專(zhuān)利名稱(chēng)：通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，具體來(lái)講，其為一種多功能生理采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分析集成儀，即，一種將多種生理信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分析的儀器集成為一體化的控制管理裝置。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)體檢者的身體健康狀況進(jìn)行檢查時(shí)，通常是分別利用各種檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)，然后再進(jìn)行記錄匯總后，綜合評(píng)估。例如進(jìn)行心電、聽(tīng)診等方面的檢測(cè)時(shí)，通常要進(jìn)行分別檢測(cè)，然后分別根據(jù)各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)定。這是因?yàn)楝F(xiàn)有的產(chǎn)品和設(shè)備所采用的技術(shù)原理都是針對(duì)某項(xiàng)單獨(dú)生理信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)采集、轉(zhuǎn)換和分析檢測(cè)。盡管一些集成式多功能醫(yī)療檢測(cè)及監(jiān)控方法和裝置可以完成多種生理信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換和分析檢測(cè)，但這種集成裝置的技術(shù)原理仍然采用的是先針對(duì)某項(xiàng)單獨(dú)生理信號(hào)進(jìn)行全套的單獨(dú)采集、轉(zhuǎn)換和分析檢測(cè)然后再由計(jì)算機(jī)軟件把多種檢測(cè)結(jié)果集成。例如公開(kāi)號(hào)為CN101032393的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)的基于計(jì)算機(jī)的多功能醫(yī)療檢測(cè)及監(jiān)控方法和裝置，可以通過(guò)不同的人體信號(hào)傳感器如心電傳感器、溫度傳感器、心音傳感器、血壓傳感器、超聲傳感器、腦電傳感器等對(duì)不同人體信號(hào)進(jìn)行采集，采集信號(hào)經(jīng)放大、濾波、整形，及模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后經(jīng)數(shù)據(jù)通訊傳輸接口輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用人體檢測(cè)監(jiān)控應(yīng)用程序，對(duì)采集的不同信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算，將該人體信號(hào)及分析結(jié)果實(shí)時(shí)顯示于計(jì)算機(jī)顯示器。這種針對(duì)某項(xiàng)單獨(dú)生理信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)采集、轉(zhuǎn)換和分析檢測(cè)的方法帶來(lái)的好處是生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，但對(duì)于多種生理信號(hào)每項(xiàng)都要進(jìn)行單獨(dú)采集、轉(zhuǎn)換和分析檢測(cè)的做法，卻是社會(huì)資源和成本的巨大浪費(fèi)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)不同傳感器采集而來(lái)的多種生理信號(hào)的轉(zhuǎn)換和分析都在使用非常通用的方法和非常通用的元器件。盡管生產(chǎn)各種生理信號(hào)檢測(cè)儀器的廠(chǎng)家都采用類(lèi)似的技術(shù)原理，但都受限于自身的產(chǎn)品定位以及經(jīng)濟(jì)條件和銷(xiāo)售通路的約束，不能夠進(jìn)行大批量地生產(chǎn)，從而造成產(chǎn)品的單價(jià)成本居高不下，對(duì)整個(gè)社會(huì)的資源也是極大的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明提供的通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，包括能夠接入多種生理信號(hào)采集器的生理信號(hào)輸入接口和對(duì)所述生理信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理裝置，其中，所述信號(hào)處理裝置包括用于完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于存儲(chǔ)生理信號(hào)特征集和生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)的存儲(chǔ)裝置，根據(jù)所述生理信號(hào)特征集進(jìn)行計(jì)算的特征參數(shù)計(jì)算裝置，以及根據(jù)所述生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)對(duì)所述特征參數(shù)計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行計(jì)算的推理機(jī)，其中，所述生理信號(hào)特征集用于存儲(chǔ)生理信號(hào)中所用參數(shù)抽象出的符號(hào)并對(duì)各種生理信號(hào)的參數(shù)定義符號(hào)值，使所述生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)的表達(dá)能夠采用較少的統(tǒng)一符號(hào)表達(dá)，所述推理機(jī)用于從生理信號(hào)規(guī)則庫(kù)中依次讀取判斷規(guī)則，然后根據(jù)生理信號(hào)的特征參數(shù)和符號(hào)化結(jié)果進(jìn)行推理判斷，確定特征參數(shù)的實(shí)際值。