專利名稱：一種收集生理訊號(hào)的改良裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種收集生理訊號(hào)的改良裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今電子醫(yī)療趨勢(shì)及現(xiàn)代醫(yī)療思維的趨向，已逐漸從提供醫(yī)院端的照護(hù)轉(zhuǎn)向滿足病患端來(lái)思考，即以病患為中心，以注重解決問(wèn)題為導(dǎo)向?，F(xiàn)今已開(kāi)發(fā)國(guó)家醫(yī)療支出龐大，為降低醫(yī)療支出，促進(jìn)病患獨(dú)自生活思維，發(fā)展病患致能科技(Patient EnablingTechnology)成為一種趨勢(shì)，如此病患居家使用的醫(yī)療照護(hù)產(chǎn)品，趨向微小化、方便攜帶發(fā)展。此外，除上述因素，加之現(xiàn)今信息科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)，具備健康信息評(píng)估平臺(tái)的Health2.0的概念也逐漸成形，即針對(duì)身體狀況提供信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)云端平臺(tái)設(shè)計(jì)，也促使健康照護(hù)概念從單自我量測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)橛善脚_(tái)提供信息協(xié)助訂定健康目標(biāo)與促進(jìn)健康。“自主神經(jīng)系統(tǒng)”(autonomic nervous system,ANS)是人體一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，與人體每日運(yùn)作息息相關(guān)，舉凡心跳、血壓、呼吸，甚至到體溫調(diào)節(jié)、腸胃蠕動(dòng)、大小便功能等各種系統(tǒng)都與自主神經(jīng)系統(tǒng)有重要的關(guān)聯(lián)。自主神經(jīng)系統(tǒng)主要分為交感神經(jīng)系統(tǒng)及副交感神經(jīng)系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)相互拮抗，并維持體內(nèi)重要器官功能的合理的運(yùn)作。其作用就像是油門(mén)與煞車一樣，當(dāng)身體遇到壓力狀態(tài)時(shí)，交感神經(jīng)系統(tǒng)就會(huì)興奮，并增加身體對(duì)壓力產(chǎn)生足夠的反應(yīng)以對(duì)抗壓力，而反之亦然。但是，若在某些特殊的情況下，使得交感神經(jīng)的緊張持續(xù)時(shí)，末梢血管持續(xù)收縮，造成血液循環(huán)不良，同時(shí)引起代謝障礙，就會(huì)造成肩膀酸痛、肌肉痛等癥狀；而副交感神經(jīng)持續(xù)緊張時(shí)，支氣管的肌肉收縮，就會(huì)出現(xiàn)呼吸困難或類似氣喘發(fā)作的現(xiàn)象?？偠灾?，如自主神經(jīng)失調(diào)，使生活目的的遂行能力減退，對(duì)大腦新皮質(zhì)及大腦邊緣系造成影響，引起不安感、意欲減退、集中力衰退等各種急性或慢性疾病，如心臟病和高血壓等，嚴(yán)重者甚至引發(fā)猝死等急癥，因此，自主神經(jīng)系統(tǒng)的保健已慢慢受到醫(yī)學(xué)上的重視。心率變異分析(He art Rate Variability)或稱為心率變異度分析，是一種測(cè)量連續(xù)心跳速率變化程度的方法。其計(jì)算方式主要是分析藉由心電圖或脈搏測(cè)量所得到的心跳與心跳間隔的時(shí)間序列。心臟除了本身的節(jié)律性放電引發(fā)的跳動(dòng)之外，也受到自主神經(jīng)系統(tǒng)所調(diào)控。過(guò)去二十年已有不少文獻(xiàn)顯示自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控與心血管疾病相關(guān)的死亡率有顯著的關(guān)系，例如心因性猝死、高血壓、出血性休克、敗血性休克等。過(guò)去使用者在量測(cè)心率變異時(shí)，必須于兩手手臂或胸前的適當(dāng)位置黏貼電極貼片，然而對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，這在收納及攜帶上并不方便，且電極貼片長(zhǎng)期暴露于空氣中，容易受到污染而必須常更換。