TWM473188U

TWM473188U - 具有心電圖輔助與血氧脈搏量測之心血管硬化辨識系統

Info

Publication number: TWM473188U
Application number: TW102219973U
Authority: TW
Inventors: Chun-Liang Lin; Jing-Jie Lim; Cheng-Tang Chiang
Original assignee: Nat Univ Chung Hsing
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-03-01

Description

具有心電圖輔助與血氧脈搏量測之心血管硬化辨識系統

本創作係有關一種具有心電圖輔助與血氧脈搏量測之心血管硬化辨識系統，特別是指一種可同時獲得雙重訊號之具有心電圖輔助與血氧脈搏量測之心血管硬化辨識系統，其兼具可同時量測血氧脈搏與心電圖資訊、心血管硬化辨識等優點及功效。

在傳統的血氧脈搏量測或血氧濃度量測裝置中，其量測技術一般可分為光學量測、生物射頻及數字化光學辨識。

光學量測：光感測器識別是利用一定間隔安裝一個發射光源及一個接收光之感測器，基於光學發射裝置發射的光線，射到手指上再反射回機器，或射到手指上，並穿透手指到達機器，透過光的反射量或穿透量以檢測血氧脈搏資料數據，並比對資料庫確數據是否一致。光學量測對手指的乾淨要求比較高。

生物射頻：射頻感測器通過感測器發射微量的射頻信號，穿透手指的表皮層獲取裡層的紋路而得到信息。這種方法對手指的乾淨程度要求較低。

數字化光學識別：數字化光學識別有別於之前的識別技術。識別裝置通過數位相機技術拍照獲得血氧脈搏圖像，然後將圖像數據數字化再與資料庫資料進行比對。

然而，傳統的血氧脈搏量測或血氧濃度量測裝置，並沒有心電圖資訊的判別功能，因此只能單純得到血氧濃度或血氧脈搏的資訊。

因此，有必要研發新產品，以解決上述缺點及問題。

本創作之目的在於提供一種，其兼具可同時量測血氧脈搏與心電圖資訊、心血管硬化辨識等優點及功效，用以解決習知技術無法判別心電圖資訊之問題。

本創作解決上述問題之技術手段係提供一種具有心電圖輔助與血氧脈搏量測功能之心血管硬化辨識系統，其包括：一對檢測裝置，該每一檢測裝置係具有一血氧脈搏量測模組及一心電圖量測模組；該血氧脈搏量測模組係用以量測一使用者手指之血氧脈搏特徵，該心電圖量測模組係用以量測該使用者之心電圖訊號特徵；一處理器，係連結該血氧脈搏量測模組及該心電圖量測模組，用以擷取並處理該使用者之血氧脈搏特徵及心電圖訊號特徵，而進行心血管硬化程度之辨識。

本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本創作於後：

10‧‧‧檢測裝置

11‧‧‧血氧脈搏量測模組

11A‧‧‧模組板

11B‧‧‧USB連接端部

111‧‧‧血氧脈搏量測工作表面

12‧‧‧心電圖量測模組

121‧‧‧貫穿孔

122‧‧‧心電圖量測工作表面

13‧‧‧保護殼

14‧‧‧底座

20‧‧‧處理部

70‧‧‧使用者

71‧‧‧手指

80‧‧‧心血管硬化之檢測裝置系統

L1‧‧‧第一曲線

L2‧‧‧第二曲線

P1‧‧‧第一位置

P2‧‧‧第二位置

第一A圖係本創作之具有心電圖輔助與血氧脈搏量測功能之心血管硬化辨識系統之示意圖

第一B圖係本創作整合於心血管硬化之檢測裝置系統之示意圖

第二圖係本創作之使用狀態之示意圖

第三圖係本創作之檢測裝置型式一之分解示意圖

第四圖係本創作之檢測裝置型式一之示意圖

第五圖係沿V-V剖面線之剖視圖

第六圖係本創作之手指按壓於檢測裝置型式一之示意圖

第七圖係本創作之檢測裝置型式二之分解示意圖

第八圖係本創作之檢測裝置型式二之示意圖

第九圖係本創作量測使用者之血氧及心電圖

第十圖係本創作之量測辨識流程圖

如第一A、第一B及第二圖所示，本創作係為一種具有心電圖輔助與血氧脈搏量測之心血管硬化辨識系統，其包括：一對檢測裝置10及一處理部20。

關於該檢測裝置10，其係具有一血氧脈搏量測模組11及一心電圖量測模組12；該血氧脈搏量測模組11係用以量測一使用者70手指71之血氧脈搏特徵，該心電圖量測模組12係用以量測該使用者70之心電圖訊號特徵。

而該處理器20(例如：微電腦或數位信號處理器)，係連結該血氧脈搏量測模組11及該心電圖量測模組12，用以擷取並處理該使用者70之血氧脈搏特徵及心電圖訊號特徵，而進行心血管硬化程度之辨識。

本創作之血氧脈搏量測模組11通用任何種類，其材料也因不同的血氧脈搏量測器而異(如：光感測類型)。該血氧脈搏量測模組11除了血氧脈搏量測功能外也負責統合系統各部資料、充電及供電等工作，該血氧脈搏量測模組11設有一模組板11A，該模組板11A上設有一USB連接端部11B(如第一A圖所示)，可提供充電及資料傳輸。

