即时传输脏器音讯的感测装置及感测系统的制作方法

一种即时传输脏器音讯的感测装置，其中更与运算系统结合形成一具即时传输脏器音讯的感测系统。

背景技术：

随着母体怀孕时，为期约40周的等待胎儿成形的过程，母体必须定期至医疗机构作超音波检测，确认胎儿在子宫内的生长情形，尤其是心跳的频率，胎儿正常的心律为每分钟120～160下，超过160下即代表心跳过快，必须加以关注。

心脏是鼓动血流，提供全身营养和携走废弃物的主要动力来源，对于胎儿，心脏也是全身发育中较早有功能的器官，藉由心音感测，不仅可以确认胎儿的存活，甚至也可以从胎心音判别其状况是否正常。心音频率过高时，可能是胎儿在子宫内有缺氧或是孕妇本身发烧，心率过快所引起，而心音频率过低时，更可能与先天性心脏疾病有关，或神经系统的发展所造成。因胎儿是经由脐带输送的氧气与养分获得能量，且全身器官尚需发育成长，功能并非完善，在出生前常需要特别关心注意。所以，藉由感测仪器时刻观测胎儿的心跳状况，遇有状况就能及时送医处置，也能提升胎儿健康顺利出生的机率。

为及时注意胎儿的心跳状况，有部分业者发明一种简易胎心仪，使用超音波探测技术，由探头与收音装置接收反射的超音波及胎儿心脏跳动产生的心音，经由将反射超音波转换成电讯号，及时以数字型式显示胎儿的心跳频率，以及可由一简易扬声器播放收音装置接收的音讯，但是，该胎心仪所量测的结果因受限于胎心仪本身的探头灵敏度、滤波器的滤波功能、以及讯号处理器的转换效率，甚至胎儿的位置，都可能导致数字误差值较大，且因扬声器所播放的音讯更包含了许多背景杂音，包括探头与空气摩擦的声音，肠胃蠕动的声音，脐带动脉的声音等，即使专业医疗人员，有时都难以判断该胎儿心音是否有异，因此，如何获得独立的胎儿心音，并能及时供专业医疗人员判读是本案所要克服的问题。

此外，另有研究人员采用电容式麦克风进行人体心、肺音的量测，藉由电容式麦克风接收由心肌收缩、心脏瓣膜关闭和血液撞击心室壁、大动脉壁等引起的振动所产生的音讯，以及正常呼吸地肺音进入到的收音腔中，进一步将音讯转换成电讯号并在屏幕上显示该音讯的波形，但因心脏在体内所处的位置与肺脏部份重迭，且心音的频率波段约在20～600Hz，相较之下，人体在吸气时的肺音频率波段约在60～600Hz，呼气时还可提高至700Hz。两者不仅是发声位置有所重迭，连频率范围也有极大的重迭，使得分辨这两种脏器音有相当难度；甚至因电容式麦克风不仅是接收心音与肺音，更可能接收到包括肝脏、肾脏、胃等脏器所发出的各种音讯。理论上虽可经由滤波、或使用独立成分分析法分离并重建等方式，试图分离各种不同的已知来源的音讯，但对于广角收音式的麦克风，还会再掺入各种规律、甚至没有规律性的外部杂音，接收而来的音讯总和，将难以进行正确的分离和比对，因此，将该装置用于胎儿心音感测，仍然不完全可靠。

而一般当孕妇进行产检时，经由医疗机构内的超音波仪器检测，胎儿的心跳画面可成像于屏幕显示器上，甚至使用功能更完善的超音波检测仪，当探测范围缩至胎儿心脏部位时，探头与收音装置所接收到的心跳频率可转换为波形成像于屏幕，并且藉由扬声器播放心跳的声音。虽然上述超音波仪器功能完善且可观测胎儿心跳回声画面，但因孕妇产检次数有限，另方面，超音波仪器昂贵，且操作和判度也都需要仰赖专业的医疗人员，因此无法普及至家户。

