本實(shí)用新型系關(guān)于穿戴式生理量測(cè)儀，尤其是實(shí)時(shí)量測(cè)用之穿戴式血壓儀。

背景技術(shù)：

連續(xù)非侵入式血壓(continuous non-invasive blood pressure,CNIBP)的基本原理詳述于Peter等人2014年發(fā)表于IRBM的“A review of methods for non-invasive and continuous blood pressure monitoring:Pulse transit time method is promising？”，目前較常用的方法是量取脈波傳導(dǎo)時(shí)間(pulse transit time,PTT)，即脈波從左心室出發(fā)(以心電圖(Electrocardiograph,ECG)的R峰代表心室擠出血液，即脈波從心室出發(fā)的時(shí)刻，心電圖在體內(nèi)的傳導(dǎo)速度為光速)，傳遞到肢體末端的時(shí)間(由壓力式(tonometry)、電阻抗式(impedance)或光式(photo)血管容積計(jì)(plethysmograph)，觀察脈波再取其波峰，即為脈波到達(dá)肢末的時(shí)刻)。由脈波傳導(dǎo)時(shí)間配合受測(cè)者本身的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)(例如血管彈性、血液黏稠性等，見(jiàn)美國(guó)專利5865755A)，即可推估連續(xù)非侵入式血壓。但這些血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)不容易直接量測(cè)，所以在實(shí)際上會(huì)先以傳統(tǒng)之壓脈帶型非侵入式血壓計(jì)(cuff-type non-invasive blood pressure meter,NIBP)與脈波傳導(dǎo)時(shí)間方法同時(shí)量測(cè)血壓，比對(duì)兩者以取得相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)作為校正基準(zhǔn)，此后即可在一段時(shí)間(例如兩小時(shí))之內(nèi)利用脈波傳導(dǎo)時(shí)間推估連續(xù)非侵入式血壓。然而，更長(zhǎng)時(shí)間之后，血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)會(huì)因人體的排汗排尿或環(huán)境的溫濕度等因素而顯著改變，此時(shí)就需要再用傳統(tǒng)之非侵入式血壓計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，才能維持準(zhǔn)確性。

為了讓使用者能在正常生活作息中還能進(jìn)行連續(xù)血壓量測(cè)，而不致于被血壓計(jì)限制行動(dòng)，非侵入式連續(xù)血壓量測(cè)儀最好是能穿戴在身上。例如Sotera Wireless公司的一系列美國(guó)專利(如US 8,475,370B2與US 8,364,250B2)揭露一 種技術(shù)，此技術(shù)涉及在胸部貼三個(gè)電極取得心電圖訊號(hào)的R峰(即脈波從心室出發(fā)的時(shí)刻)，經(jīng)由電線越過(guò)左肩再接到綁在左小臂的主機(jī)，再由戴在左手姆指處之發(fā)光二極管及光傳感器獲得光血管容積脈波之波峰(代表脈波傳遞到姆指的時(shí)刻)，以兩者之時(shí)間(即為脈波傳遞時(shí)間)估算連續(xù)非侵入式血壓。此專利另具有一傳統(tǒng)型非侵入式血壓計(jì)綁在上臂供校準(zhǔn)之用，校準(zhǔn)后即可取下，以免使用者受束縛或不舒適。此專利已商品化成名為ViSi Mobile Monitoring System的商品并獲美國(guó)食品藥物管理局(USFDA)K130709號(hào)上市許可。然而，該技術(shù)涉及將電極貼在特定位置以取得心電圖，這對(duì)一般人而言非但不舒適也有技術(shù)上的困難度，故須由醫(yī)護(hù)人員操作。因此，美國(guó)食品藥物管理局僅準(zhǔn)許此產(chǎn)品用于醫(yī)療院所，且需經(jīng)醫(yī)師處方。Sotera Wireless公司另有美國(guó)專利US 7993275B2，所揭露之手持式裝置系藉由雙手取得心電圖及兩個(gè)光血管容積脈波，計(jì)算得兩個(gè)脈波傳導(dǎo)時(shí)間以增加準(zhǔn)確度。

Triage Wireless公司之美國(guó)專利US 7,481,772B2揭露一種傳感器，此傳感器的貼片上有兩個(gè)電極以擷取心電圖的R峰，還有一發(fā)光二極管及感光二極管以擷取光血管容積脈波，以兩者之時(shí)間估算連續(xù)非侵入式血壓。此傳感器架構(gòu)之利弊與US 8,369,936B2類似，其R峰訊號(hào)小且易受干擾，而且貼電極在身上很不舒適。

