單元的影像； 圖7是另一示意圖，說明從一冠狀動脈右支（RCA）狹窄的病患的左胸前取得16個心電訊號，且以二維的內插計算取得24個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖8是又另一示意圖，說明從一冠狀動脈左前下降支（LAD）狹窄的病患的左胸前取得16個心電訊號，且以二維的內插計算取得24個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖9是再另一示意圖，說明從一個三條冠狀動脈均狹窄（3VD）的病患的左胸前取得16個心電訊號，且以二維的內插計算取得24個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖10是一類似圖3的示意圖，說明該實施例的胸前電極數量改為24個的一種變化的設置方式； 圖11是一類似圖6的圖，說明從該冠狀動脈左迴返支（LCX）狹窄的病患的左胸前取得24個心電訊號，且以二維的內插計算取得36個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖12是一類似圖7的圖，說明從該冠狀動脈右支（RCA）狹窄的病患的左胸前取得24個心電訊號，且以二維的內插計算取得36個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖13是一類似圖8的圖，說明從該冠狀動脈左前下降支（LAD）狹窄的病患的左胸前取得24個心電訊號，且以二維的內插計算取得36個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖14是一類似圖9的圖，說明從該三條冠狀動脈均狹窄（3VD）的病患的左胸前取得24個心電訊號，且以二維的內插計算取得36個點位的特徵值後，以不同的色階代表該等心電訊號的特徵值的高低而輸出於該輸出單元的影像； 圖15是另一類似圖3的示意圖，說明該實施例的胸前電極數量改為24個的另一種變化的設置方式；及 圖16是又另一類似圖3的示意圖，說明該實施例的胸前電極數量改為36個的一種變化的設置方式。
1:人體 100:參考面 11:右胸骨緣 111:左胸骨緣 112:左鎖骨正中線 113:中線 114:左腋下前緣線 12:水平線 13:左腋下中線 14:水平線 21:胸前電極

Claims (10)

  1. 一種心臟血管功能評估系統，適用於設置於一人體，定義一由該人體的一右胸骨緣、一第一肋間對應於該右胸骨緣高度的水平線、一左腋下中線，及一第八肋骨對應於該右胸骨緣高度的水平線所界定出的參考面，該心臟血管功能評估系統包含：一量測單元，包括四個肢導電極，及至少16個適用於設置在該參考面且彼此間隔設置的胸前電極，藉由該等數量的肢導電極與該等胸前電極，能擷取至少16個心電訊號，每一心電訊號形成有P波、Q波、R波、S波與T波；該等胸前電極中的至少2個胸前電極對應該右胸骨緣、至少3個胸前電極對應一左胸骨緣、至少3個胸前電極對應介於該左胸骨緣及一左鎖骨正中線間之中線、至少4個胸前電極對應該左鎖骨正中線、至少2個胸前電極對應一左腋下前緣線、至少2個胸前電極對應該左腋下中線，且該等胸前電極中至少3個胸前電極對應一第三肋間對應於該右胸骨緣高度、至少5個胸前電極對應一第四肋間對應於該右胸骨緣高度、至少4個胸前電極對應一第五肋間對應於該右胸骨緣高度、至少1個胸前電極對應一第六肋間對應於該右胸骨緣高度、並對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線的至少3個該等胸前電極的高度是介於該第三肋間至該第六肋骨之間；一輸出單元；及一處理單元，電連接該量測單元與該輸出單元，該處 理單元能依據該等心電訊號計算出至少24個分別對應該參考面的至少24個點位並能據以推估該人體慢性與急性心肌缺血的位置與範圍的特徵值，該處理單元能將該等特徵值顯示於該輸出單元，其中，該處理單元的該等特徵值為依據該等心電訊號計算出對應該等點位的QTc間期，該處理單元能依據各點位的QTc間期的最大值與最小值的差距值QTcD評估該人體的整體心肌缺血的嚴重程度。
  2. 如請求項1所述的心臟血管功能評估系統，其中，該處理單元還能以不同的色階將該等特徵值的數值差異與對應的分佈位置成像於該輸出單元。
  3. 如請求項1所述的心臟血管功能評估系統，其中，該量測單元的胸前電極數量不大於36個。
  4. 如請求項1所述的心臟血管功能評估系統，其中，該等胸前電極的數量為16個，該等胸前電極中的2個胸前電極對應該右胸骨緣、3個胸前電極對應該左胸骨緣、3個胸前電極對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線、4個胸前電極對應該左鎖骨正中線、2個胸前電極對應該左腋下前緣線、2個胸前電極對應該左腋下中線，且該等胸前電極中的3個胸前電極對應該第三肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第四肋間對應於該右胸骨緣高度、4個胸前電極對應該第五肋間對應於該右胸骨緣高度、4個胸前電極對應該第六肋間對應於該右胸骨緣高度，並對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線的3個該等胸前電極分別對應於一第四肋骨、一第五肋骨及 一第六肋骨的高度。
  5. 如請求項1所述的心臟血管功能評估系統，其中，該量測單元的胸前電極數量為24個。
