CN101112308A

CN101112308A - 脉动讯号分析仪

Info

Publication number: CN101112308A
Application number: CNA2006101078846A
Authority: CN
Inventors: 张国源
Original assignee: Ostar Meditech Corp
Current assignee: Ostar Meditech Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-01-30

Abstract

本发明公开了一种脉动讯号分析仪，包括一侦测单元及一分析单元。侦测单元是利用一气囊套，充气后施以接触部一压力以感应接触部的一脉象信息，一传感器，连接于气囊套上，用以读取气囊套所感应的接触部的脉象信息。分析单元是利用一快速傅立叶转换模块，接收脉象信息并进行傅立叶分析以产生一脉象图，及一显示器呈现脉象图。

Description

脉动讯号分析仪

技术领域

本发明是提供一种脉动讯号分析仪，尤指一种经由传感器量测的结果透过快速傅立叶转换为脉波波形的脉动讯号分析仪。

背景技术

脉诊是中医学中一种独特的诊断方法，医者以食、中、无名三指的尖端，触按病人的桡动脉，或其它动脉，如人迎、趺阳等，分辨其脉动形象(脉象)，结合望、闻、问三诊以诊断疾病的阴阳表里寒热虚实八纲以推测人体脏腑的生理和病理状况，最常用的是寸口诊法，即，单独切按桡骨茎突内侧一段桡动脉的搏动。由于诊察全靠医者手指灵敏的触感来体验，因此，要准确地分别部位和脉象，除了熟悉诊脉的理论外，还要透过不断的临床练习，才能掌握这一诊法。

随着现代科学技术的不断发展，传统中医脉诊这种由医师自由心证的诊断方式便受到相当大的质疑，因为仅凭借着医者的经验和指下感觉而做出诊断，这样的诊断夹带着太多医者的主观因素。

中医脉学的现代发展中，主要是利用传感器代替手指感知脉搏的压力波，然后再将压力波做特性上的统计分析，以达到公正客观的方式。

中国台湾专利公告号第325402号揭示一种指套式多重脉波讯息量测方法及其装置，把脉者在食、中、无名三指套上指套，接触寸关尺三穴位以量测多种脉波讯息，并将各讯息显示于显示器上。但是，把脉者带上指套利用三指按压，其按压压力的再现性及达到公正客观仍然是有待质疑的。

中国台湾专利公告号第570769号揭示一种可同时取得脉压及血流量的脉波讯息量测方法及其装置，其主要是以计算脉压、血流量、血流动能及脉压及其它讯息，提供中西医临床诊断的参考讯息。但是，其所用的方式是侵入式，且仪器构造复杂使用不易。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉动讯号分析仪，利用传感器读取脉象信息并转换为一脉象波形。

为达上述目的，本发明提供一种脉动讯号分析仪，其包括：一侦测单元，更包括：一气囊套，环绕身体于一接触部，充气后可施一压力以感应该接触部的一脉象信息；一连接管，连接该气囊套，作为该气囊套充气的导管；及一传感器，连接于该气囊套上，用以读取该气囊套所感应的该接触部的该脉象信息；及一分析单元，更包括：一快速傅立叶转换模块，用以接收该脉象信息并进行傅立叶分析以产生一脉象波形；其中该脉象波形是由该脉动讯号分析仪的内建一显示器显示或外接一装置显示。

