胸腹部運動的監控與反饋系統及其方法與電子裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種胸腹部運動的監控與反饋系統及其方法與電子裝置，此方法包括：量測使用者于自然狀態下的胸腹部運動信號；分別解構胸腹部運動信號，以萃取出胸腹部運動信號的主成份；計算腹部運動信號中的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度，并且計算胸腹部運動信號主成份的瞬時相位，以取得胸腹部運動的瞬時協調度以及自主調控胸腹部運動的能力；根據腹部肌群收縮度、胸腹部運動的瞬時協調度以及自主調控胸腹部運動的能力，評估使用者于自然狀態下的胸腹部運動模式；根據目標環境模式，指引使用者調整胸腹部運動至適當狀態。
【專利說明】
胸腹部運動的監控與反饋系統及其方法與電子裝置
技術領域
[0001]本發明是有關于一種胸腹部運動的監控與反饋系統及其方法與電子裝置。
【背景技術】
[0002]由呼吸運動的過程與機轉的定義而論，“胸腹部運動”(ThoracoabdominalMot1n，簡稱ΤΑΜ)為胸腔及腹部的收縮及擴張的變化，其影響因子包含性別、年齡、姿勢、呼吸運動條件、病征狀態等身體當下的健康狀態以及外界環境刺激。在臨床醫學上，呼吸生理功能檢查項目慣以胸腔與腹部運動的相位角表示胸腹部運動的不同步(Thoracoabdominal Asynchrony，簡稱TAA)程度來做為特定呼吸生理功能的表現指標，其也為評估呼吸相關疾病、呼吸器官術后照護的重要參數之一。
[0003]然而，縱使胸腹部運動的量測過程是在例如是醫院肺功能實驗室等可控制的外在環境下，使用者所呈現的非穩定胸腹部運動常導致后續量測與計算得到的相位角仍有失準確度。舉例而言，使用者在身體晃動、肌群收縮等非穩定條件下的量測會造成不同頻寬的噪聲。此外，現有的相關系統多是以呼吸周期為單位來觀察TAA程度，無法觀察瞬時(Instantaneous)變化，而難以得知使用者在呼吸期間胸腹部運動的瞬時變化。
[0004]為了前述問題進而所導致差異頗大的結果，目前是以濾波方法來抑制噪聲，但卻也導致相位偏移而促使TAA相位角出現偏差。同時就臨床應用層面，目前雖有生理回饋儀器的開發使用，但仍無針對瞬時TAA提出有效指標、且尚無針對胸腹部運動的瞬時協調性過程的濾波相位差回饋補償以及建構對應的監控及評估介面。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種胸腹部運動的監控與反饋系統及其方法與電子裝置，其可在不同的量測環境下監控使用者的TAM狀態及其瞬時變化，并且指引使用者調整其TAM狀態。
[0006]本發明提出一種TAM的監控與反饋方法，適用于具有感測信號裝置以及電子裝置的系統，此方法包括下列步驟。于預定時間內，量測以及獲取使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號。分別解構胸部運動信號以及該腹部運動信號，以萃取出胸部運動信號的主成份以及腹部運動信號的主成份。計算腹部運動信號中主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度。計算胸部運動信號的主成份的瞬時相位以及腹部運動信號的主成份的瞬時相位，以取得TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力。根據腹部肌群收縮度、TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力，評估使用者于自然狀態下的TAM模式。提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引使用者調整TAM至適當狀態。
[0007]本發明提出一種電子裝置，包括屏幕、輸入單元、通信單元、儲存單元以及至少一處理單元，其中處理單元耦接屏幕、輸入單元、通信單元以及儲存單元。儲存單元用以記錄多個模塊。處理單元用以存取并執行儲存單元中記錄的模塊。上述模塊包括接收模塊、分析模塊、評估模塊以及反饋模塊。接收模塊通過通信單元，接收自感測信號裝置所量測使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號。分析模塊分別解構胸部運動信號以及腹部運動信號，以萃取出胸部運動信號的主成份以及腹部運動信號的主成份，又計算腹部運動信號中的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度，并且計算胸部運動信號的主成份的瞬時相位以及腹部運動信號的主成份的瞬時相位，以取得TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力。評估模塊根據腹部肌群收縮度、TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力，評估使用者于自然狀態下的TAM模式。反饋模塊通過屏幕提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據輸入單元所接收到所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引使用者調整TAM至適當狀態。