Triage Wireless公司之美國(guó)專利公開(kāi)案US 2008/0,221,461揭露一種血壓量測(cè)方法，其不用壓脈袋但用兩個(gè)電極取心電訊號(hào)、并用兩個(gè)光學(xué)或壓力式之血管容積傳感器獲得脈波訊號(hào)，計(jì)算得脈波傳導(dǎo)時(shí)間，并由兩個(gè)脈波訊號(hào)做微分及其他運(yùn)算，以求得血壓。但它必須在同一肢佩戴兩個(gè)血管容積傳感器，并不舒適。

微軟公司之美國(guó)專利公開(kāi)案US 2014/0,249,398揭露一種利用手機(jī)計(jì)算脈波傳導(dǎo)時(shí)間的方法，其藉由裝置在手機(jī)上的兩個(gè)電極由雙手取得心電訊號(hào)，并且利用手機(jī)上的攝影機(jī)由瞳孔取得脈波訊號(hào)，以此兩者之時(shí)間作為脈波傳導(dǎo)時(shí)間。

三星公司之美國(guó)專利US 7,896,811B2揭露一種可攜式手持裝置，其藉由安裝在手機(jī)上的電極及壓力式血管容積傳感器，同時(shí)獲得心電圖與脈波。然而，用戶手持此裝置時(shí)，雙手便不能同時(shí)進(jìn)行其他工作。

綜合上述，現(xiàn)有技術(shù)大多是在同一裝置中有線連接心電圖電極和血管容積傳感器，但這樣做勢(shì)必要拉長(zhǎng)電線在身上，犧牲了穿戴式系統(tǒng)不可或缺的舒適性，讓使用者難以接受。目前技術(shù)尚未能提出足夠舒適、且操作方便的穿戴式脈波傳導(dǎo)時(shí)間量測(cè)裝置，供高血壓或中風(fēng)之已確診或高危險(xiǎn)群病患長(zhǎng)期使用，以實(shí)時(shí)并連續(xù)地獲得生理訊息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型之目的在于提供一種穿戴式生理量測(cè)儀，其包含彼此之間未以實(shí)體線路或電線連接且以無(wú)線傳輸方式通訊的一體帶模塊與一肢帶模塊。體帶模塊系用以耦合至一使用者之一軀體且用以擷取一心電訊號(hào)之一R峰時(shí)刻。肢帶模塊系用以耦合至該使用者之四肢中的至少一肢且用以擷取一血管容積脈波訊號(hào)之一波峰時(shí)刻。該穿戴式生理量測(cè)儀系用以由該心電訊號(hào)之該R峰時(shí)刻與該血管容積脈波訊號(hào)之該波峰時(shí)刻產(chǎn)生一脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)。

根據(jù)本實(shí)用新型之一實(shí)施例，該穿戴式生理量測(cè)儀之該體帶模塊或該肢帶模塊系用以經(jīng)由一無(wú)線傳輸方式傳送該脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)至一資通訊裝置。

本實(shí)用新型之目的亦在于提供一種脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)之獲得方法，其包含一提供步驟、一R峰時(shí)刻擷取步驟、一波峰時(shí)刻擷取步驟、及一脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)之產(chǎn)生步驟。該提供步驟提供一穿戴式生理量測(cè)儀，此穿戴式生理量測(cè)儀包含用以耦合至一使用者之一軀體的一體帶模塊及用以耦合至該使用者之四肢中至少一肢的一肢帶膜組，該體帶模塊與該肢帶模塊之間并無(wú)實(shí)體線路或電線連接且系以一無(wú)線傳輸方式通訊。該R峰時(shí)刻擷取步驟利用該體帶模塊擷取一心電訊號(hào)之一R峰時(shí)刻。該波峰時(shí)刻擷取步驟利用該肢帶膜組擷取一血管容積脈波訊號(hào)之一波峰時(shí)刻。在該脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)之產(chǎn)生步驟中，該穿戴式生理量測(cè)儀根據(jù)該心電訊號(hào)之該R峰時(shí)刻及該血管容積脈波訊號(hào)之該波峰時(shí)刻產(chǎn)生該脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)。

為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下文將以實(shí)施例并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。需注意的是，所附圖式中的各組件僅是示意，并未按照各組件的實(shí)際比例進(jìn)行繪示。

附圖說(shuō)明

圖1概略顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀及此量測(cè)儀無(wú)線通信之一態(tài)樣。

圖2顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀中的一體電路的細(xì)部架構(gòu)。

圖3-1顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀中的一肢電路的細(xì)部架構(gòu)。

圖3-2顯示根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀中的一肢電路的細(xì)部架構(gòu)。

圖3-3顯示根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀中的一肢電路的細(xì)部架構(gòu)。

圖4顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之體帶模塊之多個(gè)態(tài)樣。

圖5顯示圖4之一體帶模塊的概略俯視圖。

圖6顯示圖4之一體帶模塊的概略背面視圖。

圖7-1顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之電極與體束帶耦合前之狀態(tài)側(cè)視圖。

