專利名稱：自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動診斷方法及裝置，特別是涉及一種靜待少許時間讓裝置收集訊號，經(jīng)過計算機(jī)設(shè)備的分析，即可得到自律神經(jīng)系統(tǒng)功能的檢查報告的自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置(Auto diagnosing methodand device thereof for autonomic nervous)。
背景技術(shù)：
今日的科學(xué)進(jìn)步一日千里，幾乎每一個器官的功能都有對應(yīng)的方法可以測量和診斷。但以往的發(fā)展僅著眼于訊號測量的精確，而往往運用許多侵體性的工具與技術(shù)，譬如心導(dǎo)管檢查的操作必須伸入一個管子經(jīng)由動脈到達(dá)心臟，不但相當(dāng)危險也頗痛苦，但侵體性技術(shù)往往無法顧及受測者的感受。
相對于侵體性技術(shù)的痛苦特性，非侵體性技術(shù)只考慮非侵體的方法，采取無痛無傷害的工具和技術(shù)，以測量和診斷身體臟器的功能。但是由于無法進(jìn)入人體，往往無法得到最精確的生理訊號，在以前時常無法得到令人滿意的準(zhǔn)確性與實用性。
近年來，Task Force of the European Society of Cardiology and theNorth American Society of Pacing and Electrophysiology(Heart RateVariabilityStandards of Measurement，PhysiologicalInterpretation and Clinical Use；Circulation 931043-1065；1996)及Malliani等人(Cardiovascular Neural Regulation Explored in theFrequency Domain；Circulation 84482-492；1991)發(fā)現(xiàn)心率變異性(HeartRate Variability)除了受呼吸波動影響外，還反應(yīng)了自律神經(jīng)的功能。
所謂心率變異性是指心臟跳動的速率(亦即心率)，除了靜態(tài)恒定維持在每分鐘60-90次外，其中還隱藏了一些規(guī)則與不規(guī)則的波動。由于這些波動的幅度太小，過去傳統(tǒng)的分析方法無法進(jìn)行精確的分析。直到近幾年，訊號偵測與處理的技術(shù)已大幅進(jìn)步，因此可藉由頻譜分析的協(xié)助，研究人員發(fā)現(xiàn)心率變異性中微小的波動可區(qū)分為兩群，一般稱為高頻(High Frequency，簡稱HF)和低頻(Low Frequency，簡稱LF)變異性，而且還可進(jìn)一步將低頻變異性區(qū)分為低頻與極低頻變異性。其中，高頻和動物的呼吸訊號同步，所以又稱為呼吸成份，于人體約3秒一次。低頻則來源不明，學(xué)者推測可能和血管運動或感壓反射有關(guān)，于人體約10秒一次。而目前已有許多生理學(xué)家與心臟科醫(yī)師同意心率高頻變異性(HF)或總變異性(Total power，TP)能代表副交感神經(jīng)功能，低頻變異性(LF)能代表自主神經(jīng)的整體活性，而低頻變異性和高頻變異性的比值(LF/HF)能反應(yīng)交感神經(jīng)活性。
除了作為自主神經(jīng)指標(biāo)外，亦有研究發(fā)現(xiàn)心率變異性能反應(yīng)多樣身體信息。譬如腦壓上升的病人其心率變異性會下降。不久前在美國Framingham的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若老年人的心率低頻成份降低達(dá)1個標(biāo)準(zhǔn)差，其面臨死亡的機(jī)會是常人的1.7倍。
而在目前非侵體診斷技術(shù)中，其分析出來的各種資料均為提供給醫(yī)療專業(yè)人士作為診斷之用，在診斷時，醫(yī)師根據(jù)這些資料加以分析比較，然后告知受測者結(jié)果。而一般非醫(yī)療專業(yè)人員對于這些資料所代表的意義則是完全不明白，因此，如何設(shè)計出一種能根據(jù)測得的資料，加以分析后，然后輸出文字性敘述的自動診斷裝置，而使得受測者能輕易了解自身自律神經(jīng)系統(tǒng)的功能及相關(guān)保健，則是目前研發(fā)的重點。
由此可見，上述現(xiàn)有的診斷方法及其裝置仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的診斷方法及其裝置的缺陷，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的診斷方法及其裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及其專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的診斷方法及其裝置，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的診斷方法存在的缺陷，而提供一種新的自律神經(jīng)的自動診斷方法，所要解決的技術(shù)問題是使其能以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)系統(tǒng)作初步的檢測，有助于受測者能夠輕易了解自身自律神經(jīng)系統(tǒng)的功能及相關(guān)保健，從而更加適于實用。
