TWM648580U - 寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置 - Google Patents

Abstract

本新型提供一種寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置，藉由動作感測模組感測目標動物的動作，並透過呼吸感測模組感測目標動物的呼吸表現，據此獲得目標動物的呼吸狀態。此外，透過判斷目標動物的動作，可以篩選並記錄目標動物處於平靜狀態時的呼吸狀態，利於在寵物真正處於平靜狀態時，精準量測寵物平靜狀態時的呼吸狀況，以作為寵物醫療診斷、健康觀察照護監測之用。

Description

寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置

本新型係關於一種呼吸監測系統與呼吸監測裝置，特別是一種寵物呼吸監測系統與寵物呼吸監測裝置。

在寵物醫療的診斷與治療場合中，由於寵物無法如同人類般自行陳述症狀、無法自行說明不舒服之處等資訊供獸醫師參考，因此，獸醫師針對寵物的診斷除了透過向飼主詢問飼主觀察到寵物平時的狀況之外，需透過理學檢查，諸如透過眼睛、耳朵、鼻子、皮膚、指甲等處推論病因，以及進一步的檢驗分析，諸如抽血、X光或超音波等，以深入診斷器官的內外部是否有發炎或病變等病徵。

在諸多診斷與檢驗指標中，寵物的呼吸、心跳、血壓、血氧是常見且容易量測的生理指標，其中，最為顯而易見的生理指標是呼吸，透過寵物的呼吸狀態即很容易觀察寵物的身體狀況是否有異狀。例如，貓狗在有心臟病等病症時都會導致呼吸喘，而其他諸如體溫升高、心跳加速等症狀也會伴隨反映在呼吸的變化上。因此，寵物的呼吸狀態量測對於寵物的醫療診斷而言是一個顯著而有效的指標。

此外，由於寵物的交感神經等機制與人類不同，當寵物在清醒、進食、與飼主玩耍等活動狀態時，其呼吸表現均較為高亢，需待寵物回歸平靜狀態時，其呼吸表現才能真正反映出身體的狀況。

然而，若欲由專業的獸醫量測寵物的呼吸狀態，例如以手摸胸腔計算一定時間內的胸腔變化次數等方法，也難以真正在寵物平靜時針對呼吸進行量測，例如貓狗等寵物在脫離原本熟悉的飼養環境來到獸醫院時，時常發生嚴重的「白袍症候群」，意即當寵物在獸醫檢查診斷時，由於緊張或不習慣等種種因素，進而過於亢奮亦或是壓抑症狀，因此在獸醫診斷或量測呼吸時，無法確切量測到寵物的真實呼吸狀況，也難以觀察到寵物的真實病況，進而發生使診斷失準的問題。

此外，即使由飼主帶寵物回家後在家進行呼吸量測，亦存在難以在寵物真正平靜時量測其呼吸的問題，由於寵物的作息時常隨著飼主而定，因此當飼主欲手摸寵物胸腔量測寵物呼吸狀況時，也很難等到寵物平靜的時刻進行量測。除此之外，即使教導飼主如何以手摸胸腔量測寵物呼吸狀況，在一定時段內手摸胸腔量測呼吸次數的方法也存在誤差放大的問題，例如每15秒誤差1下呼吸，每分鐘即會造成4下的呼吸誤差，誤差的放大也容易造成後續基於呼吸頻率判斷的診斷結果進而失準的問題。

同時，相較於人類的呼吸感測，寵物的皮毛較多、貼片固定不易、動作較為劇烈、皮膚鬆垮、呼吸頻率較高振幅較小等因素，導致感測訊號 不佳、感測器不斷位移，進而造成雜訊較大、基線位準漂移等問題，均是寵物呼吸感測的困難之處。

因此，如何在寵物真正處於平靜狀態時，精準量測寵物的平靜狀態呼吸狀況至關重要。

有鑑於此，本新型提供一種寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置，透過動作感測模組感測目標動物的動作，並透過呼吸感測模組感測目標動物的呼吸表現，據此獲得目標動物的呼吸狀態。此外，透過判斷目標動物的動作，可以篩選並記錄目標動物處於平靜狀態時的呼吸狀態。

本新型之一態樣提供一種寵物呼吸監測系統，包含：一寵物呼吸監測裝置，其包括：一動作感測模組，配置為感測一目標動物的動作，以產生一動作訊號，一呼吸感測模組，配置為感測目標動物的呼吸表現，以產生一呼吸訊號，一監測裝置訊號傳輸模組，配置為傳輸呼吸訊號，一電極，電連接於寵物呼吸監測裝置，電極適於附著於目標動物；以及一電子裝置，其包括：一處理器，配置為基於呼吸訊號，產生與目標動物相關的一呼吸狀態，一儲存裝置，一電子裝置訊號傳輸模組，配置為電連接於寵物呼吸監測裝置，以接收呼吸訊號。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，呼吸感測模組配置為透過電極感測關聯於目標動物的一阻抗訊號，以感測目標動物的呼吸表現，並產生基於阻抗訊號的呼吸訊號。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，呼吸感測模組配置為根據動作訊號，以感測目標動物的呼吸表現。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，監測裝置訊號傳輸模組配置為傳輸動作訊號於電子裝置，電子裝置配置為根據動作訊號及呼吸訊號，以獲得呼吸狀態。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，儲存裝置配置為儲存多個程式指令，並配置為由處理器執行多個程式指令，以基於呼吸訊號，產生與目標動物相關的呼吸狀態，處理器於執行多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集呼吸訊號；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，儲存裝置配置為儲存多個程式指令，並配置為由處理器執行多個程式指令，以基於呼吸訊號，產生與目標動物相關的呼吸狀態，處理器於執行多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集呼吸訊號；放大呼吸訊號；執行一拉直運算操作；執行一平滑運算操作；執行一波形判斷操作；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，收集呼吸訊號的步驟還包括：接收動作訊號；判斷目標動物是否為靜態；以及接收呼吸訊號。

如前所述之寵物呼吸監測系統，其中，呼吸狀態包括一呼吸速率資訊及一呼吸振幅資訊。

本新型之一態樣提供一種寵物呼吸監測裝置，包含：一呼吸感測模組，配置為感測一目標動物的呼吸表現，以產生一呼吸訊號；以及一監測裝置訊號傳輸模組，電連接於呼吸感測模組，監測裝置訊號傳輸模組配置為傳輸呼吸訊號於外界。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，其中，呼吸感測模組配置為透過感測關聯於目標動物的一阻抗訊號，以感測目標動物的呼吸表現，並產生基於阻抗訊號的呼吸訊號。

如前所述之還包含：一動作感測模組，電連接於呼吸感測模組，動作感測模組配置為感測目標動物的動作，以產生一動作訊號，其中，監測裝置訊號傳輸模組還配置為傳輸動作訊號於外界。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一動作感測模組，電連接於呼吸感測模組，動作感測模組配置為感測目標動物的動作，以產生一動作訊號，其中，呼吸感測模組配置為根據動作訊號，以感測目標動物的呼吸表現。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一電極模組，電連接於呼吸感測模組，電極模組配置為電連接於目標動物。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器，電連接於呼吸感測模組，處理器配置為基於呼吸訊號，產生與目標動物相關的一呼吸狀態；以及一儲存裝置，電連接於處理器。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器；以及一儲存裝置，電連接於處理器，儲存裝置儲存多個程式指令，處理器於執行多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集呼吸訊號；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器；以及一儲存裝置，電連接於處理器，儲存裝置儲存多個程式指令，處理器於執行多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集呼吸訊號；放大呼吸訊號；執行一拉直運 算操作；執行一平滑運算操作；執行一波形判斷操作；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器；以及一儲存裝置，電連接於處理器，儲存裝置儲存多個程式指令，處理器於執行多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集呼吸訊號；放大呼吸訊號；執行一拉直運算操作；執行一平滑運算操作；執行一波形判斷操作；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果，其中，收集呼吸訊號的步驟還包括：接收動作訊號；判斷目標動物是否為靜態；以及接收呼吸訊號。

