本發(fā)明是有關(guān)于一種生理訊號(hào)感測(cè)裝置，特別是一種利用聲波偵測(cè)生理訊號(hào)的感測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

生理訊號(hào)量測(cè)設(shè)備過(guò)去大多在醫(yī)療院所中使用，需要專業(yè)的儀器及合格的醫(yī)護(hù)人員操作，然而隨著現(xiàn)代感測(cè)與訊號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療電子產(chǎn)品的成本大幅降低，同時(shí)居家保健意識(shí)也顯著提升，遠(yuǎn)距居家照護(hù)系統(tǒng)已不再是想象，各種量測(cè)生理訊號(hào)的技術(shù)已逐漸發(fā)展成可在居家環(huán)境中使用的基本保健工具，有利于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)使用者健康狀況。

目前針對(duì)行動(dòng)不便或失能的嬰幼兒、殘障人士、病患或老人的生理狀態(tài)監(jiān)護(hù)為居家照護(hù)的主要領(lǐng)域。根據(jù)需要監(jiān)護(hù)的狀態(tài)，可分為靜止和活動(dòng)時(shí)的監(jiān)護(hù)。由于居家環(huán)境下的生理訊號(hào)量測(cè)設(shè)備是由一般使用者操作，并非由專業(yè)醫(yī)護(hù)人員操作，因此這類器材的操作設(shè)計(jì)上應(yīng)力求量測(cè)程序簡(jiǎn)單、快速、自動(dòng)化、非侵入式及低維修成本。此外，居家環(huán)境下的生理訊號(hào)量測(cè)設(shè)備的使用，也應(yīng)盡量考慮無(wú)干擾性或較低干擾性的量測(cè)方式，避免因?yàn)楫a(chǎn)品的使用而造成使用者的日常生活活動(dòng)與行為有所改變，比較容易為一般使用者所接受。

現(xiàn)有的呼吸心跳偵測(cè)設(shè)備可分為壓力感測(cè)、光學(xué)波長(zhǎng)感測(cè)及粘貼電極偵測(cè)。其中，壓力感測(cè)設(shè)備在睡眠環(huán)境中使用可以合并進(jìn)行睡姿、翻身、離床等偵測(cè)，然而其精確度較差，且通常設(shè)計(jì)成專用的大型裝置，例如床或床墊等，對(duì)使用者的心理壓力較大。光學(xué)波長(zhǎng)感測(cè)是利用非接觸的檢測(cè)方式，雖有體積較小的優(yōu)點(diǎn)，然而容易受外部環(huán)境及光源影響，精確度較差，且價(jià)格昂貴。粘貼電極在偵測(cè)使用者心電圖、心率等項(xiàng)目，精確度最佳且可收集到多樣的生理資訊，然而其線材容易損壞導(dǎo)致接觸不良而影響量測(cè)效果，且受限于線材長(zhǎng)度會(huì)限制使用者的行動(dòng)，常令使用者感覺(jué)不便，而粘貼接觸的方式也容易在檢測(cè)時(shí)發(fā)生脫落，由于操作復(fù)雜且有被監(jiān)控感，因此常導(dǎo)致使用者不積極使用，反而達(dá)不到效果。

因此，需要一種操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便且能融入使用者居家生活的生理資訊檢測(cè)設(shè)備，才能達(dá)到隨時(shí)使用、即時(shí)偵測(cè)、防患未然的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

傳聲件包含多個(gè)獨(dú)立不相互連通的閉孔結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生聲共振效應(yīng)，透過(guò)與使用者的身體直接或間接接觸時(shí)，將心音、呼吸震動(dòng)或臟器音等微動(dòng)的聲波于傳聲件中傳遞。集音件包含第一端部及第二端部，其中一端部接觸傳聲件表面，與第二端部之間以貫孔連通。音源接收裝置包含接收端及感測(cè)元件，接收端連接集音件的第二端部以接收該傳聲件傳播的聲波，達(dá)到偵測(cè)生理訊號(hào)的目的。依照本實(shí)施方式的一實(shí)施例，生理訊號(hào)感測(cè)裝置更連接一訊號(hào)處理裝置，將該感測(cè)元件接收的聲波轉(zhuǎn)換為電子訊號(hào)。

依照本發(fā)明的一實(shí)施方式，生理訊號(hào)感測(cè)裝置的集音件包含一個(gè)以上的第一集音部分及一個(gè)第二集音部分，多個(gè)第一集音部分的第一端部獨(dú)立地接觸傳聲件的表面，第二集音部分則包含多個(gè)接口各別地連接這些第一集音部分的第二端部。