较佳地，该接触部为一手臂或一手腕或脚腕。

较佳地，该传感器是一特定部位传感器，包含一寸部传感器、一关部传感器及一尺部传感器，分别读取一手腕处的一寸关尺部位的一脉象信息。

较佳地，该传感器是该气囊套加压后感应一血管脉动的一压力变化。

较佳地，该传感器为一气体压力传感器，直接读取该气囊套的一压力变化。

较佳地，该传感器为一压力传感器，读取该脉象信息所感应的压力变化讯号。

较佳地，该脉象图是浮、中及沉脉象图，是分别对应一舒张压、一三分之一收缩压与一三分之二舒张压的合及收缩压。

较佳地，更包含一脉波输出孔，用以将该脉象信息输出至一装置。

较佳地，更包含一脉波输出孔，其是以无线传输方式将该脉象信息输出至一装置。

较佳地，更包含一显示器，用以呈现该脉象图。

附图说明

图1a所示为本发明实施例的脉动讯号分析仪示意图。

图1b所示为本发明实施例的脉动讯号分析仪示意图。

图2所示为本发明的一实施例的气囊套的示意图。

图3所示为本发明的一实施例的气囊套的示意图。

图4所示为本发明的一实施例的脉动讯号示意图。

图5所示为本发明的一实施例的脉动讯号示意图。

图6所示为本发明的一实施例的脉动讯号示意图。

图7所示为本发明的一实施例的脉动讯号示意图。

图8a所示为本发明的一实施例的脉象信息图。

图8b所示为本发明的一实施例的脉象信息图。

图9所示为本发明的一实施例的透过快速傅立叶转换的功率频谱密度图。

附图标记说明：

10 脉动讯号分析仪

11 气囊套

111 折弯部

112 密合部

113、114、115 传感器

12 显示器

13 脉压测定键

14 开关

15、16、17 控制键

18 连接管

19 数据传输连接孔

20 分析单元

具体实施方式

兹将参照附随的图式，说明关于本发明的详细内容及其具体可行的较佳实例。

图1a为本发明实施例所提供的一种脉动讯号分析仪示意图，用以说明脉动讯号分析仪的工作方式。脉动讯号分析仪10，利用具有气囊套11的一侦测单元环绕身体于一接触部，利用一连接管18充气，气囊套11充气后可感应使用者的一脉搏的压力而取得脉象信息，再利用传感器，连接于气囊套11上。当气囊套11感应脉搏压力的瞬间，传感器与接触部的接触点的脉搏压力的瞬间变化被传感器所读取，若使用压力传感器，可读取瞬间压力变化，若利用脉冲传感器，则可读取脉搏变化所引起的脉冲变化，传感器所读取的脉象信息传递至分析单元20，首先由快速傅立叶转换模块进行傅利叶分析而取得脉象的特征，再连接一显示器12呈现脉象信息，通常呈现时会将脉象信息转换为一波形图，或称为脉象图。

脉动讯号分析仪10先取得浮、中、沉脉象，分别对应动脉的舒张压、1/3收缩压与2/3舒张压的合及收缩压，读取舒张压及收缩压即可简易得出脉象信息，储存脉象信息，再利用一显示控制单元控制显示器12呈现所储存的浮、中、沉的脉象信息，或输出至其它显示设备上如打印机、投影机等。

如图1a所示的实施例中，按下脉压测定键13后开始记录脉象信息并储存所测得的脉象，再以三个控制键15、16及17读取储存的脉象信息并于显示器12上显示出浮、中、沉的脉象，数据传输连接孔19输出脉象信息可将资料输出至个人计算机、PDA或智能型行动装置，该输出包含有线输出及无线传输，其中开关14功能是启动或关闭脉动讯号分析仪10。

如图1b所示的实施例中，也可没有显示器、脉压测定键、三个控制键等按键而直接由个人计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)或智能型行动装置，通过数据传输连接孔19控制脉动讯号分析仪10。

请参考图2，为本发明的一实施例的气囊套的示意图，说明侦测单元的结构。气囊套11为一充气的气囊所构成，区分为密合部112与身体密合接触，并于密合部112上连接传感器(图上未示)，折弯部111用来固定气囊套11于受测部位。当气囊套11固定于受测部位后充气，气囊套11便可感应脉搏的压力而得浮、中、沉脉象，分别对应动脉的舒张压、1/3收缩压与2/3舒张压的合及收缩压，密合部112上的传感器便读取受测点的脉象，一般以气体压力传感器直接读取受测点的脉压变化，或一电子脉冲传感器以感应脉压所造成的电压脉冲，此方法为使用一指禅方式，只用一个指头把脉，然后用不同三种压力来量测脉象。参考图3，本发明的另一实施例的气囊套示意图，分别于密合部112的特定部位设置有传感器以取得相对应部位的脉象信息，如对应手腕桡动脉的寸、关、尺部位设置相对应的传感器113、114、115用以读取寸、关、尺的不同三种压力脉象。

图4为本发明的一实施例的使用方式示意图，将气囊套11环绕于手腕上，令密合部112贴紧于手腕上后利用折弯部111固定于手腕上，气囊套11充气后传感器即可读取手腕的不同三种压力脉象信息。