如前所述之寵物呼吸監測裝置，其中，呼吸狀態包括一呼吸速率資訊及一呼吸振幅資訊。

藉由本新型之寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置，透過黏附、穿戴於目標動物的寵物呼吸監測裝置及/或電極，能夠監測目標動物的呼吸狀態並據此精準獲得呼吸速率、呼吸振幅等呼吸狀態參數。此外，根據感測目標動物的動作，可以判斷目標動物處於動態狀態或是處於平靜狀態，進而挑選記錄呼吸狀態的時段，或據此篩選出目標動物處於平靜狀態的呼吸狀態，達成監測寵物於平靜狀態時呼吸狀態之功效，以能夠真實記錄反映出寵物生病時病徵的平靜呼吸狀態。此外，透過黏附、穿戴於目標動物的寵物呼吸監測裝置，可以隨時監控寵物的呼吸狀態，進而排除人工手摸胸腔量測寵物呼吸造成的誤差放大及時間、空間的侷限性；透過可傳輸訊號於外界的寵物呼吸監測裝置，飼主及獸醫均可透過電子裝置或雲端隨時了解、監測、記錄、觀察寵物的呼吸狀態，達成全方位且不受空間限制的寵物醫療診斷照護；透過黏附、穿戴於目標動物的寵物呼吸監測裝置亦可使寵物呼吸監測應用於飼主端的居家環境、醫 療院所等各場域，而不受需額外大型、專業儀器的限制；透過前述輸出呼吸狀態運算結果之方法步驟，相較於人工手摸胸腔量測寵物呼吸，亦可提升寵物呼吸感測的精準度。

10:寵物呼吸監測系統

110:寵物呼吸監測裝置

111:動作感測模組

112:呼吸感測模組

113:監測裝置訊號傳輸模組

120:電極

130:電子裝置

131:處理器

132:儲存裝置

133:電子裝置訊號傳輸模組

20:寵物呼吸監測系統

210:寵物呼吸監測裝置

211:動作感測模組

212:呼吸感測模組

213:監測裝置訊號傳輸模組

214:處理器

215:儲存裝置

220:電極

230:電子裝置

233:電子裝置訊號傳輸模組

300:寵物呼吸監測裝置

320:呼吸感測模組

330:監測裝置訊號傳輸模組

400:寵物呼吸監測裝置

410:動作感測模組

420:呼吸感測模組

430:監測裝置訊號傳輸模組

500:寵物呼吸監測裝置

510:動作感測模組

520:呼吸感測模組

530:監測裝置訊號傳輸模組

560:電極模組

600:寵物呼吸監測裝置

610:動作感測模組

620:呼吸感測模組

630:監測裝置訊號傳輸模組

640:處理器

650:儲存裝置

2000:寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面

2010:第一裝置

2020:第二裝置

2100:電極模組

2101:電極貼片

2102:電極

2103:連接件

2104:寵物呼吸監測裝置

S710-S730:操作

S810-S840:操作

S910-S970:操作

S1010-S1030:操作

S1110-S1160:操作

S1310-S1330:操作

S1410-S1440:操作

S1510-S1570:操作

S1610-S1690:操作

圖1顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統之架構方塊圖；圖2顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測系統之架構方塊圖；圖3顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖；圖4顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖；圖5顯示本新型又一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖；圖6顯示本新型再一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖；圖7顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖8顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖9顯示本新型又一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖10顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之一細節流程圖；圖11顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之另一細節流程圖； 圖12A顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之取樣範圍方法示意圖；圖12B顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之靜態判斷方法示意圖；圖13顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖14顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖15顯示本新型又一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖16顯示本新型再一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖；圖17顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之訊號平滑化方法示意圖；圖18A至圖18B顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之確定波形特徵方法示意圖；圖19A至圖19C顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之確定波形特徵方法示意圖；圖20顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面示意圖；圖21顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統之寵物呼吸監測裝置及電極示意圖。

為了詳細說明本新型的技術內容、構造特徵，以下結合實施方式並配合附圖作進一步說明。需注意的是，在本文的內容中，諸如「第一」、「第二」及「第三」等用語係用於區分元件之間的不同，而非用於限制元件本身或表示元件的特定排序。此外，在本文的內容中，在未特別指出具體數量的情況下，冠詞「一」係指一個元件或多於一個元件。

本新型提供一種寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置，透過動作感測模組感測目標動物的動作，並透過呼吸感測模組感測目標動物的呼吸表現，據此獲得目標動物的呼吸狀態。此外，透過判斷目標動物的動作，可以篩選並記錄目標動物處於平靜狀態時的呼吸狀態。

圖1顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統之架構方塊圖。本新型之一態樣為一種寵物呼吸監測系統10，其包含寵物呼吸監測裝置110、電極120及電子裝置130。寵物呼吸監測裝置110包括動作感測模組111、呼吸感測模組112以及監測裝置訊號傳輸模組113。其中，動作感測模組111配置為感測目標動物的動作以產生動作訊號，目標動物可以為所欲監測動作變化之目標寵物，動作感測模組111用以感測目標動物於三維空間中的動作，動作感測模組111可為但不限於慣性量測單元(IMU)、加速度計、陀螺儀或其組合。呼吸感測模組112配置為感測目標動物的呼吸表現以產生呼吸訊號，呼吸感測模組112透過電連接於寵物呼吸監測裝置110並且附著於目標動物的電極120，來藉由電訊號感測目標動物由於呼吸時胸腔大小變化的電訊號差異來感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，電極120可以黏附、綁附或以其他外科手術方法附著於 目標動物的胸腔外或胸腔處。於一實施例中，電極120可透過例如寵物衣服的方式穿戴於目標動物身上。於一實施例中，電極120可以有線或無線方式與寵物呼吸監測裝置電連接。於一實施例中，電極120可以直接整合於寵物呼吸監測裝置110並與呼吸感測模組112電連接。於一實施例中，寵物呼吸監測裝置110可直接以黏附、綁附等方式附著設置於目標動物的身上，例如直接相鄰設置於電極120並黏附於目標動物胸腔外表皮處，或例如直接設置於電極120上方並間接黏附於目標動物胸腔外表皮處，以隨時實時監測目標動物之呼吸表現以及目標動物的動作。於一實施例中，寵物呼吸監測裝置110可透過例如寵物衣服的方式穿戴於目標動物身上。監測裝置訊號傳輸模組113配置為傳輸呼吸訊號，監測裝置訊號傳輸模組113的有線或無線雙向傳輸方式可為但不限於乙太網路、通用序列匯流排、序列ATA、高畫質多媒體介面、PCI、PCIE、RS232及WIFI、藍芽、近場通訊、RFID、紅外線等。於一實施例中，監測裝置訊號傳輸模組113可傳輸呼吸訊號於電子裝置130。於一實施例中，監測裝置訊號傳輸模組113可傳輸呼吸訊號於其他資料儲存裝置諸如硬碟、記憶體、伺服器、雲端伺服器或多個前述可儲存資料之組合。電子裝置130包括處理器131及儲存裝置132，但不限於此。於一實施例中，電子裝置130還包括輸入模組及輸出模組(圖未示)，以提供視覺及/或聽覺使用者介面，諸如顯示器、觸控式螢幕、投影、揚聲器、電話語音、鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、動態偵測、語音辨識等。於一實施例中，儲存裝置132適於儲存來自寵物呼吸監測裝置110的資料或訊號。於一實施例中，儲存裝置132適於儲存多個程式指令。其中，電子裝置130可為智慧型手機、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、工作站、伺服器、雲端伺服器等。其中，處理器131可為諸如電子裝置130的主要處理器或雲端伺服器的 處理單元。其中，儲存裝置132可為電子裝置中的記憶體或硬碟，例如快閃記憶體或其他種類的記憶體。其中，電子裝置訊號傳輸模組133配置為與監測裝置訊號傳輸模組113單向或雙向傳輸及/或發送及/或接收訊號或資料。於一實施例中，電子裝置訊號傳輸模組133配置為與第三方電子裝置或伺服器傳輸資料。電子裝置訊號傳輸模組133的有線或無線雙向傳輸方式可為但不限於乙太網路、通用序列匯流排、序列ATA、高畫質多媒體介面、PCI、PCIE、RS232及WIFI、藍芽、近場通訊、RFID、紅外線等。於一實施例中，電子裝置訊號傳輸模組133接收來自寵物呼吸監測裝置110的呼吸訊號，並透過處理器131基於呼吸訊號來產生與目標動物相關的呼吸狀態。