本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的診斷裝置存在的缺陷，提供一種自律神經(jīng)的自動診斷的裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其能讓完全不懂醫(yī)術(shù)的受測者經(jīng)過簡單的非侵體方式的測試與對所測得的數(shù)值經(jīng)計算、轉(zhuǎn)換與分析后，輸出初步的結(jié)果報告與建議，而使受測者能夠輕易了解自身自律神經(jīng)系統(tǒng)的功能及相關(guān)保健，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)利用價值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種自律神經(jīng)的自動診斷方法，是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)系統(tǒng)作診斷，該自動診斷方法包括以下步驟輸入受測者的一基本資料，并量測受測者的一心跳訊號；對該心跳訊號作轉(zhuǎn)換，并獲得多數(shù)個心率變異性參數(shù)；對該些心率變異性參數(shù)至少其中之一作自然對數(shù)運算，并得到運算后的該些心率變異性參數(shù)；以一資料庫的多數(shù)個參考值對運算后的該些心率變異性參數(shù)作計算與最佳化，并輸出所得到的多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)差；根據(jù)該基本資料與該些標(biāo)準(zhǔn)差至一內(nèi)建表中尋找相符的一診斷敘述；以及輸出整合該些心率變異性參數(shù)、該診斷敘述，該基本資料與該些標(biāo)準(zhǔn)差的一檢查報告。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其中所述的該些心率變異性參數(shù)包括一波峰間距、一低頻變異性參數(shù)、一高頻變異性參數(shù)與一低頻/高頻變異性參數(shù)比值。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其中所述的根據(jù)該基本資料與該些標(biāo)準(zhǔn)差至一內(nèi)建表中尋找相符的該診斷敘述的步驟包括以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該波峰間距的值與該內(nèi)建表中的多數(shù)個內(nèi)建值作比較，并得到該波峰間距的功能狀態(tài)；以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該低頻變異性參數(shù)的值與該內(nèi)建表中的該些內(nèi)建值作比較，并得到該低頻變異性參數(shù)的功能狀態(tài)；以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該高頻變異性參數(shù)的值與該內(nèi)建表中的該些內(nèi)建值作比較，并得到該高頻變異性參數(shù)的功能狀態(tài)；以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該低頻/高頻變異性參數(shù)比值的值與該內(nèi)建表中的該些內(nèi)建值作比較，并得到該低頻/高頻變異性參數(shù)比值的功能狀態(tài)；以及根據(jù)得到的該些心率變異性參數(shù)的功能狀態(tài)輸出相對應(yīng)的該診斷敘述。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其中所述的對該心跳訊號作轉(zhuǎn)換，并獲得該些心率變異性參數(shù)的步驟包括對該心跳訊號作數(shù)字轉(zhuǎn)換，并偵測該數(shù)字心跳訊號的多數(shù)個波峰；統(tǒng)計并確認(rèn)每一該些波峰；計算與得到該些波峰的多數(shù)個波峰間距，并統(tǒng)計與確認(rèn)每一該些波峰間距；以及對該些波峰間距作計算，并得到該些心率變異性參數(shù)的頻率域。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其中所述的對該些波峰間距計算是使用快速傅立葉轉(zhuǎn)換。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法；其中所述的診斷敘述包括身體狀況指標(biāo)、受測者的體質(zhì)、整體自律神經(jīng)功能活性、生理年齡曲線、心跳與建議。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其中所述的檢查報告更包括極低頻變異性參數(shù)、功率密度頻譜(PSD)與總功率。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其中所述的檢查報告能應(yīng)用于自主神經(jīng)功能評估、重癥愈后判定、腦死判定、麻醉深度偵測、換心排斥偵測或神經(jīng)老化評估等。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置，是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)作診斷，該自動診斷裝置包括一感測元件，具有多數(shù)個電極貼片與多數(shù)個訊號收集線，該些電極貼片是黏貼于受測者的手臂皮膚表面，以偵測與輸出受測者的一心跳訊號；一計算機(jī)設(shè)備，具有一資料庫，該計算機(jī)設(shè)備藉由該些訊號收集線接收該心跳訊號，并對該心跳訊號予以放大、濾波、數(shù)字化與一轉(zhuǎn)換計算后得到多數(shù)個心率變異性參數(shù)，且于針對該些心率變異性參數(shù)作計算、比較與分析后至該資料庫中的一內(nèi)建表尋找相對應(yīng)的一診斷敘述；以及一輸出設(shè)備，耦接至該計算機(jī)設(shè)備，以接收及輸出整合該診斷敘述與該些心率變異性參數(shù)的一檢查報告。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的該些心率變異性參數(shù)包括一波峰間距、一低頻變異性參數(shù)、一高頻變異性參數(shù)與一低頻/高頻變異性參數(shù)比值。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的轉(zhuǎn)換算為快速傅立葉轉(zhuǎn)換。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的診斷敘述包括身體狀況指標(biāo)、受測者的體質(zhì)、整體自律神經(jīng)功能活性、生理年齡曲線、心跳與建議。