該血氧脈搏量測模組11可辨識左/右手的手指71任何一根，但通常以食指量測為主。

如第一A圖所示，該對檢測裝置10係可分別為兩個獨立個體，該檢測裝置10又設有一保護殼13及一底座14；該底座14內層可鋪上一層軟質材料(如：矽膠)以供防震用，該底座14外層與該保護殼13則同為硬質材料。

如第一B圖所示，該對檢測裝置10及該處理部20亦可整合於一心血管硬化之檢測裝置系統80上，且該保護殼13係可依不同之需求而設計成不同之外型，例如：當本創作單獨使用時，該保護殼13係可設計成第一A圖中類似滑鼠之造型以符合人體之手掌曲線，而當本創作整合於該心血管硬化之檢測裝置系統80時，則可設計成如第一B圖所示之矩形體。

關於該檢測裝置10之血氧脈搏量測模組11及該心電圖量測模組12之結構關係，係列舉下列兩種設計進行說明。

如第三、第四、第五及第六圖所示，其係為該檢測裝置10之第一種設計，該心電圖量測模組12係具有一貫穿孔121及一心電圖量測工作表面122，該血氧脈搏量測模組11係套合於該貫穿孔121上，並具有一血氧脈搏量測工作表面111；又，該血氧脈搏量測模組11套合於該貫穿孔121 後，該血氧脈搏量測工作表面111與該心電圖量測工作表面122係大體上位於同一平面上(請參閱第五圖)；亦即，該使用者70之手指71可同時按壓並接觸該血氧脈搏量測工作表面111及該心電圖量測模組12(請參閱第六圖)，進而可同時進行血氧脈搏與心電圖之量測。

如第七至第八圖所示，其係該檢測裝置10之第二種設計，該血氧脈搏量測模組11係為光學量測裝置，該心電圖量測模組12係為可導電之透光薄膜量測模組，並設於該血氧脈搏量測模組11上；由於該心電圖量測模組12係可透光，因此，當該使用者70之手指71按壓該心電圖量測模組12時，雖然不會與該血氧脈搏量測模組11接觸，但該血氧脈搏量測模組11之光學量測仍可透過該心電圖量測模組12而對該使用者70之手指71進行血氧脈搏量測。

當然，上述該血氧脈搏量測模組11及該心電圖量測模組12之結構設計，僅為舉例說明，在實務上，該血氧脈搏量測模組11及該心電圖量測模組12亦可以為其它設計結構。

本創作相較於傳統血氧脈搏量測之特點在於，傳統的血氧脈搏量測裝置，並沒有心電圖資訊的判別裝置，因此只能單純得到血氧濃度或血氧脈搏的資訊；而本創作以手指71按壓血壓脈搏量測模組11的同時，並以心電圖量測模組12來進行輔助，雙重資訊擷取，可以達到心血管硬化辨識之功能。

關於該心電圖量測模組12，係藉由人體心臟運動產生的微弱電流，經左手手指末端傳導，由左手手指按壓之該心電圖量測模組12(左接觸電極)接收，通過人體，再傳導至右手指末端，最後由右手手指按壓之該心電圖量測模組12(右接觸電極)接收。該心電圖辨識模組(接觸電極)為導電材料(如：矽導體、銅等)。如第九圖所示，一第一曲線L1係藉由上述方式對使用者70量測出之血氧曲線，一第二曲線L2係藉由上述方式對使用者70量測出之心電圖曲線，透過心血管硬化辨識之演算法，即可辨識使用者之心血管硬化程度。

請參閱第九圖，該血氧脈搏量測模組11輸出之一光體積變化描記圖(photoplethysmograph，以下簡稱PPG，也就是該第一曲線L1)，其頻率與心跳頻率一致，一般可以此信號推算心跳率。由於在時序上ECG(心電)信號領先PPG(血氧)信號(也就是分別為該第二曲線L2及該第一曲線L1起伏變化部份)，應用該特性，可以算出心電圖曲線上心電信號的R波峰值(R-wave Peak)與對應之血氧信號波峰值的時間差(請參閱第九圖，第一位置P1係其中一心電信號之R波峰值，第二位置P2則係為對應之血氧信號波峰值)，稱為脈波轉移時間(pulse transit time，簡稱PTT)，PTT _i 定義為第i個ECG信號R波峰值與第i個PPG訊號波峰值的時間差。對於心血管硬化者，其血氧脈搏信號延遲較明顯，亦即，心血管硬化嚴重程度正比於PTT _i 。因此，連續擷取n個PTT _i 後，計算其常態分佈，剔除2或3倍標準差外之PTT _i ，其平均值即對應到受測者心血管硬化的程度。

請參閱第十圖，其係為本創作之量測、辨識流程之示意圖；其中，當該使用者70為一活體受測者時，係可透過該對血氧脈搏量測模組11獲得左/右手之血氧脈搏資料，並藉由該對心電圖量測模組12而獲得心電圖資料，進行心血管硬化之演算；最後將其辨識結果輸出。

綜上所述，本創作之優點及功效可歸納為：

[1]可同時量測血氧脈搏與心電圖資訊。本創作結合該血氧脈搏量測模組及該心電圖量測模組，在使用上具有可同時量測血氧脈搏與心電圖資訊之特點。

[2]心血管硬化辨識。傳統的血氧脈搏量測裝置，並沒有心電圖資訊的判別裝置，因此只能單純得到血氧濃度或血氧脈搏的資訊；而本創作以手指按壓血氧脈搏量測模組，並以心電圖量測模組來進行輔助，雙重資訊擷取，可以達到心血管硬化辨識之功能。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本創作，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本創作之精神與範圍。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本創作的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出新型專利申請。