於一實施例中，呼吸感測模組112配置為透過電極120感測關聯於目標動物的阻抗訊號，透過發送電訊號諸如電壓、電流訊號，以感測目標動物呼吸時胸腔大小變化所造成阻抗變化之訊號差異，進而感測目標動物的呼吸表現，並產生基於阻抗訊號的呼吸訊號。藉由此基於阻抗訊號的呼吸訊號之頻率及振幅隨時間之關係，可以感測獲得寵物呼吸各種快、慢、深、淺之呼吸狀態態樣。於一實施例中，阻抗訊號可為時間對振幅之連續訊號。於一實施例中，感測寵物呼吸時胸腔內電流阻抗變化之取樣頻率為50Hz。

於一實施例中，呼吸感測模組112配置為根據動作感測模組111感測的動作訊號，以感測目標動物的呼吸表現進而產生呼吸訊號。於一實施例中，呼吸感測模組112配置為根據動作訊號來判斷開始或停止感測目標動物的呼吸表現，即根據動作訊號來判斷開始或停止產生呼吸訊號。於一實施例中，呼吸感測模組112配置為當動作訊號指示目標動物為靜止時開始感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，呼吸感測模組112配置為當動作訊號小於預設閾 值參數時開始感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，呼吸感測模組112配置為當動作訊號大於預設閾值參數時停止感測目標動物的呼吸表現。藉此，可以使呼吸感測模組112僅在目標動物為預先定義的靜止狀態時，才進行目標動物的呼吸表現的感測以及呼吸訊號的產生，達成節省裝置資源、省電、預先篩選去除不欲收集的非平靜狀態時的呼吸訊號之功效，亦可令呼吸感測模組112僅感測記錄目標動物平靜時的呼吸狀態，以及僅產生目標動物平靜時的呼吸訊號。同時，透過預設的閾值參數，可以根據不同寵物、不同寵物疾病態樣、不同需求設定不同的閾值參數以因應不同情狀來判斷寵物處於平靜或非平靜狀態，進而使後續判斷呼吸感測是否進行的標準保有彈性。

於一實施例中，監測裝置訊號傳輸模組113配置為傳輸動作訊號於電子裝置130，電子裝置130配置為根據動作訊號及呼吸訊號，以獲得呼吸狀態。於一實施例中，監測裝置訊號傳輸模組113配置為傳輸呼吸訊號及動作訊號於電子裝置130，使電子裝置130可同時根據目標動物的呼吸訊號及動作訊號，以獲得目標動物的呼吸狀態。於一實施例中，目標動物的呼吸訊號及動作訊號透過監測裝置訊號傳輸模組113實時傳輸於電子裝置130，電子裝置130根據動作訊號判斷目標動物處於平靜狀態或非平靜狀態，藉此根據目標動物是否處於平靜狀態，確定感興趣的呼吸訊號區間以及感興趣的呼吸訊號，進而可選擇性地獲得目標動物分別處於平靜狀態或非平靜狀態時的呼吸狀態及其記錄與統計資料。藉此，可以透過電子裝置130精準分析判斷所需的呼吸狀態資料，例如精準地篩選出目標動物處於平靜狀態時的呼吸狀態及其統計資料。

圖2顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測系統之架構方塊圖。本新型之另一態樣為一種寵物呼吸監測系統20，其包含寵物呼吸監測裝置 210、電極220及電子裝置230。與圖1所示之寵物呼吸監測系統10的差異主要在於，寵物呼吸監測裝置210包括動作感測模組211、呼吸感測模組212、監測裝置訊號傳輸模組213、處理器214以及儲存裝置215。其中，動作感測模組211、呼吸感測模組212及電極220的配置、連接關係及功能與動作感測模組111、呼吸感測模組112及電極120大致相同，於此不再贅述。透過將處理器214及儲存裝置215直接設置於寵物呼吸監測裝置210，可以使處理器214就近直接處理來自呼吸感測模組212的呼吸訊號，就近直接基於呼吸訊號來產生與目標動物相關的呼吸狀態，而無需將呼吸訊號或相關資料傳輸至另一相鄰或外部的電子裝置。

於一實施例中，儲存裝置215為記憶體或硬碟，例如快閃記憶體或其他種類的記憶體，並適於儲存來自動作感測模組211的動作訊號、來自呼吸感測模組212的呼吸訊號或相關運算資料，以供事後的存取或處理。於一實施例中，儲存裝置215適於儲存多個程式指令以供處理器214執行，進行呼吸訊號的處理及分析，或進行根據前述實施例整合呼吸訊號及動作訊號的處理及分析，以篩選獲得寵物處於平靜狀態時的呼吸狀態。

於一實施例中，寵物呼吸監測裝置210包括輸入模組及輸出模組(圖未示)，以提供視覺及/或聽覺使用者介面，諸如顯示器、觸控式螢幕、投影、揚聲器、電話語音、鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、動態偵測、語音辨識等，以供使用者直接操作寵物呼吸監測裝置210，並獲得寵物的呼吸狀態資訊。於一實施例中，電子裝置230包括如同電子裝置130的輸入模組及輸出模組(圖未示)，以提供視覺及/或聽覺使用者介面，諸如顯示器、觸控式螢幕、投影、揚聲器、電話語音、鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、動態偵測、語音辨識等。於一實施 例中，電子裝置230可為智慧型手機、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、工作站、伺服器、雲端伺服器等，透過監測裝置訊號傳輸模組213與電子裝置訊號傳輸模組233的有線或無線雙向傳輸，供使用者於不同場域、介面使用、操作、連線於寵物呼吸監測裝置210，並獲得寵物的呼吸狀態資訊。

圖3顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖。本新型之一態樣為一種寵物呼吸監測裝置300，其包含呼吸感測模組320以及監測裝置訊號傳輸模組330。呼吸感測模組320配置為感測目標動物的呼吸表現以產生呼吸訊號。於一實施例中，呼吸感測模組320配置為透過氣流偵測、位移偵測或電訊號偵測(諸如胸腔大小變化之阻抗變化偵測)，來進行目標動物的呼吸感測。於一實施例中，呼吸感測模組320透過附著於目標動物的外接電極或電極貼片，藉由電訊號感測目標動物由於呼吸時胸腔大小變化的電訊號差異來感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，外接的電極可以黏附、綁附或以其他外科手術方法附著於目標動物的胸腔外或胸腔處。於一實施例中，電極可透過例如寵物衣服的方式穿戴於目標動物身上。於一實施例中，電極可以有線或無線方式與寵物呼吸監測裝置電連接。於一實施例中，電極可以直接整合於寵物呼吸監測裝置300並與呼吸感測模組電連接。監測裝置訊號傳輸模組330配置為傳輸呼吸訊號，監測裝置訊號傳輸模組330的有線或無線雙向傳輸方式可為但不限於乙太網路、通用序列匯流排、序列ATA、高畫質多媒體介面、PCI、PCIE、RS232及WIFI、藍芽、近場通訊、RFID、紅外線等。於一實施例中，監測裝置訊號傳輸模組330可傳輸呼吸訊號於外界或其餘電子裝置。於一實施例中，監測裝置訊號傳輸模組330可傳輸呼吸訊號於其他資料儲存裝置諸如硬碟、記憶體、伺服器、雲端伺服器或多個前述可儲存資料之組合。

