尿流数据处理方法及系统

技术领域

本发明关于一种数据处理方法及系统，更明确地说，关于一种应用于尿流计的尿流数据处理方法及系统。

背景技术

尿液检查是评估身体的健康状况常见的方法之一，并且尿流检测是尿液检查中的其中一个检查项目。尿流检测是一种方便、简单、不具侵入性且无接触的检查，并且尿流检测可评估病患泌尿系统是否正常。而尿流检测装置是用来进行尿流检测并且已广泛地被使用于医疗机构。医疗人员可透过尿流计所量测的尿流曲线及其他参数来判断病患是否罹患泌尿疾病(如：摄护腺癌、慢性摄护腺炎、尿道狭窄、慢性膀胱炎、下尿路感染、排尿功能障碍等)。

在尿流检测的过程中，病患会将尿液排至尿流计的容器中，并且尿流计的重量传感器将会实时的量测容器的重量，以纪录病患尿量的重量变化并产生尿量数据。接着，尿量数据进行分析后产生尿流曲线图，以供医疗人员评估。

一般来说，尿流计的重量传感器通常是由带有应变片的弹性体(如：钢、铝的材质)组成。弹性体在负载下会产生变形，并且随后会返回初始位置以响应负载，而重量传感器即是计算弹性体的变形量以转化成重量。然而，当尿液注入尿流计的容器时，尿液会对容器产生冲击的动能，使得重量传感器所量测到的重量会先偏重，而当尿液及容器经力平衡后，重量传感器所量测到的重量又会偏轻，导致重量传感器所产生的尿量数据会出现激增或下一时刻的重量比上一时刻的重量小的情况，而此种情况为抖动现象。由于重量传感器因抖动现象所量测到的过大或过小的异常重量数据皆不是病患真实的排尿数据，因此，当尿量数据进行分析时，异常重量数据也会被纳入计算，导致尿流曲线图无法符合实际情况，进而降低正确性及准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明之一范畴提供了一种尿流数据处理方法，以解决现有技术的问题。

在一具体实施例中，本发明的尿流数据处理方法包含以下步骤：取得尿流计所量测的一尿量数据，其中尿量数据包含第一时间的第一重量值以及第二时间的第二重量值，并且第二时间大于第一时间；判断第二重量值及第一重量值之间的差值是否大于一预设阀值；若判断结果为是，则根据第一重量值、第二重量值以及第三时间的第三重量值产生对应第二时间的更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据，其中第三时间大于第二时间；以及分析更新后的尿量数据以产生尿流曲线图。

其中，当第二重量值及第三重量值之间的差值大于预设阀值时，则于根据第一重量值、第二重量值以及第三时间的第三重量值产生对应第二时间的更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据的步骤中，更包含以下步骤：当第二重量值小于或大于第一重量值及第三重量值时，将第一重量值及第三重量值相加之后除以二以产生更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据。

进一步地，尿流数据处理方法进一步包含以下步骤：当第二重量值小于第一重量值并且第三重量值小于第二重量值时，将第一重量值取代第二重量值以及第三重量值以产生更新的尿量数据。

其中，当更新第二重量值及第三重量值之间的差值大于预设阀值时，进一步包含以下步骤根据更新第二重量值、第三重量值以及第四时间的第四重量值产生对应第三时间的更新第三重量值，并且将更新第三重量值取代第三重量值以产生更新的尿量数据，其中第四时间大于第三时间。

其中，预设阀值介于1g至1.5g之间。

本发明之另一范畴提供了一种尿流数据处理系统，以解决现有技术的问题。

在一具体实施例中，本发明的尿流数据处理系统包含数据获取单元、比对计算单元以及数据分析单元。数据获取单元用以取得尿流计所量测的一尿量数据。尿量数据包含第一时间的第一重量值以及第二时间的第二重量值，并且第二时间大于第一时间。比对计算单元连接数据获取单元并且预存一默认阀值。比对计算单元用以计算第二重量值及第一重量值之间的差值。当差值大于预设阀值时，比对计算单元根据第一重量值、第二重量值以及第三时间的第三重量值产生对应第二时间的更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据。其中，第三时间大于第二时间。数据分析单元连接比对计算单元并且用以分析更新后的尿量数据以产生尿流曲线图。