再一方面，因为平均每月仅有一次产检，在没有产检的时候，除非孕妇相当敏感，否则胎儿即使于子宫内发生异常状况，也未必能及时发现，造成医疗人员无法在第一时间协助处置，错失黄金抢救期。因此，本发明除期望能解决上述音讯独立的问题，更期望能提供长期追踪的即时监测设备，将胎儿心音等作为独立的音讯而被正确判读，进一步藉由远端监控装置供即时监控，当胎儿有状况时，可给予及时的协助。

除此之外，更期望藉由该装置与后端的运算系统能将观测的肺音，作初步有关肺部与支气管疾病的判断，以及观测成人的独立心音，诊断心脏瓣膜疾病，甚至将该装置应用于更多的科别例如内科，妇产科等做一般诊断。

技术实现要素：

本发明的主要目的，在于提供一种即时传输脏器音讯的感测系统，由感测装置搭配运算系统，以提升检测效率，使得即时照护成为可行。

本发明的另一目的，在于提供一种具多重感测单元的即时传输脏器音讯的感测装置，藉由感测单元的相异特性，以提升依照不同来源分离音讯的正确率，将混合音讯正确分离成为可独立判别的音讯。

本发明的再一目的，在于提供一种成本低廉的即时传输脏器音讯的感测装置，让居家照护更易于普及。

本发明揭示一种即时传输脏器音讯的感测装置，是供置放于怀孕母体的体表待收音区，供感测前述怀孕母体及胎儿的心音及脏器产生的音讯，并供传送至一运算系统，该即时传输脏器音讯的感测装置包括：一片供固着于上述体表待收音区的固着本体，该固着本体包括有至少一电路板；至少一组设置于上述电路板，供接收上述音讯并转换成电讯号的感测组件，该感测组件包括至少一个感测上述母体心音及肺音的指向性收音感测单元；至少一个收音角大于前述指向性收音感测单元的广角收音感测单元；及至少一个主要接收上述母体和胎儿心音的惯性感测单元；及一个供传输上述电讯号至上述运算系统的传输回路。

其中上述指向性收音感测单元具有一个朝向上述母体、且小于90度立体角的收音角度，供减少其他音讯干扰，并增强胎儿心音的感测，以及藉由上述广角收音感测单元具有一个大于150度立体角的收音角度，供接收包含母体心音及其他脏器的音讯，以便于一次性获得母体脏器的状况，以及简易判别出胎儿心音；且为降低外界音讯的干扰及提升贴附的舒适度，上述电路板更可以是至少一挠性基板；更进一步，该感测装置更包括至少一个集音遮罩，供辅助增强上述音讯强度。

再者，为增加该感测装置与平板或智能手机的使用距离，上述传输回路更包括至少一个供通讯连接上述运算系统的无线传输单元，及至少一个致能上述感测组件和前述无线传输单元的供电回路；最后，为防止该感测装置在使用过程中脱落，上述固着本体更包括至少一固定于上述电路板的黏着层。

又将上述即时传输脏器音讯的感测装置连线于一运算系统，即成为本案即时传输脏器音讯的感测系统，该感测系统供及时感测并分析一怀孕母体及胎儿的心音及脏器发送的音讯，感测系统包括:至少一个即时传输脏器音讯的感测装置，是供置放于上述怀孕母体的体表待收音区，包括:一片供固着于上述体表待收音区的固着本体，该固着本体包括有至少一电路板；至少一组设置于上述电路板，供接收上述音讯并转换成电讯号的感测组件，该感测组件包括至少一个感测上述母体心音及肺音的指向性收音感测单元；至少一个收音角大于前述指向性收音感测单元的广角收音感测单元；及至少一个主要接收上述母体和胎儿心音的惯性感测单元；及一个传输回路；一个运算系统，包括：一个服务器；及至少一个可携式通讯装置，包括一个接收来自前述传输回路的电讯号的接收器，一个接收前述接收器讯号的微处理器，及一个受前述微处理器指令、供和前述服务器建立传输连结的通讯电路。

其中，上述运算系统更包括一个远端监控装置，供当该服务器和/或上述可携式通讯装置判读代表上述母体及胎儿的心音及脏器音讯的电讯号并且发现异常时提出警示。由于整体感测装置的结构简单，成本因而可被降低，使得居家照护普及化，加以各种感测单元的特性各自相异，让分离各脏器音讯的正确率提升，藉此提供即时分析判别的正确基础，并且让远距离即时照护成为可行。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的即时传输脏器音讯的感测装置设置于孕妇身上时，与孕妇及胎儿脏器相关位置示意图。