圖7-2顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之電極與體束帶耦合后之狀態(tài)側(cè)視圖。

圖8顯示根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例之電極與體束帶施用于人體時(shí)的狀態(tài)側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，舉凡本中所述的組件、組件子部、結(jié)構(gòu)、材料、配置等皆可不依說(shuō)明的順序或所屬的實(shí)施例而任意搭配成新的實(shí)施例，此些實(shí)施例當(dāng)屬本實(shí)用新型之范疇。

本實(shí)用新型的實(shí)施例及圖示眾多，為了避免混淆，類似的組件是以相同或相似的標(biāo)號(hào)示之；為避免畫(huà)面過(guò)度復(fù)雜及混亂，重復(fù)的組件僅標(biāo)示一處，他處則以此類推。

本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀使用易穿戴且舒適的體帶模塊(含心電圖電極)及肢帶模塊(含血管容積傳感器)，體帶模塊與肢帶模塊之間并無(wú)實(shí)體線路或電線連接而以無(wú)線傳輸取得脈波傳導(dǎo)時(shí)間數(shù)據(jù)以推估連續(xù)非侵入式血壓，因此相較于既不舒適又不易穿戴的現(xiàn)行技術(shù)架構(gòu)，本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀能在完全不妨礙睡眠和日常生活的情況下進(jìn)行非侵入式連續(xù)生理監(jiān)測(cè)。此外，本實(shí)用新型更包含其他傳感器，可排除身體運(yùn)動(dòng)干擾，并在血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)大幅改變時(shí)，提醒使用者再進(jìn)行校準(zhǔn)，以維持測(cè)量的準(zhǔn)確度。

現(xiàn)參考圖1至圖6。圖1概略顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀1000及此量測(cè)儀無(wú)線通信之一態(tài)樣。圖2顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀1000中的一體電路520的細(xì)部架構(gòu)。圖3-1、3-2及3-3顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之穿戴式生理量測(cè)儀1000中的肢電路620的細(xì)部架構(gòu)。圖4顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之體帶模塊之多個(gè)態(tài)樣。圖5顯示圖4之一體帶模塊的概略俯視圖。圖6顯示圖4之一體帶模塊的概略背面視圖。如圖1所示，穿戴式生理量測(cè)儀1000包含一體帶模塊500和一肢帶模塊600。體帶模塊500包含一體束帶510及一體電路520，體束帶510例如是圖1所示之松緊腰帶、皮帶、或任何可固定至身體的支撐件例如圖4所示之內(nèi)褲、胸罩或項(xiàng)圈。體束帶510上有兩個(gè)固定或可拆卸的電極530與540，以便如圖4、5、6所示分別接觸穿戴者的腹部(如圖1與圖4所示)、胸部(如圖4所示)或頸部(如圖5、6所示)位于心臟左右兩側(cè)的表皮皮膚。圖4顯示穿戴者之全身正面，由正面視圖可見(jiàn)穿戴在頸部的電極530與540，但由于穿戴在頸部的體電路520系位于身體背面，故以虛線代表其不可見(jiàn)之狀態(tài)。圖5為用以例示圖4中穿戴于頸部之體帶模塊的頭肩俯視圖，由于頸部被頭遮蔽，故以細(xì)虛線代表其不可見(jiàn)之狀態(tài)。在圖5中，以細(xì)虛線代表例如以略具彈性之塑料制成并呈C型夾持頸部的體束帶510，以粗虛線代表依附于體束帶510上的體電路520，而體束帶之兩端分別設(shè)有電極530與540。圖6顯示穿戴者之頸部背面，可見(jiàn)夾在頸部的體束帶510及依附其上的體電路520，但看不到兩端的電極530與540。

電極530與540可以各種方式與體束帶耦合?，F(xiàn)參考圖7-1、7-2與圖8。圖7-1與7-2分別顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例之電極530、540與體束帶510耦合前、后之狀態(tài)側(cè)視圖。圖8顯示根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例之電極530、540 與體束帶510施用于人體時(shí)的狀態(tài)側(cè)視圖。對(duì)于電極530與540系固定至體束帶510的情況而言，電極530及540的主體可以是紡織產(chǎn)業(yè)習(xí)用的叉爪按扣(prong snap button)，由上下兩片金屬533、534組成，未固定之前其側(cè)視圖系如圖7-1所示。貼近人體的金屬533具有尖爪以刺穿體束帶510并與金屬534銜合，金屬534之中心有一凸型空腔535作為按扣的公頭并可容納533的尖爪。當(dāng)欲將金屬530及540安裝至體束帶510時(shí)，使金屬533與534壓迫靠近讓凸型空腔535得以將尖爪擠到旁邊，如此一來(lái)533與534緊密銜合并緊夾住體束帶510，其側(cè)視圖系如圖7-2所示。如圖8所示，凸型空腔535系供按扣母座522扣夾并且電耦合，電極540及530與身體接觸的一面，較佳地鍍上一層銀和氯化銀(Ag/AgCl)，以便有較穩(wěn)定的化學(xué)電位，才可取得高質(zhì)量之心電訊號(hào)。