其中，比对计算单元进一步计算第三重量值及第二重量值之间的差值。当第二重量值及第一重量值之间的差值以及第三重量值及第二重量值之间的差值皆大于预设阀值，并且第二重量值大于或小于第一重量值及第三重量值时，比对计算单元将第一重量值以及第三重量值相加之后除以二以产生更新第二重量值。

进一步地，当第二重量值小于第一重量值并且第三重量值小于第二重量值时，比对计算单元将第一重量值取代第二重量值以及第三重量值。

其中，比对计算单元进一步计算更新第二重量值及第三重量值之间的差值。当差值大于预设阀值时，比对计算单元根据更新第二重量值、第三重量值以及第四时间的第四重量值产生对应第三时间的更新第三重量值，并且将更新第三重量值取代第三重量值以产生更新的尿量数据。其中，第四时间大于第三时间。

综上所述，本发明的尿流数据处理方法能够准确地从尿量数据判断出因抖动现象而产生的异常量测数据，根据尿量数据的趋势合理地调整异常量测数据，并且可依照时间自小至大的顺序以迭代的方式逐一判断及调整尿量数据，以使尿量数据及尿量数据经分析后所产生的尿流曲线图能够更符合实际情况，进而提高正确性及准确性。

附图说明

图1是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理方法的步骤流程图。

图2是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。

图3是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理方法的步骤流程图。

图4A是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。

图4B是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。

图4C是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。

图5是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理方法的步骤流程图。

图6是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理系统的功能方块图。

【符号说明】

100：尿流数据处理系统

101：数据获取单元

102：比对计算单元

103：数据分析单元

500：尿流计

S1～S7、S31～S32：步骤

具体实施方式

为了让本发明的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以具体实施例并参照所附图式进行详述与讨论。值得注意的是，这些具体实施例仅为本发明代表性的具体实施例，其中所举例的特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本发明或对应的具体实施例。

在本说明书的描述中，参考术语“一具体实施例”、“另一具体实施例”或“部分具体实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

请一并参阅图1以及图2。图1是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理方法的步骤流程图。图2是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。如图1所示，本发明的尿流数据处理方法包含以下步骤：步骤S1：取得尿流计所量测的尿量数据，其中尿量数据包含第一时间的第一重量值以及第二时间的第二重量值，并且第二时间大于第一时间；步骤S2：判断第二重量值及第一重量值之间的差值是否大于预设阀值；步骤S3：若判断结果为是，则根据第一重量值、第二重量值以及第三时间的第三重量值产生对应第二时间的更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据，其中第三时间大于第二时间；以及步骤S4：分析更新后的尿量数据以产生尿流曲线图。

本发明的尿流数据处理方法是针对尿流计所量测的尿量数据进行预处理，将不正常或不合理的数据调整至正常范围后再进行数据分析。于步骤S1中，尿量数据是透过尿流计的重量传感器持续量测尿流计的容器中的重量而产生。因此，尿量数据包含复数个时间以及复数个重量值，并且每一个重量值对应一个时间。于实务中，尿流计的重量传感器可以一时间间隔纪录累积重量信息，而时间间隔可为0.05秒(即重量传感器每0.05秒纪录一次)，但不限于此。在实际应用中，时间间隔可根据设计或需求而决定。

于步骤S2中，预设阀值是作为判断尿量数据中是否包含不正常或不合理的重量值的依据。于实务中，预设阀值可介于1g至1.5g之间，但不限于此。预设阀值可根据尿流计的重量传感器的精度或欲量测的流速范围而决定，也可根据经验或专家判定的尿量数据的误差容许范围而决定。于实际应用中，由于尿液或液体通常是持续注入尿流计的容器中，并且尿流计的重量传感器亦是以很短的时间间隔持续量测容器的累积重量，因此尿量数据所形成的尿量曲线应为连续且平滑的曲线。

在本具体实施例中，尿流数据处理方法是透过相邻两个时间所对应的重量值的差值以及预设阀值来判断尿流计的重量传感器所量测的尿量数据是否需进行调整。于实务中，当相邻两个时间所对应的重量值的差值小于等于预设阀值时，表示差值是为重量传感器本身的精度所造成的误差并且在合理的重量范围内，此时，该相邻两个时间所对应的重量值不需进行预处理。相反地，当相邻两个时间所对应的重量值的差值大于预设阀值时，表示差值是因为抖动现象所造成而不是尿液或液体实际的重量值，此时，该相邻两个时间所对应的重量值需进行预处理。