此外，市面上已經(jīng)有很多使用手指按壓做量測(cè)的HRV儀器，但其量測(cè)的結(jié)果并不準(zhǔn)確，原因是其設(shè)計(jì)需要靠使用者自主按壓5分鐘量測(cè)，使用者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的按壓，造成手指酸痛，進(jìn)而使手指常常移動(dòng)，而儀器則因手指無(wú)法準(zhǔn)確按壓，造成測(cè)量不到訊號(hào)。于是，有鑒于上述各種量測(cè)生理訊號(hào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良，無(wú)法為使用者帶來(lái)便利性，因此本發(fā)明的發(fā)明人仍積極研究，為使用者發(fā)展出確具實(shí)用的生理訊號(hào)收集之改良裝置。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明有鑒于改善現(xiàn)今測(cè)量生理訊號(hào)裝置的缺陷，及目前消費(fèi)市場(chǎng)之需求，更秉持多年從事相關(guān)專業(yè)事業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造出本發(fā)明。本發(fā)明涉及一種收集生理訊號(hào)的改良裝置，其包含:一主體，主體兩側(cè)各設(shè)有一手指訊號(hào)取出裝置，以提供手指壓接于其中，所述手指訊號(hào)取出裝置包含:一手指接觸構(gòu)件，其上設(shè)有一電極組件，以于手指接觸時(shí)收集生理訊號(hào)的電子訊息；一承接構(gòu)件，置于該手指接觸構(gòu)件的上方；及一彈性構(gòu)件，其與所述承接構(gòu)件相接，通過(guò)該彈性構(gòu)件的彈性將該承接構(gòu)件開(kāi)啟一角度，以便手指可徑行伸入于該手指接觸構(gòu)件及該承接構(gòu)件之間，并扣合于其間。關(guān)于本發(fā)明所述的彈性構(gòu)件可為彈簧、天然橡膠及/或合成橡膠(不限于此)。關(guān)于本發(fā)明所述的手指可為任一手指。關(guān)于本發(fā)明的收集生理訊號(hào)的改良裝置，其中所述主體為圓弧形(不限于此)，以方便使用者輕易握持，該手指接觸構(gòu)件的內(nèi)側(cè)呈凹陷狀(不限于此)，而該手指接觸構(gòu)件及/或承接構(gòu)件為彎弧型(不限于此)，以符合手指的形態(tài)并使手指扣合于該手指訊號(hào)取出裝置。關(guān)于本發(fā)明所述主體內(nèi)部包含一電路組件，其連接所述電極組件，并將該生理訊號(hào)藉由該電路組件進(jìn)行分析，其中該電路組件包含一放大器、一帶通(band-pass)濾波器、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化器或一生理訊號(hào)分析芯片，用以收集、測(cè)量或記錄生理訊號(hào)。關(guān)于本發(fā)明的收集生理訊號(hào)的改良裝置，其可結(jié)合一云端平臺(tái)(不限于此)，該云端平臺(tái)具有一儲(chǔ)存生理訊號(hào)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存構(gòu)件，并于使用者的生理訊號(hào)傳輸至該云端平臺(tái)后由該平臺(tái)進(jìn)行比對(duì)與分析。

關(guān)于本發(fā)明所述的生理訊號(hào)為心率變異訊號(hào),如心電訊號(hào)、肌電訊號(hào)、心率(HR)、標(biāo)準(zhǔn)變異差(SD)、交感神經(jīng)(LF)、副交感神經(jīng)(HF)或低頻成份(%)，即交感神經(jīng)活性指標(biāo))。關(guān)于本發(fā)明的收集生理訊號(hào)的改良裝置，該主體的前端面設(shè)置一面板，以顯示使用者生理訊號(hào)的數(shù)據(jù)，而該主體的背端面設(shè)置一電池裝著部，以提供該改良結(jié)構(gòu)的電力。關(guān)于本發(fā)明的收集生理訊號(hào)的改良裝置，該主體另設(shè)置至少一槽孔，其連接一通用序列總線(USB)，其中該通用序列總線(USB)連接計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或手機(jī)(不限于此)；另一槽孔可連接一電極轉(zhuǎn)接埠，其可電性連接至少一電極片，以提供給使用者貼附于皮膚并測(cè)量生理訊號(hào)。有關(guān)本發(fā)明所采用的技術(shù)、手段及功效，茲舉一較佳實(shí)施例并配合附圖在下文作出詳細(xì)說(shuō)明，相信將可對(duì)本發(fā)明上述的目的、構(gòu)造及特征作出深入而具體的解釋。


圖1是本發(fā)明的收集生理訊號(hào)的改良裝置。圖2是本發(fā)明的手指訊號(hào)取出裝置的示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明:
