CN105266793A - 具有微机电动作感测功能的心律分析装置及心律分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有微机电动作感测功能的心律分析装置及心律分析方法，其是用以自一受测者的一身体特定部位检测一脉波信号及一动作信号，将脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，以计算及分析一心律信息，并分析动作信号且整合心律信息以取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息，本发明实施例的具有微机电动作感测功能的心律分析装置及心律分析方法可提供使用者、家属或专业医护人员关于受测者的即时心脏状况。

Description

具有微机电动作感测功能的心律分析装置及心律分析方法

技术领域

本发明是有关一种心律分析技术，特别是指一种可分析睡眠、运动或休息时的心律信息的心律分析装置及心律分析方法。

背景技术

随着社会逐渐迈入高龄化及少子化，老人社区的规划以及实施已是当前社区发展的一项重要目标。医院护理人力短缺、交班换班时的忙碌所造成病人生理值监测及记录错误、手工转誊生理值记录，自动化生理值及心律分析的医疗装置将可改善这些问题。在医院以及老人社区的健康照护方面，除了小型电子医疗器材模块可提供血压、心跳等基本生理值信号，更需要有一套更完善的生理值监测系统。

又，由于一般小型电子医疗器材具有操作容易及携带方便的优点，故目前在各大医院、诊所及居家照护中心已经相当普遍，但并无心脏频谱监测的功能，更无法进一步计算心律不整信息，对于特殊急需照护的病患或老人社区内要特别看护的老人，无法利用一般小型电子医疗器材针对心脏状况进行每日定时的监测，如需监测心脏状况时，需根据医师诊断并至大医院进行进一步精密仪器测量。

有鉴于此，因而发展出一种操作方便且具有计算及分析心律功能的具有微机电(MEMS)动作感测功能的心律分析装置，以提供病人、老人及一般使用者可每日即时监测生理值以及心脏状况，进而获得帮助。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有计算及分析心律功能的具有MEMS动作感测功能的心律分析装置，可具有原生理值测量功能及心脏频谱运算的功能，以依据心脏频谱信息分析心律信息，并同时分析一动作信号，进而取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息。此心律分析装置可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供适合的帮助。

本发明目的之一是提出一种心律分析方法，藉以依据脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，以依据心脏频谱信息分析心律信息，并分析一动作信号，进而取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息。

本发明的目的之一是提供一种具有计算及分析心律功能的具有MEMS动作感测功能的心律分析装置，以便经由每天由照护者进行生理值监测时，根据所使用的医疗器材监测受测者的心跳、血压、血氧、心电图或心脏频谱等生理值信号，让照护者能每天追踪记录受测者的健康状况。

为了达到上述目的，本发明一实施例的具有MEMS动作感测功能的心律分析装置，用以自一受测者的一身体特定部位检测一脉波信号及一动作信号而进行分析一心律信息，该具有MEMS动作感测功能的心律分析装置包含：一第一检测单元，用以检测一受测者的一身体特定部位处于一定时间内的脉波信号以及心跳数；一MEMS动作感测单元，用以检测受测者的一动作信号，动作信号可为睡眠时的一睡眠信号或运动时的一运动信号；以及一运算处理单元，连接于第一检测单元以及MEMS动作感测单元，运算处理单元对脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，依据心脏频谱信息分析一心律信息，运算处理单元并分析动作信号且整合心律信息，以取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息；其中运算处理单元亦可依照脉波信号的频率变化分析一心律信息，其原理为判断单位时间内的脉波次数改变量是否大于特定值。又睡眠心律信息可包含一浅睡心律信息及一熟睡心律信息。

其中，该MEMS动作感测单元为陀螺仪模块、加速度计模块、磁力计模块或以上的组合，具有动作追踪与相对方位追踪的功能。

其中，第一检测单元为一血氧测量模块、一心跳测量模块、一血压测量模块、一心电测量模块或以上的组合。

其中，更包含一第二检测单元连接于该运算处理单元，其中该第二检测单元为一呼吸测量模块、一体温测量模块、一人体湿度测量模块、一人体阻抗测量模块或以上的组合，可检测不同人体参数值。

