專利名稱：耳戴式生理反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耳戴式生理反饋裝置，本發(fā)明尤其涉及一種能夠讓使用 者在使用上很簡易即完成配置的耳戴式生理反饋裝置。
背景技術(shù)：
生理反饋(Biofeedback)是指將個人的實時生理信號提供給自身，其通 常是通過電子儀器監(jiān)測個人的心率情況、體溫、腦電波、血壓、皮膚電流反 應(yīng)(GSR， Galvanic skin response)、或肌肉緊張度等，并以視覺、或是聽覺 的方式，例如，儀表讀數(shù)、光線、或聲音等，反饋給本人，而通過了解這些 信號變化的訓(xùn)練，即可學(xué)會有意識地控制自身的生理活動，以達(dá)到調(diào)整生理 功能及狀態(tài)的目的。而這也代表了，在我們的身心之間的確存在著相互影響 的連結(jié)關(guān)系。
進(jìn)一步地，神經(jīng)反饋(Neurofeedback/EEG Biofeedback)也為一種生理 反饋，主要是利用腦波信息來訓(xùn)練人們改變自己的腦波的生理反饋。而之所 以要進(jìn)行腦波的反饋控制，則是因為在對于腦波進(jìn)行的探討中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng) 腦波處于不同的波段時，人們所表現(xiàn)出來的行為、情緒、生理狀態(tài)等都會有 所不同。
依照現(xiàn)今的分類，腦波主要可分為0-4 Hz的S波、4-8 Hz的e波、8-12 Hz的a波、12-15 Hz的SMR (sensory-motor rhythm) 、 15-28 Hz的P波以 及28-70 Hz及以上的Y波。
S波又稱慢速波(slowwave)，為熟睡、無意識狀態(tài)時的腦波，是指人 處于睡眠的第三及第四階段的非快速動眼時期(Non-REM)的腦波，因此，人
的睡眠質(zhì)量好壞與s波有非常直接的關(guān)聯(lián)。e波出現(xiàn)在人的意識中斷，身體
深度放松時，此時，可觸發(fā)深層記憶、強(qiáng)化長期記憶。SMR是由感覺運動皮 質(zhì)所發(fā)出的腦波，當(dāng)SMR為優(yōu)勢腦波時，人會處于警覺的狀態(tài)。a波是人 在清醒、閉眼休息放松狀態(tài)時可發(fā)現(xiàn)的腦波。3波是人在清醒思考活動時的大部分腦波，又可分為15-22 Hz的中P波(Mid-Beta wave) ， 22-28 Hz的 高P波(Hi-Beta wave)?，F(xiàn)已知Y波會在覺醒(awakening)過程以及快速 動眼期(REM)期間產(chǎn)生，且其所涉及的是較高層次的心里活動，例如，短 暫的同步來自大腦不同部分神經(jīng)元的Y波段可以將分散的認(rèn)知程序結(jié)合產(chǎn) 生協(xié)調(diào)、 一致的感知行為。
而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)則已證實，利用神經(jīng)反饋的方式改變自己的腦波，可以改善、 或治療許多情緒方面的疾病，例如，癲癇癥、憂郁癥、躁郁癥、注意力缺乏 癥(Attention Deficit Disorder, ADD)、注意力缺陷過動癥(Attention Deficit wkh Hyperactivity Disorder, ADHD)等，舉例而言，憂郁癥與人類腦部的a 波在左右半腦的分布有關(guān)，沮喪的人的a波的能量分布會偏向右半腦，因此 就可以利用腦波的檢測以及反饋來達(dá)到明顯的改善效果，或者，ADHD患者 的腦波中，e波偏多而SMR波偏少，因此，可以通過神經(jīng)反饋的方式強(qiáng)化 SMR抑制9波而獲得改善。
所以，近年來有關(guān)生理反饋領(lǐng)域的研究逐漸蓬勃發(fā)展，相關(guān)的研究工具、 設(shè)備也不斷地出現(xiàn)。