10本創(chuàng)作之改良裝置20主體
30手指訊號(hào)取出裝置 40手指接觸構(gòu)件 41電極組件 50承接構(gòu)件 60彈性構(gòu)件 201面板 202槽孔
203槽孔連接電極轉(zhuǎn)接埠。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的最佳實(shí)施例將詳細(xì)說(shuō)明如下，其中所列舉的范例的圖號(hào)與圖中所示號(hào)碼相同，請(qǐng)同時(shí)參考附圖及

，下列實(shí)例的目的并非作為本發(fā)明的限制，而僅作為本發(fā)明數(shù)種方案及特征的代表 。為詳細(xì)描述本發(fā)明的測(cè)量生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，可參考圖1及圖2所示。本發(fā)明提供一種收集生理訊號(hào)的改良裝置10，其包含一主體20，主體兩側(cè)各設(shè)有一手指訊號(hào)取出裝置30，以提供手指壓接于其中。各該手指訊號(hào)取出裝置30包含:一手指接觸構(gòu)件40，其上設(shè)有一電極組件41，以于手指接觸時(shí)收集生理訊號(hào)的電子訊息；一承接構(gòu)件50，置于該手指接觸構(gòu)件40的上方；及一彈性構(gòu)件60，其與各該承接構(gòu)件50相接，通過(guò)該彈性構(gòu)件60的彈性將該承接構(gòu)件50開(kāi)啟一角度，手指可徑行伸入于該手指接觸構(gòu)件40及承接構(gòu)件50之間，并緊密扣合于其間，以準(zhǔn)確地從手指取出生理訊號(hào)。實(shí)施例1
本發(fā)明的收集生理訊號(hào)的改良裝置可收集心電訊號(hào)(ECG)或脈搏訊號(hào)，該心電訊號(hào)經(jīng)放大器放大50(Tl000倍及0.16-16 Hz帶通(band-pass)濾波后，并透過(guò)電路組件所包含的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器以每秒256次的頻率進(jìn)行取樣。經(jīng)數(shù)字化后的該心電訊號(hào)可利用一程序立即進(jìn)行人體的心率變異分析。而心電訊號(hào)在取樣前，尚須經(jīng)過(guò)篩選，以濾除噪聲。心跳之心電訊號(hào)，一般而言將其最凸出的波段稱為QRS波，其中首先向上偏折的點(diǎn)為Q點(diǎn)，在頂端為R點(diǎn)，而最后于底端處稱為S點(diǎn)。于QRS辨認(rèn)程序中首先以尖峰檢測(cè)程序?qū)⑿碾娪嵦?hào)中的QRS波找出，且從每個(gè)QRS波中測(cè)量其幅度(amplitude)和持續(xù)時(shí)間(duration)等參數(shù)，并將各參數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差算出，用以作為標(biāo)準(zhǔn)模版。接下來(lái)每個(gè)QRS波都以此模版進(jìn)行比對(duì)。如果某一 QRS波的比對(duì)結(jié)果落在標(biāo)準(zhǔn)模版二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之外，將被認(rèn)為是噪聲或異位心跳(ectopic beat)而刪除。之后，將合格QRS波的R點(diǎn)作為該心跳的時(shí)間點(diǎn)，而本次心跳與下次心跳的時(shí)間差作為本次心跳的心跳周期(R-R interval)。接下來(lái)進(jìn)行心跳周期的過(guò)濾程序。首先將所有心跳周期的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差算出，再進(jìn)行所有心跳周期的篩選。如果某一心跳周期落在四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之外，它會(huì)被認(rèn)為是錯(cuò)誤或不穩(wěn)定訊號(hào)而刪除。接著，將所有合格的心電訊號(hào)以7-8 Hz的頻率進(jìn)行取樣與保值程序以維持其時(shí)間連貫性。首先消除訊號(hào)的直線飄移以防止低頻帶的干擾，且采用Hamming運(yùn)算以避免頻譜中個(gè)別頻率成份的互相滲漏(leakage)。接下來(lái)取288秒的數(shù)據(jù)(2048點(diǎn))施行快速傅立葉轉(zhuǎn)換(fast Fouriertransform)得到心率功率密度頻譜(heart rate power spectral density, HPSD),并對(duì)取樣與Hamming運(yùn)算造成的影響進(jìn)行補(bǔ)償，以減少其誤差。將該HPSD藉由積分的方式定量其中兩個(gè)頻帶的功率，包括介于0.04-0.15Hz的低頻功率(LF)和介于0.15-0.4Hz的高頻功率(HF)。