脈動訊號分析儀的製作方法
2023-08-07 21:28:56 1
專利名稱：脈動訊號分析儀的製作方法
技術領域：
本發明是提供一種脈動訊號分析儀，尤指一種經由傳感器量測的結果透過 快速傅立葉轉換為脈波波形的脈動訊號分析儀。
背景技術：
脈診是中醫學中一種獨特的診斷方法，醫者以食、中、無名三指的尖端， 觸按病人的橈動脈，或其它動脈，如人迎、趺陽等，分辨其脈動形象(脈象)， 結合望、聞、問三診以診斷疾病的陰陽表裡寒熱虛實八綱以推測人體臟腑的生 理和病理狀況，最常用的是寸口診法，即，單獨切按橈骨莖突內側一段橈動脈 的搏動。由於診察全靠醫者手指靈敏的觸感來體驗，因此，要準確地分別部位 和脈象，除了熟悉診脈的理論外，還要透過不斷的臨床練習，才能掌握這一診 法。隨著現代科學技術的不斷發展，傳統中醫脈診這種由醫師自由心證的診斷 方式便受到相當大的質疑，因為僅憑藉著醫者的經驗和指下感覺而做出診斷， 這樣的診斷夾帶著太多醫者的主觀因素。中醫脈學的現代發展中，主要是利用傳感器代替手指感知脈搏的壓力波， 然後再將壓力波做特性上的統計分析，以達到公正客觀的方式。中國臺灣專利公告號第325402號揭示一種指套式多重脈波訊息量測方法 及其裝置，把脈者在食、中、無名三指套上指套，接觸寸關尺三穴位以量測多 種脈波訊息，並將各訊息顯示於顯示器上。但是，把脈者帶上指套利用三指按 壓，其按壓壓力的再現性及達到公正客觀仍然是有待質疑的。中國臺灣專利^^告號第570769號揭示一種可同時取〃彈脈壓及血流量的脈 波訊息量測方法及其裝置，其主要是以計算脈壓、血流量、血流動能及脈壓及
其它訊息，提供中西醫臨床診斷的參考訊息。但是，其所用的方式是侵入式， 且儀器構造複雜使用不易。發明內容本發明的目的在於提供一種脈動訊號分析儀，利用傳感器讀取脈象信息並 轉換為一脈象波形。為達上述目的，本發明提供一種脈動訊號分析儀，其包括 一偵測單元， 更包括 一氣嚢套，環繞身體於一接觸部，充氣後可施一壓力以感應該接觸部 的一脈象信息； 一連接管，連接該氣嚢套，作為該氣嚢套充氣的導管；及一傳 感器，連接於該氣嚢套上，用以讀取該氣嚢套所感應的該接觸部的該脈象信息； 及一分析單元，更包括 一快速傅立葉轉換模塊，用以接收該脈象信息並進行 傅立葉分析以產生一脈象波形；其中該脈象波形是由該脈動訊號分析儀的內建 一顯示器顯示或外接一裝置顯示。較佳地，該接觸部為一手臂或一手腕或腳腕。較佳地，該傳感器是一特定部位傳感器，包含一寸部傳感器、 一關部傳感 器及一尺部傳感器，分別讀取一手腕處的一寸關尺部位的一脈象信息。 較佳地，該傳感器是該氣嚢套加壓後感應一血管脈動的一壓力變化。 較佳地，該傳感器為一氣體壓力傳感器，直接讀取該氣囊套的一壓力變化。 較佳地，該傳感器為一壓力傳感器，讀取該脈象信息所感應的壓力變化訊較佳地，該脈象圖是浮、中及沉脈象圖，是分別對應一舒張壓、 一三分之一收縮壓與 一三分之二舒張壓的合及收縮壓。較佳地，更包含一脈波輸出孔，用以將該脈象信息輸出至一裝置。 較佳地，更包含一脈波輸出孔，其是以無線傳輸方式將該脈象信息輸出至一裝置。較佳地，更包含一顯示器，用以呈現該脈象圖。
圖la所示為本發明實施例的脈動訊號分析儀示意圖。 圖lb所示為本發明實施例的脈動訊號分析儀示意圖。 圖2所示為本發明的一實施例的氣嚢套的示意圖。 圖3所示為本發明的一實施例的氣嚢套的示意圖。 圖4所示為本發明的一實施例的脈動訊號示意圖。 圖5所示為本發明的一實施例的脈動訊號示意圖。 圖6所示為本發明的一實施例的脈動訊號示意圖。 圖7所示為本發明的一實施例的脈動訊號示意圖。 圖8a所示為本發明的一實施例的脈象信息圖。 圖8b所示為本發明的一實施例的脈象信息圖。圖9所示為本發明的一實施例的透過快速傅立葉轉換的功率頻鐠密度圖。 附圖標記i兌明10 脈動訊號分析儀11 氣嚢套111 折彎部112 密合部113、 114、 115 傳感器12 顯示器13 脈壓測定鍵14 開關15、 16、 17 控制鍵18 連接管19 數據傳輸連接孔20 分析單元
具體實施方式