於一實施例中，呼吸感測模組320配置為透過電極感測關聯於目標動物的阻抗訊號，透過發送電訊號諸如電壓、電流訊號，以感測目標動物呼吸時胸腔大小變化所造成阻抗變化之訊號差異，進而感測目標動物的呼吸表現，並產生基於阻抗訊號的呼吸訊號。藉由此基於阻抗訊號的呼吸訊號之頻率及振幅隨時間之關係，可以感測獲得寵物呼吸各種快、慢、深、淺之呼吸狀態態樣。於一實施例中，阻抗訊號可為時間對振幅之連續訊號。於一實施例中，感測寵物呼吸時胸腔內電流阻抗變化之取樣頻率為50Hz。

圖4顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖。本新型之另一態樣為一種寵物呼吸監測裝置400，其包含呼吸感測模組420、監測裝置訊號傳輸模組430以及動作感測模組410。其中，呼吸感測模組420與監測裝置訊號傳輸模組430的配置與呼吸感測模組320與監測裝置訊號傳輸模組330大致相同。於一實施例中，寵物呼吸監測裝置400進一步透過動作感測模組410感測目標動物於三維空間中的動作並據此產生動作訊號，監測裝置訊號傳輸模組430配置為可實時傳輸呼吸訊號以及動作訊號於外界或其他電子裝置，以供外界或其他電子裝置能夠同時透過寵物呼吸監測裝置400獲得指示目標動物是否處於平靜狀態之動作訊號以及其對應的呼吸訊號。

於一實施例中，呼吸感測模組420配置為根據動作感測模組410感測的動作訊號，以感測目標動物的呼吸表現進而產生呼吸訊號。於一實施例中，呼吸感測模組420配置為根據動作訊號來判斷開始或停止感測目標動物的呼吸表現，即根據動作訊號來判斷開始或停止產生呼吸訊號。於一實施例中，呼吸感測模組420配置為當動作訊號指示目標動物為靜止時開始感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，呼吸感測模組420配置為當動作訊號小於預設閾 值參數時開始感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，呼吸感測模組420配置為當動作訊號大於預設閾值參數時停止感測目標動物的呼吸表現。藉此，可以使呼吸感測模組420僅在目標動物為預先定義的靜止狀態時，才進行目標動物的呼吸表現的感測以及呼吸訊號的產生，達成節省裝置資源、省電、預先篩選去除不欲收集的非平靜狀態時的呼吸訊號之功效，亦可令呼吸感測模組420僅感測記錄目標動物平靜時的呼吸狀態，以及僅產生目標動物平靜時的呼吸訊號。同時，透過預設的閾值參數，可以根據不同寵物、不同寵物疾病態樣、不同需求設定不同的閾值參數以因應不同情狀來判斷寵物處於平靜或非平靜狀態，進而使後續判斷呼吸感測是否進行的標準保有彈性。

圖5顯示本新型又一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖。本新型之又一態樣為一種寵物呼吸監測裝置500，其包含動作感測模組510、呼吸感測模組520、監測裝置訊號傳輸模組530以及電極模組560。其中，動作感測模組510、呼吸感測模組520及監測裝置訊號傳輸模組530的配置與動作感測模組410、呼吸感測模組420即監測裝置訊號傳輸模組430的配置大致相同。於一實施例中，寵物呼吸監測裝置500進一步包括整合於寵物呼吸監測裝置500並電連接於呼吸感測模組520的電極模組560。於一實施例中，電極模組560可整合設置於寵物呼吸監測裝置500的外表面，透過將設有電極模組560的一面設置於目標動物身上，例如以黏附、綁附等方式附著設置於目標動物的胸腔外部皮膚上，或是透過例如寵物衣服的方式穿戴於目標動物身上，即可將整合有動作感測模組510、呼吸感測模組520、監測裝置訊號傳輸模組530及電極模組560的寵物呼吸監測裝置500一體成型穿戴附著於目標動物身上，達成實時監測而不需其餘電極導線或電極機構。

圖6顯示本新型再一實施例中寵物呼吸監測裝置之架構方塊圖。本新型之再一態樣為一種寵物呼吸監測裝置600，其包含動作感測模組610、呼吸感測模組620、監測裝置訊號傳輸模組630、處理器640以及儲存裝置650。其中，動作感測模組610、呼吸感測模組620及監測裝置訊號傳輸模組630的配置與動作感測模組510、呼吸感測模組520及監測裝置訊號傳輸模組530的配置大致相同。於一實施例中，寵物呼吸監測裝置600進一步包括整合於寵物呼吸監測裝置600並電連接於動作感測模組610、呼吸感測模組620及監測裝置訊號傳輸模組630的處理器640與儲存裝置650。透過將處理器640及儲存裝置650直接設置於寵物呼吸監測裝置600，可以使處理器640就近直接處理來自呼吸感測模組620的呼吸訊號，就近直接基於呼吸訊號來產生與目標動物相關的呼吸狀態，而無需將呼吸訊號或相關資料傳輸至另一相鄰或外部的電子裝置。

於一實施例中，儲存裝置650為記憶體或硬碟，例如快閃記憶體或其他種類的記憶體，並適於儲存來自動作感測模組610的動作訊號、來自呼吸感測模組620的呼吸訊號或相關運算資料。於一實施例中，儲存裝置650適於儲存多個程式指令以供處理器640執行，以進行呼吸訊號的處理及分析，或進行根據前述實施例整合呼吸訊號及動作訊號的處理及分析，以篩選獲得寵物處於平靜狀態時的呼吸狀態。於一實施例中，寵物呼吸監測裝置600包括輸入模組及輸出模組(圖未示)，以提供視覺及/或聽覺使用者介面，諸如顯示器、觸控式螢幕、投影、揚聲器、電話語音、鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、動態偵測、語音辨識等，以供使用者直接操作寵物呼吸監測裝置600，並獲得寵物的呼吸狀態資訊。於一實施例中，透過監測裝置訊號傳輸模組630與外界的資訊傳輸，可 供使用者於不同場域、介面使用、操作、連線於寵物呼吸監測裝置600，並獲得寵物的呼吸狀態資訊。

於一實施例中，前述圖3至圖6所述之寵物呼吸監測裝置，可進一步整合溫度計、心電圖(ECG)、心率計等感測模組於前述之寵物呼吸監測裝置中，以提供多功能全方位的寵物健康照護之裝置及/或系統。

圖7顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖。參考圖7，本新型之一態樣提供寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置、外接電子裝置或電子裝置中的處理器所執行，並適於以多個程式指令的形式儲存於前述之儲存裝置中，以供前述實施例之寵物呼吸監測系統及/或寵物呼吸監測裝置來執行，以基於呼吸訊號，產生與目標動物相關的呼吸狀態，其方法具體可以透過如圖7所示之操作S710至操作S730來完成。其中，步驟編號僅為例示並未限制其運行順序。可執行所述寵物呼吸監測方法的電子裝置可為智慧型手機、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、工作站、伺服器、雲端伺服器等，電子裝置並可提供使用者介面供使用者操作，電子裝置亦可透過與其他電子裝置電訊傳輸以透過其他電子裝置間接執行本新型之寵物呼吸監測方法。電子裝置可包括輸出模組，可提供視覺顯示、聽覺聲音等，諸如顯示器、觸控式螢幕、投影、揚聲器、電話語音等。電子裝置可包括輸入模組，諸如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、動態偵測、語音辨識等。

在操作S710中，執行收集呼吸訊號的操作。於一實施例中，收集呼吸訊號的取樣頻率為50Hz。於一實施例中，收集的呼吸訊號來自於氣流偵測。於一實施例中，收集的呼吸訊號來自於動作或位移偵測。於一實施例中， 收集的呼吸訊號來自於電訊號偵測。於一實施例中，於一實施例中，收集的呼吸訊號來自於透過附著於目標動物的外接電極或電極貼片，藉由電訊號感測目標動物由於呼吸時胸腔大小變化的電訊號差異來感測目標動物的呼吸表現。於一實施例中，收集的呼吸訊號來自於透過電極感測關聯於目標動物的阻抗訊號，透過發送電訊號諸如電壓、電流訊號，以感測目標動物呼吸時胸腔大小變化所造成阻抗變化之訊號差異，進而感測目標動物的呼吸表現，並產生基於阻抗訊號的呼吸訊號，達成收集呼吸訊號的操作。藉由此基於阻抗訊號的呼吸訊號之頻率及振幅隨時間之關係，可以感測指示寵物呼吸各種快、慢、深、淺之呼吸狀態之呼吸訊號。於一實施例中，基於阻抗訊號的呼吸訊號可為時間對振幅之連續訊號。