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的檢查報告更包括極低頻變異性參數(shù)、功率密度頻譜(PSD)與總功率。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的輸出設(shè)備為一顯示器，用以顯示該檢查報告。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的輸出設(shè)備為一打印機(jī)，用以打印該檢查報告。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的輸出設(shè)備為一燒錄機(jī)，用以將該檢查報告燒錄于光盤片上。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的輸出設(shè)備是為一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以將該檢查報告?zhèn)魉椭吝h(yuǎn)程終端機(jī)。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的檢查報告是能應(yīng)用于自主神經(jīng)功能評估、重癥愈后判定、腦死判定、麻醉深度偵測、換心排斥偵測或神經(jīng)老化評估等。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的計算機(jī)設(shè)備包括至少一放大器、一濾波器與一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
前述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其中所述的計算機(jī)設(shè)備為一具數(shù)字訊號處理(DSP)能力的計算機(jī)，用以作頻域分析、時域分析與非線性分析。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種自律神經(jīng)的自動診斷方法，該診斷方法包括測得受測者心跳訊號后，將心跳訊號由時間域轉(zhuǎn)換為頻率域，以獲得多數(shù)個心率變異性參數(shù)。其次，對這些心率變異性參數(shù)作自然對數(shù)運算，并智能式以資料庫的多數(shù)個參考值對相對應(yīng)的這些心率變異性參數(shù)作計算與最佳化，并輸出所得到的多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)差。接著，根據(jù)受測者的基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差至內(nèi)建表中尋找相符的診斷敘述。最后，輸出整合這些心率變異性參數(shù)、診斷敘述、基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差的檢查報告。
依照本發(fā)明較佳實施例所述，上述的心率變異性參數(shù)包括波峰間距、低頻變異性參數(shù)、高頻變異性參數(shù)與低頻/高頻變異性參數(shù)比值。
依照本發(fā)明較佳實施例所述，上述的診斷敘述包括身體狀況指標(biāo)、受測者的體質(zhì)、整體自律神經(jīng)功能活性、生理年齡曲線、心跳與建議。
依照本發(fā)明較佳實施例所述，上述的檢查報告更包括極低頻變異性參數(shù)、功率密度頻譜(PSD)與總功率。
本發(fā)明還提出一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置，是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)作診斷。該自動診斷裝置包括感測元件、計算機(jī)設(shè)備與輸出設(shè)備。上述的感測元件具有多數(shù)個電極貼片與多數(shù)個訊號收集線，這些電極貼片是黏貼于受測者的手臂皮膚表面，以偵測與輸出受測者的心跳訊號。上述的計算機(jī)設(shè)備具有一資料庫，是藉由這些訊號收集線接收心跳訊號，并對心跳訊號予以放大、濾波、數(shù)字化與轉(zhuǎn)換計算后得到多數(shù)個心率變異性參數(shù)，且在針對這些心率變異性參數(shù)作計算、比較與分析后至資料庫中的內(nèi)建表尋找相對應(yīng)的診斷敘述。上述的輸出設(shè)備是用來接收及輸出整合診斷敘述以及心率變異性參數(shù)檢查報告的設(shè)備。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述的轉(zhuǎn)換算為快速傅立葉轉(zhuǎn)換。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述的輸出設(shè)備為顯示器、打印機(jī)、燒錄機(jī)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)至少其中之一。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述的計算機(jī)設(shè)備包括至少放大器、濾波器與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述的計算機(jī)設(shè)備為具有數(shù)字訊號處理(DSP)能力的計算機(jī)，以作頻域分析、時域分析與非線性分析。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是有關(guān)于一種自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置，該自動診斷裝置包括感測元件、計算機(jī)設(shè)備與輸出設(shè)備。其感測元件的電極貼片是黏貼于受測者的手臂皮膚表面，以偵測與輸出受測者的心跳訊號。計算機(jī)設(shè)備則藉由訊號收集線自電極貼片接收心跳訊號，并對心跳訊號予以放大、濾波、數(shù)字化與轉(zhuǎn)換計算后得到多數(shù)個心率變異性參數(shù)，且針對這些心率變異性參數(shù)作計算、比較與分析后至資料庫中的內(nèi)建表尋找相對應(yīng)的診斷敘述。