如图2所示，尿量数据包含第一时间T1的第一重量值W1，第二时间T2的第二重量值W2以及第三时间T3的第三重量值W3。第二时间T2大于第一时间T1并且第三时间T3大于第二时间T2。而第一重量值W1、第二重量值W2以及第三重量值W3可形成尿量曲线(如图2中的实线所示)。在实际应用中，以第一时间T1的第一重量值W1为基准，计算第二重量值W2与第一重量值W1之间的差值。当第二重量值W2与第一重量值W1之间的差值小于预设阀值时，则第二重量值W2不需调整而可直接沿用；当第二重量值W2与第一重量值W1之间的差值大于预设阀值时，则第二时间T2的第二重量值W2需进行调整。

于步骤S3中，当第二重量值W2需进行调整时，则根据第二时间T2前后相邻时间(即第一时间T1和第三时间T3)的重量值(即第一重量值W1和第三重量值W3)产生更新第二重量值W2’。于实务中，更新第二重量值W2’为第一重量值W1和第三重量值W3相加之后除以二的数值。接着，再将更新第二重量值W2’取代第二时间T2的第二重量值W2以产生更新的尿量数据。举例来说，当第一重量值W1为10g，第二重量值W2为14g，第三重量值W3为12g并且预设阀值为1.5g时，第二重量值W2将会被判断为抖动现象。此时，更新第二重量值W2’为(10g+12g)/2＝11g并且取代原有的第二重量值W2。而更新后的尿量数据将会形成连续且平滑的尿量曲线(如图2中的虚线所示)，也就是说，更新后的尿量数据能够更符合尿液或液体实际的量测数据。

于步骤S4中，更新后的尿量数据可透过滤波算法的分析及计算以产生尿流曲线图。于实务中，滤波算法可为带通滤波算法、高通滤波算法、低通滤波算法、平均滤波算法、中值滤波算法、卡尔曼滤波算法等，但不限于此。由于更新后的尿量数据不包含抖动现象所产生的错误数据，也就是说，错误数据不会被纳入滤波算法的分析及计算中，并且尿流曲线图能够更符合尿液或液体实际情况。

因此，本发明的尿流数据处理方法能够在尿流计量测出尿量数据后，预先判断是否有因抖动现象而产生的量测数据，并且调整不正常或不合理的量测数据以更新不包含抖动现象的尿量数据，以使尿量数据以及尿量数据经分析后所产生的尿流曲线图能够更符合实际情况，进而提高正确性及准确性。

请一并参阅图3、图4A、图4B以及图4C。图3是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理方法的步骤流程图。图4A是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。图4B是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。图4B是示出根据本发明一具体实施例的尿量数据的曲线图。如图3所示，在本具体实施例中，尿流数据处理方法进一步包含以下步骤：步骤S5：判断第二重量值以及第三重量值之间的差值是否大于预设阀值；并且，当判断结果为是时，则在图1的步骤S3进一步为：步骤S31：当第二重量值大于或小于第一重量值及第三重量值时，将第一重量值及第三重量值相加之后除以二以产生更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据。

于实务中，由于尿流计的重量传感器的抖动现象大多为一瞬间的数值跳动，因此，如图3所示，本发明的尿流数据处理方法除了会判断第一重量值及第二重量值之间的差值是否大于预设阀值之外(步骤S2)，也会判断第二重量值及第三重量值之间的差值是否大于预设阀值(步骤S5)。当上述二者的差值皆大于预设阀值时，表示尿量数据的第二时间的第二重量值为抖动现象所量测到的数据。值得注意的是，图3中的步骤5执行于步骤2之后，但实务中，步骤2以及步骤5也可于同时执行。

如图4A所示，尿量数据的曲线图为重量值先增后减的情况。如图中所示，第二重量值W2大于第一重量值W1以及第三重量值W3，并且第二重量值W2与第一重量值W1之间的差值以及第二重量值W2与第三重量值W3之间的差值皆大于预设阀值(预设为1g)时，表示第二重量值W2为重量忽然变重的抖动现象。此时，更新第二重量值W2’为(14g+15g)/2＝14.5g并且取代原有的第二重量值W2，以消除异常数据，使得更新后的尿量数据将会形成连续且平滑的尿量曲线。