[0008]本發明另提出一種TAM的監控與反饋系統，包括感測信號裝置以及電子裝置。感測信號裝置用以量測并且獲取使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號。電子裝置用以自感測信號裝置接收胸部運動信號以及腹部運動信號，再分別解構胸部運動信號以及腹部運動信號，以萃取出胸部運動信號的主成份以及腹部運動信號的主成份。電子裝置又計算腹部運動信號中的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度，并且計算胸部運動信號的主成份的瞬時相位以及腹部運動信號的主成份的瞬時相位，以取得TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力，再根據腹部肌群收縮度、TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力，評估使用者于自然狀態下的TAM模式。電子裝置又提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引使用者調整TAM至適當狀態。
[0009]基于上述，本發明所提出的TAM的監控與反饋系統及其方法與電子裝置，其通過解構使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號來萃取胸部與腹部運動信號的主成份，進而評估腹部肌群收縮度，并且又計算胸部與腹部運動信號的主成份的瞬時相位，以求得兩者間的瞬時相位同步關系，可進而評估TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力。本發明可利用前述評估的結果，根據對使用者所選擇的目標環境模式，指引使用者自行調整其呼吸運動的模式。
[0010]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據本發明一實施例所示出的胸腹部運動的監控與反饋系統的方塊圖；
[0012]圖2是根據本發明一實施例所示出的胸腹部運動的監控與反饋方法的流程圖；
[0013]圖3是根據本發明一實施例所示出的胸腹部運動的監控與反饋方法的功能方塊圖。
[0014]附圖標記說明:
[0015]100:系統；
[0016]10:感測信號裝置；
[0017]12:感測元件；
[0018]14:信號轉換元件；
[0019]20:電子裝置；
[0020]22:屏幕；
[0021]24:輸入單元；
[0022]26:通信單元；
[0023]28:處理單元；
[0024]30:儲存單元；
[0025]32:接收模塊；
[0026]34:分析模塊；
[0027]36:評估模塊；
[0028]38:反饋模塊；
[0029]S202?S212:胸腹部運動的監控與反饋方法的流程；
[0030]310、312、314:數據獲取程序；
[0031]320、322、324:數據處理程序；
[0032]330、332、334、336:評估指標計算程序；
[0033]340 =TAM屬性比對程序；
[0034]350、352、354:個人最佳化TAM反饋調整程序。
【具體實施方式】
[0035]本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，并未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請范圍中的裝置與方法的范例。
[0036]圖1是根據本發明一實施例所示出的胸腹部運動的監控與反饋系統的方塊圖，但此僅是為了方便說明，并不用以限制本發明。首先圖1先介紹TAM的監控與反饋系統的所有構件以及配置關系，詳細功能將配合圖2 —并揭露。
[0037]請參照圖1，系統100包括感測信號裝置10以及電子裝置20。
[0038]感測信號裝置10包括感測元件12以及信號轉換元件14，其中信號轉換元件14耦接于感測元件12。感測元件12可以例如是壓電(Piezoelectric，簡稱PZT)元件，用以安置于人體表面來連續性地感測使用者的胸部以及腹部所產生的信號。信號轉換元件14可以例如是模-數信號轉換器(Analog-to-digital Converter，簡稱ADC)，用以將感測信號裝置10所產生的信號成為電子裝置20可處理的數位信號。感測信號裝置10可實作成感測衣、呼吸綁帶、可粘貼于人體表面的感測標志點等非侵入式傳感器，然而本發明不以此為限。
[0039]電子裝置20包括屏幕22、輸入單元24、通信單元26、處理單元28以及儲存單元30。在本實施例中，電子裝置20可以例如是智能手機、個人數位助理、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、數字多媒體裝置、電子娛樂裝置、車用電子顯示裝置等裝置，本發明不在此為限。