其中，运算处理单元分析脉波信号与睡眠信号，可分析受测者熟睡及浅睡的血氧、心跳、血压或心电信号，提前预警睡眠猝死的发生。

其中，运算处理单元分析脉波信号与运动信号，可分析受测者运动时的血氧、心跳、血压或心电信号，并进一步进行卡路里计算、运动伤害分析或复健分析。

其中，运算处理单元将脉波信号进行频谱转换，以取得心脏频谱信息，并依一预定基准将心脏频谱信息予以正规化，以得到一正规频谱信息，之后依据该正规频谱信息计算一心律不整信息。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置更包含一显示单元，连接于运算处理单元，用以显示脉波信号、心跳数、睡眠信号、运动信号、心脏频谱信息、熟睡心律信息、浅睡心律信息、运动心律信息以及休息心律信息其中至少之一。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置更包含一无线传输单元连接于运算处理单元，用于将脉波信号、心跳数、睡眠信号、运动信号、心脏频谱信息、熟睡心律信息、浅睡心律信息、运动心律信息以及休息心律信息其中至少之一无线传输至一数据库。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置更包含一电源单元连接于第一检测单元、MEMS动作感测单元以及运算处理单元，用于提供电力，并具有无线充电功能。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置更包含一定位单元连接于运算处理单元，用于定位受测者并取得一位置信息，定位单元可通过全球定位系统、手机网络系统或以上的组合进行定位。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置更包含一移动存储单元连接于该运算处理单元，可暂存数据，并可取下安装于一外部电子装置以进行数据传输。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置为单一具有MEMS及心律分析的医疗装置或是多功能病人监视系统。

其中，具有MEMS动作感测功能的心律分析装置为一可携式或穿戴式医疗装置。

本发明又一实施例的具有MEMS动作感测功能的心律分析装置与一外部电子装置电连接以组成一具有MEMS及心律分析的医疗系统，外部电子装置对脉波信号进行数据处理、显示及运算一心脏频谱图，并计算一心律信息。其中，外部电子装置将脉波信号进行频谱转换，以取得心脏频谱信息，并依一预定基准将心脏频谱信息予以正规化，以得到一正规频谱信息，而后依据正规频谱信息计算一心律信息。

其中，外部电子装置可为台式计算机或笔记本电脑；或者，外部电子装置亦可为智能手机或PDA。

其中，具有MEMS及心律分析的医疗装置为单一具有MEMS及心律分析的医疗装置或是多功能病人监视系统。

本发明又一实施例的一种心律分析方法，用以自一受测者的一身体特定部位检测一脉波信号及一动作信号而进行分析一心律信息，心律分析方法包括下述步骤：将脉波信号进行频谱转换，以取得一心脏频谱信息；检测受测者的动作信号，动作信号可为睡眠时的一睡眠信号或运动时的一运动信号；将脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，依据心脏频谱信息分析心律信息；以及分析睡眠信号或运动信号且取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息。

底下通过具体实施例配合所附的图示详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1所示为本发明一实施例具有微机电动作感测功能的心律分析装置的方块示意图；

图2所示为本发明又一实施例具有微机电动作感测功能的心律分析装置的方块示意图；

图3所示为本发明一实施例心律分析方法的流程示意图。

附图标记

10心律分析装置

11第一检测单元

12MEMS动作感测单元

13运算处理单元

14电源单元

15第二检测单元

16无线传输单元

17定位单元

18显示单元

19移动存储单元

20外部电子装置

S50,S52,S54,S56步骤

具体实施方式

请参考图1，一种具有微机电动作感测功能的心律分析装置10，用以自一受测者的一身体特定部位检测一脉波信号及一动作信号而进行分析各种状态下的心律信息，心律分析装置10包含：一第一检测单元11，用以检测身体特定部位处于一定时间内的脉波信号以及一心跳数；一微机电(MEMS)动作感测单元12，用以检测受测者的动作信号，动作信号可为睡眠时的一睡眠信号或运动时的一运动信号；以及一运算处理单元13，连接于第一检测单元11以及MEMS动作感测单元12，用以将脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，并依据心脏频谱信息分析心律信息，运算处理单元13并分析睡眠信号或运动信号且整合心律信息，以取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息；其中心律信息的分析亦可依照脉波信号的频率变化进行判断，例如判断单位时间内的脉波次数改变量是否大于特定值。

其中，该MEMS动作感测单元12为陀螺仪模块、加速度计模块、磁力计模块或以上的组合，具有动作追踪与相对方位追踪的功能。MEMS动作感测单元12依据受测者的身体动作、呼吸动作、动作频率、动作周期、位置变化、加速度变化等参数，分析受测者所处的状态为一睡眠状态或一运动状态，其中睡眠状态又可分成一熟睡状态与一浅睡状态，运动状态亦包含一休息状态；因此运算处理单元13可经由同步监测并分析心律信息以及动作信号，进而分析一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息。