在電極530與540為可拆卸式的情況中，兩者可以是導(dǎo)電材質(zhì)的公型按扣，其側(cè)視呈一U型，如圖8所示。按扣夾在體束帶側(cè)(例如內(nèi)褲或胸罩)，按扣一側(cè)的平坦面系用以與皮膚相接觸，仿上述鍍上一層銀和氯化銀。按扣另一側(cè)的公頭系用以與體電路520末端的按扣母座522電耦合。更具體而言，電極530之公頭系用以與體電路520突伸之按扣母座522電耦合，電極540之公頭(圖未示)系用以與體電路520突伸之按扣母座(圖未示)電耦合。電極540及530之公頭例如與醫(yī)院習(xí)用之生理電極相匹配，以便在必要時(shí)能使用醫(yī)院習(xí)用之生理監(jiān)視器。系于腰部或胸部之體束帶510可為用可伸縮布料(例如含Spandex之布料，商品名Lycra)制成之松緊腰帶，即可直接投入洗衣機(jī)洗滌，既兼顧穿戴之舒適性，又可安置電極530與540及體電路520于穿戴者軀體。體束帶510亦可為經(jīng)改造或加工之普通皮帶，方便穿戴者外出或工作時(shí)使用。對(duì)于安置于腹部的電極530和540，若距離太近，則取得心電圖之振幅會(huì)太小而難以辨識(shí)R峰。本實(shí)用新型以體型中等(身高約160cm)之成年人測(cè)試，置于腹部之電極540及530距離在10cm以上，可得振幅達(dá)0.3mV之清晰心電圖，足以辨識(shí)R峰。10cm之距離也適用于電極530及540分別置于女用胸罩之中央與左側(cè)，如圖4所示，如此同一體電路可適用于腹部及胸部。

用于頸部之體束帶510可為用塑料制成之C型夾，如圖5、6所示，電極530與540置于兩端，由體束帶510略施壓力在穿戴者的頸部左右兩側(cè)。用于頸部之體束帶510以C型夾實(shí)施之目的有二：一是其他人由正面僅能看到C型夾的 一小部份，無(wú)損于穿戴者之美觀；二是C型夾容易自頸部脫離，可避免不慎勾住其他物品造成穿戴者窒息。頸部體束帶之穿戴位置，以靠近心臟為佳，因?yàn)榭扇〉幂^大之振幅，而且距離人體感測(cè)血壓的左右兩側(cè)頸動(dòng)脈竇777較遠(yuǎn)(如圖4所示，是人體本身調(diào)控血壓機(jī)制之血壓傳感器，若受壓會(huì)使血壓不穩(wěn)定甚至低血壓休克)，較不會(huì)影響血壓，而且穿戴舒適。

現(xiàn)再參考圖1-6。如圖2所示，體電路520包含心電量測(cè)電路，無(wú)線收發(fā)電路(Wireless Transmitter/Receiver)、微控制器及電池、按扣母座(圖未示)，以擷取心電訊號(hào)測(cè)得R峰，再把R峰出現(xiàn)的時(shí)刻經(jīng)無(wú)線收發(fā)電路傳送至肢電路620或資通訊裝置300。體電路520還可選擇性加上呼吸量測(cè)電路、表皮汗?jié)窳繙y(cè)電路、身體阻抗量測(cè)電路、以及多任務(wù)器(和電極530與540電耦合)。肢帶模塊600包含一肢電路620，以及一肢束帶610，如手環(huán)、表帶、腳環(huán)、襪子或任何可固定至腕部或踝的支撐件，用以將肢電路620固定于穿戴者之手腕或腳踝。如圖3-1所示，肢電路620包含可被紅血球反射或吸收之光源，如綠光、紅光及/或近紅外光之發(fā)光二極管、用以接收被紅血球反射或未被吸收之光的一感光裝置如感光二極管、與感光裝置電耦合以將光轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)的一光電轉(zhuǎn)換電路、無(wú)線收發(fā)電路、微控制器及電池。肢電路620系用以由血管容積脈波訊號(hào)擷取脈波并測(cè)出脈波出現(xiàn)的時(shí)刻，將脈波出現(xiàn)的時(shí)刻與體電路520傳來(lái)之R峰出現(xiàn)的時(shí)刻相減，即得脈波傳導(dǎo)時(shí)間，后續(xù)可以無(wú)線收發(fā)電路傳送至一資通訊裝置300如手機(jī)、健康監(jiān)控裝置、或訊號(hào)中繼站等，較佳地為一手機(jī)。或者，肢電路620將脈波出現(xiàn)的時(shí)刻傳送給體電路520，計(jì)算得到脈波傳導(dǎo)時(shí)間后，再以無(wú)線收發(fā)電路傳送至該資通訊裝置300。體電路520及肢電路620較佳地以軟性電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)為基礎(chǔ)，將上述電子組件焊接于其上，外覆生物兼容性良好的高分子材料(例如硅酮(silicone)或聚氨酯(Polyurethane))，以保護(hù)電子組件，并且有足夠的韌性以便穿戴者感覺(jué)舒適。