在操作S720中，執行呼吸狀態運算操作。透過操作S710收集的呼吸訊號，將呼吸訊號隨時間及振幅作二維展開，可得呼吸訊號隨時間之振幅波形圖，透過振幅波峰波谷之波形特徵，可辨識呼吸訊號之振幅波形週期，並據此計算時間段T內的完整波形數C，即在一個時間段T的秒數內，有幾個完整的波形(波形可藉由量測波峰數量、波谷數量、與中線交叉點數量或完整波形數量來決定)。藉由前述所得之時間段T內的完整波形數C，可透過下列方程式(1)計算得每分鐘呼吸數(BRPM)：

其中，BRPM為每分鐘呼吸次數，T為時間段(秒)，C為時間段T內的完整波形數，其中T及C之關係可由電子裝置依據預先設定而決定。需注意的是，T跟C不需必為整數，例如當時間段T係由完整波形數C決定時，例如依 照五個波形的波峰來界定時間段T時，C例如為5，T例如可為8.5秒，則此時依照方程式(1)計算之BRPM示例為(60/8.5)*5=35.3(次呼吸/每分鐘)。因此，藉由方程式(1)計算之呼吸速率，相較於手摸胸腔計時量測呼吸次數的量測方法，本方法不會產生因為固定時間段(即時間段為整數)以及呼吸次數計數(即C為整數)造成的誤差及其誤差放大，可以達成精準感測呼吸速率及呼吸狀態之功效。於一實施例中，可調整BRPM計算結果輸出為整數或非整數。

在操作S730中，輸出呼吸狀態運算結果。於一實施例中，透過前述之寵物呼吸監測裝置、寵物呼吸監測系統或監測裝置訊號傳輸模組，可將運算所獲得之呼吸狀態運算結果輸出於儲存裝置、電子裝置、外部電子裝置、雲端伺服器、資料庫或其他使用者介面等，供使用者即時監測或事後存取呼吸狀態運算結果。

圖8顯示本新型另一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖。參考圖8，本新型之一態樣提供寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置、外接電子裝置或電子裝置中的處理器所執行，其方法具體可以透過如圖8所示之操作S810至操作S840來完成。其中，操作S810、操作S830至S840的詳細內容分別依序與圖7之操作S710、操作S720至S730基本相同。其中，步驟編號僅為例示並未限制其運行順序。

在操作S820中，針對所收集的呼吸訊號執行雜訊去除操作。於一實施例中，收集的呼吸訊號可能由於寵物毛皮、寵物時常劇烈動作、寵物皮膚鬆垮、感測裝置固定方式、環境、寵物呼吸頻率過快振幅過小等不良因素，導致感測訊號不良、感測器固定不佳，以及使所收集到的呼吸訊號具有雜訊過 大、位準漂移、訊雜比太差等問題。因此，透過操作S820針對所收集的呼吸訊號執行雜訊去除操作，以獲得在操作S830中較易辨識波形(及/或其波峰、波谷)以執行呼吸狀態運算的呼吸訊號。

圖9顯示本新型又一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之流程圖。參考圖9，本新型之又一態樣提供寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置、外接電子裝置或電子裝置中的處理器所執行，其方法具體可以透過如圖9所示之操作S910至操作S970來完成。其中，操作S910、操作S960至S970的詳細內容分別依序與圖7之操作S710、操作S720至S730基本相同。其中，步驟編號僅為例示並未限制其運行順序。

在操作S920中，執行放大呼吸訊號操作。於一實施例中，由於寵物體型較小或是寵物由於疾病而使呼吸幅度較小等種種因素，導致收集到的呼吸訊號的原始振幅亦較小，因此需對原始的呼吸訊號進行放大操作，以利於後續的訊號處理及分析。於一實施例中，放大倍率M介於2至30的範圍之間。於一實施例中，放大倍率M較佳為介於5至15的範圍之間。於一實施例中，將原始的呼吸訊號放大10倍，以適於後續的訊號處理及分析。

在操作S930中，執行拉直運算操作。於一實施例中，由於訊號的低頻干擾或是前述黏附於寵物的感測器訊號不良、感測器固定不佳導致電極接觸不佳、皮膚阻抗、寵物身體動作等因素，使收集到的原始的呼吸訊號容易存在有基線漂移的現象，因此需對原始的呼吸訊號進行拉直運算操作，即去除基線漂移的現象的操作。於一實施例中，透過計算一感興趣之資料窗格中的中 位數，並將其從資料窗格的中值去除以獲得去除基線漂移的訊號值。於一實施例中，感興趣之資料窗格為50個訊號值。

在操作S940中，執行平滑運算操作。於一實施例中，由於寵物身體的動作或是環境的雜訊影響，需要執行平滑運算操作以獲得較清晰的呼吸訊號以用於呼吸狀態運算操作。於一實施例中，透過移動平均演算法以執行原始的呼吸訊號的平滑運算操作。

在操作S950中，執行波形判斷操作。於一實施例中，當原始的呼吸訊號經過放大、基線拉直及平滑運算等操作後，需進一步針對處理後的呼吸訊號執行波形判斷操作，以偵測隨時間之振幅二維圖中的波形的波峰、波谷、中線交叉點等特徵，以判斷波形並辨識單位時間內的波形數。於一實施例中，透過移動窗格偵測區域最大值以偵測判定波形的波峰，以判定波形並辨識單位時間內的波形數。於一實施例中，所述移動窗格的大小係透過波形振幅與中線的交叉點距離來決定。

圖10顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之一細節流程圖。參考圖10，根據圖7至圖9的方法中所述之收集呼吸訊號操作，還可進一步包括S1010接收動作訊號之操作、S1020判斷動作為靜態之操作，以及S1030接收呼吸訊號之操作。

在操作S1010中，接收動作訊號。於一實施例中，動作訊號可接收自前述之動作感測模組。

在操作S1020中，判斷動作為靜態。於一實施例中，當來自於感測目標寵物的動作訊號小於預設閾值參數時，判斷目標動物之動作為靜態，即目標動物處於平靜狀態。於一實施例中，當來自於感測目標寵物的動作訊號大 於預設閾值參數時，判斷目標動物之動作為動態，即目標動物處於非平靜狀態。

在操作S1030中，接收呼吸訊號。於一實施例中，當判斷目標動物之動作為靜態時，即開始接收來自於目標動物的呼吸訊號。於一實施例中，當判斷目標動物之動作為動態時，即停止接收來自於目標動物的呼吸訊號。

藉此，可以僅在目標動物為預先定義的靜止狀態(平靜狀態)時，才進行目標動物的呼吸表現的感測以及呼吸訊號的接收，達成節省裝置資源、省電、預先篩選去除不欲收集的非平靜狀態時的呼吸訊號之功效，亦可僅感測接收記錄目標動物平靜時的呼吸狀態。同時，透過預設的閾值參數，可以根據不同寵物、不同寵物疾病態樣、不同需求設定不同的閾值參數以因應不同情狀來判斷寵物處於平靜或非平靜狀態，進而使後續判斷呼吸感測是否進行以及呼吸狀態的運算之標準保有彈性。

圖11顯示根據本新型一實施例中寵物呼吸監測系統中執行的寵物呼吸監測方法之另一細節流程圖。參考圖11，根據圖7至圖9的方法中所述之收集呼吸訊號操作，還可進一步包括操作S1110至操作S1160。

在操作S1110中，接收動作訊號。於一實施例中，動作訊號可接收自前述之動作感測模組。於一實施例中，動作訊號可包括三軸角速度及三維加速度之動作資料。

在操作S1120中，執行濾波運算操作。於一實施例中，由於原始的三軸角速度及三維加速度之動作資料易受雜訊干擾，透過執行卡爾曼濾波(Kalman filter)得到可供估計的動作參數值。