最后，則由輸出設(shè)備輸出整合診斷敘述與這些心率變異性參數(shù)的檢查報告。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點本發(fā)明的自律神經(jīng)的自動診斷方法，能夠以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行初步的診斷與建議，有助于受測者能夠輕易了解自身自律神經(jīng)系統(tǒng)的功能及相關(guān)保健，從而更加適于實用。本發(fā)明的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，能夠讓完全不懂醫(yī)術(shù)的受測者經(jīng)過簡單的非侵體方式的測試與對所測得的數(shù)值經(jīng)過計算、轉(zhuǎn)換與分析后，輸出診斷報告與建議，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)利用價值。
綜上所述，本發(fā)明因為采用非侵體式自動診斷裝置，因此受測者可在舒服、安全的環(huán)境下接受測試，并且在無醫(yī)療人員解說下，還能根據(jù)檢查報告得知自己身體的狀況，以達(dá)到保健的目的，且本發(fā)明還可當(dāng)作醫(yī)療院所對病患的初步診斷，然后根據(jù)檢查報告由專業(yè)醫(yī)師針對患病特定部位進(jìn)行診斷及醫(yī)療，以迅速、正確地及早消除病人的病痛。其具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，并在同類方法、裝置中未見有類似的設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在方法、裝置或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的診斷方法及其裝置具有增進(jìn)的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置示意圖。
圖2是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種自律神經(jīng)的自動診斷方法步驟流程圖。
圖3是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種將心跳訊號由時間域轉(zhuǎn)換為頻率域的步驟流程圖。
圖4是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種至內(nèi)建表中尋找相對應(yīng)的診斷敘述的步驟流程圖。
圖5是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種心跳訊號的波形圖。
圖6A是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置輸出的檢查報告的文字部分示意圖。
圖6B是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置輸出的檢查報告的圖形部分示意圖。
圖7是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種整體自律神經(jīng)功能活性示意圖。
100自律神經(jīng)的自動診斷裝置102，104，106電極貼片108訊號收集線110感測元件120計算機(jī)設(shè)備130輸出設(shè)備602，604，606，608曲線圖610體質(zhì)傾向指標(biāo)圖612身體狀況指標(biāo)圖614整體自律神經(jīng)功能活性示意圖S202輸入一基本資料(數(shù)據(jù))，并量測一心跳訊號S204對心跳訊號作轉(zhuǎn)換，以獲得多數(shù)個心率變異性參數(shù)S206將該心跳訊號由時間域轉(zhuǎn)換為頻率域S208得到波峰(R-R)間距S210得到低頻變異性參數(shù)S212得到低頻/高頻變異性參數(shù)的比值S214得到高頻變異性參數(shù)比值S216對心率變異性參數(shù)作自然對數(shù)運算，并得到運算后的心率變異性參數(shù)S218對心率變異性參數(shù)作自然對數(shù)運算S220得到ln(LF)S222得到ln(LF/HF)S224得到ln(HF)S226以資料庫內(nèi)的多數(shù)個參考值對運算后的這些心率變異性參數(shù)作計算與最佳化，并輸出所得到的多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)差S228智能式以資料庫的多數(shù)個參考值對相對應(yīng)的運算后的心率變異性參數(shù)作計算與最佳化S230輸出波峰間距、ln(LF)、ln(LF/HF)與ln(HF)的標(biāo)準(zhǔn)差S232根據(jù)基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差至內(nèi)建表中尋找相符的診斷敘述S234輸出整合這些心率變異性參數(shù)、診斷敘述、基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差的一檢查報告S302對心跳訊號作數(shù)字轉(zhuǎn)換，并偵測數(shù)字心跳訊號的多數(shù)個波峰S304將心跳訊號轉(zhuǎn)換為數(shù)字心跳訊號
