血氧测量系统及其生理测量装置与其脉波分析方法[发明专利]

*CN103169479A*

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103169479 A(43)申请公布日 2013.06.26

(12)发明专利申请

(21)申请号 201210121350.4(22)申请日 2012.04.23(30)优先权数据

100147909 2011.12.22 TW(71)申请人张国源

地址中国新北市(72)发明人张国源

(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限

公司 11127

代理人李鹤松(51)Int.Cl.

A61B 5/1455(2006.01)A61B 5/0245(2006.01)A61B 5/02(2006.01)

权利要求书2页 说明书4页 附图2页权利要求书2页 说明书4页 附图2页

()发明名称

血氧测量系统及其生理测量装置与其脉波分析方法(57)摘要

本发明提供一种血氧测量系统及其生理测量装置与其脉波分析方法。该血氧测量系统，其是侦测受测者的一身体特定部位处于一定时间内血氧的一脉波信号，并将脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，以计算及显示心律信息；或是依照脉波信号的频率变化计算心律信息，可提供使用者、家属或专业医护人员关于受测病人的即时心脏状况。一种血氧测量系统的生理测量装置及计算心律的脉波分析方法亦被提供，此生理测量装置可不需内建电源单元以及显示单元，具有价格成本低廉的优点。CN 103169479 ACN 103169479 A

权 利 要 求 书

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1.一种血氧测量系统，其特征在于，用以自一受测者的一身体特定部位测量血氧的一脉波信号而进行分析，所述血氧测量系统包括：

一侦测单元，用以侦测所述身体特定部位处于一定时间内血氧的所述脉波信号以及一心跳数；

一信号前处理单元，连接于所述侦测单元，将所述侦测单元获得的所述脉波信号进行一前处理；以及

一运算处理单元，连接于所述信号前处理单元，用以将经所述前处理完毕的所述脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，并依据所述心脏频谱信息分析一心律信息。

2.如权利要求1所述的血氧测量系统，其特征在于，所述运算处理单元更可依照所述脉波信号的频率变化分析所述心律信息，其原理为判断单位时间内的脉波次数改变量是否大于一特定值。

3.如权利要求1所述的血氧测量系统，其特征在于，所述侦测单元为一指部感应器、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。

4.如权利要求1所述的血氧测量系统，其特征在于，所述侦测单元发射一光信号至所述身体特定部位，且接收通过所述身体特定部位的所述光信号，以侦测所述脉波信号。

5.如权利要求1所述的血氧测量系统，其特征在于，所述血氧测量系统更包括一显示单元，连接于所述运算处理单元，用以显示所述心跳数、所述脉波信号、所述心脏频谱信息及所述心律信息其中至少之一。

6.如权利要求1所述的血氧测量系统，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，以取得所述心脏频谱信息，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.如权利要求1所述的血氧测量系统，其特征在于，所述血氧测量系统为单一血氧测量系统或是多功能病人监视系统。

8.一种生理值测量装置，其特征在于，其是与一外部电子装置电性连接以组成一血氧测量系统，所述生理值测量装置包括：

一侦测单元，用以侦测一身体特定部位处于一定时间内血氧的一脉波信号及一心跳数；以及

一传输单元，连接所述侦测单元及所述外部电子装置，用以传输一电源至所述生理值测量装置，并输出所述脉波信号及所述心跳数至所述外部电子装置，所述外部电子装置对所述心跳数及所述脉波信号至少其中之一进行数据处理、显示及运算一心脏频谱信息，并计算一心律信息。

9.如权利要求8所述的生理值测量装置，其特征在于，所述外部电子装置更依照所述脉波信号的频率变化分析所述心律信息，其原理为判断单位时间内的脉波次数改变量是否大于一特定值。

10.如权利要求8所述的生理值测量装置，其特征在于，所述外部电子装置将所述脉波信号进行频谱转换，以取得所述心脏频谱信息，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。

11.如权利要求8所述的生理值测量装置，其特征在于，所述外部电子装置更包括一显示单元，用以显示所述心跳数、所述脉波信号、所述心脏频谱信息及所述心律信息其中至少

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权 利 要 求 书

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之一。

12.如权利要求8所述的生理值测量装置，其特征在于，所述侦测单元为一指部感应装置、趾部感应装置、手掌感应装置、脚掌感应装置、耳部感应装置、头部感应装置或是皮肤感应装置。

13.如权利要求8所述的生理值测量装置，其特征在于，所述侦测单元发射一光信号至所述身体特定部位，且接收通过所述身体特定部位的所述光信号，以侦测所述脉波信号。

14.一种计算心律的脉波分析方法，其特征在于，用以将自一受测者的一身体特定部位测量血氧的脉波信号进行分析，所述方法包括下述步骤：

将所述脉波信号进行频谱转换，以取得一心脏频谱信息；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；以及依据所述正规频谱信息计算一心律信息。