[0040]屏幕22用以顯示電子裝置20輸出的畫面而提供給使用者觀看。在本實施例中，屏幕22例如是液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)、發光二極體(Light-Emitting D1de，簡稱 LED)顯不器、場發射顯不器(Field Emiss1n Display，簡稱FED)或其他種類的顯示器。輸入單元24用以提供使用者對于電子裝置20的操作，其可以是電子裝置20外接或內建的鍵盤、滑鼠、手寫筆、觸控板、軌跡球等輸入裝置。在一實施例中，屏幕22可與輸入單元24可整合為觸碰屏幕，例如電容式或電阻式的觸碰屏幕，而用以接收使用者的觸碰操作。
[0041]通信單元26用以通過無線傳輸或是有線傳輸自感測信號裝置10接收信號。舉例來說，其可以是支援紅外線、藍牙、NFC等近距離通信連線，WiMAX通信協議、W1-Fi通信協議、2G通信協議、3G通信協議或4G通信協議等無線網路連線，然而本發明不在此設限。
[0042]處理單元28可以例如是中央處理單元(Central Processing Unit,簡稱CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數字信號處理器(Digital Signal Processor，簡稱DSP)、可程序化控制器、特殊應用集成電路(Applicat1n Specific Integrated Circuits，簡稱 ASIC)、可程序化邏輯裝置(Programmable Logic Device，簡稱PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。處理單元28親接屏幕22、輸入單元24、通信單元26以及儲存單元30，其用以執行TAM的監控與反饋的功能。
[0043]儲存單元30例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取存儲器(RandomAccess Memory，簡稱 RAM)、只讀存儲器(Read-Only Memory，簡稱 ROM)、快閃存儲器(FlashMemory)、硬盤或其他類似裝置或這些裝置的組合，其用以記錄可由處理單元28執行的多個模塊，這些模塊包括接收模塊32、分析模塊34、評估模塊36以及反饋模塊38，其由處理單元28載入以執行TAM的監控與反饋的功能。
[0044]圖2是根據本發明一實施例所示出的胸腹部運動的監控與反饋方法的流程圖。本實施例的方法適用于圖1的系統100，而使用者可在任何時間以及任何地點使用系統100。例如，當使用者搭乘各式交通工具、行走、觀看娛樂媒體、坐在辦公室或坐在家里的時候，系統100皆可對于使用者的呼吸運動進行監控與反饋，讓使用者以經濟又便利的方式來自行調整呼吸模式。以下即搭配系統100中的各項元件說明本發明的TAM的監控與反饋的方法的詳細步驟。
[0045]請同時參照圖1以及圖2，首先，感測信號裝置10于預定時間內，量測以及獲取使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號(步驟S202)。詳言之，在此步驟中，使用者將先在身體處于自然狀態下穿戴感測信號裝置10，以使感測信號裝置10的感測元件12在預定時間內連續性地感測使用者于呼吸運動中胸部以及腹部所產生的信號，而信號轉換元件14會將此些連續信號轉換為數位格式的胸部運動信號以及腹部運動信號。在本實施例中，此預定時間可以例如是五分鐘，而電子裝置20的接收模塊32在利用通信單元26自感測信號裝置10接收胸部運動信號以及腹部運動信號后，也可同步將其顯示于屏幕22上。
[0046]接著，電子裝置20的分析模塊34將分別解構胸部運動信號以及腹部運動信號，以萃取出胸部運動信號的主成份以及腹部運動信號的主成份(步驟S204)。詳言之，分析模塊34將針對胸部運動信號以及腹部運動信號進行數據解構(Decomposit1n)，從而萃取出呼吸運動的主成份，以減低由噪聲所造成的不確定因素來增進后續評估的準確度。
[0047]在本實施例中，由于胸部運動信號以及腹部運動信號為非線性(Non-linear)以及非穩定性(Non-stat1nary)的信號，分析模塊34可以是利用互補性經驗模態拆解演算法(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposit1n，簡稱 CEEMD)，依據不同的時間特征尺度，將胸部運動信號以及腹部運動信號解構成對應于不同時間特征尺度的本質模態函數(Intrinsic Mode Funct1n，簡稱IMF)。接著，分析模塊34可自分別對應于胸部運動信號以及腹部運動信號的本質模態函數萃取出胸部運動信號以及腹部運動信號的主成份。
[0048]分析模塊34在分別萃取出胸部運動信號以及腹部運動信號的主成份后，將會執行評估指標的計算。在本實施例中，分析模塊34將計算腹部運動信號中的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度(步驟S206)，并且計算胸部運動信號主成分的瞬時相位(Instantaneous Phase，簡稱IP)以及腹部運動信號主成分的瞬時相位，以取得TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力(步驟S208)。必須先說明的是，本實施例將不設限步驟S206以及步驟S208的執行順序。