較佳地，所述信號(hào)處理裝置還包括用于完成數(shù)字信號(hào)的放大、縮小和濾波操作的放大/縮小/濾波裝置。所述存儲(chǔ)裝置可以預(yù)先存儲(chǔ)有所述生理信號(hào)特征集和生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)，也可以根據(jù)需要生成或調(diào)整所述所述生理信號(hào)特征集和生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)。所述多種生理信號(hào)可以包括選自心率、血壓值、血氧值、胎心率、血糖值以及心電和腦電的波形幅度、間期、電位信號(hào)中的生理信號(hào)。利用本發(fā)明的通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)生理信號(hào)轉(zhuǎn)換的過(guò)程包括以下步驟1、接收生理信號(hào)，計(jì)算生理信號(hào)的特征參數(shù)；2、根據(jù)生理信號(hào)特征集中對(duì)生理信號(hào)參數(shù)定義的符號(hào)值，確定特征參數(shù)的符號(hào)值，所述生理信號(hào)特征集用于存儲(chǔ)根據(jù)生理信號(hào)處理中所用描述抽象出的符號(hào)；3、從符號(hào)化的生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)中依次讀取判斷規(guī)則，然后根據(jù)生理信號(hào)的特征參數(shù)和符號(hào)化結(jié)果進(jìn)行推理判斷，確定出判斷結(jié)果；其中，步驟3中所述的每條判斷規(guī)則被賦予一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的特征識(shí)別ID，按照該判斷規(guī)則確定的判斷結(jié)果被賦予相應(yīng)的特征值。本發(fā)明的特點(diǎn)是1)本發(fā)明將生理信號(hào)值獲取過(guò)程分離為初始判斷和信號(hào)處理兩個(gè)階段，在初始判斷過(guò)程中，將生理信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行符號(hào)化，并根據(jù)生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)中的判斷規(guī)則進(jìn)行推理，得出一系列初始判斷結(jié)果；在信號(hào)處理階段，對(duì)于前面得到的結(jié)果，通過(guò)優(yōu)先級(jí)的比較和細(xì)節(jié)的鑒別，得出可靠的結(jié)果。2)本發(fā)明將相對(duì)復(fù)雜的判斷限制在局部，保證整體推理過(guò)程簡(jiǎn)單明了，可實(shí)現(xiàn)大量生理信號(hào)的判別。當(dāng)系統(tǒng)需要修正時(shí)，多數(shù)情況下可通過(guò)追加信號(hào)處理的鑒別判斷條件，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化，不必修改系統(tǒng)原有部分，便于整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)和改進(jìn)。


圖1為本發(fā)明的一種通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器的功能結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中的生理信號(hào)特征參數(shù)計(jì)算流程圖；圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中的生理信號(hào)特征參數(shù)判斷處理流程圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例中的生理信號(hào)特征參數(shù)判斷的規(guī)則推理流程具體實(shí)施例方式如圖1所示，該通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器包括A/D轉(zhuǎn)換裝置1，用于完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；放大/縮小/濾波裝置2，用于完成數(shù)字信號(hào)的放大、縮小、濾波等操作；生理信號(hào)特征集3，用于存儲(chǔ)根據(jù)生理信號(hào)中所用參數(shù)抽象出的符號(hào)；特征參數(shù)計(jì)算裝置4，用于接收生理信號(hào)，計(jì)算生理信號(hào)的特征參數(shù)，并獲得特征參數(shù)的符號(hào)值；生