同時(shí)求出高低頻總功率(TP)、低頻功率與高頻功率的比值(LF/HF)及低頻占高低頻總功率的百分比(LF%)等量化參數(shù)，其中將與心臟副交感神經(jīng)活性有關(guān)為HF，而與心臟交感神經(jīng)活性有關(guān)之?dāng)?shù)值則為L(zhǎng)F/HF或LF%，而LF則視為交感和副交感神經(jīng)功能的統(tǒng)合指針，即自主神經(jīng)功能總指針；而本發(fā)明會(huì)以圖形化的接口使使用者可輕松明了地了解檢測(cè)結(jié)果，也免除了使用者對(duì)是否需具備判讀HRV檢測(cè)數(shù)據(jù)的能力產(chǎn)生疑慮。實(shí)施例2
本發(fā)明的改良結(jié)構(gòu)可結(jié)合云端平臺(tái)，該云端平臺(tái)整合HRV數(shù)據(jù)分析、管理和數(shù)據(jù)庫(kù)。從本發(fā)明的改良結(jié)構(gòu)得到的信息可借由通訊科技傳輸至云端服務(wù)器，藉由云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)和演算分析會(huì)得到給予使用者改善身體狀態(tài)的具體建議，例如壓力狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)、聽(tīng)音樂(lè)、使用精油或紓壓軟件等各式放松方式。本發(fā)明的云端平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)另提供復(fù)數(shù)個(gè)臨床研究數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，且還可持續(xù)記錄使用者長(zhǎng)期的HRV數(shù)據(jù)，擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容與增進(jìn)完備性，使得本發(fā)明的平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)具備動(dòng)態(tài)性及持續(xù)性。實(shí)施例3
本發(fā)明的改良結(jié)構(gòu)的主體提供一槽孔或槽孔連接電極轉(zhuǎn)接埠(202、203)，其可連接一通用序列總線(USB)，而該通用序列總線連接計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或手機(jī)，使使用者可通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)連接云端平臺(tái)，獲得個(gè)人的HRV數(shù)據(jù)。藉由上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)施例所揭示詳細(xì)的方案，使得任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造及使用本發(fā)明，即使其中有各種不同的改變、修飾、及進(jìn)步之處，仍應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的精神及范圍。說(shuō)明書(shū) 中提及的所有專利，都以和創(chuàng)作有關(guān)領(lǐng)域之常規(guī)技術(shù)手段為準(zhǔn)。所有專利都在此被納入相同的參考程度。在此所適當(dāng)?shù)嘏e例說(shuō)明的發(fā)明或創(chuàng)作，可能得以在缺乏任何要件，或許多要件、限制條件或并非特定為本文中所揭示的限制情況下實(shí)施。所使用的名詞及表達(dá)是作為說(shuō)明書(shū)的描述而非限制，同時(shí)并無(wú)意圖使用這類排除任何等同于所示及說(shuō)明的特點(diǎn)或其部份名詞及表達(dá)，但需認(rèn)清的是，在本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍內(nèi)有可能出現(xiàn)各種不同的改變。因此，應(yīng)了解到雖然已根據(jù)較佳實(shí)施例及任意的特點(diǎn)來(lái)具體揭示本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員仍會(huì)修改和改變其中所揭示的內(nèi)容，諸如此類的修改和變化仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含:一主體，其兩側(cè)各設(shè)有一手指訊號(hào)取出裝置，以提供手指壓接于其中，所述手指訊號(hào)取出裝置包含: 一手指接觸構(gòu)件，其上設(shè)有一電極組件，以于手指接觸時(shí)收集生理訊號(hào)的電子訊息； 一承接構(gòu)件，置于該手指接觸構(gòu)件的上方；及 一彈性構(gòu)件，其與所述承接構(gòu)件相接，通過(guò)該彈性構(gòu)件的彈性將該承接構(gòu)件開(kāi)啟一角度，以便手指可徑行伸入于該手指接觸構(gòu)件及該承接構(gòu)件之間，并扣合于其間。