依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，于傳聲件與第一端部接觸的表面被覆至少一覆層，依照本發(fā)明的實(shí)施例，覆層包含織物、植絨或高分子薄層。

依照本發(fā)明的一實(shí)施方式，傳聲件的閉孔結(jié)構(gòu)是由高分子發(fā)泡材料或天然多孔材料所界定，根據(jù)本實(shí)施方式的實(shí)施例，高分子發(fā)泡材料或天然多孔材料具有10-100％的閉孔率。根據(jù)本實(shí)施方式的一實(shí)施例，高分子發(fā)泡材料的密度為15-200kg/cm3，另一實(shí)施例中，高分子發(fā)泡材料的密度為25-50kg/cm3。

依照本實(shí)施方式的一或多個(gè)實(shí)施例，高分子發(fā)泡材料包含乙烯-醋酸乙烯酯(ethylenevinylacetate；eva)、光交聯(lián)聚乙烯(irradiationcross-linkedpolyethylene；ixpe)、交聯(lián)聚乙烯(cross-linkedpolyethylene；xpe)、氯丁橡膠(chloroprenerubber；cr)、苯乙烯丁二烯橡膠(styrenebutadienerubber；sbr)、聚氯乙烯(polyvinylchloride；pvc)、乙烯-丙烯三元橡膠(ethylenepropyleneterpolymerrubber；epdm)、聚乙烯化合物(polyethylenefoam；epe)、丙烯腈丁二烯橡膠(acrylonitrilebutadienerubber；nbr)或聚氨酯(polyurethane；pu)或其任意組合。

依照本發(fā)明的一實(shí)施方式，閉孔結(jié)構(gòu)是由一復(fù)合材料所界定，該復(fù)合材料為含有多個(gè)不連續(xù)的多孔粒子或碎片的連續(xù)高分子發(fā)泡體。

依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，閉孔結(jié)構(gòu)是由一纖維材料所界定，包含纖維素、棉纖維、石棉纖維、玻璃纖維、塑料纖維、導(dǎo)電纖維或其任意組合，由平直的、起皺的、擰絞的、卷曲的、氈合的或捻合的該或該些纖維材料以交錯(cuò)、交織或堆疊的型態(tài)組成的一材料片，以具有空穴或內(nèi)部空隙的排列方式所界定。

因此，本發(fā)明實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置利用具有閉孔結(jié)構(gòu)的傳聲件，能對(duì)心音、呼吸音或臟器音的聲波震動(dòng)產(chǎn)生聲共振效應(yīng)來(lái)放大(amplify)微小的頻率，再透過(guò)音源感應(yīng)器接收、搭配訊號(hào)的處理與辨識(shí)，達(dá)到準(zhǔn)確偵測(cè)、紀(jì)錄、分析生理現(xiàn)象的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的立體圖；圖2為本實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的分解圖；圖3為本實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的剖面圖；圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例的接觸式生理訊號(hào)感測(cè)裝置的使用情境示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

100：生理訊號(hào)感測(cè)裝置110：傳聲件

115：覆層120：集音件

121：第一集音部分122：第一端部

123：第二端部124：連接部

125：連接段126：第二集音部分

127a：連接口127b：連接口

128a：連接口128b：連接口

130：音源接收裝置132：接收端

134：上蓋136：底板

140：凹緣

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參照?qǐng)D1，為本發(fā)明一實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的立體圖。生理訊號(hào)感測(cè)裝置100包含傳聲件110、集音件120及音源接收裝置130以及凹緣140。本實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置100包含但不僅限于一墊體的形式。

傳聲件110為一種能產(chǎn)生聲共振(acousticresonance)效應(yīng)及聲波傳遞功能的手段(meansforcreatingacousticresonanceandpropagatingacousticwaves)，在本發(fā)明實(shí)施例中，以具有閉孔結(jié)構(gòu)的高分子發(fā)泡材料或天然多孔材料所構(gòu)成，透過(guò)與使用者的身體直接或間接接觸時(shí)，將心音、呼吸震動(dòng)或臟器音等微動(dòng)的聲波于傳聲件110中傳遞。

本說(shuō)明書(shū)中所述的“聲共振效應(yīng)”(acousticresonance)，是指一發(fā)聲體受到其共振頻率的外力驅(qū)動(dòng)時(shí)，其聲音震動(dòng)的頻率被放大(amplify)的現(xiàn)象。

