專利名稱：心臟狀態監測方法
技術領域：
本發明與一種心臟狀態監測方法有關，特別是關于一種應用于可快速輕松測量并可隨時掌握生命體的心臟狀況的監測方法。
背景技術：
心臟血管疾病一直是人們主要的致病因素之一。引起心臟血管疾病的原因除了年齡、高脂血癥、血中膽固醇過高、高血壓、糖尿病、遺傳等之外，喜愛抽煙、缺少運動、肥胖、飲食不正常導致脂肪含量過高的人都會引起心臟血管疾病。
在心臟血管疾病中，基本上都是得通過儀器測量而得知，習知多是利用儀器測量心臟的心電圖而判斷患者是屬于哪一種狀況。通常，是讓患者靜躺在床上做靜態心電圖，但心律不整或冠狀動脈不全等變化常在做運動時才出現，因此有必要時也讓患者做一定的運動后才做心電圖的檢查，這一種檢查就叫做運動心電圖，另外因為心律不整或冠狀動脈不全病狀并不一定在什 時候出現，一天二十四小時的任何時候都會出現，因此為了要抓住隨時發生的變化，就把儀器二十四小時裝在身上來抓住隨時發作時的變化，這一種檢查叫做二十四小時心電圖檢查。然而通過運動后或一天二十四小時的監控，對于患者而言是相當的麻煩，而且因為心臟疾病在人體內反應并不是隨時發生，所以有時并不容易發現。使得有許多人有心臟疾病而不知，而使心臟疾病造成國民健康健康的隱藏殺手。
除了上述的缺點外，在使用習知的測量儀器測量心臟的健康情況時，大部分都需要脫除身上的衣物以便將測量儀器的貼片黏貼或吸附于心臟附近，才能進行心臟狀況的測量，以得到患者的心電圖，對于患者而言相當的不方便，尤其是針對女性患者更是相當的麻煩。而且習知的心臟測量儀器所測量結果，只限于醫護人員在患者身旁時才可進行分析，當患者外出辦公或游玩時，一但身體出現狀況，醫護人員無法隨時員掌握患者的生理狀況，因此常常使得患者延誤就醫時間而釀成悲劇，無法確實提早發現而提早治療，雖然「早期發現、早期治療」為老生常談，但實為對抗心臟疾病的不二法門。
因此，本發明即在針對上述的困擾，提出一種心臟狀態監測方法，可隨時自行測量并判斷出心臟的健康狀況，以有效克服習知的缺失。

發明內容
本發明的主要目的，在提出一種心臟狀態監測方法，其利用手臂、手腕、手指或腳踝上心臟脈動的測量，再經數值運算處理后，即可正確地得知生命體心臟的狀況，使生命體可輕松進行測量的工作且正確的得到心臟的健康狀況。
本發明的又一目的，在提出一種心臟狀態監測方法，其可將測得生命體的生理參數，經由傳輸線路傳送至醫療中心，并可即時記錄與分析生命體目前的心臟狀況，讓生命體在任何地方都可輕松地測量且正確地記錄當時的心臟狀況，使生命體及醫護人員可隨時掌握當時生命體的心臟狀況，并作即時且有效地處理。
為達到上述的目的，本發明包括下列方法，首先，測量一生命體的生理參數；接著，將生理參數進行傅利葉轉換；之后，再轉換為一能量頻譜密度分析圖；然后，根據能量頻譜密度分析圖，以得到生命體的心臟脈動雜訊指數；最后，再依照心臟脈動雜訊指數診斷生命體的心臟狀況。
本發明的另一實施方案包含下列步驟，首先，測量一生命體的生理參數；接著，再將生理參數進行包絡線函數的分析；并根據包絡線函數分別求出積分粗糙度及微分粗糙度；最后，再依照積分粗糙度及微分粗糙度診斷生命體的心臟狀況。
本發明提出一種心臟狀態監測方法，其使生命體免除脫除衣物的不便，利用手臂、手腕、手指或腳踝上心臟脈動的測量，再經數值運算處理后，即可正確地得知生命體心臟的狀況，使生命體可輕松進行測量的工作且正確的得到身體的健康狀況。并且可將測得生命體的生理參數，經由傳輸線路傳送至醫療中心，并可即時記錄與分析生命體目前的心臟狀況，讓生命體在任何地方都可輕松地測量且正確地記錄當時的心臟狀況，使生命體及醫護人員可隨時掌握當時的所有心臟狀況，并作即時且有效地處理。
底下通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。


圖1為本發明的流程示意圖；圖2A為將心臟脈動信號數據進行復利葉轉換的曲線圖；圖2B為將圖2A轉換的能量頻譜密度分析圖；圖3為心房纖維性顫動患者的能量頻譜密度分析圖；圖4為早發性心室收縮患者的能量頻譜密度分析圖；圖5為早發性心房收縮患者的能量頻譜密度分析圖；圖6A為沒有心臟疾病的受試者的心臟脈動信號數據進行計算所得的包絡線曲線圖；圖6B為將圖6A進行時域積分的包絡線圍成面積圖；圖7A為心肌病變患者的心臟脈動信號數據進行計算所得的包絡線曲線圖；圖7B為將圖7A進行時域積分的包絡線圍成面積圖。