在操作S1130中，執行區間運算操作。於一實施例中，為了獲知特定時間點之動作為靜態或動態，採用N資料點區間法的窗格，如圖12A所示，透過收集計算感興趣的目標時間點之前N個資料點的時間區間窗格內的資料，藉此判斷在目標時間點時的動作是否為靜態。於一實施例中，動作訊號的取樣頻率為2Hz。於一實施例中，N為6，即取6個資料點，在取樣頻率為2Hz的示例中，N=6即代表取3秒鐘的時間區間窗格。

在操作S1140中，執行範數運算操作。於一實施例中，為了獲取前述經處理的動作訊號在空間中的值的大小及其標準差資訊，計算動作訊號於x,y,z三軸方向加速度的歐幾里得範數(Euclidean Norm)，並根據如下所示之方程式(2)計算其範數陣列(Norm array)：

其中，i為time index。接著，根據此範數陣列的標準差，來判斷動作為靜態或動態。

在操作S1150中，判斷動作為靜態。如圖12B所示，當其標準差小於預設之閾值參數時，則確定目標動物在所述感興趣的目標時間點為靜態。於一實施例中，當來自於感測目標寵物的動作訊號經前述操作處理後小於預設之閾值參數時，判斷目標動物在目標時間點之動作為靜態，即目標動物處於平靜狀態。

於一實施例中，判斷動作訊號是否為靜態之判斷方式，除前述操作S1140計算動作訊號於x,y,z三軸方向加速度的歐幾里得範數、其範數陣列 及其標準差之外，還可以透過計算動作訊號於於x,y,z三軸角加速度的歐幾里得範數、其範數陣列及其標準差，以作為判斷動作訊號是否代表靜態之計算參數。於一實施例中，亦可透過前述三軸方向加速度的歐幾里得範數陣列及其標準差與三軸角加速度的歐幾里得範數陣列及其標準差之組合，作為判斷動作訊號是否代表動作為靜態之參數，並與預設之閾值比較。

於一實施例中，判斷動作訊號是否為靜態之判斷方式，還可基於動作感測模組感測之x,y,z三軸加速度值及/或x,y,z三軸角加速度值及/或其組合，作為判斷動作訊號是否代表靜態之參數，並與預設之閾值比較。

於一實施例中，判斷動作訊號是否為靜態之判斷方式，可進一步結合前述三軸加速度範數陣列及其標準差、三軸角加速度範數陣列及其標準差、三軸加速度值以及三軸角加速度之組合，作為判斷動作訊號是否代表靜態之參數，並與預設之閾值比較。

於一實施例中，預設之閾值可進一步根據機器學習模型以獲得最佳化邊界，以更精確地確定區分動作訊號係代表動態或靜態。於一實施例中，利用SVM(Support Vector Machine)及RBF kernel(Radial Basis Function Kernel)並透過預定義之動態或靜態結果及其動作訊號資料、前述計算方式參數資料，以獲得最佳化邊界之閾值。

在操作S1160中，接收呼吸訊號。於一實施例中，當判斷目標動物在目標時間點之動作為靜態時，即接收來自於目標動物的呼吸訊號。藉此，可以僅在目標動物處在預先定義的平靜狀態時，才進行目標動物的呼吸訊號的接收，達成節省裝置資源、省電、預先篩選去除不欲收集的非平靜狀態時的呼吸訊號之功效。同時，透過預設的閾值參數，可以根據不同寵物、不同寵物疾 病態樣、不同需求設定不同的閾值參數以因應不同情狀來判斷寵物處於平靜或非平靜狀態，進而使後續判斷呼吸感測是否進行以及呼吸狀態的運算之標準保有彈性。

本新型之另一態樣為一種適於寵物呼吸監測的非暫態電子裝置可讀取媒體，其儲存多個程式指令，使電子裝置於執行程式指令後，能夠執行所述寵物呼吸監測方法的操作。

本新型之再一態樣為一種適於寵物呼吸監測的電腦程式產品，經由電腦載入後執行，能夠執行所述寵物呼吸監測方法的操作。

圖13顯示本新型一實施例中之寵物呼吸監測方法流程圖。參考圖13，本新型之一態樣提供寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置所執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的非暫態電子裝置可讀取媒體以供電子裝置執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的電腦程式產品以供電腦載入後執行。所述方法具體可以透過如圖13所示之操作S1310至操作S1330來完成。其中，操作S1310至操作S1330的詳細內容分別依序與圖7之操作S710至操作S730基本相同。

圖14顯示本新型另一實施例中之寵物呼吸監測方法流程圖。參考圖14，本新型之一態樣提供寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置所執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的非暫態電子裝置可讀取媒體以供電子裝置執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的電腦程式產品以供電腦載入後執行。所述方法具體可以透過如圖14所示之操作S1410至操作S1440來完成。其中，操作S1410至操作S1440的詳細內容分別依序與圖8之操作S810至操作S840基本相同。

圖15顯示本新型又一實施例中之寵物呼吸監測方法流程圖。參考圖15，本新型之一態樣提供寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置所執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的非暫態電子裝置可讀取媒體以供電子裝置執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的電腦程式產品以供電腦載入後執行。所述方法具體可以透過如圖15所示之操作S1510至操作S1570完成。其中，操作S1510至操作S1570的詳細內容分別依序與圖9之操作S910至操作S970基本相同。

圖16顯示本新型再一實施例中之寵物呼吸監測方法流程圖。參考圖16，本新型之一態樣提供寵物呼吸監測方法，適於供前述圖1至圖6之實施例中之電子裝置所執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的非暫態電子裝置可讀取媒體以供電子裝置執行，並適於儲存於適於寵物呼吸監測的電腦程式產品以供電腦載入後執行。所述方法具體可以透過如圖16所示之操作S1610至操作S1690完成。

在操作S1610中，接收呼吸資料。於一實施例中，以50Hz的取樣頻率接收來自感測目標動物的呼吸訊號。於一實施例中，每次接收一個呼吸資料值並將其佇列儲存於緩衝區或緩衝記憶體中，直到接收到50個資料值進行後續操作。

在操作S1620中，判斷呼吸資料數量是否大於第一標準。於一實施例中，第一標準為50個資料值。當接收超過第一標準(例如50個)的呼吸資料值(即在50Hz取樣下為超過1秒)後，判斷具有足夠資料進行後續操作。

在操作S1630中，放大呼吸資料。於一實施例中，由於小型寵物或患病寵物呼吸振幅較淺等因素，接收到的呼吸資料振幅可能過小而無法進行 資料處理操作，因此，首先將呼吸資料進行放大操作，使其具有足夠的振幅。於一實施例中，放大倍率M介於2至30的範圍之間。於一實施例中，放大倍率M較佳為介於5至15的範圍之間。於一實施例中，將原始的呼吸資料放大10倍，以適於後續的訊號處理及分析。

在操作S1640中，將呼吸資料進行基線漂移去除。於一實施例中，計算資料窗格的中位數並將其從資料窗格的中值去除以獲得基線漂移去除的呼吸資料。於一實施例中，資料窗格的資料數為50個資料值。

在操作S1650中，判斷呼吸資料數量是否大於第二標準。於一實施例中，第二標準為1000個資料值。當接收超過第二標準(例如1000個)的呼吸資料值(即在50Hz取樣下為超過20秒)後，判斷具有足夠資料進行後續操作。

在操作S1660中，將第一預定區間內的呼吸資料進行平滑化。於一實施例中，由於寵物的身體動作或是環境雜訊等影響，需要對呼吸資料進行平滑化以獲得足以計算呼吸速率的清晰呼吸資料。如圖17所示，圖17為一實施例之資料平滑化方法示意圖。每一正方黑格代表待處理的寵物呼吸資料振幅值，第一平均格代表目前的平均濾波資料窗格，第二平均格代表下一個平均濾波資料窗格。於一實施例中，採用移動資料窗格平均方法。如果17所示，具有n格資料尺寸的移動資料窗格在資料振幅值陣列上由左至右移動，並計算每一個時點的濾波資料窗格的平均值。接著，提供每一個時點的平滑化後平均平均值。

