[發明專利]生理信號圖譜分析系統、方法、圖譜建立方法

有效

• 申請號: 201010623340.1
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102525447A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 蕭子健;陳雅蓁;朱朔嘉
• 申請（專利權）人: 財團法人交大思源基金會
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明涉及一種生理信號圖譜分析系統、方法、圖譜建立方法與其媒體，特別是指利用分析人體生理信號建構全身性功能圖譜的生理信號圖譜分析系統與分析方法。

背景技術

眾多病癥在臨床醫學與醫療檢測過程都能通過即時感測元件(或感測器)提取與判讀生理信號，此種傳統檢測過程與判斷結果已廣泛被使用，但是，在臨床醫學的認知上，只能局限于當時立即感測到生理信息來初步評估。

公知技術可參考美國專利第6936012號(公告日：2005年8月30日)，此案揭示從生理信號中判斷出其中成分的技術，通過此技術能萃取與分離出所測量的體表生理電信號與夾雜在信號內的噪聲，可以得出有意義的生理信號。

隨著科技的進步，已經能夠提取與儲存中長期時間內生理信號來推估不同時間下與生理狀況的對應關系。然而，這些發展對于臨床用途而言，仍無法全盤得知引發非正常生理狀態反應的原激發器官(Original?excited?organ?or?source?organ)部位在何處，也就是說，無法清楚得知病癥的解剖位置與其功能機制。

上述問題在臨床放射領域上已有公知技術的發展與突破，例如，正子電腦斷層掃描(PET/CT)檢查；在生理電信號方面則有腦電波圖(Electroencephalography，簡稱EEG)結合腦部圖譜檢查腦部活動區域。可參考中國臺灣專利第I274269號所揭示的腦波信號分類方法及腦波信號驅動的人機控制系統及方法(公告日：2007/02/21)，該案利用一種人機控制系統先解析量得的腦波信號成分，再將腦波信號分解為彼此不相關成分，以推算各成分來源的空間坐標分布及時變信息。經比對各成分來源的空間坐標分布及其與各成分時變信息的對應性，并與樣板數據庫比對，能界定出一受測者腦波信號中有意義的事件。

上述正子電腦斷層掃描在臨床醫學價值，匯整功能性正子造影(Positron?Emission?Tomography，簡稱PET)檢查與提供解剖信息電腦斷層檢查(Computed?Tomography，簡稱CT)，借此可檢查出器官的功能性外，也可準確地定位器官位置，以提供醫療人員更多診斷信息。

然而，在醫學價值到臨床應用的考慮下，PET/CT的應用受限于大型醫療儀器整合上的空間與布局限制，腦電波圖只局限在腦部空間定位，無法廣泛應用于人的全身，對于即時性的醫學診斷尚未應用此功能性與結構性的概念。也就是說，目前實際應用上，仍無法實現此概念于第一線需快速與有效率的健康狀態篩檢的醫療環境。

發明內容

為求能于第一線快速與有效率的健康狀態篩檢，本發明提出一個關于全身性功能與結構的生理信號圖譜分析系統、方法、圖譜建立方法與其媒體，為一套整合功能性與結構性(解剖位置)的全身性功能與結構的圖譜分析信息系統，可應用在任何醫療環境，除了可提升診斷準確率外，也可使病患在最短時間內進行正確的醫療處置，將有助于提升醫療品質、促進醫學領域的發展。

其中，生理信號圖譜分析系統與相關分析方法的揭示為針對臨床醫學儀器開發過程與放射檢驗應用上的實際問題提出解決方案，通過匯整功能性與結構性的全身性圖譜分析來判斷其中體表電信號與身體各部空間的關系。

根據實施例，生理信號圖譜分析系統主要包括一生理信號提取模塊、一生理信號分析模塊與一空間定位模塊。其中特別的是，利用生理信號提取模塊提取由生物體所傳遞的電信號，經前置處理后得出其中生理信號；再利用生理信號分析模塊篩選出有用的生理信號，經分析得出生理信號的特征值，特別是獨立向量分析法(ICA)與正規化部分最小平方法(PRLS)，并分析確認為對應至特定部位的信號來源；并以空間定位模塊對應生理信號與一立體圖像對應，以形成一信號圖譜。

就電路而言，生理信號圖譜分析系統主要包括聯絡系統內各電路模塊的系統控制單元、用于提取由生物體感應到的電位信號的生理信號提取模塊、執行分析得到電位信號的特征值的信號分析模塊，與利用特征值映射至立體空間的空間定位模塊等。其他包括有輸出信號的信號輸出模塊、暫存信號的儲存模塊與傳遞信號的通信模塊。之后，回饋控制模塊經接收電位信號后，將產生一回饋控制信號至系統控制單元，控制生理信號圖譜分析系統的運行。

應用上述生理信號圖譜分析系統的各模塊的運行，其產生的分析方法則包括先提取生物體的生理信號，經分析后得到生理信號的特征值，此時將引入一信號圖譜，對應特征值與生理信號，經執行空間定位后，得到映射于立體空間的圖式。