仍參考圖1。裝置300開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)非侵入式血壓監(jiān)視之初，可引導(dǎo)使用者協(xié)同使用傳統(tǒng)的壓脈袋式血壓計(jì)100與本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀1000進(jìn)行校準(zhǔn)，以取得并儲(chǔ)存計(jì)算連續(xù)非侵入式血壓所必須的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)。校準(zhǔn)之后，資通訊裝置300接收自體電路520或肢電路620所傳送的脈波傳導(dǎo)時(shí)間，即可推估及顯示連續(xù)非侵入式血壓。使用者可先設(shè)定連續(xù)非侵入式 血壓的正常范圍，當(dāng)測(cè)得之連續(xù)非侵入式血壓超出正常范圍時(shí)，即發(fā)出警訊如特殊鈴聲、震動(dòng)加鈴聲、閃爍加鈴聲、文字訊息等予用戶本人、近端照顧者，及/或發(fā)出文字簡(jiǎn)訊、寄電子郵件、撥打電話等予遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心2000，以確保上述至少一者采取必要措施。本實(shí)用新型之體帶模塊500與肢帶模塊600采分離式架構(gòu)，能避免導(dǎo)線纏身影響行動(dòng)，并且足夠舒適，非但不會(huì)妨礙日常生活工作且亦可帶著睡覺(jué)。本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀1000可達(dá)到在正常生活作息下連續(xù)監(jiān)視血壓同時(shí)量取其他生理參數(shù)的目的。下列為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明以及本實(shí)用新型之應(yīng)用實(shí)施例。

實(shí)施例一：使用穿戴式生理量測(cè)儀進(jìn)行連續(xù)非侵入式血壓監(jiān)測(cè)

如圖2所示，腰帶電路盒520內(nèi)可選擇性增設(shè)一多任務(wù)器如74HC4052，以于下列三組電路中擇一：選擇性設(shè)置之心電及呼吸量測(cè)電路(例如德州儀器之ADS1292R)、選擇性設(shè)置之表皮汗?jié)窳繙y(cè)電路(Galvanic skin response,GSR，使用直流偏壓測(cè)電阻)及選擇性設(shè)置之生物阻抗量測(cè)電路(BIA,bio-impedance，可推估體內(nèi)含水量(water content)，以微弱的高頻交流電測(cè)量阻抗，使用例如德州儀器之AFE4300)。此外，體電路520尚可選擇性地包含感測(cè)環(huán)境用之溫度濕度計(jì)(例如以德州儀器之HDC1008)、貼近體表的體溫計(jì)(例如以德州儀器的LMT70)及加速規(guī)(例如飛思卡爾之MMA8652)，偵測(cè)體表溫度與身體活動(dòng)量。體電路520亦可選擇性地包含一警訊產(chǎn)生裝置如震動(dòng)馬達(dá)、喇叭等，產(chǎn)生感官警訊如震動(dòng)、蜂鳴或語(yǔ)音等警訊，以警告使用者或其近端照護(hù)者。當(dāng)加速規(guī)察覺(jué)到身體靜止不動(dòng)作時(shí)，體電路520即開(kāi)始擷取心電圖，用習(xí)知的R峰偵測(cè)器算法(例如So and Chan算法)偵測(cè)R峰，并同時(shí)以無(wú)線傳輸如藍(lán)芽傳輸傳送R峰的時(shí)刻予肢電路620，肢電路620同時(shí)由血管容積脈波訊號(hào)取波峰決定脈波到達(dá)時(shí)刻，以便計(jì)算脈波傳導(dǎo)時(shí)間，然后再以前述之算法推估連續(xù)非侵入式血壓?；蛘撸芍娐?20將脈波到達(dá)時(shí)刻傳送至體電路520，由體電路520來(lái)推估連續(xù)非侵入式血壓。