如今常見的生理反饋裝置，多是使用者必須坐在計算機(jī)前，接上各種連 接至計算機(jī)的生理感測元件，例如，血氧、皮膚電流反應(yīng)等，然后，通過計 算機(jī)中所執(zhí)行的程序，計算出相關(guān)的生理數(shù)值，再將其以視覺、及/或聽覺的 方式反饋給使用者，使其能通過所獲得的信息而進(jìn)行生理調(diào)控，最后影響所 想要控制的生理現(xiàn)象，例如，US 6,652,470即為利用生理反饋的方式診斷以 及治療ADHD，其所采用的方式即是利用計算機(jī)作為反饋接口，而通常的使 用方式則為，使用者坐在計算機(jī)前進(jìn)行診斷與治療。
之后，在考慮到使用方便性的前提下，逐漸發(fā)展出的是可攜式生理反饋 裝置，如WO 2006/113900即揭示一種用以抒解壓力的可攜式裝置，其主要 的作用機(jī)制是，通過緩和呼吸而抑制交感神經(jīng)，并促進(jìn)負(fù)交感神經(jīng)，進(jìn)而達(dá) 到抒解壓力的效果，而其所使用的生理反饋方式則為，通過測量使用者的 HRV (heart rate variability,心率變異)而計算出呼吸曲線，然后，讓使用者 看著屏幕上的呼吸曲線而調(diào)整自身的呼吸至與其同步，且該呼吸曲線是會隨
著使用者的身心狀況而逐漸調(diào)整，進(jìn)而引導(dǎo)使用者達(dá)到壓力抒解的生理狀 態(tài)。上述解釋了當(dāng)前主要的生理反饋裝置的形式，不過，仍有一些使用上的 需求無法獲得滿足。
1. 無法隔絕外界的干擾尤其是處于較為吵雜的環(huán)境下時，由于無法隔 絕外界的聲音，可能會降低生理反饋所能達(dá)到的效果，例如，抒解壓力。
2. 視覺反饋方式有時對某些生理反饋訓(xùn)練并非最佳的反饋形式當(dāng)希望 可以達(dá)到放松身心的目的時，采用視覺反饋的方式，容易妨礙一般人利用閉 眼達(dá)到緩和情緒目的的習(xí)慣。
3. 隱蔽性不足當(dāng)于大眾環(huán)境下使用時，例如，搭乘大眾交通工具的期 間，手持屏幕的反饋方式由于無法避免他人的目光，因此可能造成使用者的 不自在，而喪失原本設(shè)計的美意。
4. 方便性不足即使是手持式的生理反饋裝置，使用者在進(jìn)行生理反饋 時仍必須采用手持的方式，無法直接以穿戴于身上的方式完成生理反饋，方 便性不足。
因此，的確有需要提供一種能讓使用者能穿戴使用、且不受限于使用環(huán) 境的生理反饋裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耳戴式生理反饋裝置，可方便使用者隨身攜 帶，且其通過聽覺反饋的方式，讓使用者擺脫必須手持的操作模式，也因此 突破使用場所的限制。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式生理反饋裝置，其通過耳戴的方 式，可以達(dá)到部分隔絕外界干擾的目的，以提供使用者較能集中注意力的使 用環(huán)境。
本發(fā)明涉及一種耳戴式生理反饋(biofeedback)裝置，其包括一耳戴式 結(jié)構(gòu)，用以與耳朵結(jié)合，至少一感測元件，用以獲取生理信號，以及一電路 系統(tǒng)，附著于該耳戴式結(jié)構(gòu)上，包括 一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收該感測 元件所獲取的生理信號，并將該生理信號進(jìn)行數(shù)字化處理， 一處理器，用以 對數(shù)字生理信號進(jìn)行處理， 一電池，用以提供操作所需電力，以及一發(fā)聲模 塊，其中，該數(shù)字生理信號在經(jīng)過分析之后，會與一默認(rèn)值進(jìn)行比較，進(jìn)而 得出一結(jié)果，而根據(jù)該結(jié)果，該處理器會驅(qū)動該發(fā)聲模塊相對應(yīng)地發(fā)出一音頻信號，以通知使用者，以及當(dāng)使用者進(jìn)行生理反饋時，通過該耳戴式結(jié)構(gòu)， 該發(fā)聲模塊即可被設(shè)置于接近耳朵處，以使該音頻信號為耳朵所接收。