具體實施例方式
如圖1所示，一種心臟狀態監測方法的流程示意圖，其包括下列步驟，首先，如步驟S10，測量一患者的手臂，以得到心臟脈動信號等生理參數；接著，將生理參數利用一傳輸線路傳送至醫療中心，當醫療中心接收到患者的生理參數等資料后，如步驟S12，以進行傅利葉轉換(Fourier Transform)，將生理參數由時域資料轉換成頻域資料，再將這些資料儲存、整合并儲存至一資料庫；之后，如步驟S14，將頻域資料再轉換為一能量頻譜密度分析圖(Power Spectral Density，PSD)；然后，如步驟S16，根據能量頻譜密度分析圖中，在各諧波之間的許多諧波雜訊波形，計算出患者的心臟脈動雜訊指數；最后，如步驟S18，再依照心臟脈動雜訊指數診斷患者的心臟狀況。
其中，除了測量患者的手臂之外，更可測量患者的手腕、手指或腳踝以得到患者的生理參數，或者，更可利用一紅外線生理測量裝置進行測量。
另外，傳輸線路可為電話線路、整體服務數字網路(ISDN)、非對稱數字用戶回路(ADSL)線路、高速數字用戶回路(HDSL)線路、國際互聯網(TCP/IP)、纜線(Cable)線路、紅外線傳輸線路或射頻(RF)傳輸線路等。
本發明除了可由患者自行測量心臟生理狀態之外，還可利用傳輸線路將患者的生理參數傳送至醫療中心進行分析，使得患者不論是在家里或者外出游玩、辦公，都可于必要時進行測量，再通過傳輸線路，將患者的生理參數傳送至醫療中心或醫護人員的所在地，以便可隨時掌握患者的狀況；此外，亦可利用傳輸線路將患者的生理參數傳輸至任何的醫療設備或裝置內，以進行生理參數的分析及儲存。
再者，本發明與臺灣大學進行研發合作，并在國泰醫院進行實驗，首先，以心臟沒有疾病的受試者利用上述的方法進行測量，以得到該名心臟沒有疾病的受試者的心臟脈動信號的數據，該數據以時間橫軸的心臟脈動信號，如下表所示
150.5829 317.6681 -447.623 22.69058 20.6278 105.2018 51.5695 78.38564 51.56945.38116 30.9417 84.57398 47.44394 63.9462 66.0089618.56502 655.9641 -447.623 33.00448 6.18834 113.4529 55.69506 47.44394 82.5112 49.50672 49.50672 94.88788 49.50672 59.8206 63.9461826.81614 606.4573 -402.242 37.13004 4.12556 84.57398 59.82062 30.9417 84.57398 49.50672 70.13452 78.38564 49.50672 55.6951 68.0717466.00896 198.0269 -200.09 43.31838 -2.06278 39.19282 61.8834 41.2556 63.94618 63.94618 59.82062 63.94618 72.1973 66.00968.0717424.75336 -257.848 -88.6995 121.704 2.06278 24.75336 59.82062 49.50672 43.31838 80.44842 57.75784 63.94618 72.1973 66.00972.19736.18834 -447.623 -39.1928 99.01344 16.50224 30.9417 72.1973 47.44394 49.50672 66.00896 61.8834 76.32286 72.1973 84.57484.5739818.56502 -307.354 -2.06278 55.69506 22.69058 33.00448 129.9551 45.38116 57.75784 53.63228 51.5695 72.1973 61.8834 84.574103.13922.69058 -80.4484 6.18834 24.75336 72.1973 30.9417 