S306偵測數(shù)字心跳訊號的波峰S308統(tǒng)計并確認(rèn)每一波峰S310計算與得到這些波峰的多數(shù)個波峰間距，并統(tǒng)計與確認(rèn)每一波峰間距S312計算波峰與波峰的間距S314統(tǒng)計并確認(rèn)每一間距S316對這些間距作計算，并得到這些心率變異性參數(shù)的頻率域S318對這些間距作填補(bǔ)與取樣的計算S320得到多數(shù)個頻率域的心率變異性參數(shù)S404以波峰間距的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建值作比較，并得到波峰間距的功能狀態(tài)S406以ln(LF)的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建值作比較，并得到ln(LF)的功能狀態(tài)S408以ln(LF/HF)的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建值作比較，并得到ln(LF)的功能狀態(tài)S410以ln(HF)的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建值作比較，并得到ln(HF)的功能狀態(tài)S412輸出波峰間距功能狀態(tài)S414輸出ln(LF)功能狀態(tài)S416輸出ln(LF/HF)功能狀態(tài)S418輸出ln(HF)功能狀態(tài)S420根據(jù)這些功能狀態(tài)的組合尋找相對應(yīng)的診斷敘述S422返回S2具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置其具體方法步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置，主要是利用“物理診斷技術(shù)”進(jìn)行診斷，所謂“物理診斷技術(shù)”泛指利用儀器收集血壓、心率等物理訊號進(jìn)行醫(yī)療診斷的方法。
請參閱圖1所示，是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置示意圖。在本實施例中，該自律神經(jīng)的自動診斷裝置是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)作診斷。該自動診斷裝置100包括感測元件110、計算機(jī)設(shè)備120及輸出設(shè)備130。
在本實施例中，上述的感測元件110具有多數(shù)個電極貼片102、104、106與多數(shù)個訊號收集線108。這些電極貼片102、104、106是黏貼于受測者的手臂皮膚表面，以偵測與輸出受測者的心跳訊號。其中，如熟悉此技藝者可輕易知曉，這些訊號收集線108可以例如是鈕扣型電極貼片接頭，而且其中一個電極貼片可以是黏貼在左手后端、另一個電極貼片可以是黏貼在左手前端、再一個電極貼片可以是黏貼在右手前端(采用標(biāo)準(zhǔn)Lead I的貼法)，但均不以此為限。
上述的計算機(jī)設(shè)備120具有一資料庫(圖中未示)，該資料庫儲存有歸納整理過的多種型態(tài)的診斷敘述與供查詢的內(nèi)建表。計算機(jī)設(shè)備120是藉由這些訊號收集線108接收心跳訊號，并對心跳訊號予以放大、濾波、數(shù)字化與轉(zhuǎn)換計算后得到多數(shù)個心率變異性參數(shù)。其中，如熟悉此技藝者可輕易知曉，計算機(jī)設(shè)備120可以是包括第一高通濾波器、第一放大器、第一低通濾波器、電壓電流轉(zhuǎn)換器、比較電路、第二高通濾波器、光隔離器、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器與RS-232輸出入埠，但均不以此為限。
上述的計算機(jī)設(shè)備120在得到心率變異性參數(shù)后，即對這些心率變異性參數(shù)作計算、比較與分析，然后再至計算機(jī)設(shè)備120中的資料庫的內(nèi)建表尋找相對應(yīng)的診斷敘述。
在本實施例中，該輸出設(shè)備130為耦接至計算機(jī)設(shè)備120。該輸出設(shè)備130是為接收及輸出整合診斷敘述與這些心率變異性參數(shù)的一檢查報告。其中，如熟悉此技藝者可輕易知曉，輸出設(shè)備130可以是顯示器、打印機(jī)，以顯示/打印檢查報告，或是燒錄機(jī)以將檢查報告燒錄于光盤片上，甚或是受測者為接受護(hù)士的測試，然后輸出設(shè)備130為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以將檢查報告?zhèn)魉椭吝h(yuǎn)程終端機(jī)(醫(yī)師的計算機(jī)設(shè)備上)，但均不以此為限。
在本發(fā)明的較佳實施例中，計算機(jī)設(shè)備120為具有數(shù)字訊號處理(DSP)能力的計算機(jī)，并可作頻域分析、時域分析與非線性分析。
在本實施例中，自動診斷裝置100的動作原理將在以下自動診斷方法中詳細(xì)說明。
接著請參閱圖2所示，是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種自律神經(jīng)的自動診斷方法步驟流程圖。該自律神經(jīng)的自動診斷方法，是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)系統(tǒng)作診斷。而在本實施例中，其是例如是對受測者進(jìn)行5分鐘的心跳訊號的收集。
在本實施例中，該自動診斷方法首先為輸入受測者的基本資料，并開始量測受測者的心跳訊號(S202)。其中，受測者的基本資料包括姓名、年齡、性別等，但不以此為限。
接著，對所接收到的對心跳訊號作轉(zhuǎn)換，以獲得多數(shù)個心率變異性參數(shù)(S204)。其中，S204的步驟包括使用快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast FourierTransform)將該心跳訊號由時間域轉(zhuǎn)換為頻率域(S206)，然后即可得到包括波峰(R-R)間距(S208)、低頻(LF)變異性參數(shù)(S210)、高頻(HF)變異性參數(shù)(S214)與低頻/高頻變異性參數(shù)比值(S212)等多個心率變異性參數(shù)。
在上述對所接收到的對心跳訊號作轉(zhuǎn)換，以獲得多數(shù)個心率變異性參數(shù)的步驟S204中，其細(xì)部流程為如圖3所示。請參閱圖3，步驟S204包括首先對該心跳訊號作數(shù)字轉(zhuǎn)換，并偵測數(shù)字心跳訊號的多數(shù)個波峰(S302)。
其中，對該心跳訊號作數(shù)字轉(zhuǎn)換，并偵測數(shù)字心跳訊號的多數(shù)個波峰是利用計算機(jī)設(shè)備中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將該心跳訊號轉(zhuǎn)換為數(shù)字心跳訊號(S304)。接著，計算機(jī)設(shè)備將偵測數(shù)字心跳訊號中的每一波峰(S306)。
