本发明专利技术为一种周期性生理信号处理方法，将人体的周期性信号Ｄ数字化并分解为数学上的极点Ｐ（Ｐｏｌｅｓ）及残留值Ｓ（Ｒｅｓｉｄｕａｌｓ），依下列公式作数值分析：Ｄ↑［ｊ］＝＊Ｓ↓［ｉ］↑［ｊ］ｅ↑［－Ｐ↓［ｃ］↑［ｊ］］而运用上述处理方法的系统包含至少一组感应器，一生理信号数字化处理器，以及一数字化信号处理单元，并且将Ｐ、Ｓ、Ｐ和Ｓ相互之间以及其对于时间或位置的变化建立一参数数据库，由此作为判断生理或心理状况的参考，适合处理周期性生理信号，例如人体心跳、呼吸以及电位图等信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种周期性生理信号处理方法及系统，尤指一种可将人体的周期性生理信号予以数字化的处理方法及系统，经由数值方法分解成数学上的极点(poles)及残留值(residuals)，可供评估人体心理和生理状况的参考，适合用于对人体心跳、呼吸以及电位图等周期性生理信号的处理。
技术介绍
人体内的运行会自然产生一些生理现象，例如心跳、呼吸以及脉搏等等，自古以来医生透过这些生理现象所提供的征候来判断健康变化，进而预防和治疗疾病。传统上，东方的中医师透过把脉，西方的西医师透过听诊器听诊和血压计，观察心跳、脉搏及呼吸等等的变化，在电子技术发达的现代，可透过电子医疗器材将这些周期信号收集后作为初步的诊断。以心脏跳动为例，人体的心跳具有其规律性以及重复出现的特性，由超音波或是心电图可准确侦测到人体的生理信号状态，请参图1，以一系列的波组所构成的标准心电图为例，每个波组代表着每一个心跳周期，包括有P波、QRS波群、T波及U波，其中(1)P波由心房去极化所产生，为周期性波组中的第一波，其反映了左、右心房的去极化过程；(2)QRS波群典型的QRS波群包括三个紧密相连的波，第一个向下的波称为Q波，继Q波后的一个高尖的直立波称为R波，R波后向下的波称为S波。此三个波形紧密相连，统称为QRS波群，而且反映了左、右两心室的去极化过程；(3)T波T波位于S-T段之后，是一个比较低而为时较长的波，它是心室复极化所产生的；以及(4)U波U波位于T波之后，比较低小，一般认为与”后去极化”(afterdepolarizations)有关，其打断或跟随于去极化过程，通常在ECG波形图中会被忽略。一般而言，正常人体的心电图波形具有完整明显的波浪变化，若身体出现异常的变化或是受到刺激时，心电图的波形将明显不同于正常波形，由此可判断出受测者是否身体有异，然而任何生理信号的图表必须由受过专业训练的医师判读后，才能得知健康结果，若能不经人工判读，即可得知健康情形，将会节省获得结果的时间。再者，人体的生理状况也会随着心理状况改变，例如兴奋、紧张、害怕时，身体会产生心跳加速、冒汗、血管收缩的生理现象，由此可知，透过任何生理状况的观察，亦可得到心理状态的评估参考。有鉴于此，本案的专利技术人提供一种周期性生理信号处理方法及系统，冀望能利用周期性生理信号具有随着时间衰减以及周期性发生的特性，将信号数字化后加以比较并得到初步评估结果，无须透过医师或医疗人员对生理信号的判读，可供使用者作为疾病及异常心理状态的预防。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在提供一种周期性生理信号的处理方法，可处理周期性出现的生理信号，经数字化及分析后，提供判断人体生理状况的参考。本专利技术的另一目的在提供一种周期性生理信号的处理系统，透过感应器接收周期性生理信号，再予以数字化处理，并参考一参数数据库，得到一评估结果，以供人体生理或心理状况的参考。为了达到上述的专利技术目的，本专利技术的处理方法是将人体的周期性信号Dj数字化并分解为极点(Poles)P及残留值(Residuals)S，其中P代表信号的衰减速度，S代表该P值的贡献值，以j代表信号的序号，Dj可为不同特性的周期性信号，或是同一特性的周期性信号的不同时间或位置所量测的信号，信号Dj、极点P以及残留值S满足下列公式 Dj=Σi=1mSjie-Pji]]>其中该m值收集自人体的周期性信号分解后的极点最大数量，Pji代表第j个周期性信号经过资料分解后第i个极点，Sji为针对该极点的贡献值或残留值，P值越大表示衰减速度越快，而上述方法中亦可先将一外部刺激作用于人体上，该外部刺激可产生周期信号或使自然周期性信号产生变化，再将该人体的周期性信号收集并数字化，该外部刺激为电压、电磁波、超音波、热或压力等，接着进一步计算Pji、Sji之值，其相互之间的关系以及这些资料对时间以及空间(位置)的变化，以供判断该人体的生理或心理状况的参考。