接续上述说明，第一检测单元11可为一血氧测量模块、一心跳测量模块、一血压测量模块、一心电测量模块或以上的组合。当第一检测单元11为一血氧测量模块时，包含一指部感应器、趾部感应器、手掌感应器、脚掌感应器、耳部感应器、头部感应器或是皮肤感应器，其包含一发射部及一接收部，平行排列或是定位于身体待测部位的两相对侧，通过发射部发射一光信号至身体特定部位，且接收通过身体特定部位的光信号，以检测脉波信号，其中是利用反射或是直射方式，以发射及接收光信号，且光信号为绿光、红光、红外线或远红外线。

如图1所示，心律分析装置10更包含一第二检测单元15连接于运算处理单元13，第二检测单元15可为一呼吸测量模块、一体温测量模块、一人体湿度测量模块、一人体阻抗测量模块或以上的组合，用以检测不同人体参数值。

在心律分析装置10中，运算处理单元13分析脉波信号与睡眠信号，可分析受测者熟睡及浅睡的血氧、心跳、血压或心电信号，提前预警睡眠猝死的发生。抑或运算处理单元13分析脉波信号与运动信号，可分析受测者运动时的血氧、心跳、血压或心电信号，并进一步进行卡路里计算、运动伤害分析或复健分析。

其中，运算处理单元13是将脉波信号进行频谱转换，以取得心脏频谱信息，并依一预定基准将心脏频谱信息予以正规化，以得到一正规频谱信息，之后依据正规频谱信息计算一心律不整信息。其中，心脏频谱为量测一人体的心脏脉动信号，并将心脏脉动信号转换为频谱图，频域转换是采用快速傅立叶转换(fastFouriertransform，FFT)演算法，此频谱图一般具有3到5个主频率波形，第一个主频率波形顶点为人体的心脏跳动频率，正常状况在主频率波形外并无其他波形(心脏噪声指数等于0)，若在主频率波形外，尚出现多个杂乱频率波形(心脏噪声指数大于0)，则此人体的心脏状况为不规则脉动状态，视为心脏状况异常，因此心脏频谱图及心脏噪声指数可用来判读心脏状况。

接续上述说明，心律分析装置10更包含一显示单元18，连接于运算处理单元13，用以显示脉波信号、心跳数、睡眠信号、运动信号、心脏频谱信息、熟睡心律信息、浅睡心律信息、运动心律信息以及休息心律信息其中至少之一。

心律分析装置10更包含一无线传输单元16连接于运算处理单元13，用于将脉波信号、心跳数、睡眠信号、运动信号、心脏频谱信息、熟睡心律信息、浅睡心律信息、运动心律信息以及休息心律信息其中至少之一无线传输至一数据库。

心律分析装置10更包含一电源单元14连接于检测单元11、MEMS动作感测单元12以及运算处理单元13，用于提供电力，并具有无线充电功能。

心律分析装置10更包含一定位单元17连接于运算处理单元13，用于定位受测者并取得一位置信息；定位单元17可通过全球定位系统、手机网络系统或以上的组合进行定位。

心律分析装置10更包含一移动存储单元19连接于运算处理单元13，可暂存数据，并可取下安装于一外部电子装置以进行数据传输。

其中，心律分析装置10为单一具有MEMS及心律分析的医疗装置或是多功能病人监视系统；或者，心律分析装置10为一便携式或穿戴式医疗装置。

图2所示为本发明又一实施例具有微机电动作感测功能的心律分析装置的方块示意图。其中心律分析装置10包含一第一检测单元11及一MEMS动作感测单元12，第一检测单元11用以检测身体特定部位处于一定时间内的脉波信号以及一心跳数；MEMS动作感测单元12用以检测受测者的动作信号，动作信号可为睡眠时的一睡眠信号或运动时的一运动信号；心律分析装置10并与一外部电子装置20电连接以组成一具有MEMS及心律分析的医疗系统，利用外部电子装置20对脉波信号进行数据处理、显示及运算一心脏频谱图，并计算一心律信息。

其中，外部电子装置是将脉波信号进行频谱转换，以取得心脏频谱信息，并依一预定基准将心脏频谱信息予以正规化，以得到一正规频谱信息，而后依据正规频谱信息计算一心律信息。

于一实施例中，外部电子装置20可为台式计算机或笔记本电脑；或者，外部电子装置20亦可为智能手机或PDA。又，心律分析装置10为单一具有MEMS及心律分析的医疗装置或是多功能病人监视系统；或者，心律分析装置10为一便携式或穿戴式医疗装置。