在本實施例中，在偵測完波峰后，則對每一波峰進(jìn)行統(tǒng)計與確認(rèn)的動作(S308)。然后，計算機(jī)設(shè)備接著計算與得到這些波峰的多數(shù)個波峰間距，并統(tǒng)計與確認(rèn)這些波峰間的每一波峰間距(S310)。其中，計算機(jī)設(shè)備是為計算這些波峰與波峰的距離，以得到多數(shù)個波峰間距(S312)。在得到這些波峰間距后，則對這些波峰間的每一波峰間距進(jìn)行統(tǒng)計與確認(rèn)的動作(S314)。
最后，計算機(jī)設(shè)備即對這些波峰間距作計算，并得到這些心率變異性參數(shù)的頻率域(S316)。其中，對這些波峰間距作計算是為對這些波峰間距作填補(bǔ)與取樣的計算(S318)，以得到這些心率變異性參數(shù)的頻率域(S320)。
請接著繼續(xù)參閱圖2所示，在本實施例中，在得到這些心率變異性參數(shù)后，即在步驟S204之后，計算機(jī)設(shè)備是為對這些心率變異性參數(shù)至少其中之一作自然對數(shù)運算，并得到這些心率變異性參數(shù)的自然對數(shù)(S216)。在步驟S216中，其是為對低頻變異性參數(shù)、高頻變異性參數(shù)與低頻/高頻變異性參數(shù)比值作自然對數(shù)運算(S218)。接著，將得到低頻變異性參數(shù)的自然對數(shù)ln(LF)(S220)、高頻變異性參數(shù)的自然對數(shù)ln(HF)(S222)與低頻/高頻變異性參數(shù)比值的自然對數(shù)ln(LF/HF)(S224)。
接下來，以計算機(jī)設(shè)備中的資料庫內(nèi)的多數(shù)個參考值對運算后的這些心率變異性參數(shù)作計算與最佳化，并輸出所得到的多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)差(S226)。其中，以計算機(jī)設(shè)備中的資料庫內(nèi)的多數(shù)個參考值對運算后的這些心率變異性參數(shù)作計算與最佳化，并輸出所得到的多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)差是利用人工智能方式以計算機(jī)設(shè)備中的資料庫內(nèi)的參考值對波峰間距、ln(LF)、ln(HF)與ln(LF/HF)作計算與最佳化(S228)然后輸出所得到的波峰間距、ln(LF)、ln(HF)與ln(LF/HF)各自的標(biāo)準(zhǔn)差(S230)。
在本實施例中，在得到波峰間距、ln(LF)、ln(HF)與ln(LF/HF)各自的標(biāo)準(zhǔn)差后，則根據(jù)受測者的基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差至內(nèi)建表中尋找相符的診斷敘述(S232)。
在步驟S232中，根據(jù)受測者的基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差至內(nèi)建表中尋找相符的診斷敘述的操作流程如圖4所示。請參閱圖4所示，計算機(jī)設(shè)備為分別以波峰間距的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建表中的多數(shù)個內(nèi)建值作比較，以得到波峰間距的功能狀態(tài)(S404)，以ln(LF)的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建表中的多數(shù)個內(nèi)建值作比較，以得到ln(LF)的功能狀態(tài)(S406)，以ln(LF/HF)的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建表中的多數(shù)個內(nèi)建值作比較，以得到ln(LF/HF)的功能狀態(tài)(S408)，以ln(HF)的標(biāo)準(zhǔn)差與內(nèi)建表中的多數(shù)個內(nèi)建值作比較，以得到ln(HF)的功能狀態(tài)(S410)。接著，分別輸出波峰間距的功能狀態(tài)(S412)、ln(LF)的功能狀態(tài)(S414)、ln(LF/HF)的功能狀態(tài)(S416)與ln(HF)的功能狀態(tài)(S418)。最后，根據(jù)這些功能狀態(tài)的組合于內(nèi)建表中尋找相對應(yīng)的診斷敘述(S420)。然后，返回S232(S422)。
其中，各功能狀態(tài)例如是均包括3種狀態(tài)L(低)、N(中等)與H(高)。因此，這些心率變異性參數(shù)的功能狀態(tài)的組合將會有3*3*3*3＝81種組合。
請繼續(xù)參閱圖2所示，在本實施例中，最后將輸出整合心率變異性參數(shù)、診斷敘述、基本資料與這些標(biāo)準(zhǔn)差的檢查報告(S234)。
請參閱圖5所示，是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種心跳訊號的波形圖。在本發(fā)明的較佳實施例中，自律神經(jīng)的自動診斷方法為量測受測者雙手心電波的R波(如圖5所示)，藉由電極貼片將訊號傳至收集線，而后進(jìn)入計算機(jī)設(shè)備的微弱訊號放大器。然后，將QRS復(fù)合波(如圖5所示)從眾多噪聲中過濾出來，并予以放大。之后，再由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬訊號轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號。
在本實施例中，受測者在接受本發(fā)明的自律神經(jīng)的自動診斷裝置測試后，將可得到如圖6A與圖6B所繪的檢查報告。
在圖6A中，其例如是檢查報告的文字部分，而受測者的基本資料例如是包括姓名、身份證字號、出生日期與生理年齡，診斷敘述例如是包括結(jié)果、體質(zhì)、心跳與建議。
在圖6B中，其例如是檢查報告的生理年齡表、心率變異性參數(shù)、多個曲線圖、指針圖與數(shù)值等等。