[0049]在步驟S206中，分析模塊34可利用主成份能量于非噪聲成份能量中所占的比例來觀察腹部肌群收縮能力。首先，分析模塊34可利用步驟S204所取得的本質模態函數中，獲取腹部運動信號的每一個成份，再計算各個成份的能量以及平均周期，進而將噪聲成份自所有成份中濾除，而僅剩下所謂的“非噪聲成份”。之后，分析模塊34可計算主成份能量于非噪聲成份能量中所占的比例，進而取得腹部肌群收縮度。
[0050]在步驟S208中，分析模塊34可例如是利用正規化直接正交(Normalized DirectQuadrature,簡稱NDQ)演算法來分別計算胸部運動信號以及腹部運動信號的主成分的瞬時相位，再以胸部運動信號的主成分的瞬時相位做為參考值，進一步地計算兩者信號之間的瞬時相位同步關系(Instantaneous Phase Synchronizat1n，簡稱IPS)，從而取得其多個細部指標。在本實施例中，此些細部指標可以是IPS的分布曲線的半高寬(Full Widthat Half Maximum，簡稱FWHM)、每一呼吸周期的震蕩振幅以及每一呼吸周期的震蕩頻率，其可以用來表示TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力。
[0051]接著，電子裝置20的評估模塊34將根據腹部肌群收縮度、TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力，評估使用者于自然狀態下的TAM模式(步驟S210)。詳言之，評估模塊34將利用TAM的相關參數數據來評估使用者在自然狀態下的TAM模式。在本實施例中，評估模塊34可以將腹部肌群收縮度、關聯于TAM的瞬時協調度的IPS分布曲線的FWHM、關聯于自主調控TAM能力的每一呼吸周期的震蕩振幅以及每一呼吸周期的震蕩頻率做為四個獨立變數(Independent Variable)，并且利用多變數分析(Multivariate Analysis)演算法來評估使用者于自然狀態下的TAM模式。此外，由于TAM會隨著生心理狀態以及進行的活動等而有所差異，因此在一實施例中，儲存單元30還可包括數據庫來儲存大量TAM的相關參數數據。
[0052]評估模塊36在評估使用者于自然狀態下的TAM模式后，反饋模塊38可進而提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引使用者調整TAM至適當狀態(步驟S212)。詳言之，由于評估模塊36僅是評估使用者于自然狀態下的TAM模式，因此反饋模塊38可提供多種不同環境模式來供使用者選擇。舉例來說，此些其它環境模式可以是慢跑模式、健走模式、散步模式、車內模式等等。在本實施例中，這些環境模式的選擇可以例如是顯示于屏幕22上，并且使用者可通過輸入單元24來選擇當下所屬的環境模式(即為前述的“目標環境模式”)。反饋模塊38自輸入單元24接收到對應于目標環境模式的選擇信號后，可根據目標環境模式來提供使用者輔助性的指示來調整TAM模式。舉例來說，反饋模塊38可一面監控使用者當下的TAM狀態，并且一面指引使用者如何來將呼吸調整至適當的狀態，以輔助使用者自行調整TAM模式。所述的輔助性的指示可以例如是文字顯示、圖形顯示或者是聲音指示，本發明不在此設限。
[0053]前述的TAM的監控與反饋方法可利用圖3依據本揭露一實施例所示出的功能方塊圖來進行總結。請參照圖3，感測信號裝置10將先進行數據獲取程序310，以在使用者進行呼吸運動312時，量測以及獲取使用者的TAM信號314。接著，電子裝置20將進行數據處理程序320，其先進行TAM信號解構322，進而取得呼吸運動的主成份324。之后，電子裝置20將利用呼吸運動的主成份進行評估指標計算程序330，以取得腹部肌群收縮度332以及TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力334。電子裝置20將進行TAM屬性比對程序340，以利用評估指標來評估使用者自然狀態下的TAM模式。最后，電子裝置20即會進行個人最佳化TAM反饋調整程序350，使用者可選擇目標環境模式352，電子裝置20依照當下使用者的目標環境模式，指引使用者調整其TAM至適當狀態354。
[0054]綜上所述，本發明所提出的TAM的監控與反饋系統及其方法與電子裝置，其通過解構使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號以萃取呼吸運動的主成份，進而評估腹部肌群收縮度，并且又計算胸部與腹部信號的主成份的瞬時相位，以求得兩者間的IPS，可進而評估TAM的瞬時協調度以及自主調控TAM的能力。本發明可利用前述評估的結果，根據對使用者所選擇的目標環境模式，指引使用者自行調整其呼吸運動的模式。如此一來，本發明可在不同的量測環境下監控使用者的TAM及其瞬時變化，并且反饋使用者將TAM調整至適當的狀態，讓使用者可隨時隨地自行調整其呼吸運動的模式。