本說(shuō)明書(shū)中所述的“閉孔結(jié)構(gòu)”(closedcellstructure)是指于固態(tài)物體中自然形成或人為制造的多個(gè)空腔，且各空腔之間互不連通；“開(kāi)孔結(jié)構(gòu)”(openedcellstructure)是指于固態(tài)物體中自然形成或人為制造的多個(gè)空腔，且各空腔之間互相連通，并與外界連通。除非特別指明，否則本說(shuō)明書(shū)中所述的“具有閉孔結(jié)構(gòu)的材料”，不排除閉孔結(jié)構(gòu)和開(kāi)孔結(jié)構(gòu)同時(shí)存在的材料。“閉孔率”(percentageofclosearea)是指材料中閉孔的體積與材料外觀體積之比(％)。

集音件120具有接觸傳聲件110及連接音源接收裝置130的兩個(gè)端部，能將傳聲件110中的聲波傳送到音源接收裝置130。依照本發(fā)明的實(shí)施例，集音件120可具有相對(duì)傳聲件110而言較窄的直徑，減少聲波傳播時(shí)的擴(kuò)散，而能有效地傳送到音源接收裝置130。

音源接收裝置130具有感測(cè)元件連接集音件120以接收傳聲件110傳播的聲波，達(dá)到偵測(cè)生理訊號(hào)的目的。依照本實(shí)施方式的一實(shí)施例，音源接收裝置130更進(jìn)一步連接一訊號(hào)處理裝置，將該感測(cè)元件接收的聲波轉(zhuǎn)換為電子訊號(hào)。

凹緣140可經(jīng)由車(chē)縫、熱壓、粘貼等方式形成于傳聲件110上，具有將傳聲件110緊固地附加于生理訊號(hào)感測(cè)裝置產(chǎn)品的本體上、或使傳聲件表面被覆的織物、塑料薄層等緊密附著于其上、或產(chǎn)生裝飾效果、增加平坦度及提升舒適感等作用。

請(qǐng)配合參照?qǐng)D2及圖3，圖2為本實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的分解圖；圖3為本實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的剖面圖。

在本實(shí)施例中，傳聲件110上設(shè)有兩個(gè)第一集音部分121，其中如圖3所示，兩個(gè)第一集音部分121包含第一端部122分別獨(dú)立地接觸傳聲件110的表面，第二端部123固設(shè)于一底板136上，底板136固設(shè)于傳聲件110，第二端部123具有一連接部124與連接段125的連接口127a連接。

第一集音部分121中間開(kāi)設(shè)有貫孔。第一集音部分121與傳聲件110接觸部分的面積略大于第一集音部分121的管壁橫切面的面積。此外，傳聲件110表面被覆有覆層115，第一集音部分121穿過(guò)覆層115直接與傳聲件110接觸。依照本發(fā)明的實(shí)施例，覆層115可包含織物、植絨或高分子薄層，例如熱塑性聚胺基甲酸酯(thermoplasticpolyurethane；tpu)，用以保護(hù)傳聲件110的高分子發(fā)泡材料或天然多孔材料，增加其耐用度。

第二集音部分126則包含連接口128a及連接口128b各別地與連接段125的連接口127b連接。音源接收裝置具有一接收端132，與第二集音部分126連接，音源接收裝置130的感測(cè)元件連接接收端132以接收傳聲件110傳播的聲波。在本實(shí)施例中，音源接收裝置130固設(shè)于底板136上，上蓋134與底板136蓋合以容置保護(hù)音源接收裝置130及集音件120的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，傳聲件110可為具有10-100％的閉孔率的高分子材料天然多孔材料，例如可為具有30-90％閉孔率的發(fā)泡材料。根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例，高分子發(fā)泡材料的密度為15-200kg/cm3，本實(shí)施例中，高分子發(fā)泡材料的密度為25-50kg/cm3。

其中，高分子發(fā)泡材料包含異氰酸酯類或異硫氰酸酯類的聚合生成物。高分子發(fā)泡材料可包含乙烯-醋酸乙烯酯(ethylenevinylacetate；eva)、光交聯(lián)聚乙烯(irradiationcross-linkedpolyethylene；ixpe)、交聯(lián)聚乙烯(cross-linkedpolyethylene；xpe)、氯丁橡膠(chloroprenerubber；cr)、苯乙烯丁二烯橡膠(styrenebutadienerubber；sbr)、聚氯乙烯(polyvinylchloride；pvc)、乙烯-丙烯三元橡膠(ethylenepropyleneterpolymerrubber；epdm)、聚乙烯化合物(polyethylenefoam；epe)、丙烯腈丁二烯橡膠(acrylonitrilebutadienerubber；nbr)或聚氨酯(polyurethane；pu)、其任意組合。天然多孔材料可為海棉、軟木、椰棕絲、竹炭、木炭、硅藻土、珊瑚、上述任意組合或其任意組合的堆積體。