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血氧测量系统及其生理测量装置与其脉波分析方法

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技术领域

本发明是有关一种血氧测量系统，特别是指一种具有计算及显示心律功能的血氧

测量系统及其生理测量装置与其脉波分析方法。

[0001]

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。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，例如一种具有计算及显示心律不整功能的血氧测量系统。经由每天由老年人或家属进行监测生理值时，根据所使用的医疗器材监测使用者的心跳、血氧或心脏频谱等生理值信号，让照护者能每天追踪纪录老人的健康状况。

[0003] 一般血氧计的原理为利用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，利用反射或是直射方式，以发射及接收光信号。其中红光信号与红外线信号发射入身体待测部位的组织后，通过比较所接收的红光信号与红外线信号的比值而推算出饱和血氧浓度。

[0004] 由于一般血氧计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，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，无法利用一般血氧计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。[0005] 有鉴于此，因而发展出一种操作方便且具有计算及显示心律功能的血氧测量系统，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。

[0002]

发明内容

[0006] 本发明的目的之一是在提供一种具有计算及显示心律功能的血氧测量系统，以兼具有原血氧浓度测量功能及心脏频谱运算的功能。可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供适合的帮助。

[0007] 本发明目的之一是提供一种生理值测量装置，其是与一外部电子装置电性连接以组成一具有计算及显示心律功能的血氧测量系统，此生理测量装置可不需内建电源单元以及显示单元，具有价格成本低廉的优点。

[0008] 本发明目的之一是提出一种计算心律的脉波分析方法，藉以依据血氧的脉波信号计算一心律信息。

[0009] 为了达到上述目的，本发明一实施例的血氧测量系统包括：一侦测单元，用以侦测身体特定部位处于一定时间内血氧的一脉波信号及心跳数；一信号前处理单元，连接于侦测单元，将侦测单元获得的脉波信号进行前处理；以及一运算处理单元，连接于信号前处理单元，用以将前处理完毕的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一心律信息；或是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

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说 明 书

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位时间内的脉波次数改变量是否大于特定值。[0010] 其中，侦测单元为一指部感应器、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，以侦测脉波信号；侦测单元包括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，利用反射或是直射方式，以发射及接收光信号，其中，光信号为红外线或远红外线。[0011] 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，而后依据正规频谱信息计算一心律信息。[0012] 其中，血氧测量系统更包括一显示单元，连接于运算处理单元，用以显示心跳数、血氧的脉波信号信息、心脏频谱信息及该心律信息其中至少之一。[0013] 其中，血氧测量系统为单一血氧测量系统或是多功能病人监视系统。[0014] 本发明另一实施例的生理值测量装置，是与一外部电子装置电性连接以组成一血氧测量系统，生理值测量装置包括：一侦测单元用以侦测一身体特定部位处于一定时间内血氧的一脉波信号及一心跳数；以及一传输单元连接侦测单元及外部电子装置，用以传输一电源至生理值测量装置，并输出脉波信号及心跳数至外部电子装置，外部电子装置对心跳数及脉波信号至少其中之一进行数据处理、显示及运算一心脏频谱图，并计算一心律信息。

[0015] 其中，传输单元为通过有线或无线传输方式；侦测单元为一指部感应装置、趾部感应装置、手掌感应装置、脚掌感应装置、耳部感应装置、头部感应装置或是皮肤感应装置，其是以发射及接收一通过身体待测部位的光信号方式测量该脉波信号；侦测单元包括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，利用反射或是直射方式，以发射及接收该光信号，其中，光信号为红外线或远红外线。[0016] 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。[0017] 其中，外部电子装置更包括一显示单元，用以显示心跳数、血氧的脉波信号信息、心脏频谱信息及心律信息其中至少之一；外部电子装置可为桌上型电脑或笔记本电脑；或者，外部电子装置亦可为智能型手机或PDA。[0018] 其中，血氧测量系统为单一血氧测量系统或是多功能病人监视系统。[0019] 本发明又一实施例的计算心律的脉波分析方法，用以将自一受测者的一身体特定部位测量血氧的脉波信号进行分析，该方法包括下述步骤：将脉波信号进行频谱转换，以取得一心脏频谱信息；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；以及依据正规频谱信息计算一心律信息。[0020] 本发明提供的血氧测量系统、生理值测量装置及计算心律的脉波分析方法，其兼具有原测量功能、心脏频谱测量的功能及计算心律功能。可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供适合的帮助。此血氧测量系统可不需内建电源单元以及显示单元，具有价格成本低廉的优点。