另一方面，體電路520可由R峰出現(xiàn)的時(shí)刻進(jìn)行心率變異分析(Heart Rate Variability,HRV，其原理可參考Camm等人著作“Heart Rate Variability:Standards of Measurement,Physiological Interpretation,and Clinical use.”Circulation,93,1043-1065,1996)，并可在連續(xù)測(cè)量三至五分鐘ECG后，花數(shù)秒 時(shí)間量測(cè)汗?jié)癯潭燃吧眢w阻抗。當(dāng)身體輕度活動(dòng)如進(jìn)食或說(shuō)話時(shí)，體電路520仍可繼續(xù)傳送R峰的時(shí)刻給肢電路620，但此時(shí)毋需進(jìn)行心率變異分析(心率變異必須在身體靜止時(shí)量測(cè)才有代表性)；當(dāng)身體激烈活動(dòng)如爬樓梯或奔跑時(shí)，由于此時(shí)心電圖可能會(huì)被過(guò)度干擾而難以辨識(shí)R峰，因此體電路520即停止擷取心電圖，但此時(shí)仍可量測(cè)環(huán)境溫濕度。由表皮汗?jié)窳繙y(cè)及身體阻抗量測(cè)，可觀察身體是否有大量的水分變化。由環(huán)境溫濕度、體表溫度與汗?jié)穸?，可推估環(huán)境對(duì)周邊血管的影響。由心率變異可推估是否有重大精神壓力，例如以心率變異進(jìn)行快速傅利葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform,FFT)求取低頻(LF，自0.04至0.15Hz)之功率頻譜密度，以及高頻(HF，自0.15至0.4Hz)之功率頻譜密度，兩者之比(LF/HF)下降時(shí)代表精神壓力及交感活性下降，血管舒張，血壓隨之降低。若這些生理或環(huán)境參數(shù)在校準(zhǔn)后有重大變化而超過(guò)使用者事先預(yù)設(shè)或表訂的正常范圍，即代表原校準(zhǔn)所得之血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)已不再適用，體電路520即開(kāi)啟警訊產(chǎn)生裝置(震動(dòng)馬達(dá)或喇叭)或其他提醒機(jī)構(gòu)以提醒使用者以傳統(tǒng)非侵入式血壓計(jì)再次進(jìn)行校準(zhǔn)、或改變環(huán)境溫度如開(kāi)啟冷氣或暖氣、或改變?cè)械纳钭飨⑷鐣和＞o張忙碌的工作，以避免異常血壓危害健康。體電路520亦可經(jīng)由無(wú)線傳輸，將上述生理或環(huán)境參數(shù)超過(guò)正常范圍之訊息，傳送至肢電路620或用戶附近的資通裝置如手機(jī)、平板等，用感官效果如震動(dòng)、聲音或影像等來(lái)提醒用戶。

如圖3-1所示，肢電路620包含前述之光源如綠光發(fā)光二極管(發(fā)光波長(zhǎng)約530nm)、紅光發(fā)光二極管(發(fā)光波長(zhǎng)約660nm)或紅外光發(fā)光二極管(發(fā)光波長(zhǎng)約925nm)、前述之感光裝置如感光二極管、前述之光電轉(zhuǎn)換電路，以自任一發(fā)光二極管取得光血管容積脈波訊號(hào)。如圖3-2所示，若肢電路620同時(shí)包含紅光發(fā)光二極管與紅外光發(fā)光二極管，及額外包含一血氧飽和度量測(cè)電路(例如以德州儀器之AFE4400為核心)，借著將此兩發(fā)光二極管與感光二極管電連接至此血氧飽和度量測(cè)電路，即可量測(cè)血氧飽和度。肢電路除了以一發(fā)光二極管取得光血管容積脈波訊號(hào)之外(圖3-1)，也可改為量測(cè)阻抗式血管容積脈波訊號(hào)，如圖3-3所示，肢電路之外殼有兩個(gè)電極接觸人體，內(nèi)含生物阻抗量測(cè)電路(使用例如德州儀器之AFE4300)，此電路取得之阻抗會(huì)隨脈波流過(guò)血管而變化，即可藉脈波峰以取得脈波到達(dá)的時(shí)刻。肢電路620亦可選擇性地包 含一警訊產(chǎn)生裝置如震動(dòng)馬達(dá)或喇叭、環(huán)境溫濕度計(jì)及加速規(guī)，其作用和上述體帶電路520中的警訊產(chǎn)生裝置、環(huán)境溫濕度計(jì)及加速規(guī)相同。當(dāng)身體靜止與輕度活動(dòng)時(shí)，肢電路620以無(wú)線傳輸如藍(lán)芽傳輸接收體電路520傳送的R峰并同時(shí)以紅光發(fā)光二極管或紅外光發(fā)光二極管取得PPG訊號(hào)，計(jì)算兩者之時(shí)間作為脈波傳導(dǎo)時(shí)間，然后再將脈波傳導(dǎo)時(shí)間傳送到手機(jī)300來(lái)推估及顯示連續(xù)非侵入式血壓。體電路620亦可將PPG傳送至體電路520，如上所述，由體電路520來(lái)計(jì)算脈波傳導(dǎo)時(shí)間以推估連續(xù)非侵入式血壓。