本专利技术的周期性生理信号处理系统，包含感应器，用以感测人体的周期性生理信号，并将该生理信号输出；生理信号数字化处理器，接收该感应器的生理信号并将该生理信号数字化；以及数字化信号处理单元，该处理单元运用上述的处理方法将生理信号Dj分解为极点Pj及残留值Sj，并且将Pj、Sj、Pj和Sj相互之间以及其对于时间或空间(位置)的变化建立一参数数据库，由此参数数据库或直接以原资料判断生理或心理状况的参考，并输出一评估结果。附图说明图1为标准心电图周期性波形的示意图。图2为本专利技术的周期性生理信号处理系统的示意图。图3为以超音波仪量测心跳得到的周期性信号波形图。图4为以激光都卜勒测速仪于不同温度下量测大拇指血管的相对流速得到的周期性信号波形图。图5为周期性外部电磁波刺激状况下，于垂直主血管位置上放置八个接收线圈所得到的电磁场衰减信号的三维波形图。图6为本专利技术实施例的分解图5的信号得到的极点Pj-i以及残留值Sji以及评估结果的示意图。图号说明21感应器22生理信号处理单元23数字化信号处理单元24参数数据库25评估结果 60分解周期性信号产生的极点Pji以及残留值Sji61系统显示健康程度具体实施方式首先说明本专利技术的周期性生理信号处理系统，请参图2，本系统包含一感应器21，用以感测人体的周期性生理信号，并将该生理信号输出；一生理信号数字化处理器22，接收该感应器的生理信号并将该生理信号数字化；一数字化信号处理单元23，该单元23运用本专利技术的周期性生理信号处理方法，将数字化后的生理信号D分解为极点P及残留值S，其中P代表信号的衰减速度，S代表该P值的贡献值；以j代表信号的序号，Dj可为不同特性的周期性信号，或是同一特性的周期信号不同时间或位置所量测的信号，信号Dj、极点P以及残留值S满足下列公式Dj=Σi=1mSjie-Pji]]>其中该m值代表收集自人体的周期性信号分解后的极点最大数量，由数值方法将Pji、Sji、Pji和Sji的关系以及其对于时间或空间(位置)变化建立一参数数据库24，由此参数数据库24以供判断生理或心理状况的参考，并输出一评估结果25。接着以一特定生理信号为实施例说明本专利技术，利用超音波仪作为感应器21，撷取一受测者的心跳，可得到如图3所示的心跳超音波图，设定生理信号的范围为a点至b点，将此两点间的信号传送至生理信号数字化处理器22予以数字化得到为周期性信号D，再将数字化后的信号传送至数字化信号处理单元23，以数值方法分解为极点P以及残留值S，且满足下列公式Dj=Σi=1mSjie-Pji]]>其中该m值代表收集到的周期性信号分解后的极点最大数量，Pji值越大表示衰减速度越快，接着进一步计算Pji及Sji值之间的关系、Pji或Sji对时间或位置变化的关系或Pji及Sji之间的关系对时间或位置变化的关系，对照一预设的参数数据库24，比对得到一人体的生理或心理状况情形的评估结果25，而此评估结果可直接显示该受测者的健康程度。若尚未建立一参数数据库，则可依照上述的方法，量测统计学上足够数量的健康受测者，将受测者被量测后的生理信号统计分析后，建立一参数数据库24，并储存于本专利技术的系统中，作为健康状况的评估参考，此数据库24中亦可建立不同性别、身高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种周期性生理信号处理方法，其特征在于，将人体的周期性信号Ｄ数字化并分解为极点Ｐ及残留值Ｓ，其中Ｐ代表信号的衰减速度，Ｓ代表该Ｐ值的贡献值，以ｊ代表信号的序号，Ｄ↑［ｊ］可为不同特性的周期性信号，或是同一特性的周期性信号的不同时间或位置所量测的信号，信号Ｄ↑［ｊ］、极点Ｐ以及残留值Ｓ满足下列公式：Ｄ↑［ｊ］＝＊Ｓ↑［ｊ］↓［ｉ］ｅ↑［－Ｐ↑［ｊ］↓［ｉ］］其中该ｍ值代表收集自人体的周期性信号分解后的极点最大数量，Ｐ↑［ｊ］↓［ｉ］代表第ｊ个周期性信号经过资料分 解后第ｉ个极点，Ｓ↑［ｊ］↓［ｉ］为针对该极点的贡献值或残留值；极点Ｐ↑［ｊ］↓［ｉ］以及残留值Ｓ↑［ｊ］↓［ｉ］由数值方法分解人体周期性信号而得到。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄文义，
申请(专利权)人：黄文义，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。