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附图说明

图1所示为本发明一实施例的血氧测量系统单元电子装置图的示意图。

[0022] 图2所示为本发明又一实施例的血氧测量系统单元电子装置图的示意图。[0023] 图3所示为本发明一实施例的计算心律的脉波分析方法的流程示意图。[0024] 附图标号：

[0021] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033]

10 生理值测量装置11 侦测单元

12 信号前处理单元13 运算处理单元14 显示单元15 侦测单元20 传输单元30 外部电子装置S50，S52，S步骤

具体实施方式

[0034] 底下通过具体实施例配合所附的附图详加说明，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。[0035] 请先参考图1，一种血氧测量系统包括一侦测单元11，用以侦测身体特定部位处于一定时间内血氧的一脉波信号及一心跳数；一信号前处理单元12，连接于侦测单元11，将侦测单元11获得的脉波信号进行前处理；以及一运算处理单元13，连接于信号前处理单元12，用以将前处理完毕的脉波信号进行频谱计算且取得一心脏频谱信息，并计算心律信息；或是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。[0036] 接续上述说明，血氧测量系统更包括一显示单元14，连接于运算处理单元13，用以显示心跳数、脉波信号、心脏频谱信息及心律信息其中至少之一。又血氧测量系统可为单一血氧测量系统或是多功能病人监视系统。[0037] 其中，侦测单元11为一指部感应器、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。侦测单元11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，以侦测脉波信号。侦测单元11包括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，利用反射或是直射方式，以发射及接收光信号，其中，光信号为红外线或远红外线。[0038] 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，而后依据正规频谱信息计算一心律信息。[0039] 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，频域转换采用快速傅立叶转换(fast Fourier transform，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，若在主频率波形外，尚出现數个杂亂频率波形，则此人体的心脏狀况为不规则脉动狀态，视为心脏状况异常，因

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此心脏频谱可用来判读心脏状况。[0040] 请参考图2，一种血氧测量系统包括一生理值测量装置10及一外部电子装置30，生理测量装置包括一侦测单元15及一传输单元20，于一实施例中，生理值测量装置10为一电子血氧计，用以测量一定时间内血氧的一脉波信号及一心跳数；传输单元20电性连接侦测单元15及外部电子装置30，用以由外部电子装置30传输一电源至生理值测量装置10，传输单元20并传输脉波信号及心跳数至外部电子装置30，通过外部电子装置30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。[0041] 其中，外部电子装置30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。另一方面，外部电子装置30更依照脉波信号的频率变化分析心律信息，其原理为判断单位时间内的脉波次数改变量是否大于一特定值。[0042] 接续上述，此生理值测量装置10设有一警示功能，例如一发光二极管(LED)或一液晶显示器(LCD)，当连线成功，外部电子装置30立即供应生理值测量装置10所需电源，其中LED或LCD灯号亮起或闪烁代表连线成功，接着由外部电子装置30通过传输单元20下达一测量指令给生理值测量装置10。其中外部电子装置30更包括一显示单元，用以显示心跳数、血氧的脉波信号信息、心脏频谱信息及心律信息其中至少之一；外部电子装置可为桌上型电脑或笔记本电脑；或者，外部电子装置30亦可为智能型手机或PDA。使用者可通过操作外部电子装置30来下达该测量指令给生理值测量装置10。

[0043] 图3所示为本发明一实施例的计算心律的脉波分析方法的流程示意图，包括：将自一受测者的一身体特定部位测量血氧的脉波信号进行频谱转换，以取得一频谱信息，此为步骤S50；接着，依一预定基准将频谱信息予以正规化，以得到一正规频谱信息，此为步骤S52；之后，依据正规频谱信息计算一心律信息，此为步骤S。[0044] 依据上述，本发明是利用外部电子装置提供生理值测量装置所需电源、显示及运算的功能，生理值测量装置本身不需具备电源、显示、大量运算等功能，可大幅降低生产成本，再者，增加心脏频谱测量于一般血氧测量系统，并计算心律信息，如此一般血氧测量系统利用本发明的计算心律功能，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给予即时的心脏监测信息。

[0045] 本发明提出一种血氧测量系统，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，当使用本系统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。

[0046] 综合上述，本发明提供一种血氧测量系统、生理值测量装置及计算心律的脉波分析方法，其兼具有原测量功能、心脏频谱测量的功能及计算心律功能。可依不同需求的病患、老人及一般使用者，提供适合的帮助。此血氧测量系统可不需内建电源单元以及显示单元，具有价格成本低廉的优点。

[0047] 以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域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。

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说 明 书 附 图

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说 明 书 附 图

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图3

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