图2为图1实施例的感测装置侧面剖视图，用于说明感测装置结构。

图3为图2的正视图，用于辅助说明感测装置结构。

图4为本发明第一较佳实施例的即时传输脏器音讯的感测系统运作示意图，用于说明总和的脏器音讯被传输至运算系统的途径。

图5为本发明第一较佳实施例的即时传输脏器音讯的感测系统运作示意图，用于说明运算系统的远端监控装置，及将分析结果回传至智能手机。

图6为本发明第二较佳实施例的侧视剖面图，用于说明感测装置的结构。

图7为图6的正视图，用于辅助说明感测装置中的固着本体与电路板相对位置。

图8为本发明第二较佳实施例的讯号传输示意图，用于说明藉由感测装置中的USB装置传输讯号至笔记型电脑。

图9为本发明第三较佳实施例的示意图，用于说明感测装置使用方式。

符号说明

1、1”…感测装置 11、11’、11”…固着本体

111、111’…电路板 113…黏着层

115…基材 117…导线

13…感测组件 131…指向性收音感测单元

133…广角收音感测单元 135…惯性感测单元

15、15’…传输回路 151…无线传输单元

153…供电回路 155…资料储存装置

17、17’…集音遮罩 2…运算系统

21…服务器 23、23’…可携式通讯装置

231…接收器 233…微处理器

235…通讯电路 25…远端监控装置

27…屏幕显示器 29…警示器

8…伸缩扣带 91…孕妇

911…孕妇心脏 912…孕妇肺脏

92…胎儿

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚呈现；此外，在各实施例中，相同的元件将以相似的标号表示。

本案第一较佳实施例的具即时传输脏器音讯的感测系统，是用于感测脏器发出的音讯并传送至后端进行音讯分析计算，藉以分离出主要来源的个别音讯，并加以全程监控，于本例中，请参照图1所示，主要是检测孕妇91体内胎儿92的心音是否正常，心音是当血液进入心脏时，因为心房和心室会规律进行收缩与舒张动作而产生的音讯，除检测胎儿心音外，本例中同时分离检测孕妇的心音与肺音，以提升检测效率。

为感测到上述三种不同来源的音讯，本例中即时传输脏器音讯的感测装置1是贴附于孕妇91胸前的位置，以确保感测装置1可以大致对应孕妇心脏911和孕妇肺脏912，请一并参考图2及图3所示，该即时传输脏器音讯的感测装置1包括有一片固着本体11，本例中，固着本体11包括一片涂布有黏着层113的基材115，以及黏着于该基材的多个感测组件13；本案的感测组件13至少包括指向性收音感测单元131、广角收音感测单元133、及惯性感测单元135三种感测组件。本例中，前述各组件是分别选择采取已经商品化、并且已经分别和各自的驱动电路组装于一片电路板111上的指向性麦克风元件、广角麦克风元件、和一般称为加速规的惯性感测元件，因此多片电路板111会被黏贴固着于黏着层113，其间再由导线117导接。

为区别出孕妇的心音与肺音，以及胎儿的心音，本例中利用例如三个收音角度仅有60度立体角的指向性收音感测单元131，藉由感测装置1贴附于孕妇胸前，以针对性地朝向孕妇心脏与肺脏收音；此外，将三个灵敏度较高，频率感测范围较宽的惯性感测单元135，设置来主要收取孕妇91与胎儿92的心音。本例中另外采用两个例释为收音角度为360度立体角的广角麦克风元件，供感测接收胎儿心音及其他脏器的音讯。当然，此处设定为指向性收音感测单元为60度仅是举例，实际上则是以不超过90度立体角较佳；相对地，广角收音感测单元则是必须大于150度立体角，才能兼顾胎儿的活动范围。