另外，图5所示为本发明的另一实施例，将气囊套11环绕于手腕上，气囊套11对应于手腕桡动脉的寸、关、尺设置的压力传感器113、114、115，今密合部112贴紧于手腕上后利用折弯部111固定于手腕上，气囊套11充气后传感器113、114、115可读取手腕寸关尺的脉象。

图6为本发明的另一实施例，将气囊套11环绕于手臂上，气囊套11开始充气并施予于接触部位，例如手臂，气囊套11充气后传感器即可读取手臂的脉象信息。

另外，依据中医的三部的观念，本发明的另一实施例，是将气囊套11环绕于脚腕上(如图7所示)，令密合部112贴紧于脚腕上后利用折弯部111固定于脚腕上，气囊套11充气后传感器即可读取脚腕的脉象信息。

图8a所示是本发明的一实施例的脉象信息图，过滤掉背景频率后呈现图8b的脉象信息，再透过快速傅立叶转换后呈现图9所示的功率频谱密度图，频域转换是采用快速傅立叶转换(Fast Fourier transform，FFT)算法，其表达式如以下(式一)所示。

X (n) = Σ_{k = 0}^{N - 1} x_{0} (k) W_{N}^{kn}

(式一)

其中，

W_{N} = e^{- j \frac{2 π}{N}}

x_o：原始时域讯号

X：原讯号转换至频域的频谱

N：输入讯号点数

j：√-1

n＝0，1，...N-1

原讯号序列x₀长度视每次量测脉搏血压时间而异，本实施例中每秒是撷取16点，对x_o序列做1024点的快速傅立叶转换至频域的频谱X，相关技术并见于本案发明人所提出的中国台湾公告号568768号专利中，在此不再赘叙。

下述(式二)表示。图8a即分别举例说明一量测所得的后段脉动讯号，及由该后段脉动讯号处理所得的能量频谱图。

S＝X*conj(X)/n (式二)

其中，n：X的长度

图9所示的功率频谱密度图中，选出最大基本波的振幅，其对应的频率定义为第一主频，通常位于1Hz位置左右(图中0Hz的讯号仅代表未归零的均值，无关振动)，而其它出现振幅较小者称为谐波，依序定义为第二主频及第三主频。将第一主频的振幅定为100％(即本实施例能量正规化的标准)，而将各谐波的振幅除以第一主频振幅，则可清楚观察能量经正规化的振幅比例关系。

综上所述，利用本发明所实践的脉动讯号分析仪，可有效率并客观地量取脉波信息，提供医师参考，且使用简便，甚至可以使用在家庭护理，比起公知的脉动讯号仪不是构造复杂就是侵入性的检测设备非专业人员无法达成资料的读取，具有相当的进步性。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，当不能以之限制本发明的范围，即大凡依本发明权利要求书所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims

1.一种脉动讯号分析仪，包含：

一侦测单元，包含：一气囊套，环绕身体于一接触部，充气后施以该接触部一压力以感应该接触部的一脉象信息；一连接管，连接该气囊套及一导气控制器，作为该气囊套充气的导管；及一传感器，用以读取所感应的该接触部的该脉象信息；及

一分析单元，包含：一快速傅立叶转换模块，分析该传感器所得的一脉压，用以接收该脉象信息并进行傅立叶分析以产生一脉象图。

2.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，该传感器是一特定部位传感器，包含一寸部传感器、一关部传感器及一尺部传感器，分别读取一手腕、一手臂、或一脚腕处的一寸关尺部位的一脉象信息。

3.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，该传感器是该气囊套加压后感应一血管脉动的一压力变化。

4.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，该传感器为一气体压力传感器，直接读取该气囊套的一压力变化。

5.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，该传感器为一压力传感器，读取该脉象信息所感应的压力变化讯号。

6.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，该脉象图是浮、中及沉脉象图，是分别对应一舒张压、一三分之一收缩压与一三分之二舒张压的合及收缩压。

7.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，更包含一脉波输出孔，用以将该脉象信息输出至一装置。

8.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，更包含一脉波输出孔，其是以无线传输方式将该脉象信息输出至一装置。

9.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，更包含一显示器，用以呈现该脉象图。

10.如权利要求1所述的脉动讯号分析仪，其特征是，该分析单元可为一个人计算机、个人数字助理或智能型手机。