優(yōu)選地是，該音頻信號可以持續(xù)地、或是間斷地發(fā)聲。優(yōu)選地是，該音 頻信號為一音頻引導(dǎo)信號，以引導(dǎo)該使用者進(jìn)入一生理狀態(tài)，或是該音頻信 號為一音頻驅(qū)動信號，以驅(qū)動該使用者進(jìn)入一生理狀態(tài)，或是該音頻信號為 一音頻告知信號，以通知該使用者其已進(jìn)入一生理狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該生理信號的分析通過該處理器而加以達(dá)成。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該耳戴式生理反饋裝置還包括一無線模塊，以 用于進(jìn)行無線傳輸，其中，該無線模塊可接收來自另一生理檢測裝置的生理 信號，以與該感測元件所取得的生理信號一起進(jìn)行分析，進(jìn)而驅(qū)使該發(fā)聲模 塊發(fā)出該音頻信號。另外，該生理反饋裝置可經(jīng)由該無線模塊而進(jìn)行設(shè)定， 及/或上/下載數(shù)據(jù)。
再者，該耳戴式生理反饋裝置可通過該無線模塊而無線連接至一外部裝 置，其中，該生理信號可以通過該外部裝置進(jìn)行分析，且使該外部裝置在分 析完之后，實時地回傳分析結(jié)果。此外，該生理信號也可無線發(fā)送至該外部 裝置，以進(jìn)行顯示、及/或儲存。在此，該外部裝置可以為一手持式裝置、一
腕帶式裝置、 一手機(jī)、一PDA、 一顯示裝置、或是一另一生理檢測裝置。 當(dāng)該外部裝置具有聯(lián)網(wǎng)能力時，該耳戴式生理反饋裝置即可借以連接至
一網(wǎng)絡(luò)，例如， 一因特網(wǎng)，并借此與一遠(yuǎn)程服務(wù)器、或是一遠(yuǎn)程醫(yī)護(hù)人員進(jìn)
行聯(lián)機(jī)，進(jìn)而達(dá)成遠(yuǎn)程生理反饋的機(jī)制。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該耳戴式生理反饋裝置與該另一生理反饋裝置
之間可達(dá)成一實時無線互動，例如， 一交互式游戲，而該耳戴式生理反饋裝
置與該另一生理反饋裝置間的無線連接則是可以通過兩者所具有的無線模
塊、兩者共同無線連接至一裝置，例如， 一計算機(jī)裝置、或是再經(jīng)由一網(wǎng)絡(luò)
而加以達(dá)成。
根據(jù)上述，優(yōu)選地是，該感測元件可為電極、溫度感測元件、及/或光感 知元件，該耳戴式結(jié)構(gòu)可以為一單耳式耳戴結(jié)構(gòu)、或是一雙耳式耳戴結(jié)構(gòu)。
另外，優(yōu)選地是，該耳戴式生理反饋裝置還可包括與該耳戴式結(jié)構(gòu)相結(jié) 合的至少一殼體，以將至少部分該電路系統(tǒng)包含于其中，而該電路系統(tǒng)中還 可包括一存儲器，以存儲所獲取的生理信號及/或所得的分析結(jié)果，且該存儲器可為一卸除式存儲器。


圖1A是顯示根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置的一示意圖； 圖IB是顯示根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置與一耳朵結(jié)合的一 示意圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置的一電路方框圖3A是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例，耳戴式結(jié)構(gòu)實施為雙耳形式的一 示意圖3B是顯示根據(jù)本發(fā)明一另一實施例，耳戴式結(jié)構(gòu)實施為雙耳形式 的一示意圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的應(yīng)用實例示意圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一另一優(yōu)選實施例的應(yīng)用實例示意圖；以
及