[0055]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種胸腹部運動的監控與反饋方法，其特征在于，適用于具有感測信號裝置以及電子裝置的系統，包括: 于預定時間內，量測以及獲取使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號; 分別解構該胸部運動信號以及該腹部運動信號，以萃取出該胸部運動信號的主成份以及該腹部運動信號的主成份； 計算該腹部運動信號中的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度； 計算該胸部運動信號的該主成份的瞬時相位以及該腹部運動信號的該主成份的瞬時相位，以取得該胸腹部運動的瞬時協調度以及自主調控胸腹部運動的能力； 根據該腹部肌群收縮度、該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力，評估該使用者于該自然狀態下的胸腹部運動模式；以及 提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引該使用者調整該胸腹部運動模式至適當狀態。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，分別解構該胸部運動信號以及該腹部運動信號，以萃取出該胸部運動信號的該主成份以及該腹部運動信號的該主成份的步驟包括: 利用互補性經驗模態拆解演算法，分別將該胸部運動信號以及該腹部運動信號解構成具有不同時間特征尺度的多個本質模態函數； 自對應于該胸部運動信號的所述本質模態函數中，萃取出該胸部運動信號的該主成份；以及 自對應于該腹部運動信號的所述本質模態函數中，萃取出該腹部運動信號的該主成份。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算該腹部運動信號中的該主成份能量以及該非噪聲成份能量，據以取得該腹部肌群收縮度的步驟包括: 自對應于該腹部運動信號的所述本質模態函數中，獲取該腹部運動信號的每一成份； 計算該腹部運動信號的各所述成份的能量以及平均周期； 根據所述成份的所述能量以及所述平均周期，取得多個噪聲成份； 自所述成份中，去除所述噪聲成份，以取得該非噪聲成份能量；以及 計算該主成份能量于該非噪聲成份能量中所占的比例，以取得該腹部肌群收縮度。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，計算該胸部運動信號的該主成分的該瞬時相位以及該腹部運動信號的該主成分的該瞬時相位，以取得該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力的步驟包括: 利用正規化直接正交演算法，計算該胸部運動信號的該主成分的該瞬時相位以及該腹部運動信號的該主成分的該瞬時相位； 以該胸部運動信號的該主成分的該瞬時相位為參考值，計算瞬時相位同步關系；以及利用該瞬時相位同步關系，取得多個細部指標，據以取得該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述細部指標包括該瞬時相位同步關系的分布曲線的半高寬、該瞬時相位同步關系中每一呼吸周期的震蕩振幅以及該瞬時相位同步關系中每一呼吸周期的震蕩頻率。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據該腹部肌群收縮度、該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力，評估該使用者于該自然狀態下的該胸腹部運動模式的步驟包括: 以該腹部肌群收縮度、該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力為獨立變數，利用多變數分析演算法來評估該使用者于該自然狀態下的該胸腹部運動模式。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，提供用以選擇的所述其它環境模式，并且根據所述其它環境模式之中被選擇的該目標環境模式，指引該使用者調整該胸腹部運動至該適當狀態的步驟包括: 接收選擇信號，以設定該選擇信號所對應的該其它環境模式為該目標環境模式；以及 指引該使用者調整該胸腹部運動至符合該目標環境模式的該適當狀態。8.