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5，用于存儲(chǔ)各種生理信號(hào)的判斷規(guī)則，并根據(jù)生理信號(hào)特征集中對(duì)生理信號(hào)特征參數(shù)定義的符號(hào)值將每條判斷規(guī)則轉(zhuǎn)化為用公式表達(dá)的規(guī)則；推理機(jī)6，用于從生理信號(hào)規(guī)則庫(kù)中依次讀取判斷規(guī)則，然后根據(jù)生理信號(hào)的特征參數(shù)和符號(hào)化結(jié)果進(jìn)行推理判斷，確定出生理信號(hào)實(shí)際值；生理信號(hào)特征集3用于存儲(chǔ)生理信號(hào)中所用參數(shù)抽象出的符號(hào)；生理信號(hào)特征集3是在將原始的生理信號(hào)參數(shù)經(jīng)過(guò)歸納，將有關(guān)參數(shù)抽象為較少的符號(hào)，使整個(gè)生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5的表達(dá)可以采用較少的統(tǒng)一符號(hào)表達(dá)。生理信號(hào)特征集3就是這些抽象出的符號(hào)的集合。這些符號(hào)即包括常規(guī)生理信號(hào)中的常用參數(shù)，如心率、血壓值、血氧值、胎心率、血糖值等單個(gè)或成組的數(shù)字；也包括一些復(fù)雜參數(shù)結(jié)構(gòu)，如心電和腦電的各波形幅度、間期、電位等等。特征參數(shù)計(jì)算裝置4接收生理信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，抑制干擾信號(hào)，對(duì)逐個(gè)信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)，提取其中的代表性參數(shù)進(jìn)行分析，計(jì)算生理信號(hào)的特征參數(shù)，并根據(jù)生理信號(hào)特征集3中對(duì)各種生理信號(hào)的參數(shù)定義的符號(hào)值，確定特征參數(shù)的實(shí)際值。其具體流程如圖2所示，包括以下步驟在步驟1，對(duì)各種生理信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，抑制可能的噪聲干擾；在步驟2，通過(guò)對(duì)處理后信號(hào)的特征參數(shù)判斷，確定生理信號(hào)種類(lèi)；在步驟3，根據(jù)該生理信號(hào)的特征參數(shù)結(jié)構(gòu)定義，識(shí)別特征參數(shù)符號(hào)值；在步驟4，在前面的分析結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)定義的符號(hào)值的匹配，確定該生理信號(hào)的特征參數(shù)實(shí)際值。生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5中存儲(chǔ)有各種生理信號(hào)的判斷規(guī)則，這些判斷規(guī)則是根據(jù)生理信號(hào)特征集3中對(duì)生理信號(hào)特征參數(shù)定義的符號(hào)值將每條判斷規(guī)則轉(zhuǎn)化為用符號(hào)表達(dá)的規(guī)則。每條判斷規(guī)則被賦予一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的特征識(shí)別ID，按照該判斷規(guī)則確定的初始判斷結(jié)果被賦予相同的特征識(shí)別ID。推理機(jī)6根據(jù)特征參數(shù)的符號(hào)值對(duì)生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5中的診斷規(guī)則進(jìn)行推理判斷，確定出初始判斷結(jié)果。推理機(jī)6負(fù)責(zé)從符號(hào)化的生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5中依次讀取判斷規(guī)則，然后根據(jù)前面信號(hào)分析得到的特征計(jì)算參數(shù)和符號(hào)化結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)規(guī)則的符合性判斷。其工作過(guò)程如圖3、4所示，包括以下步驟在步驟1，讀取符號(hào)化的生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5中下一條規(guī)則，讀取時(shí)是依照順序讀取，直到讀取完所有的判斷規(guī)則，然后執(zhí)行步驟2 在步驟2，判斷是否讀取成功，如果是，說(shuō)明符號(hào)化的生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5中還有判斷規(guī)則未讀取，則執(zhí)行步驟3 ；如果讀取不到，說(shuō)明符號(hào)化的生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)5中的所有判斷規(guī)則都被讀取過(guò)，則執(zhí)行步驟4，輸出初步判斷結(jié)果；在步驟3，調(diào)用判斷規(guī)則推理過(guò)程，規(guī)則推理過(guò)程的流程包括如下步驟在步驟Si，判斷該規(guī)則是否已經(jīng)進(jìn)行過(guò)判斷，如果是則結(jié)束，如果還未進(jìn)行過(guò)判斷則執(zhí)行步驟S2 ；在步驟S2，判斷是否繼續(xù)讀取規(guī)則中下一個(gè)符號(hào)，如果是則進(jìn)行步驟S3，如果不是則執(zhí)行步驟S6，綜合各符號(hào)判斷結(jié)果，生成本判斷規(guī)則推理結(jié)果并保存；在步驟S3，判斷該符號(hào)值是否存在，如果存在則執(zhí)行步驟S5，如果不存在，則為條件缺失，執(zhí)行步驟S4，賦予該符號(hào)為默認(rèn)值，；在步驟S5，遞歸調(diào)用本規(guī)則推理過(guò)程，如果不是則執(zhí)行步驟S6，然后都轉(zhuǎn)到步驟S7 ；在步驟S7，記錄符號(hào)判定結(jié)果，然后轉(zhuǎn)向步驟S2。
綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需系統(tǒng)的計(jì)算和存儲(chǔ)資源都較少，適用于制造生產(chǎn)小型板卡的形式，可以通過(guò)USB、藍(lán)牙、WiFi等通訊方式與PC連接，通過(guò)這個(gè)通用轉(zhuǎn)換器把傳感器采集的生理信號(hào)傳輸?shù)絇C上運(yùn)行的醫(yī)學(xué)信息分析處理軟件中。
權(quán)利要求
1.通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，包括能夠接入多種生理信號(hào)采集器的生理信號(hào)輸入接口和對(duì)所述生理信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括用于完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于存儲(chǔ)生理信號(hào)特征集和生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)的存儲(chǔ)裝置，根據(jù)所述生理信號(hào)特征集進(jìn)行計(jì)算的特征參數(shù)計(jì)算裝置，以及根據(jù)所述生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)對(duì)所述特征參數(shù)計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行計(jì)算的推理機(jī)，其中，所述生理信號(hào)特征集用于存儲(chǔ)生理信號(hào)中所用參數(shù)抽象出的符號(hào)并對(duì)各種生理信號(hào)的參數(shù)定義符號(hào)值，使所述生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)的表達(dá)能夠采用較少的統(tǒng)一符號(hào)表達(dá)，所述推理機(jī)用于從生理信號(hào)規(guī)則庫(kù)中依次讀取判斷規(guī)則，然后根據(jù)生理信號(hào)的特征參數(shù)和符號(hào)化結(jié)果進(jìn)行推理判斷，確定特征參數(shù)的實(shí)際值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置還包括用于完成數(shù)字信號(hào)的放大、縮小和濾波操作的放大/縮小/濾波裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)有所述生理信號(hào)特征集和生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述多種生理信號(hào)包括選自心率、血壓值、血氧值、胎心率、血糖值以及心電和腦電的波形幅度、間期、電位信號(hào)中的生理信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明發(fā)明提供了一種通用生理信號(hào)轉(zhuǎn)換器，可以把經(jīng)不同的人體信號(hào)傳感器(如心電傳感器、溫度傳感器、腦電傳感器、心音傳感器、血壓傳感器、血氧傳感器、超聲傳感器等)采集到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形以及模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后經(jīng)數(shù)據(jù)通訊傳輸接口輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用生理信號(hào)特征集、生理信號(hào)特征參數(shù)計(jì)算及生理信號(hào)判斷規(guī)則庫(kù)，對(duì)采集的不同信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分析推理，將該生理信號(hào)值輸出，并可選擇存入計(jì)算機(jī)硬盤(pán)或被檢測(cè)程序調(diào)用，還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接。本發(fā)明將信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，能夠大幅度降低多功能生理參數(shù)檢測(cè)儀器的成本，從而可以向醫(yī)療機(jī)構(gòu)和廣大家庭推廣普及更多操作簡(jiǎn)單、攜帶方便的生理參數(shù)檢測(cè)儀器。
文檔編號(hào)A61B5/04GK102389301SQ201110197578
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者史彤毅, 章福民, 高瞻 申請(qǐng)人:江蘇健康在線(xiàn)醫(yī)療器械有限公司