如图4B所示，尿量数据的曲线图为重量值先减后增的情况。如图中所示，第二重量值W2小于第一重量值W1以及第三重量值W3，并且第二重量值W2与第一重量值W1之间的差值以及第二重量值W2与第三重量值W3之间的差值皆大于预设阀值(预设为1g)时，表示第二重量值W2为重量忽然变轻的抖动现象。此时，更新第二重量值W2’为(21g+21.6g)/2＝21.3g并且取代原有的第二重量值W2，以消除异常数据，使得更新后的尿量数据将会形成连续且平滑的尿量曲线。因此，本发明的尿流数据处理方法可进一步准确地辨识出抖动现象以调整尿量数据，以使尿量数据以及尿量数据经分析后所产生的尿流曲线图能够更符合实际情况，进而提高分析的准确性。

本发明的尿流数据处理方法除了可判断抖动情况之外，也可判断出其他异常情况。如图3所示，尿流数据处理方法进一步包含以下步骤：步骤S32：当第二重量值小于第一重量值并且第三重量值小于第一重量值时，将第一重量值取代第二重量值以及第三重量值以产生更新的尿量数据。如图4C所示，尿量数据的曲线图为重量值连续递减的情况。如图中所示，第二重量值W2小于第一重量值W1，第三重量值W3小于第二重量值W2，并且第二重量值W2与第一重量值W1之间的差值以及第二重量值W2与第三重量值W3之间的差值皆大于预设阀值(预设为1g)时，表示第二重量值W2及第三重量值W3为长时间变轻的抖动现象。此时，第二重量值W2取代原有的第二重量值W2及第三重量值W3，以避免下一时刻出现比上一时刻重量小的情况，进而提高后续分析的准确性。

请参阅图5。图5是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理方法的步骤流程图。图5为图1的进一步的步骤流程。如图5所示，在本具体实施例中，当执行步骤S3之后，尿流数据处理方法进一步包含以下步骤：步骤S6：判断更新第二重量值及第三重量值之间的差值是否大于预设阀值；以及步骤S7：若判断结果为是，则根据更新第二重量值、第三重量值以及第四时间的第四重量值产生对应第三时间的更新第三重量值，并且将更新第三重量值取代第三重量值以产生更新的尿量数据，其中第四时间大于第三时间。

本发明的尿流数据处理方法可进一步以迭代的方式判断及调整尿量数据。于实务中，当第二重量值被判断为抖动现象并且以更新第二重量值取代第二重量值之后，将会进一步判断更新第二重量值及第三重量值之间是否亦存在数据异常现象。于步骤S6中，以第二时间的更新第二重量值为基准，计算更新第二重量值与第三重量值之间的差值。当更新第二重量值与第三重量值之间的差值大于预设阀值时，则第三时间的第三重量值亦需进行调整。于步骤S7中，当第三重量值需进行调整时，则根据第二时间前后相邻时间(即第二时间和第四时间)的重量值(即更新第二重量值和第四重量值)产生更新第三重量值。于实务中，更新第三重量值为更新第二重量值和第四重量值相加之后除以二的数值。接着，再将更新第三重量值取代第三时间的第三重量值以产生更新的尿量数据。

相同的，当判断更新第二重量值及第三重量值之间的差值是否大于预设阀值之外，也可同时判断第三重量值及第四重量值之间的差值是否大于预设阀值。进一步地，本发明的尿流数据处理方法也可再根据更新第二重量值、第三重量值及第四重量值判断出先增后减、先减后增或连续递减的情况，以调整第三重量值及第四重量值。而先增后减、先减后增或连续递减的处理方式及步骤与前述具体实施的方式大致相同，于此不再赘述。