  6. 如請求項5所述的心臟血管功能評估系統，其中，該等胸前電極中的4個胸前電極對應該右胸骨緣、5個胸前電極對應該左胸骨緣、4個胸前電極對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線、4個胸前電極對應該左鎖骨正中線、4個胸前電極對應該左腋下前緣線、3個胸前電極對應該左腋下中線；且該等胸前電極中的2個胸前電極對應該第一肋間對應於該右胸骨緣高度、3個胸前電極對應一第二肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第三肋間對應於該右胸骨緣高度、6個胸前電極對應該第四肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第五肋間對應於該右胸骨緣高度、3個胸前電極對應該第六肋間對應於該右胸骨緣高度。
  7. 如請求項5所述的心臟血管功能評估系統，其中，該等胸前電極中的3個胸前電極對應該右胸骨緣、5個胸前電極對應該左胸骨緣、5個胸前電極對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線、4個胸前電極對應該左鎖骨正中線、4個胸前電極對應該左腋下前緣線、3個胸前電極對應該左腋下中線；且該等胸前電極中的1個胸前電極對應一第二肋間對應於該右胸骨緣高度、4個胸前電極對應該第三肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第四肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第五肋 間對應於該右胸骨緣高度、4個胸前電極對應該第六肋間對應於該右胸骨緣高度，並對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線的5個該等胸前電極分別對應於一第三肋骨、一第四肋骨、一第五肋骨、一第六肋骨及一第七肋骨的高度。
  8. 如請求項1所述的心臟血管功能評估系統，其中，該等胸前電極的數量為36個，該等胸前電極中的7個胸前電極對應該右胸骨緣、7個胸前電極對應該左胸骨緣、7個胸前電極對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線、6個胸前電極對應該左鎖骨正中線、5個胸前電極對應該左腋下前緣線、4個胸前電極對應該左腋下中線；且該等胸前電極中的2個胸前電極對應該第一肋間對應於該右胸骨緣高度、3個胸前電極對應一第二肋間對應於該右胸骨緣高度、4個胸前電極對應該第三肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第四肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第五肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應該第六肋間對應於該右胸骨緣高度、5個胸前電極對應一第七肋間對應於該右胸骨緣高度，並對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線的7個該等胸前電極分別對應於一第二肋骨、一第三肋骨、一第四肋骨、一第五肋骨、一第六肋骨、一第七肋骨及一第八肋骨的高度。
  9. 如請求項1所述的心臟血管功能評估系統，還包含一能供該人體穿戴的穿戴單元，該量測單元的該等胸前電極設置 於該穿戴單元，該人體穿戴該穿戴單元時，該等胸前電極分別對應於該參考面的預定位置。
  10. 一種心臟血管功能評估系統，適用於設置於一人體，定義一由該人體的一右胸骨緣、一第一肋間對應於該右胸骨緣高度的水平線、一左腋下中線，及一第八肋骨對應於該右胸骨緣高度的水平線所界定出的參考面，該心臟血管功能評估系統包含：一量測單元，包括四個肢導電極，及至少16個適用於設置在該參考面且彼此間隔設置的胸前電極，藉由該等數量的肢導電極與該等胸前電極，能擷取至少16個心電訊號，每一心電訊號形成有P波、Q波、R波、S波與T波；該等胸前電極中的至少2個胸前電極對應該右胸骨緣、至少3個胸前電極對應一左胸骨緣、至少3個胸前電極對應介於該左胸骨緣及一左鎖骨正中線間之中線、至少4個胸前電極對應該左鎖骨正中線、至少2個胸前電極對應一左腋下前緣線、至少2個胸前電極對應該左腋下中線，且該等胸前電極中至少3個胸前電極對應一第三肋間對應於該右胸骨緣高度、至少5個胸前電極對應一第四肋間對應於該右胸骨緣高度、至少4個胸前電極對應一第五肋間對應於該右胸骨緣高度、至少1個胸前電極對應一第六肋間對應於該右胸骨緣高度、並對應介於該左胸骨緣及該左鎖骨正中線間之中線的至少3個該等胸前電極的高度是介於該第三肋間至該第六肋骨之間；一輸出單元；及 一處理單元，電連接該量測單元與該輸出單元，該處理單元能依據該等心電訊號計算出至少24個分別對應該參考面的至少24個點位並能據以推估該人體慢性與急性心肌缺血的位置與範圍的特徵值，該處理單元能將該等特徵值顯示於該輸出單元，其中，該處理單元的該等特徵值為依據該等心電訊號計算出對應該等點位的QTc間期，該處理單元能依據該等特徵值以一評估參數演算法計算一離散參數SIQTc，該離散參數能供後續評估該人體的整體心肌缺血的嚴重程度，該評估參數演算法為：SIQTc=
    Figure 110119296-A0305-02-0035-1
    ，其中SIQTc為該離散參數，S為該等點位的總數量，(QTc)k為一特定點位的QTc間期，n為最接近該特定點位對應於該人體位置的點位數目，(QTc)i為其中一個最接近該特定點位對應於該人體位置的點位的QTc間期。
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