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的-其中， 附圖標(biāo)記說明如下:
1耳戴式生理反饋裝置
12殼體 16耳朵 20處理器 24電池 28通信接口 60顯示裝置
-又一優(yōu)選實施例的應(yīng)用實例示意圖
10耳戴式結(jié)構(gòu)
14感測元件
18模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路
22發(fā)聲模塊
26存儲器
40皮膚電流反應(yīng)傳感器
具體實施例方式
本發(fā)明將可由以下的實施例說明而得到充分了解，使得所屬領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以據(jù)以完成，然而本發(fā)明的實施并非可由下列實施例而被限 制其實施方式。
首先，在眾多可實施的方式之中，本發(fā)明選擇耳戴式的原因是在于: 1.雖然聽覺以及視覺都是良好的反饋接口，但是，當(dāng)使用視覺反饋接口時，等于就限制了使用者不能將眼睛閉上，或者，使用者必須不斷 的張開眼睛，因此，在某些狀況下，使用聽覺作為反饋接口會顯得較為 自然，且限制較少。
2. 當(dāng)使用為手持形式時，雖然同樣能夠使用聽覺反饋，但必須考慮 到是否會干擾他人的問題，若是能實施為耳戴形式時，聲音將直接反饋 耳朵，不容易外露，也不易影響他人。
3. 使用手持形式的隱蔽性也較差，容易受到他人窺探，無法讓使用 者在任意環(huán)境下自在使用。但若實施為耳戴形式時，即使在身邊的人也 不容易聽到耳機(jī)里的聲音，因此，使用者無須擔(dān)心隱私的問題。
4. 耳戴形式本身即具有遮蔽、隔絕外界聲音的效果，所以，在使用
的同時即可達(dá)到隔絕外界干擾(例如，旁人的說話聲)的目的，即使是 在公眾場合也相當(dāng)適用，如此一來，對于使用場合的限制就可降至最低。
5. 耳戴形式讓使用者能很方便地將生理反饋裝置直接穿戴于身上，
無須在生理反饋期間占用手進(jìn)行操作，因而能為使用者提供更為方便的 操作流程。
因此，通過穿戴耳機(jī)形式的機(jī)器，不但攜帶方便，再加上近年來MP3 播放器的流行，造成大量的人會在搭乘大眾交通工具、或是在路上行走 時，使用耳機(jī)聽音樂，因此，帶著耳機(jī)進(jìn)行生理反饋，以幫助身心進(jìn)入 所想要的狀態(tài)也不會顯得突兀，而且，還能夠與MP3播放的功能結(jié)合， 使用者可以隨著需要轉(zhuǎn)換為聽音樂模式、或是生理反饋模式，增加使用 的多樣化。
除了上述在使用上的優(yōu)勢之外，采用耳戴形式的另一個優(yōu)點則為， 耳朵及其周邊區(qū)域能夠檢測的生理信號的種類相當(dāng)?shù)亩?，例如，心率?血氧、血壓、腦電于耳朵上的測量點(Al/A2)等，而且，其也相當(dāng)接近 經(jīng)常用于進(jìn)行生理反饋的其它生理信號的測量點，例如，呼吸、其它腦 電檢測點、眼動電位(EOG)、臉部肌電(EMG)等，因此，將機(jī)器設(shè) 置于耳朵上，將可以大幅地減少配線復(fù)雜度，進(jìn)一步地提升使用方便性。
請參閱圖1A 圖1B，其是顯示根據(jù)本發(fā)明的整體配置示意圖，以及 與耳朵結(jié)合的情形。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置1包 括一耳戴式結(jié)構(gòu)IO、 一殼體12、以及至少一感測元件14，其中，該殼體
912中設(shè)置有連接至該感測元件14的一電路系統(tǒng)，而該耳戴式結(jié)構(gòu)10則 是主要的支撐結(jié)構(gòu)，其用以承載該殼體12以及其中的該電路系統(tǒng)，并用 以將其設(shè)置于耳朵16上。在此，該耳戴式結(jié)構(gòu)IO只需實施為能夠?qū)⑵?所承載的殼體12及電路附著于耳朵16上即可，沒有特別地形式限制， 例如，可以是單耳、或是雙耳的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且，其可以是耳掛式的設(shè) 計、耳塞式設(shè)計、夾在耳朵上、或是與帽子結(jié)合為能夠設(shè)置于耳上的形 式，可實施的形式相當(dāng)多，無須進(jìn)行任何的限制，只需能夠設(shè)置于耳朵 上即可。