另一方面，演算由綠、紅、或紅外光之任一發(fā)光二極管取得之光血管容積脈波，皆可獲得血管舒張系數(shù)(Vessel Dilation Index,VDI，請(qǐng)參考中國(guó)臺(tái)灣專利I473595)與加大指標(biāo)(Augmentation index,AI，請(qǐng)參考US6786872B2)，作為評(píng)估血管及血壓的依據(jù)。類似于上述體電路520對(duì)環(huán)境溫濕度、體表溫度與汗?jié)穸?、及心率變異的處理方式，肢電?20亦可判別血管舒張系數(shù)、加大指標(biāo)及環(huán)境溫濕度在校準(zhǔn)后是否有重大變化致超過(guò)使用者事先預(yù)設(shè)或表訂之正常范圍。若此些參數(shù)超過(guò)正常范圍，肢電路620可開(kāi)啟警訊產(chǎn)生裝置如震動(dòng)馬達(dá)、喇叭或其他提醒機(jī)構(gòu)以提醒使用者或近端照護(hù)者、或經(jīng)由無(wú)線傳輸將參數(shù)超過(guò)正常范圍之訊息傳送至用戶附近的資通裝置例如手機(jī)、平板等，以感官效果如震動(dòng)、聲音或影像等來(lái)提醒用戶或近端照護(hù)者。

協(xié)同體電路520與肢電路620可測(cè)量得到脈波傳導(dǎo)時(shí)間、環(huán)境溫濕度、體表溫度、汗?jié)穸?、體內(nèi)含水量、心率變異等數(shù)據(jù)，此些數(shù)據(jù)皆可經(jīng)由無(wú)線傳輸傳送至用戶附近的資通訊裝置如手機(jī)或平板等。資通訊裝置不僅能推估連續(xù)非侵入式血壓，還能依據(jù)預(yù)設(shè)或表訂的正常范圍來(lái)分析測(cè)量結(jié)果是否異常，再發(fā)出各種感官警訊如震動(dòng)、聲音或影響，提醒使用者或是近端照顧者進(jìn)行必要處置如開(kāi)啟冷氣或暖氣、用傳統(tǒng)血壓計(jì)再行校準(zhǔn)等。手機(jī)亦可經(jīng)由無(wú)線傳輸將測(cè)量結(jié)果傳送至網(wǎng)絡(luò)基地臺(tái)，再傳送到遠(yuǎn)程的監(jiān)護(hù)中心，進(jìn)行儲(chǔ)存與進(jìn)一步分析，必要時(shí)由遠(yuǎn)程的醫(yī)護(hù)人員實(shí)時(shí)指導(dǎo)使用者或近端照顧者，進(jìn)行必要之處置如指示使用者服用降血壓藥、就醫(yī)等。

實(shí)施例二：使用穿戴式生理量測(cè)儀監(jiān)測(cè)連續(xù)非侵入式血壓并配合呼吸引導(dǎo)以調(diào)節(jié)血壓

已知血液的主要阻力來(lái)自周邊血管(小動(dòng)脈)，小動(dòng)脈的舒張或收縮系受到 交感神經(jīng)節(jié)制，而交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)互為拮抗，副交感神經(jīng)可受深呼吸刺激橫膈膜而強(qiáng)化，故深呼吸可降低血壓，此方法稱為生物回饋法(Biofeedback)降血壓，其細(xì)節(jié)系揭露于美國(guó)專利US 5,800,337專利中且商品化為由美國(guó)食品藥物管理局核發(fā)上市許可(K020399)。本實(shí)施例的穿戴式生理量測(cè)儀的組態(tài)系如實(shí)施例一所述，但額外地將體電路520之心電呼吸量測(cè)電路所擷取之呼吸訊號(hào)(pneumograph)，經(jīng)由無(wú)線傳輸傳送至用戶附近的資通訊裝置如手機(jī)或平板。手機(jī)或平板內(nèi)可裝設(shè)程序以判定收到的連續(xù)非侵入式血壓是否大于預(yù)設(shè)的正常值上限，若超過(guò)則以感官效果如語(yǔ)音指示、文字暨語(yǔ)音指示或影像暨語(yǔ)音指示引導(dǎo)用戶以生物回饋法調(diào)節(jié)呼吸節(jié)奏，以降低血壓，避免過(guò)高血壓危害健康。

實(shí)施例三：使用穿戴式生理量測(cè)儀監(jiān)測(cè)睡眠呼吸中止及快速眼動(dòng)期(REM)