2.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu),其特征在于,所述主體之內(nèi)部包含一電路組件以連接所述電極組件，并將所述生理訊號(hào)藉由該電路組件進(jìn)行分析。
3.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性構(gòu)件為彈簧、天然橡膠及/或合成橡膠。
4.如權(quán)利要求2所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路組件包含一放大器、帶通濾波器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化器或生理訊號(hào)分析芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，還結(jié)合一云端平臺(tái)，該云端平臺(tái)具有儲(chǔ)存生理訊號(hào)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存構(gòu)件，并于使用者的生理訊號(hào)傳輸至該云端平臺(tái)后由該平臺(tái)進(jìn)行比對(duì)分析。
6.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述生理訊號(hào)為心率變異訊號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體的前端面設(shè)置一面板，以顯示使用 者生理訊號(hào)的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體的背端面設(shè)置一電池裝著部，以提供該改良結(jié)構(gòu)的電力。
9.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體設(shè)置至少一槽孔，其連接一通用序列總線。
10.如權(quán)利要求9所述的生理訊號(hào)收集的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通用序列總線連接計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或手機(jī)。
11.如權(quán)利要求9所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述槽孔連接一電極轉(zhuǎn)接埠，所述電極轉(zhuǎn)接埠可另連接至少一電極片，以提供使用者貼附于皮膚并測(cè)量生理訊號(hào)。
12.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述改良結(jié)構(gòu)的主體為圓弧型，以提供使用者輕易握持。
13.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述手指接觸構(gòu)件的內(nèi)側(cè)呈凹陷狀。
14.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號(hào)的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述手指接觸構(gòu)件及該承接構(gòu)件為彎弧型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種收集生理訊號(hào)的改良裝置，其包含一主體，主體兩側(cè)各設(shè)有一手指訊號(hào)取出裝置，以提供手指壓接于其中，各該手指訊號(hào)取出裝置包含一手指接觸構(gòu)件，其上設(shè)有一電極組件，以于手指接觸時(shí)收集生理訊號(hào)的電子訊息；一承接構(gòu)件，置于該手指接觸構(gòu)件的上方；及一彈性構(gòu)件，其與所述承接構(gòu)件相接，透過(guò)該彈性構(gòu)件的彈性將該承接構(gòu)件開(kāi)啟一角度，手指可徑行伸入于該手指接觸構(gòu)件及該承接構(gòu)件之間，并扣合于其間。
文檔編號(hào)A61B5/0245GK103190894SQ20121009829
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者陳政宗, 郭博昭 申請(qǐng)人:旺三豐興業(yè)股份有限公司