88.69954 39.19282 66.00896 47.44394 63.94618 57.75784 59.82052 88.6995 109 327318.56502 -41.2556 30.9417 16.50224 99.01344 30.9417 22.69058 66.00896 63.94618 59.82062 66.00896 45.38116 55.69506 99.0134 76.3228624.75336 -16.5022 35.06726 12.37668 59.82062 28.87892 24.75336 105.2018 66.00896 61.8834 51.5695 45 38116 55.69506 80.4484 61.883424.75336 12.37668 74.26008 14.43946 18.56502 43.31838 33.0048 80.44842 70.13452 59.82062 51.5695 51.5695 59.82052 66.00953.6322820.6278 12.37668 94.88788 37.13004 18.56502 115.5157 33.00048 59.82062 105.2018 74.26008 51.5695 70.13452 61.8834 53.6323 53.6322857.75784 14.43946 45 38116 49.50672 26.81614 96.95066 30.9417 41.2556 96.95066 86.63676 51.5695 63.94618 63.94618 51.5695 53.6322876.32286 20.6278 6.18834 57.75784 24.75336 63.94618 30.9417 51.5695 90.76232 92.8251 53.63228 45.38116 76.32286 57.7578 57.7578414.43946 26.81614 -6.18834 125.8296 22.69058 35.06726 28.87892 53.63228 72.1973 82.5112 49.50672 47.44394 68.07174 70.1345 61.8834-4.12556 28.87892 12.37668 152.6457 24.75336 35.06726 30.9417 51.5695 78.38564 57.75784 49.50672 53.63228 61.8834 70.1345 55.6950612.37668 30.9417 28.87892 105.2018 26.81614 41.2556 99.01344 43.31838 70.13452 45.38116 63.94618 53.63228 53.63228 57.7578 74.2600826.81614 66.00896 24.75336 68.07174 43.31838 35.06726 101.0762 43.31838 53.63228 22.69058 66.00896 55.69506 61.8834 55.6951 68.0717422.69058 82.5112 24.7536 33.00448 134.0807 35.06726 72.1973 43.31838 39.19282 45.38116 80.44842 59.82062 63.94618 59.8206 55.6950622.69058 35.06726 30.9417 6.18834 111.3901 30.9417 37.13004 66.00896 41.2556 49.50672 72.1973 68.07174 61.8834 63.94618 66.0089624.75336 -14.4395 28.87892 -6.18834 70.13452 33.00448 26.81614 86.63676 43.31838 49.50672 59.82062 84.57398 61.8834 57.75784 61.883428 87892 3.81 E-07 