至于該感測元件14，其可以使用的種類也相當(dāng)?shù)亩?，只要是用以檢 測能夠達(dá)成生理反饋調(diào)控的生理信號都屬本發(fā)明的應(yīng)用范疇，舉例而言， 可以是獲取電生理信號的電極，例如，腦電電極，肌電電極等，及/或溫 度感測元件，及/或光感知元件，例如，用于心血管相關(guān)的生理參數(shù)(血 氧、血壓等)的檢測者，因此，完全可以依需求而進(jìn)行變化，無任何的 限制。
再者，請參閱圖2，其是顯示根據(jù)本發(fā)明的該電路系統(tǒng)的電路配置 方框圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的該電路系統(tǒng)包括一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路 18、 一處理器20、 一發(fā)聲模塊22、以及一電池24，其中，該模擬/數(shù)字 電路18用以接收該感測元件14所獲取的生理信號，并對其進(jìn)行數(shù)字化 處理，之后，數(shù)字生理信號進(jìn)入該處理器20中，而利用處理器20中預(yù) 載的程序，對生理信號進(jìn)行分析、處理，進(jìn)而得出一結(jié)果，此結(jié)果會與 一預(yù)設(shè)條件進(jìn)行比較，而根據(jù)一比較結(jié)果，該處理器20會驅(qū)動該發(fā)聲模 塊22發(fā)出一音頻信號，以作為使用者進(jìn)行生理控制的依據(jù)。
在此，該音頻信號可以依據(jù)不同的比較結(jié)果而有不同的形式，舉例 而言，該音頻信號可以作為引導(dǎo)之用，因此，實施的方式可以是，當(dāng)音 頻信號與預(yù)設(shè)條件相差很大時，聲音可以顯得急促、有力，而當(dāng)逐漸接 近預(yù)設(shè)條件時，聲音可以漸漸變得輕柔而緩慢；或是，該音頻信號可以 作為告知之用，因此可以直接利用不同的聲音來表現(xiàn)使用者正處于不同 的生理狀態(tài)；又或者，該音頻信號本身即可作為一驅(qū)動信號，以驅(qū)動使 用者進(jìn)入一生理狀態(tài)等，可以實施的形式相當(dāng)多，而且，根據(jù)不同的生 理反饋目的，音頻信號的形式也可以為不同，舉例而言，若是要進(jìn)行壓力解除的生理反饋訓(xùn)練時，可以采用緩和、放松的聲音回報信號，而若 是進(jìn)行記憶力增進(jìn)的生理反饋訓(xùn)練時，則就可以采用較為扎實、有力的 聲音。所以，在聲音的形式以及種類上，可以有非常多的選擇，完全能 夠依照不同的目的、需求而作變化，至于上述則僅是作為舉例之用，并 非用以限制本發(fā)明。
再者，該電路系統(tǒng)還包括一存儲器26，以用以存儲生理信息以及相 關(guān)數(shù)據(jù)，因此，除了可以進(jìn)行實時地生理反饋控制之外，還能夠記錄下 生理變化的情形，以幫助使用者進(jìn)一步地了解自己本身的生理狀況，舉 例而言，使用者可以在回家后利用計算機(jī)而觀看詳盡的記錄，或者，也 可以將數(shù)據(jù)在就診時提供給醫(yī)生，以幫助醫(yī)生了解病人的生理狀況等，
所以，該存儲器也可以實施為可移除的形式，例如，SD卡等。
另外，該電路系統(tǒng)還可包括一通信接口 28，以作為整個生理反饋裝 置與外部進(jìn)行通信的接口，其中，該通信接口 28可以是有線、或是無線 通信接口，舉例而言，有線通信接口可以是USB傳輸接口，以方便使用 者將生理信息以及數(shù)據(jù)傳輸至其它的裝置，或是接收來自其它裝置的信 息，例如，可以下載適用于不同癥狀的應(yīng)用程序，以增加實用性，也可 以由外部進(jìn)行設(shè)定等。