图3所示为本发明一实施例心律分析方法的流程示意图，心律分析方法包含：将脉波信号进行频谱转换，以取得一心脏频谱信息，此为步骤S50；检测受测者的动作信号，此为步骤S52，动作信号可为睡眠时的一睡眠信号或运动时的一运动信号；将脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，依据心脏频谱信息分析心律信息，此为步骤S54；以及分析动作信号且整合心律信息以取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息，此为步骤S56。

依据上述，本发明是增加心脏频谱测量以及心律分析功能于一般具有MEMS动作感测功能的医疗装置，并计算心律信息，使得心律分析装置10可提供平时需照顾及需立刻协助的病患、老人或一般使用者可给予即时的心脏监测信息。

本发明提出一种具有微机电动作感测功能的心律分析装置，对于平时需照顾及需立刻协助的病患、老人或一般使用者，可迅速且确实的判断心脏状况，以提供家属、照护中心、医院或护士站医护人员必要的生理信息。再者，当使用本装置在持续监测病人生理状况时，如发现病人心脏频谱异常时，陪同人员可第一时间询问病人身体状况，如有不适，则可以至各大医院安排进一步的心脏检查。

综合上述，本发明提供一种具有微机电动作感测功能的心律分析装置10，与一种心脏脉波、睡眠及运动心律分析方法，其兼具有测量功能、心脏频谱测量、计算心律及检测睡眠、运动或休息状态的功能。可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供适合的帮助。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本发明所属技术领域普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (12)

1.一种具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述的心律分析装置包含：

一第一检测单元，用以检测一受测者的一身体特定部位处于一定时间内的一脉波信号以及一心跳数；

一微机电动作感测单元，用以检测所述受测者的一动作信号，所述动作信号包含睡眠时的一睡眠信号及运动时的一运动信号的其中之一；以及

一运算处理单元，连接于所述第一检测单元以及所述微机电动作感测单元，所述运算处理单元对所述脉波信号进行频谱计算以取得一心律信息，所述运算处理单元并分析所述动作信号且整合所述心律信息，以取得一睡眠心律信息、一运动心律信息及一休息心律信息的至少其中之一。

2.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述第一检测单元为一血氧测量模块、一心跳测量模块、一血压测量模块、一心电测量模块或以上的组合。

3.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述心律分析装置更包含一第二检测单元，连接于所述运算处理单元，其中所述第二检测单元为一呼吸测量模块、一体温测量模块、一人体湿度测量模块、一人体阻抗测量模块或以上的组合。

4.根据权利要求2所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述运算处理单元分析所述脉波信号与所述睡眠信号，以分析所述受测者熟睡及浅睡的血氧、心跳、血压或心电信号，提前预警睡眠猝死的发生。

5.根据权利要求2所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述运算处理单元分析所述脉波信号与所述运动信号，以分析所述受测者运动时的血氧、心跳、血压或心电信号，并进一步进行卡路里计算、运动伤害分析或复健分析。

6.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述运算处理单元将所述脉波信号进行频谱转换，以取得一心脏频谱信息，并依一预定基准将所述心脏频谱信息予以正规化，以得到一正规频谱信息，之后依据所述正规频谱信息计算所述心律信息。

7.根据权利要求6所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述心律分析装置更包含一无线传输单元，连接于所述运算处理单元，用于将所述脉波信号、所述心跳数、所述睡眠信号、所述运动信号、所述心脏频谱信息、所述睡眠心律信息、所述运动心律信息以及所述休息心律信息其中至少之一无线传输至一数据库。

8.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述心律分析装置更包含一电源单元，连接于所述第一检测单元、所述微机电动作感测单元以及所述运算处理单元，用于提供电力，并具有无线充电功能。

9.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述心律分析装置更包含一定位单元，连接于所述运算处理单元，用于定位所述受测者并取得一位置信息。

10.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述睡眠心律信息包含一浅睡心律信息及一熟睡心律信息。

11.根据权利要求1所述的具有微机电动作感测功能的心律分析装置，其特征在于，所述心律分析装置更包含一移动存储单元，连接于所述运算处理单元，暂存数据，并取下安装于一外部电子装置以进行数据传输。

12.一种心律分析方法，用以自一受测者的一身体特定部位检测一脉波信号及一动作信号而进行分析一心律信息，其特征在于，所述的心律分析方法包括下述步骤：

将所述脉波信号进行频谱转换，以取得一心脏频谱信息；

检测所述受测者的所述动作信号，所述动作信号包含睡眠时的一睡眠信号或运动时的一运动信号的其中之一；

将所述脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，依据所述心脏频谱信息分析所述心律信息；以及

分析所述动作信号且整合所述心律信息以取得一熟睡心律信息、一浅睡心律信息、一运动心律信息或一休息心律信息。