於一實施例中，根據濾波窗格的尺寸為奇數或偶數，具有不同的操作方式，當資料窗格尺寸為奇數時如方程式(3)所示，當資料窗格尺寸為偶數時如方程式(4)所示： l _start =i-(n-1)/2,l _end =i+(n-1)/2-(3)

l _start =i-n/2,l _end =i+n/2-1-(4)

其中i為待處理的資料位置，n為平均濾波的尺寸。於一實施例中，設定n=50，並限制l_start大於等於1且l_end小於等於N，以避免位置超出其範圍，其中N為待處理資料點的數量。

需注意的是，基於移動平均窗格的資料平滑化操作非常消耗時間，因此為了增加整個流程的速度，提供一種效率的方法同時能夠獲得平滑化的資料以及精準的呼吸速率。首先，降低待處理資料的數量，即使用20秒的呼吸振幅值(即在50Hz取樣頻率下為1000個資料點)取代60秒的呼吸振幅值(即在50Hz取樣頻率下為3000個資料點)，以獲得可信賴但即時的每分鐘呼吸速率值。所述20秒的資料值被置入1000個資料格的緩衝區並能以高速處理。所述20秒的資料值在內建的緩衝區以下步驟處理：

步驟1：設定目前在緩衝區中處理的位置為l_current=1，隨後透過上述方程式(3)及(4)取得濾波窗格的起始位置l_start及結束位置l_end。接著，透過濾波窗格計算所有值的總和，並以S表示，以及將預總和設定為S_pre=S，並預值V_pre=Buffer[l_start]。

步驟2：一次將l_current增加1直到l_current大於N，開始在接續的位置加速濾波程序。如果l_start=1，則設定label=1；如果l_end=N，則設定label=2，否則設定label=0。一旦設定了label，即可以藉由濾波窗格計算值的總和如下方程式(5)所示：

步驟3：最後，藉由計算V_smoothed=S/size，可以獲得緩衝區中每個位置中的平滑化資料值，其中size為使用於每個位置的濾波窗格的尺寸。

相較於傳統平滑化方法所需消耗的時間為O(n x m)，本新型提供之平滑化操作方法所需消耗的時間為O(n)，其中n為待處理的資料數，m為濾波窗格的尺寸。

在操作S1670中，確定呼吸資料的波形特徵。在一實施例中，在呼吸資料經過前述基線漂移去除以及平滑化操作後，接著開始尋找待處理資料的波形的波峰。最簡單的方法是透過移動窗格從資料波形的左到右找出所有波形中區域最大值的波峰。然而若採用固定的移動窗格大小，將很難定義所述移動窗格的大小，因為在不同的資料頻率中若採用固定的移動窗格大小容易導致錯誤的結果。例如如圖18A及圖18B所示，圖18A具有較低的資料頻率，圖18B具有較高的資料頻率，若採用相同大小的移動窗格偵測圖18A及圖18B的區域最大值，在圖18B的情況可能會因為移動窗格尺寸太大，而將兩個波峰判斷為一個波峰，進而導致錯誤判斷的結果。為了避免此問題，本新型提供一種移動窗格自調整尺寸的演算法，以正確偵測資料波形中的區域最大值及區域最小值。所述方法之步驟如下所示：

步驟1：透過計算振幅的平均值，找出20秒的呼吸資料的中線，隨後以其平均值為y軸繪製一條直線與資料的波形曲線相交，如圖18A及圖18B所示。

步驟2：找出自調整窗格以偵測呼吸資料的波峰及波谷，由於透過步驟1的中線交點已經得到所考慮的20秒資料中的呼吸波形數量。最簡單的 方式即為計算波形曲線與所繪中線的交叉點數量，如圖18A所示，四個圓圈點即為波形曲線與所繪中線的交叉點。

步驟3：計算每一個交叉點間的距離以作為自調整窗格的基準(所述基準係指窗格尺寸的一半)。此外，為了避免基準過大或過小，於一實施例中設定基準介於25至50格之間。

步驟4：利用自調整移動窗格，找出待確定波形的區域最大值及區域最小值。

步驟5：檢查待確定波形中所獲得的波峰及波谷，若其高度差小於預設的高度閾值，則會被刪除。

步驟6：提供確定波形特徵後的預訂波峰位置作為偵測之確定結果，如圖18A之星號所示。

需注意的是，在步驟4中，部分存在兩個或多個波峰(或波谷)在同一個呼吸資料波形中非常接近的情況，亦或是波峰(或波谷)端非常平坦的情況，均會導致錯誤的波形判斷，如圖19A的Z1方框以及圖19B所示。消除這樣重複偵測同為區域最大值的波峰的方法為檢查每個待確定波峰附近的更多資料點。參考圖19B，圖19B中的兩個圓點均為區域最大值，因此，透過前述的方法將會偵測出兩個波峰。然而，一旦將周遭的資料點納入考量，可以判斷出左側圓點的高度大於右側圓點的高度，據此刪除高度較小的右側圓點，最終的結果如圖19C所示，重複判斷的波峰被刪除校正後，因而獲得更加準確的波形特徵確定結果。

在操作S1680中，根據呼吸資料波形特徵，確定呼吸狀態。藉由前述操作確定呼吸資料的波形特徵後，可以獲得每一呼吸波形的波峰位置如圖 19C所示，透過結合如圖18A所示之計算時間段內的完整波形數，即在數個完整的波形(由前述操作確定的波峰位置，即例如星號處)之間經過多少時間T。則可透過下列方程式(6)計算得每分鐘呼吸數(BRPM)：

其中，BRPM為每分鐘呼吸次數，T為第一個波峰與最後一個波峰的時間間隔(秒)，PeakCount為時間區間內的波峰數，SampleingRate為呼吸資料的取樣頻率或接收頻率，60代表一分鐘內的60秒。由於本方法係根據確定波形的波峰以確定波形數，因此T為以波峰位置而定的時間間隔而不需為整數。因此，藉由方程式(6)計算之呼吸速率，相較於手摸胸腔計時量測呼吸次數的量測方法，本方法不會產生因為固定時間段(即時間段為整數)以及呼吸次數計數(即C為整數)造成的誤差及其誤差放大，可以達成精準感測呼吸速率及呼吸狀態之功效。

本新型之又一態樣為一種適於寵物呼吸監測的使用者圖形化介面，適於在前述之電子裝置上執行，以提供使用者隨時、實時獲知寵物呼吸監測之資訊。

圖20顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面之示意圖。如圖20所示，寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面2000包含第一裝置2010，其包括第一裝置資訊、裝置控制面板、第一參數指標至第四參數指標，並且不以此例示為限。於一實施例中，寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面2000可再包含第二裝置2020，並且裝置介面數不以此例示為限。於一實施例中，第一參數指標示例為心跳(BPM)、第二參數指標示例為呼吸 (BRPM)、第三參數指標示例為溫度(℃)、第四參數指標示例為心電圖(ECG)，並不以此示例為限。於一實施例中，寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面2000可整合於前述之寵物呼吸監測方法及/或整合於前述適於寵物呼吸監測的非暫態電子裝置可讀取媒體及/或適於寵物呼吸監測的電腦程式產品。於一實施例中，第一裝置資訊顯示對應目標動物的姓名、病歷號碼、裝置電量、連接狀態等。

圖21顯示本新型一實施例中寵物呼吸監測系統之寵物呼吸監測裝置及電極示意圖。如圖21所示，電極模組2100包括電極貼片2101、電極2102以及連接件2103。其中電極貼片2101配置為黏附於目標動物的皮膚，電極2102配置為傳輸電訊號及感測目標動物的阻抗訊號及其變化，連接件2103配置為將寵物呼吸監測裝置2104連接固定於電極模組2100。於一實施例中，連接件2103配置為提供寵物呼吸監測裝置2104的連接固定，其材料亦具電傳導性供電訊號傳輸。