茲將參照附隨的圖式，說明關於本發明的詳細內容及其具體可行的較佳實例。圖la為本發明實施例所提供的一種脈動訊號分析儀示意圖，用以說明脈動 訊號分析儀的工作方式。脈動訊號分析儀10,利用具有氣嚢套11的一偵測單 元環繞身體於一接觸部，利用一連接管18充氣，氣嚢套11充氣後可感應使用 者的一脈搏的壓力而取得脈象信息，再利用傳感器，連接於氣嚢套ll上。當氣 嚢套11感應脈搏壓力的瞬間，傳感器與接觸部的接觸點的脈搏壓力的瞬間變化 被傳感器所讀取，若使用壓力傳感器，可讀取瞬間壓力變化，若利用脈衝傳感 器，則可讀取脈搏變化所引起的脈衝變化，傳感器所讀取的脈象信息傳遞至分 析單元20,首先由快速傅立葉轉換模塊進行傅利葉分析而取得脈象的特徵，再 連接一顯示器12呈現脈象信息，通常呈現時會將脈象信息轉換為一波形圖，或 稱為脈象圖。脈動訊號分析儀10先取得浮、中、沉脈象，分別對應動脈的舒張壓、1/3 收縮壓與2/3舒張壓的合及收縮壓，讀取舒張壓及收縮壓即可簡易得出脈象信 息，儲存脈象信息，再利用一顯示控制單元控制顯示器12呈現所儲存的浮、中、 沉的脈象信息，或輸出至其它顯示設備上如印表機、投影機等。如圖la所示的實施例中，按下脈壓測定鍵13後開始記錄脈象信息並儲存 所測得的脈象，再以三個控制鍵15、 16及17讀取儲存的脈象信息並於顯示器 12上顯示出浮、中、沉的脈象，數據傳輸連接孔19輸出脈象信息可將資料輸 出至個人計算機、PDA或智能型行動裝置，該輸出包含有線輸出及無線傳輸， 其中開關14功能是啟動或關閉脈動訊號分析儀10。如圖lb所示的實施例中，也可沒有顯示器、脈壓測定鍵、三個控制鍵等按 鍵而直接由個人計算機、個人數字助理(Personal Digital Assistant, PDA)或智能型 行動裝置，通過數據傳輸連接孔19控制脈動訊號分析儀10。請參考圖2,為本發明的一實施例的氣嚢套的示意圖，說明偵測單元的結
構。氣囊套ll為一充氣的氣嚢所構成，區分為密合部112與身體密合接觸，並 於密合部112上連接傳感器(圖上未示)，折彎部lll用來固定氣囊套ll於受測部位。當氣嚢套n固定於受測部位後充氣，氣嚢套ii便可感應脈搏的壓力而得浮、中、沉脈象，分別對應動脈的舒張壓、1/3收縮壓與2/3舒張壓的合及 收縮壓，密合部112上的傳感器便讀取受測點的脈象， 一般以氣體壓力傳感器 直接讀取受測點的脈壓變化，或一電子脈沖傳感器以感應脈壓所造成的電壓脈 衝，此方法為使用一指禪方式，只用一個指頭把脈，然後用不同三種壓力來量 測脈象。參考圖3,本發明的另一實施例的氣嚢套示意圖，分別於密合部112 的特定部位設置有傳感器以取得相對應部位的脈象信息，如對應手腕橈動脈的 寸、關、尺部位設置相對應的傳感器113、 114、 115用以讀取寸、關、尺的不 同三種壓力脈象。圖4為本發明的一實施例的使用方式示意圖，將氣嚢套11環繞於手腕上， 令密合部112貼緊於手腕上後利用折彎部111固定於手腕上，氣囊套11充氣後 傳感器即可讀取手腕的不同三種壓力脈象信息。另外，圖5所示為本發明的另一實施例，將氣嚢套ll環繞於手腕上，氣囊 套ll對應於手腕橈動脈的寸、關、尺設置的壓力傳感器113、 114、 115，令密 合部112貼緊於手腕上後利用折彎部111固定於手腕上，氣嚢套11充氣後傳感 器1B、 114、 115可讀取手腕寸關尺的脈象。圖6為本發明的另一實施例，將氣嚢套ll環繞於手臂上，氣嚢套ll開始 充氣並施予於接觸部位，例如手臂，氣嚢套ll充氣後傳感器即可讀取手臂的脈 象信息。另外，依據中醫的三部的觀念，本發明的另一實施例，是將氣囊套ll環繞 於腳腕上(如圖7所示)，令密合部112貼緊於腳腕上後利用折彎部111固定 於腳腕上，氣嚢套11充氣後傳感器即可讀取腳腕的脈象信息。圖8a所示是本發明的一實施例的脈象信息圖，過濾掉背景頻率後呈現圖 8b的脈象信息，再透過快速傅立葉轉換後呈現圖9所示的功率頻譜密度圖，頻 域轉換是採用快速傅立葉轉換(Fast Fourier transform, FFT)算法，其表達式 如以下(式一)所示。"o (式一)一 '^:其中，『w"—1x0:原始時域訊號X:原訊號轉換至頻域的頻鐠N:輸入訊號點數n=0, 1，…N-l原訊號序列Xo長度視每次量測脈搏血壓時間而異，本實施例中每秒是擷取 16點，對x。序列做1024點的快速傅立葉轉換至頻域的頻鐠X,相關技術並見 於本案發明人所提出的中國臺灣公告號568768號專利中，在此不再贅敘。下述(式二)表示。