值得注意的是，于实际应用中，在执行图5中的步骤7之后，可进一步执行判断更新第三重量值及第四重量值之间的差值是否大于预设阀值以及调整第四重量值的步骤，接着再执行判断更新第四重量值及第五重量值之间的差值是否大于预设阀值以及调整第五重量值的步骤，以此类推。因此，本发明的尿流数据处理方法可依照时间自小至大的顺序以迭代的方式逐一判断及调整尿量数据，以去除抖动情况的异常数据，使得尿量数据以及尿量数据经分析后所产生的尿流曲线图能够更符合实际情况，进而提高分析的准确性。

请一并参阅图1及图6。图6是示出根据本发明一具体实施例的尿流数据处理系统100的功能方块图。图1的步骤可由图6的系统来执行。如图6所示，在本具体实施例中，尿流数据处理系统100包含数据获取单元101、比对计算单元102以及数据分析单元103。数据获取单元101连接比对计算单元102以及尿流计500，并且比对计算单元102连接数据分析单元103。于实务中，数据获取单元101、比对计算单元102以及数据分析单元103可设置于同一装置或各别设置于不同的装置中，并且可整合于同一芯片中或各别为单一芯片。

在本具体实施例中，数据获取单元101用以取得尿流计500所量测的尿量数据。于实务中，数据获取单元101可连接尿流计500的重量传感器。当尿流计500的重量传感器持续量测容器的重量时，数据获取单元101可同步获取重量传感器所量测的重量以取得尿量数据。而尿量数据包含第一时间的第一重量值，第二时间的第二重量值以及第三时间的第三重量值。第二时间大于第一时间，并且第三时间大于第二时间。

在本具体实施例中，比对计算单元102预存前述的预设阀值。比对计算单元102用以计算第一重量值及第二重量值之间的差值并且用以比对差值以及预设阀值。而当差值大于该预设阀值时，比对计算单元102根据第一重量值、第二重量值以及第三重量值产生更新第二重量值，并且将更新第二重量值取代第二重量值以产生更新的尿量数据。

在本具体实施例中，数据分析单元103用以分析更新后的尿量数据以产生尿流曲线图。于实务中，数据分析单元103可透过前述的滤波算法分析更新后的尿量数据。

在实际应用中，比对计算单元102用以将尿量数据进行预处理。当数据获取单元101获取尿流计500的尿量数据(对应图1的步骤S1)之后，比对计算单元102判断出尿量数据中的抖动情况的异常数据(对应图1的步骤S2)。接着，比对计算单元102再针对异常数据进行调整以产生合理且符合尿液或液体实际的尿量数据(对应图1的步骤S3)。最后，数据分析单元103再分析更新后的尿量数据以产生尿流曲线图(对应图1的步骤S4)。

进一步地，图6的尿流数据处理系统100也可执行图3的步骤，并且比对计算单元102可执行图3中的步骤S2、步骤S5、步骤S31及步骤S32。当比对计算单元102判断第一重量值及第二重量值之间的差值是否大于预设阀值之后(步骤S2)，也会判断第二重量值及第三重量值之间的差值是否大于预设阀值(步骤S5)。并且，当第二重量值大于或小于第一重量值及第三重量值时，比对计算单元102将第一重量值以及第三重量值相加之后除以二以产生更新第二重量值(步骤S31)，并且当第二重量值小于第一重量值且第三重量值小于第二重量值时，比对计算单元102将第一重量值取代第二重量值以及第三重量值(步骤S32)。

此外，图6的尿流数据处理系统100也可执行图5的步骤，并且比对计算单元102可执行图5中的步骤S6以及步骤S7。比对计算单元102进一步判断更新第二重量值及第三重量值之间的差值是否大于预设阀值(步骤S6)。当判断结果为是，则比对计算单元102根据更新第二重量值、第三重量值以及第四重量值产生更新第三重量值，并且将更新第三重量值取代第三重量值以产生更新的尿量数据(步骤S7)。

综上所述，本发明的尿流数据处理方法能够准确地从尿量数据判断出因抖动现象而产生的异常量测数据，根据尿量数据的趋势合理地调整异常量测数据，并且可依照时间自小至大的顺序以迭代的方式逐一判断及调整尿量数据，以使尿量数据及尿量数据经分析后所产生的尿流曲线图能够更符合实际情况，进而提高正确性及准确性。

藉由以上具体实施例之详述，系希望能清楚描述本发明之特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例对本发明加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请之专利范围的范畴。因此，本发明所申请之专利范围的范畴应根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。