一種電子裝置，其特征在于，包括: 屏幕； 輸入單元； 通信單元； 儲存單元，記錄多個模塊；以及 處理單元，耦接該屏幕、該輸入單元、該通信單元以及該儲存單元，以存取并執行該儲存單元中記錄的所述模塊，所述模塊包括: 接收模塊，通過該通信單元，接收自感測信號裝置所量測使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號； 分析模塊，分別解構該胸部運動信號以及該腹部運動信號，以萃取出該胸部運動信號的主成份以及該腹部運動信號的主成份，計算該腹部運動信號的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度，并且計算該胸部運動信號的該主成份的瞬時相位以及該腹部運動信號的該主成份的瞬時相位，以取得該胸腹部運動的瞬時協調度以及自主調控胸腹部運動的能力； 評估模塊，根據該腹部肌群收縮度、該胸腹部運動的瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力，評估該使用者于該自然狀態下的胸腹部運動模式；以及 反饋模塊，通過該屏幕提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據該輸入單元所接收到所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引該使用者調整該胸腹部運動至適當狀態。9.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該分析模塊利用互補性經驗模態拆解演算法，分別解構該胸部運動信號以及該腹部運動信號成具有不同時間特征尺度的多個本質模態函數，又自對應于該胸部運動信號的所述本質模態函數中，萃取出該胸部運動信號的該主成份，以及自對應于該腹部運動信號的所述本質模態函數中，萃取出該腹部運動信號的該主成份。10.根據權利要求9所述的電子裝置，其特征在于，該分析模塊自對應于該腹部運動信號的所述本質模態函數中，獲取該腹部運動信號的每一成份，再計算該腹部運動信號的各所述成份的能量以及平均周期，又根據所述成份的所述能量以及所述平均周期，取得多個噪聲成份，并且自所述成份中，去除所述噪聲成份，以取得該非噪聲成份能量，以及計算該主成份能量于該非噪聲成份能量中所占的比例，以取得該腹部肌群收縮度。11.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該分析模塊利用正規化直接正交演算法，計算該胸部運動信號的該主成份的該瞬時相位以及該腹部運動信號的該主成份的該瞬時相位，并且以該胸部運動信號的該主成份的該瞬時相位為參考值，計算瞬時相位同步關系，以及利用該瞬時相位同步關系，取得多個細部指標，據以取得該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力。12.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于，所述細部指標包括該瞬時相位同步關系的分布曲線的半高寬、該瞬時相位同步關系中每一呼吸周期的震蕩振幅以及該瞬時相位同步關系中每一呼吸周期的震蕩頻率。13.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該評估模塊以該腹部肌群收縮度、該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力為獨立變數，利用多變數分析演算法來評估該使用者于該自然狀態下的該胸腹部運動模式。14.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該反饋模塊利用該輸入模塊接收選擇信號，以設定該選擇信號所對應的該其它環境模式為該目標環境模式，以及利用該屏幕指引該使用者調整該胸腹部運動至符合該目標環境模式的該適當狀態。15.一種胸腹部運動的監控與反饋系統，其特征在于，包括: 感測信號裝置，用以量測使用者于自然狀態下的胸部運動信號以及腹部運動信號； 電子裝置，用以自該感測信號裝置接收該胸部運動信號以及該腹部運動信號，再分別解構該胸部運動信號以及該腹部運動信號，以萃取出該胸部運動信號的主成份以及該腹部運動信號的主成份，計算該腹部運動信號中的主成份能量以及非噪聲成份能量，據以取得腹部肌群收縮度，并且計算該胸部運動信號的該主成份的瞬時相位以及該腹部運動信號的該主成份的瞬時相位，以取得胸腹部運動的瞬時協調度以及自主調控胸腹部運動的能力，再根據該腹部肌群收縮度、該胸腹部運動的該瞬時協調度以及該自主調控胸腹部運動的能力，評估該使用者于該自然狀態下的胸腹部運動模式，以及提供用以選擇的多個其它環境模式，并且根據所述其它環境模式之中被選擇的目標環境模式，指引該使用者調整該胸腹部運動模式至適當狀態。16.根據權利要求15所述的系統，其特征在于，該感測信號裝置包括: 感測元件，用以感測該使用者于呼吸運動中胸部以及腹部所產生的信號； 信號轉換元件，耦接于該感測元件，用以轉換該胸部以及該腹部所產生的信號為該電子裝置可處理的該胸部運動信號以及該腹部運動信號。17.根據權利要求16所述的系統，其特征在于，該電子裝置通過無線傳輸或是有線傳輸自該感測信號裝置接收該胸部運動信號以及該腹部運動信號。18.根據權利要求16所述的系統，其特征在于，該電子裝置具有屏幕，用以顯示該胸部運動信號以及該腹部運動信號，以及用以指引該使用者調整該胸腹部運動模式。
【文檔編號】A61B5/113GK106031637SQ201510113353
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發明人】蕭子健, 詹佩姍
【申請人】財團法人交大思源基金會