在本實施例中，ECG為Electrocardiogram的縮寫，其中文為心電圖，亦即本實施例中所提到的心跳訊號(為時間域)。R-R為圖5中兩個R波間的間距，亦即本實施例中所提到的波峰間距(為頻率域)，在正常情況下R-R的位置應(yīng)為600-1000ms之間。PSD為功率密度頻譜，其是藉由積分的方式定量其中2個頻帶功率，包括低頻功率與高頻功率。HF為High Frequency的縮寫，其一般界定為約0.15～0.4Hz的功率，其代表副交感神經(jīng)功能及活性。LF為Low Frequency的縮寫，其一般界定為約0.04～0.15Hz的功率，其代表交感與副交感神經(jīng)功能及活性的統(tǒng)合指標(biāo)。VLF為Very Low Frequency的縮寫，其一般界定為約0.003～0.04Hz的功率。LF/HF為代表交感神經(jīng)功能及活性。LF％為代表交感神經(jīng)功能及活性。TP為Total Power的縮寫，中文稱為總頻譜功率，其定義為在所有量測頻譜范圍內(nèi)的總功率，是由頻譜功率密度-頻譜圖中，對所有頻譜范圍積分而得。VAR為Variance的縮寫，其中文為變異度，代表在測試時間內(nèi)，R-R間距及心跳訊號的波峰-波峰間距的諸數(shù)值的統(tǒng)計變異數(shù)。N代表噪聲，其值必須在-1ln(mv2)以下，通常則為-3ln(mv2)，若大于-1ln(mv2)，則需排除測試現(xiàn)場產(chǎn)生噪聲的因素。
本實施例中，曲線圖602為例如是40歲至80歲的心臟跳動平均線。曲線圖604為生理年齡曲線，其黑點越高，代表受測者的生理年齡越年輕。曲線圖606為例如是40歲至80歲的交感神經(jīng)平均線，其黑點越高代表代表較容易焦慮、興奮、緊張等等。曲線圖608為例如是代表40歲至80歲的副交感神經(jīng)平均線，其黑點越高代表有在運動或睡眠消化系統(tǒng)較好。
在本實施例中，指標(biāo)圖610為體質(zhì)傾向指標(biāo)圖，其可分為2個區(qū)域，若指針落在副交感與中間點間的區(qū)域時，即代表受測者為偏向較不緊張、較不焦慮的體質(zhì)，而當(dāng)指標(biāo)落在交感與中間點間的區(qū)域時，即代表受測者為偏向較緊張、較焦慮的體質(zhì)。
在本實施例中，指標(biāo)圖612為身體狀況指標(biāo)圖，其可分為over、good、fair與poor四種狀況。其指針?biāo)傅奈恢眉礊樯鲜龅脑\斷敘述中的自律神經(jīng)總體狀況的指標(biāo)。
在本實施例中，圖形614為整體自律神經(jīng)功能活性示意圖，其黑色部分例如是代表副交感神經(jīng)的活性，而白色部分則代表交感神經(jīng)的活性。其黑白顏色的比例是根據(jù)上述的心率變異性參數(shù)計算得到。請參閱圖7所示，是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種整體自律神經(jīng)功能活性示意圖。其整個圖形為整體自律神經(jīng)功能的指針，而且從圖7中可知，不同齡層以及性別的不同均會影響圖形大小與黑白顏色的比例。
綜合以上所述，本發(fā)明的自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置，不但能讓一般非專業(yè)醫(yī)療人員在身體稍微出現(xiàn)異樣時，即可自我診斷，以避免延誤就醫(yī)時機(jī)，而且可以使受測者能輕易的了解自身之自律神經(jīng)系統(tǒng)的功能及相關(guān)保健。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自律神經(jīng)的自動診斷方法，是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)系統(tǒng)作診斷，其特征在于該自動診斷方法包括以下步驟輸入受測者的一基本資料，并量測受測者的一心跳訊號；對該心跳訊號作轉(zhuǎn)換，并獲得多數(shù)個心率變異性參數(shù)；對該些心率變異性參數(shù)至少其中之一作自然對數(shù)運算，并得到運算后的該些心率變異性參數(shù)；以一資料庫的多數(shù)個參考值對運算后的該些心率變異性參數(shù)作計算與最佳化，并輸出所得到的多數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)差；根據(jù)該基本資料與該些標(biāo)準(zhǔn)差至一內(nèi)建表中尋找相符的一診斷敘述；以及輸出整合該些心率變異性參數(shù)、該診斷敘述，該基本資料與該些標(biāo)準(zhǔn)差的一檢查報告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的該些心率變異性參數(shù)包括一波峰間距、一低頻變異性參數(shù)、一高頻變異性參數(shù)與一低頻/高頻變異性參數(shù)比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的根據(jù)該基本資料與該些標(biāo)準(zhǔn)差至一內(nèi)建表中尋找相符的該診斷敘述的步驟包括以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該波峰間距的值與該內(nèi)建表中的多數(shù)個內(nèi)建值作比較，并得到該波峰間距的功能狀態(tài)；以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該低頻變異性參數(shù)的值與該內(nèi)建表中的該些內(nèi)建值作比較，并得到該低頻變異性參數(shù)的功能狀態(tài)；以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該高頻變異性參數(shù)的值與該內(nèi)建表中的該些內(nèi)建值作比較，并得到該高頻變異性參數(shù)的功能狀態(tài)；以該些標(biāo)準(zhǔn)差中代表該低頻/高頻變異性參數(shù)比值的值與該內(nèi)建表中的該些內(nèi)建值作比較，并得到該低頻/高頻變異性參數(shù)比值的功能狀態(tài)；以及根據(jù)得到的該些心率變異性參數(shù)的功能狀態(tài)輸出相對應(yīng)的該診斷敘述。