於一實施例中，本新型還提供寵物呼吸監測裝置之安裝流程步驟如下：

步驟1：剔除目標動物心臟、胸腔處的皮毛。

步驟2：設置寵物呼吸監測裝置於電極貼片上，利用膠及/或繃帶及/或穿戴裝置(例如寵物衣服)等，固定寵物呼吸監測裝置。

步驟3：設置寵物呼吸監測裝置及電極貼片於目標動物胸腔處。於一實施例中，依據寵物呼吸監測裝置的感測器特性決定其設置方向。

步驟4：透過寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面與裝置進行電連接。於一實施例中，透過APP及藍芽傳輸與寵物呼吸監測裝置電連接。於 一實施例中，可在使用者圖形化介面輸入寵物的基本資料，諸如名字、身高、體重、病歷號碼等。

步驟5：確認寵物呼吸監測裝置的顯示模組之指示訊號，確認其正確連接。

步驟6：透過寵物呼吸監測系統之使用者圖形化介面實時監測目標動物的呼吸狀態及/或其他生理健康指標。於一實施例中，包括心跳、呼吸、溫度及心電圖。

藉由本新型之寵物呼吸監測系統及寵物呼吸監測裝置，透過黏附、穿戴於目標動物的寵物呼吸監測裝置及/或電極，能夠監測目標動物的呼吸狀態並據此精準獲得呼吸速率、呼吸振幅等呼吸狀態參數。此外，根據感測目標動物的動作，可以判斷目標動物處於動態狀態或是處於平靜狀態，進而挑選記錄呼吸狀態的時段，或據此篩選出目標動物處於平靜狀態的呼吸狀態，達成監測寵物於平靜狀態時呼吸狀態之功效，以能夠真實記錄反映出寵物生病時病徵的平靜呼吸狀態。此外，透過黏附、穿戴於目標動物的寵物呼吸監測裝置，可以隨時監控寵物的呼吸狀態，進而排除人工手摸胸腔量測寵物呼吸造成的誤差放大及時間、空間的侷限性；透過可傳輸訊號於外界的寵物呼吸監測裝置，飼主及獸醫均可透過電子裝置或雲端隨時了解、監測、記錄、觀察寵物的呼吸狀態，達成全方位且不受空間限制的寵物醫療診斷照護；透過黏附、穿戴於目標動物的寵物呼吸監測裝置亦可使寵物呼吸監測應用於飼主端的居家環境、醫療院所等各場域，而不受需額外大型、專業儀器的限制；透過前述輸出呼吸狀態運算結果之方法步驟，相較於人工手摸胸腔量測寵物呼吸，亦可提升寵物呼吸感測的精準度。

本新型在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，實施例僅用於描繪本新型，而不應解讀為限制本新型之範圍。應注意的是，舉凡與實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本新型之範疇內，並所附請求項之範圍應採最廣義解釋，以將所有諸如修改、相似的安排以及流程等包含於其中。

10:寵物呼吸監測系統

110:寵物呼吸監測裝置

111:動作感測模組

112:呼吸感測模組

113:監測裝置訊號傳輸模組

120:電極

130:電子裝置

131:處理器

132:儲存裝置

133:電子裝置訊號傳輸模組

Claims (18)

1. 一種寵物呼吸監測系統，包含：一寵物呼吸監測裝置，其包括：一動作感測模組，配置為感測一目標動物的動作，以產生一動作訊號，一呼吸感測模組，配置為感測該目標動物的呼吸表現，以產生一呼吸訊號，一監測裝置訊號傳輸模組，配置為傳輸該呼吸訊號，一電極，電連接於該寵物呼吸監測裝置，該電極適於附著於該目標動物；以及一電子裝置，其包括：一處理器，配置為基於該呼吸訊號，產生與該目標動物相關的一呼吸狀態，一儲存裝置，一電子裝置訊號傳輸模組，配置為電連接於該寵物呼吸監測裝置，以接收該呼吸訊號。
2. 如請求項1所述之寵物呼吸監測系統，其中，該呼吸感測模組配置為透過該電極感測關聯於該目標動物的一阻抗訊號，以感測該目標動物的呼吸表現，並產生基於該阻抗訊號的該呼吸訊號。
3. 如請求項1所述之寵物呼吸監測系統，其中，該呼吸感測模組配置為根據該動作訊號，以感測該目標動物的呼吸表現。
4. 如請求項1所述之寵物呼吸監測系統，其中，該監測裝置訊號傳輸模組配置為傳輸該動作訊號於該電子裝置，該電子裝置配置為根據該動作訊號及該呼吸訊號，以獲得該呼吸狀態。
5. 如請求項1所述之寵物呼吸監測系統，其中，該儲存裝置配置為儲存多個程式指令，並配置為由該處理器執行該多個程式指令，以基於該呼吸訊號，產生與該目標動物相關的該呼吸狀態，該處理器於執行該多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集該呼吸訊號；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。
6. 如請求項1所述之寵物呼吸監測系統，其中，該儲存裝置配置為儲存多個程式指令，並配置為由該處理器執行該多個程式指令，以基於該呼吸訊號，產生與該目標動物相關的該呼吸狀態，該處理器於執行該多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集該呼吸訊號；放大該呼吸訊號；執行一拉直運算操作；執行一平滑運算操作；執行一波形判斷操作；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。
7. 如請求項6所述之寵物呼吸監測系統，其中，收集該呼吸訊號的步驟還包括：接收該動作訊號；判斷該目標動物是否為靜態；以及接收呼吸訊號。
8. 如請求項1至7中任一項所述之寵物呼吸監測系統，其中，該呼吸狀態包括一呼吸速率資訊及一呼吸振幅資訊。
9. 一種寵物呼吸監測裝置，包含：一呼吸感測模組，配置為感測一目標動物的呼吸表現，以產生一呼吸訊號；以及一監測裝置訊號傳輸模組，電連接於該呼吸感測模組，該監測裝置訊號傳輸模組配置為傳輸該呼吸訊號於外界。
10. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，其中，該呼吸感測模組配置為透過感測關聯於該目標動物的一阻抗訊號，以感測該目標動物的呼吸表現，並產生基於該阻抗訊號的該呼吸訊號。
11. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一動作感測模組，電連接於該呼吸感測模組，該動作感測模組配置為感測該目標動物的動作，以產生一動作訊號，其中，該監測裝置訊號傳輸模組還配置為傳輸該動作訊號於外界。
12. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，還包含： 一動作感測模組，電連接於該呼吸感測模組，該動作感測模組配置為感測該目標動物的動作，以產生一動作訊號，其中，該呼吸感測模組配置為根據該動作訊號，以感測該目標動物的呼吸表現。
13. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一電極模組，電連接於該呼吸感測模組，該電極模組配置為電連接於該目標動物。
14. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器，電連接於該呼吸感測模組，該處理器配置為基於該呼吸訊號，產生與該目標動物相關的一呼吸狀態；以及一儲存裝置，電連接於該處理器。
15. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器；以及一儲存裝置，電連接於該處理器，該儲存裝置儲存多個程式指令，該處理器於執行該多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集該呼吸訊號；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。
16. 如請求項9所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器；以及 一儲存裝置，電連接於該處理器，該儲存裝置儲存多個程式指令，該處理器於執行該多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集該呼吸訊號；放大該呼吸訊號；執行一拉直運算操作；執行一平滑運算操作；執行一波形判斷操作；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果。
17. 如請求項12所述之寵物呼吸監測裝置，還包含：一處理器；以及一儲存裝置，電連接於該處理器，該儲存裝置儲存多個程式指令，該處理器於執行該多個程式指令後，能夠執行以下步驟：收集該呼吸訊號；放大該呼吸訊號；執行一拉直運算操作；執行一平滑運算操作；執行一波形判斷操作；執行一呼吸狀態運算操作；以及輸出一呼吸狀態運算結果， 其中，收集該呼吸訊號的步驟還包括：接收該動作訊號；判斷該目標動物是否為靜態；以及接收呼吸訊號。
18. 如請求項9至17中任一項所述之寵物呼吸監測裝置，其中，該呼吸訊號包括一呼吸速率資訊及一呼吸振幅資訊。

Images