59.82062 -4.12556 26.81614 43.31838 37.13004 68.07174 53.63228 59.82062 49.50672 113.4529 59.82062 53.63228 72 197324.75336 24.75336 125.8296 4.12556 24.75336 55.69506 43.31838 45.38116 76.32286 68.07174 53.63228 136.1435 63.94618 55.69506 63.9461835.06726 30.9417 72.1973 18.56502 33.00448 111.3901 39.19282 39.19282 61.8834 53.63228 61.8834 113.4529 74.26008 51.5695 68 0717484.57398 33.00448 37.13004 28.87892 37.13004 84.57398 33.00448 47.44394 51.5695 59.82062 66.00896 88.69954 84.57398 66.00896 70.1345268.07174 226.9058 4.12556 96.95066 26.81614 51.5695 33.00448 53.63228 43.31838 59.82062 63.94618 55.96506 70 13452 76.32286 68.0717416.50224 996.3228 2.06278 129.9551 30.9417 24.75336 37.13004 49.50672 51.5695 76.32286 68.07174 47.44394 66.00896 72.1973 74.26008-8.25112 1014.888 6.18834 94.88788 24.75336 37.13004 68.07174 49.50672 51.5695 63.94618 66.00896 49.50672 59.82052 68.07174 99.0134439.19282 523.7219 16.50224 53.63228 33.00448 51.5695 111.3901 51 5695 49.50672 49.50672 70.13452 45.38116 63.94618 59.82062 76.32286接著，再將表中的心臟脈動信號數據進行傅利葉轉換，使心臟脈動信號由時域資料轉換成如圖2A所示頻域資料；最后，再將如圖2A所示的頻域的資料轉換為如圖2B所示能量頻譜密度分析圖，由此圖可知，當心臟沒有疾病時，在各諧波之間為一平坦波形；但是，當心臟有疾病時，在能量頻譜密度分析圖中的諧波與諧波之間就會出現許多雜訊波形。如圖3所示，為患者具有心房纖維性顫動時，其能量頻譜密度分析圖在諧波與諧波之間的雜訊波形就比心臟沒有疾病的正常人還要多一些；如圖4所示，當心臟疾病為早發性心室收縮時，其能量頻譜密度分析圖，在諧波與諧波之間的雜訊波形就比心房纖維性顫動的患者還要更多一些；接著，如圖5所示，當心臟疾病為早發性心房收縮時，其能量頻譜密度分析圖，在諧波與諧波之間的雜訊波形比早發性心室收縮還要嚴重。
因此，由圖2B、圖3、圖4及圖5所示，可以發現各諧波之間的雜訊波形隨著心臟狀況的嚴重而增多，故即可利用各諧波之間的雜訊波形而計算出每位患者的心臟脈動雜訊指數，再以利用心臟脈動雜訊指數判斷患者的心臟目前的健康況狀；本發明經過與臺灣大學兩年的研發合作，并在國泰醫院進行實驗之后，進而證實本發明的正確性及實用性。
其中，除了將心臟脈動信號轉換為能量頻譜密度分析圖來進行患者的心臟脈動雜訊指數的計算分析外，更可以將心臟脈動信號的曲線圖進行包絡線分析，其包含下列步驟首先，測量一患者的心臟脈動信號等生理參數；接著，再將心臟脈動信號進行包絡線函數的分析；之后，并根據包絡線函數分別求出積分粗糙度(roughness-integral，Ri)及微分粗糙度(roughness-differential，Rd)；最后，再依照積分粗糙度及該微分粗糙度診斷患者的心臟健康狀況。