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的對該心跳訊號作轉(zhuǎn)換，并獲得該些心率變異性參數(shù)的步驟包括對該心跳訊號作數(shù)字轉(zhuǎn)換，并偵測該數(shù)字心跳訊號的多數(shù)個波峰；統(tǒng)計并確認(rèn)每一該些波峰；計算與得到該些波峰的多數(shù)個波峰間距，并統(tǒng)計與確認(rèn)每一該些波峰間距；以及對該些波峰間距作計算，并得到該些心率變異性參數(shù)的頻率域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的對該些波峰間距計算是使用快速傅立葉轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的診斷敘述包括身體狀況指標(biāo)、受測者的體質(zhì)、整體自律神經(jīng)功能活性、生理年齡曲線、心跳與建議。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的檢查報告更包括極低頻變異性參數(shù)、功率密度頻譜(PSD)與總功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自律神經(jīng)的自動診斷方法，其特征在于其中所述的檢查報告能應(yīng)用于自主神經(jīng)功能評估、重癥愈后判定、腦死判定、麻醉深度偵測、換心排斥偵測或神經(jīng)老化評估等。
9.一種自律神經(jīng)的自動診斷裝置，是以非侵體方式對受測者的自律神經(jīng)作診斷，其特征在于該自動診斷裝置包括一感測元件，具有多數(shù)個電極貼片與多數(shù)個訊號收集線，該些電極貼片是黏貼于受測者的手臂皮膚表面，以偵測與輸出受測者的一心跳訊號；一計算機(jī)設(shè)備，具有一資料庫，該計算機(jī)設(shè)備藉由該些訊號收集線接收該心跳訊號，并對該心跳訊號予以放大、濾波、數(shù)字化與一轉(zhuǎn)換計算后得到多數(shù)個心率變異性參數(shù)，且于針對該些心率變異性參數(shù)作計算、比較與分析后至該資料庫中的一內(nèi)建表尋找相對應(yīng)的一診斷敘述；以及一輸出設(shè)備，耦接至該計算機(jī)設(shè)備，以接收及輸出整合該診斷敘述與該些心率變異性參數(shù)的一檢查報告。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的該些心率變異性參數(shù)包括一波峰間距、一低頻變異性參數(shù)、一高頻變異性參數(shù)與一低頻/高頻變異性參數(shù)比值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的轉(zhuǎn)換算為快速傅立葉轉(zhuǎn)換。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的診斷敘述包括身體狀況指標(biāo)、受測者的體質(zhì)、整體自律神經(jīng)功能活性、生理年齡曲線、心跳與建議。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的檢查報告更包括極低頻變異性參數(shù)、功率密度頻譜(PSD)與總功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的輸出設(shè)備為一顯示器，用以顯示該檢查報告。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的輸出設(shè)備為一打印機(jī)，用以打印該檢查報告。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的輸出設(shè)備為一燒錄機(jī)，用以將該檢查報告燒錄于光盤片上。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的輸出設(shè)備為一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以將該檢查報告?zhèn)魉椭吝h(yuǎn)程終端機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的檢查報告是能應(yīng)用于自主神經(jīng)功能評估、重癥愈后判定、腦死判定、麻醉深度偵測、換心排斥偵測或神經(jīng)老化評估等。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的計算機(jī)設(shè)備包括至少一放大器、一濾波器與一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自律神經(jīng)的自動診斷裝置，其特征在于其中所述的計算機(jī)設(shè)備為一具數(shù)字訊號處理(DSP)能力的計算機(jī)，用以作頻域分析、時域分析與非線性分析。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種自律神經(jīng)的自動診斷方法及其裝置，該自動診斷裝置包括感測元件、計算機(jī)設(shè)備與輸出設(shè)備。感測元件的電極貼片黏貼于受測者手臂皮膚表面，以偵測與輸出受測者心跳訊號。計算機(jī)設(shè)備藉由訊號收集線自電極貼片接收心跳訊號，并對心跳訊號予以放大、濾波、數(shù)字化與轉(zhuǎn)換計算后得到多數(shù)個心率變異性參數(shù)，且針對這些心率變異性參數(shù)作計算、比較與分析后至資料庫中的內(nèi)建表尋找相對應(yīng)診斷敘述。最后，由輸出設(shè)備輸出整合診斷敘述與這些心率變異性參數(shù)的檢查報告。本發(fā)明能以非侵體方式對受測者自律神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行初步診斷與建議，讓受測者經(jīng)過簡單的非侵體方式測試與對測得數(shù)值經(jīng)過計算、轉(zhuǎn)換與分析后，輸出診斷報告與建議，從而更加適于實用。
文檔編號G06F19/00GK1661617SQ20041000457
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者盧昆山, 魏誠佑, 鄧俊男, 郭博昭, 林銘賢 申請人:威今基因科技股份有限公司, 郭博昭