例释为钮扣电池的供电回路153供应电能给感测组件13，感测组件13则分别将所接收到各脏器的音讯转换成电讯号，并传输至传输回路15中一例释为蓝牙装置的无线传输单元151，将电讯号转换成一组讯号资料发送至运算系统2。熟悉此传输技术领域的人士亦能轻易了解传输回路15也可以采用有线传输，或以WIFI热点等方式传输讯号。此外，在本例中当电讯号在传输过程中，将同步被储存至一资料储存装置155，避免一旦传输过程中遭遇断讯，导致讯号传输不连续，进一步造成分析困难。

为及时分析上述音讯，请一并参照图4至图5所示，本例中的运算系统2包括一个位于近端的可携式通讯装置23、以及一个位于远端的服务器21。此处的可携式通讯装置23例释为孕妇91随身携带的智能手机，并且以该智能手机的蓝牙接收器231接收贴附于孕妇身上的感测装置1所传来讯号，并由智能手机中的微处理器233执行应用程序指令，将接收的讯号资料藉由一个例释为天线的通讯电路235，经过网路同步传输至位于远端的上述服务器21，由该服务器21进行讯号资料分析。

本例中，服务器21中用于分析该讯号资料的方法，是一种独立分量演算法，简易来说，将感测装置量测到的混合音讯假设为矩阵向量X，X可视为每一音讯来源S的线性组合，其中必须经过M的系数矩阵转换，方程序表示为X＝M·S，随后将求得的S利用统计学中的Kurtosis加以分析，得出每一独立的脏器音讯的峰态，藉此判别主要的音讯，甚至当有不同统计特征时，服务器可以自动辨识。

此处所获得的S中，可供监测人员轻易观测胎儿92的心音、孕妇91的心音、以及孕妇91的肺音。随后，当分析结果并没有发现任何异常时，服务器21就会将分析后的资料和/或将原始的讯号资料输送至资料储存装置储存记录。当然，亦可传输给对应的医疗院所的远端监控装置25以供监测或记录。一旦发现有任何异常状况，当心音波形出现频率或振幅异常时，远端的服务器将立即传输警示讯号，让医疗院所的例如蜂鸣警示器29发出警示声音，提醒医疗人员利用监控的屏幕显示器27，在第一时间进行初步研判，甚至协助该孕妇91尽速就医。

为提升电讯号传输的稳定度，本案第二较佳实施例中的感测装置，请一并参照图6至图8，是采用例如陶瓷基板的一片硬质电路板111’，为便于说明本实施例的结构，此处将部分单元以较为夸张的比例绘示。本例中的固着本体11’同样包括黏着于电路板111’周围的黏性贴布；且感测组件同样包括至少一个加速规，一个收音角度为90度的指向性麦克风元件，及一个收音角度为150度的广角麦克风元件，此外，更在陶瓷基板上形成有对应上述各感测组件的集音遮罩17，本例中的集音遮罩17不仅可以采用厚膜光阻，逐步成型于陶瓷基板上，也可以选择在制作陶瓷基板时，直接以例如溅镀方式形成种子层并且增厚的方式成型，其他常用方法亦无碍于本案实施。

尤其在本例中，并不是将感测装置持续性地黏贴于孕妇身上，而可选择以有线的方式，让孕妇在其方便的时间，以一笔记型电脑作为可携式通讯装置23’并且利用USB连接埠，通过USB连接器以有线方式致能感测装置，同时作为传输回路15’接收来自感测装置的电讯号。

再者，本案第三较佳实施例，如图9所示，该感测装置1”除了供孕妇使用外，具有潜在脏器疾病的人也可藉由该感测装置1”的及时安全监控，安心的进行户外运动，本例中，感测装置1”中的固着本体11”包括一例释为挠性基板的电路板，感测组件包括一个指向性麦克风元件，一个广角麦克风元件，以及一个加速规进行感测，再者，将感测到的讯号藉由例释为wifi热点方式的传输回路将讯号传输至智能手机，另方面，考量具有心脏疾病的患者病发的风险较高，所以除采用宽频率范围，高灵敏度的感测组件外，感测装置1”中的集音遮罩17’采用一种挠性壳体，于使用过程中增强心音强度，同时缩短感测组件与身体表面的距离，以接收最大音量的心音，最后，使用一伸缩扣带8防止病患流汗造成感测装置位移甚至脱落等状况发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。