當(dāng)然，此通信接口也可以加以實施為無線的形式。當(dāng)實施為無線通 信時，除了同樣能達(dá)成上述有線通信接口的功能之外，所帶來的效益更 大，舉例而言，在進(jìn)行檢測的同時，該耳戴式生理反饋裝置可以無線地 接收來自其它生理檢測裝置的生理信號，以一起作為分析的依據(jù)，進(jìn)而 更精準(zhǔn)地進(jìn)行生理反饋調(diào)控，或者，該耳戴式生理反饋裝置可以在進(jìn)行 生理檢測的同時將生理信號、及/或分析結(jié)果無線地對外傳輸至其它裝置， 例如，計算機(jī)、手持式裝置、另一生理檢測裝置，以進(jìn)行顯示、處理、 及/或存儲等，甚至當(dāng)傳輸至具有網(wǎng)絡(luò)的裝置時，可以再傳輸至遠(yuǎn)程，例 如，遠(yuǎn)程的醫(yī)師，如此一來無須在醫(yī)師身邊也能與醫(yī)師達(dá)成實時的通信， 而且，通過發(fā)聲模塊，醫(yī)師的指示也同樣能夠傳達(dá)至使用者耳中，在使 用上相當(dāng)方便。
又或者，當(dāng)使用無線通信接口時，通過與一另一裝置之間的無線通 信，感測元件所檢測到的生理信號還能夠直接地?zé)o線傳輸至身邊的該另一裝置(例如，計算機(jī)、PDA、手持式裝置、另一生理檢測裝置等)， 由其進(jìn)行計算、分析等工作，然后再通過無線傳輸將結(jié)果回傳至耳戴式 裝置，之后，通過耳戴式裝置里的電路系統(tǒng)對使用者發(fā)出音頻信號，進(jìn) 而達(dá)成生理反饋的目的，當(dāng)然，此時，該另一裝置也可以同時進(jìn)行顯示， 如此一來，若使用者希望采用視覺反饋的方式也同樣可以達(dá)成。
另外，利用無線通信的方式，還可以達(dá)成較為有趣的檢測形式，舉 例而言，多臺生理反饋裝置可以彼此相互聯(lián)機(jī)，而進(jìn)行意志力相關(guān)的比 賽、游戲等，而且，若是再加上網(wǎng)絡(luò)的連結(jié)，甚至可以與地球另一端的 使用者進(jìn)行競賽。因此，能夠達(dá)成的應(yīng)用相當(dāng)多。
也就是說，通過無線通信的方式，根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝 置的功能可很簡單地獲得擴(kuò)充，不但省去接線的麻煩，也可減少使用者 身上的負(fù)擔(dān)。
以下即舉例說明幾種根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置的應(yīng)用實 例，以作為了解之用，不過，要提醒的是，下述的實例也僅是眾多可采 用形式的其中一些，并非用以局限本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
實例一
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置加以實施為雙耳配
戴的形式，且兩者相互電連接。在此實施例之中，除了兩邊耳朵都配戴
殼體12之外，兩個殼體之間的電連接還可以實施為如圖3A所示的如耳 罩式耳機(jī)、或如圖3B所示的后掛式耳機(jī)兩者間的連接元件，以在殼體上 的耳戴式結(jié)構(gòu)之外另外提供一固定元件。
如此的設(shè)計相當(dāng)適合于進(jìn)行腦波檢測，因為，除了兩耳上的取樣點 Al、 A2、或是由耳后凸起處取得的GROUND信號之外，該連接元件還 可以在適當(dāng)?shù)奈恢锰幵O(shè)置電極，例如，當(dāng)設(shè)置于頭頂?shù)奈恢眉聪喈?dāng)于腦 波檢測時的C3， C4，而設(shè)置于腦后的位置則相當(dāng)于腦波檢測時的01， 02，如此一來，就可以完成簡易的腦波檢測，相當(dāng)方便。
此時，若實施為兩邊都具有發(fā)聲模塊時，則也會非常適合進(jìn)行有關(guān) 于左右半腦之間的測試，舉例而言，通過得知兩腦之間的差異而訓(xùn)練兩 腦之間的平衡等。
至于電路系統(tǒng)方面，其則是可以單獨位于一個耳機(jī)殼體之中，或是可以分布于兩個耳機(jī)殼體之中，若是分布于兩個耳機(jī)之中時，則兩者之 間的電連接可以設(shè)置于兩者間的連接元件之中，以簡化配線的復(fù)雜度， 另外，兩個耳機(jī)殼體之中可以都設(shè)置發(fā)聲模塊、或者也可以只單邊具有