如圖6A所示，為沒有心臟疾病的受試者的心臟脈動信號數據進行計算所得的包絡線曲線圖，接著，再將圖6A的包絡線所圍成的面積進行積分運算，以求得包絡線所圍成的面積值并計算出積分粗糙度，如圖6B所示，沒有心臟疾病的受試者的Ri值為0.074739；再來，如圖7A所示，為心肌病變患者的心臟脈動信號數據以進行計算，而得到包絡線的曲線圖，亦將圖7A的包絡線所圍成的面積進行積分運算，以求得包絡線所圍成的面積值并計算出Ri值，如圖7B所示，心肌病變患者的Ri值為0.10519；由兩者互相比較，可以明顯的發現，心臟有疾病的患者的Ri值比沒有心臟疾病的受試者的Ri值還要提高許多。將國泰醫院的多位心臟沒有疾病的受試者、辦膜性疾病及心肌病變的患者進行實際測量之后，可將數據整理如下表所示

由上表可以發現，在積分粗糙度Ri部份，健康心臟的Ri平均值為0.07912、瓣膜性疾病的Ri平均值為0.16637、心肌病變的Ri平均值為0.18130。同樣地，可以明顯的發現，心臟有疾病的患者的Ri值比沒有心臟疾病的受試者的Ri值還要提高許多，因此，根據這些數據的整理比較，亦可以由心臟的Ri值判斷出患者的瓣膜性疾病、心肌病變等心臟疾病。
再者，亦可將患者的心臟脈動信號計算出的包絡線函數進行微分運算，以求出微分粗糙度，同樣地，亦可從微分粗糙度的大小值判斷出患者的瓣膜性疾病、心肌病變等心臟疾病。
雖然本發明以前述的較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種心臟狀態監測方法，其特征是其包含下列步驟(a)測量一生命體的生理參數；(b)將該生理參數進行傅利葉轉換后，再轉換為一能量頻譜密度分析圖；(c)根據該能量頻譜密度分析圖，以得到該生命體的心臟脈動雜訊指數；以及(d)依照該心臟脈動雜訊指數診斷該生命體的心臟狀況。
2.如權利要求1所述的心臟狀態監測方法，其特征是該生理參數為心臟脈動信號。
3.如權利要求1所述的心臟狀態監測方法，其特征是可測量該生命體的手臂、手腕、手指或腳踝以得到該生理參數。
4.如權利要求1所述的心臟狀態監測方法，其特征是還可利用一紅外線生理測量裝置測量該生命體的該生理參數。
5.如權利要求1所述的心臟狀態監測方法，其特征是在該步驟(a)之后，還可利用一傳輸線路將該生理參數傳送至醫療中心進行該步驟(b)。
6.如權利要求5所述的心臟狀態監測方法，其特征是該傳輸線路為電話線路、整體服務數字網路(ISDN)、非對稱數字用戶回路(ADSL)線路、高速數字用戶回路(HDSL)線路、網際網路(TCP/IP)、纜線(Cable)線路、紅外線傳輸線路、或射頻(RF)傳輸線路。
7.如權利要求1所述的心臟狀態監測方法，其特征是更可利用該能量頻譜密度分析圖中各諧波之間的許多諧波雜訊波形計算出該生命體的該心臟脈動雜訊指數。
8.如權利要求1所述的心臟狀態監測方法，其特征是更可將該生命體分析前的該生理參數及分析后的該頻域資料、該能量頻譜密度分析圖儲存于一資料庫中。
9.一種心臟狀態監測方法，其特征是其包含下列步驟測量一生命體的生理參數；將該生理參數進行包絡線函數分析；根據該包絡線函數分別求出積分粗糙度及微分粗糙度；以及依照該積分粗糙度及該微分粗糙度診斷該生命體的心臟狀況。
10.如權利要求9所述的心臟狀態監測方法，其特征是可測量該生命體的手臂、手腕、手指或腳踝以得到該生理參數。
全文摘要
一種心臟狀態監測方法，測量一生命體的生理參數，將生理參數進行傅利葉轉換之后，再轉換為一能量頻譜密度分析圖，根據能量頻譜密度分析圖得到生命體的心臟脈動雜訊指數，并依照心臟脈動雜訊指數診斷生命體的心臟狀況；本發明可使生命體免除脫除衣物的不便，利用手臂、手腕、手指或腳踝上心臟脈動的測量，再經數值運算處理后，即可正確地得知生命體心臟的狀況，使生命體可輕松進行測量的工作且正確的得到身體的健康狀況；并可將生理參數通過傳輸線路傳送至醫療中心，即時記錄與分析生命體目前的心臟狀況，讓生命體在任何地方都可輕松地測量且正確地記錄當時的心臟狀況，使生命體及醫護人員可隨時掌握當時的所有心臟狀況，并作即時且有效地處理。
文檔編號A61B6/00GK1517057SQ0310038
公開日2004年8月4日 申請日期2003年1月16日 優先權日2003年1月16日
發明者張國源, 張國輔, 葉吉芳 申請人:張國源, 張玲玲