圖8a即分別舉例說明一量測所得的後段脈動訊號，及 由該後段脈動訊號處理所得的能量頻譜圖。S=X*conj (X) / n (式二) 其中，n: X的長度圖9所示的功率頻譜密度圖中，選出最大基本波的振幅，其對應的頻率定 義為第一主頻，通常位於lHz位置左右(圖中OHz的訊號僅代表未歸零的均值， 無關振動)，而其它出現振幅較小者稱為諧波，依序定義為第二主頻及第三主 頻。將第一主頻的振幅定為100%(即本實施例能量正規化的標準)，而將各諧 波的振幅除以第一主頻振幅，則可清楚觀察能量經正規化的振幅比例關係。綜上所述，利用本發明所實踐的脈動訊號分析儀，可有效率並客觀地量取 脈波信息，提供醫師參考，且使用筒便，甚至可以使用在家庭護理，比起公知 的脈動訊號儀不是構造複雜就是侵入性的檢測設備非專業人員無法達成資料的
讀取，具有相當的進步性。惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例，當不能以之限制本發明的範圍， 即大凡依本發明權利要求書所做的均等變化及修飾，仍將不失本發明的要義所 在，亦不脫離本發明的精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。
權利要求
1.一種脈動訊號分析儀，包含一偵測單元，包含一氣囊套，環繞身體於一接觸部，充氣後施以該接觸部一壓力以感應該接觸部的一脈象信息；一連接管，連接該氣囊套及一導氣控制器，作為該氣囊套充氣的導管；及一傳感器，用以讀取所感應的該接觸部的該脈象信息；及一分析單元，包含一快速傅立葉轉換模塊，分析該傳感器所得的一脈壓，用以接收該脈象信息並進行傅立葉分析以產生一脈象圖。
2. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，該傳感器是一特定部 位傳感器，包含一寸部傳感器、 一關部傳感器及一尺部傳感器，分別讀取一手 腕、 一手臂、或一腳腕處的一寸關尺部位的一脈象信息。
3. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，該傳感器是該氣嚢套 加壓後感應一血管脈動的一壓力變化。
4. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，該傳感器為一氣體壓 力傳感器，直接讀取該氣嚢套的一壓力變化。
5. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，該傳感器為一壓力傳 感器，讀取該脈象信息所感應的壓力變化訊號。
6. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，該脈象圖是浮、中及 沉脈象圖，是分別對應一舒張壓、 一三分之一收縮壓與一三分之二舒張壓的合 及收縮壓。
7. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，更包含一脈波輸出 孔，用以將該脈象信息輸出至一裝置。
8. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，更包含一脈波輸出 孔，其是以無線傳輸方式將該脈象信息輸出至一裝置。
9. 如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，更包含一顯示器， 用以呈現該脈象圖。
10.如權利要求1所述的脈動訊號分析儀，其特徵是，該分析單元可為一 個人計算機、個人數字助理或智能型手機。
全文摘要
本發明公開了一種脈動訊號分析儀，包括一偵測單元及一分析單元。偵測單元是利用一氣囊套，充氣後施以接觸部一壓力以感應接觸部的一脈象信息，一傳感器，連接於氣囊套上，用以讀取氣囊套所感應的接觸部的脈象信息。分析單元是利用一快速傅立葉轉換模塊，接收脈象信息並進行傅立葉分析以產生一脈象圖，及一顯示器呈現脈象圖。
文檔編號A61B10/00GK101112308SQ20061010788
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月27日 優先權日2006年7月27日
發明者張國源 申請人:源星生醫科技股份有限公司