本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀亦可用以監(jiān)測(cè)睡眠呼吸暫停(sleep apnea)。當(dāng)用戶在睡眠時(shí)，體電路520以及肢電路620不僅能估算連續(xù)非侵入式血壓及心率變異并將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至資通訊裝置如手機(jī)或平板，還能將加速度、呼吸、血氧飽和度、汗?jié)穸鹊壬韰?shù)也一并無(wú)線傳輸至資通訊裝置如手機(jī)或平板。資通訊裝置如手機(jī)或平板計(jì)算機(jī)可同時(shí)記錄影像及鼾聲，使得資通訊裝置如手機(jī)或平板得以記錄整個(gè)睡眠過(guò)程的生理變化。當(dāng)發(fā)生呼吸中止時(shí)，呼吸會(huì)暫停，血氧飽和度會(huì)降低，其他生理參數(shù)亦可能異常。此睡眠記錄可作為篩檢睡眠呼吸中止之依據(jù)，供醫(yī)師進(jìn)一步診治之參考。此外，當(dāng)肢電路620測(cè)得血氧飽和度過(guò)低(例如低于90％)時(shí)，或體電路520測(cè)得呼吸暫停(例如呼吸訊號(hào)不變達(dá)15秒以上)，即可啟動(dòng)警訊產(chǎn)生裝置如震動(dòng)馬達(dá)喚醒用戶，避免長(zhǎng)時(shí)間缺氧。

本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀亦可用于觀察快速眼動(dòng)期(Rapid Eye Movement,REM)。一般人類的正常睡眠，每次平均大約為八小時(shí)，可分為四個(gè)睡眠周期，每個(gè)睡眠周期是由淺眠漸進(jìn)到深眠然后再逐漸回到淺眠，在淺眠時(shí)身體常有小動(dòng)作，例如翻身或移動(dòng)四肢，同時(shí)眼球也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故稱為快速眼動(dòng)期。要偵測(cè)快速眼動(dòng)期，除了直接偵測(cè)眼動(dòng)之外，亦可由觀察肢體運(yùn)動(dòng)如利用加速規(guī)監(jiān)測(cè)肢體運(yùn)動(dòng)來(lái)推估快速眼動(dòng)期?；蛴尚穆首儺愐部赏乒揽?速眼動(dòng)期，細(xì)節(jié)請(qǐng)參考Berlad等人著作「Power spectrum analysis and heart rate variability in Stage 4and REM sleep:evidence for state specific changes in autonomic dominance.」J.Sleep Res 1993；2(2)。心率變異之低頻功率頻譜密度(LF)在快速動(dòng)眼期較顯著，而高頻(HF)在非快速動(dòng)眼期較顯著。若在快速眼動(dòng)期(即淺眠)被喚醒，人較不會(huì)感覺(jué)疲倦；反之，若在深眠時(shí)被喚醒，人會(huì)感覺(jué)疲倦與不悅。本實(shí)用新型可由體電路520及肢電路620內(nèi)的加速規(guī)觀察肢體運(yùn)動(dòng)，或由體電路520計(jì)算所得之心率變異，判定使用者是否在快速眼動(dòng)期。使用者可事先設(shè)定欲被喚醒的時(shí)段(例如早上6:30～7:30)，本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀即可在該時(shí)段內(nèi)的快速眼動(dòng)期時(shí)，啟動(dòng)體電路520或肢電路520的警訊產(chǎn)生裝置如震動(dòng)馬達(dá)或喇叭，來(lái)喚醒使用者。

熟習(xí)此項(xiàng)技藝者應(yīng)明白，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例及文中所述之特定組件，可使用任何可達(dá)到相同功能之其他組件或裝置來(lái)替代文中所述之特定組件。例如，體帶模塊500或肢帶模塊600之間的矩距離無(wú)線傳輸可使用Wi-Fi、Zigbee、UWB、或其他技術(shù)，穿戴式生理量測(cè)儀1000與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心2000之間的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸可使用GSM、3G、4G/LTE、或其他技術(shù)。此外，組件之名稱并非意味著組件之形狀及/或尺寸。例如，電路盒并非局限于四方體，其可為扁圓柱體、橢圓體、類卡片或芯片之扁平板。又，文中所列舉之芯片如德州儀器或飛思卡爾之芯片可以具有類似功能之其他公司的芯片所取代。本實(shí)用新型之穿戴式生理量測(cè)儀的應(yīng)用亦不限于上述實(shí)施例，而是涵蓋過(guò)去已知及未來(lái)將開(kāi)發(fā)之與心電訊號(hào)及/或血管容積脈波訊號(hào)相關(guān)的所有應(yīng)用。

上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例，雖遭所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員任意進(jìn)行修改，均不會(huì)脫離如權(quán)利要求書(shū)中所欲保護(hù)的范圍。