依照本發(fā)明的一實(shí)施方式，閉孔結(jié)構(gòu)是由一復(fù)合材料所界定，該復(fù)合材料為含有多個(gè)不連續(xù)的多孔粒子或碎片的連續(xù)高分子發(fā)泡體，例如再生泡棉，是由泡綿下腳料經(jīng)粉碎、攪拌膠水并蒸汽高溫消毒壓縮成型之，也可適用。

依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，閉孔結(jié)構(gòu)是由一纖維材料所界定，包含植物纖維、棉纖維、石棉纖維、玻璃纖維、塑料纖維、導(dǎo)電纖維或其任意組合，由平直的、起皺的、擰絞的、卷曲的、氈合的或捻合的該或該些纖維材料以交錯(cuò)、交織或堆疊的型態(tài)組成的一材料片，以具有空穴或內(nèi)部空隙的排列方式所界定。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，為本發(fā)明一實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置的使用情境示意圖。生理訊號(hào)感測(cè)裝置400具有傳聲件410及音源接收裝置420。在本實(shí)施例中，生理訊號(hào)感測(cè)裝置400可平放于床上或設(shè)置于椅背等位置，當(dāng)使用者躺臥床上或倚靠于椅背時(shí)，可藉由接觸到胸腔周?chē)鷧^(qū)域來(lái)偵測(cè)心音或呼吸音，因此可于使用者休息、睡眠、開(kāi)車(chē)使用，即時(shí)偵測(cè)生理狀況的變化。

此外，本發(fā)明實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置也可為一束帶形式或安置于一貼身物件，例如將生理訊號(hào)感測(cè)裝置設(shè)計(jì)為頭圈、手環(huán)、胸針、護(hù)踝、束腹、束胸或腰帶等，直接穿戴使用；或與頭圈、手環(huán)、胸針、護(hù)踝、束腹、束胸、腰帶或安全帶可拆卸地結(jié)合，應(yīng)用在多種使用情境，例如日常生活、運(yùn)動(dòng)、胎音偵測(cè)、開(kāi)車(chē)等。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，生理訊號(hào)感測(cè)裝置更進(jìn)一步連接一訊號(hào)處理裝置，可將感測(cè)元件接收的聲波轉(zhuǎn)換為電子訊號(hào)，經(jīng)由處理器將收到的數(shù)位訊號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，以辨識(shí)區(qū)別生理訊號(hào)與雜訊，并經(jīng)過(guò)有線過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行資料傳輸，將收集到的資訊判別、分析及儲(chǔ)存，可進(jìn)行緊急警示、即時(shí)的醫(yī)療措施決策或紀(jì)錄使用者的長(zhǎng)期生理狀態(tài)，做為長(zhǎng)期評(píng)估之用。

例如，當(dāng)生理訊號(hào)感測(cè)裝置偵測(cè)到的訊號(hào)被判定為異常狀況時(shí)，可發(fā)送緊急警示給使用者本人(例如開(kāi)車(chē)中的司機(jī))、其監(jiān)護(hù)者(在外的家人、指定聯(lián)絡(luò)人、醫(yī)療院所、急救中心、保全中心、社區(qū)物業(yè)管理中心等)，也可透過(guò)與遠(yuǎn)端服務(wù)器的連接，即時(shí)發(fā)送使用者所在位置的資訊，以利監(jiān)護(hù)者進(jìn)行即時(shí)的醫(yī)療措施決策。上述的“異常狀況”，包括但不僅限于：至少其中一種即時(shí)偵測(cè)的生理征象數(shù)值高于或低于預(yù)設(shè)正常值誤差范圍之外(表示可能有即將發(fā)生的急性健康或事故危險(xiǎn))、全部的即時(shí)偵測(cè)的生理征象均同時(shí)消失(表示使用者可能離床、跌落或偵測(cè)裝置被移除)…等。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的生理訊號(hào)感測(cè)裝置利用具有閉孔結(jié)構(gòu)的傳聲件，能對(duì)心音、呼吸音或臟器音等微動(dòng)的聲波震動(dòng)產(chǎn)生聲共振效應(yīng)，有效使振動(dòng)的空氣量增加，再透過(guò)音源感應(yīng)器接收、搭配訊號(hào)的處理與辨識(shí)，達(dá)到不需于接觸點(diǎn)使用數(shù)位晶片、壓力感測(cè)器、微動(dòng)感測(cè)器…等、電子裝置，即可達(dá)到準(zhǔn)確偵測(cè)、紀(jì)錄、分析生理現(xiàn)象的效果，因此制成貼身裝置不僅能直接水洗、電子零件也不會(huì)直接接觸人體外，在結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新上、量測(cè)的精準(zhǔn)度、加工方式簡(jiǎn)易化、制造成本的降低等方面有極大優(yōu)勢(shì)。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。