發(fā)聲模塊，可以應(yīng)不同的應(yīng)用需求、以及制作成本等的考慮而有所變化。 實例二
由于根據(jù)本發(fā)明的生理反饋裝置是設(shè)置于耳朵上，因此，通過如此 的設(shè)置方式，將可以很方便地同時取得血氧信號以及心率信息，如圖4
所示，若再通過與耳上裝置1無線連接的設(shè)置于手上的裝置40取得皮膚 電流反應(yīng)(GSR， Galvanic skin response)，如此即可進(jìn)行自律神經(jīng)系統(tǒng) (ANS)的生理反饋訓(xùn)練。
這是因為，通過意念、呼吸等的控制，可以反饋至自律神經(jīng)系統(tǒng)， 進(jìn)而達(dá)成控制自律神經(jīng)系統(tǒng)的效果，而此實例就是通過測量血氧信號、 心率信息、以及GSR來判定自律神經(jīng)系統(tǒng)中是正交感神經(jīng)、或是負(fù)交感 神經(jīng)比較強(qiáng)，以作為引導(dǎo)使用者進(jìn)行生理調(diào)控的依據(jù)，舉例而言，當(dāng)正 交感神經(jīng)比較占優(yōu)勢時，就表示身體目前是處于比較亢進(jìn)的狀態(tài)，例如， 心跳較快、呼吸較急促、手心流汗等，而當(dāng)負(fù)交感神經(jīng)占優(yōu)勢時，則表 示身體處于比較放松的狀態(tài)，例如，心跳較慢、呼吸較緩和、手心不會 流汗等，所以，通過得知自律神經(jīng)系統(tǒng)的情形，就可以引導(dǎo)使用者調(diào)整 呼吸、或是運用意念而影響自律神經(jīng)系統(tǒng)。
實例三
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置還可以被使用作為 腦電接口的輸入裝置。如圖所示，該耳戴式生理反饋裝置中可以包括無 線傳輸模塊，因而可以利用無線發(fā)送的形式，將生理信號實時地傳送至 具有對應(yīng)(內(nèi)建、或是外接)無線接收器的計算機(jī)上，再加上該耳戴式 生理反饋裝置所檢測的是腦波，因此，通過如此的設(shè)計，使用者就可以 通過意志控制計算機(jī)中的操作，無論是進(jìn)行注意力的訓(xùn)練、或是玩游戲， 甚至可以是進(jìn)行比賽的方式，例如，多個生理反饋裝置聯(lián)機(jī)進(jìn)行比賽， 或是多個生理反饋裝置同時連接到一臺計算機(jī)上進(jìn)行比賽、或是通過網(wǎng) 絡(luò)而與遠(yuǎn)程的生理反饋裝置進(jìn)行比賽等，都相當(dāng)?shù)倪m合。
實例四根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置除了本身的聲音引導(dǎo)之外，也可
以與一具顯示功能的裝置60進(jìn)行無線連接，如圖6所示，以達(dá)成同時提
供聽覺以及視覺上引導(dǎo)的功能，在此，該具顯示功能的裝置可以是一手
持式的裝置，例如， 一手機(jī)、一MP3/MP4播放器、一PDA等，或是一 腕帶型的裝置，例如， 一手表，，或是單純地就是一顯示裝置，或者也 可以是一另一生理檢測裝置，而除了進(jìn)行顯示之外，該裝置也可以達(dá)成 進(jìn)一步處理、存儲、甚至聯(lián)網(wǎng)等功能，以擴(kuò)充原有耳戴式生理反饋裝置 的功能。
綜上所述，可知，根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置其在結(jié)合不同 種類的感測元件以及不同的搭配設(shè)備下，可以衍生出各種不同的生理應(yīng) 用，舉例而言，可以用于警告癲癇的發(fā)生、警告睡意(Drowsiness Alarm)、 治療ADD/ADHD 、治療創(chuàng)傷后壓力癥候群(Post-Traumatic Stress Disorder, PTSD)、增強(qiáng)記憶力、修正自律神經(jīng)系統(tǒng)(ANS)、中風(fēng)后 復(fù)健、幫助戒藥物/酒精、治療憂郁癥/躁郁癥、增強(qiáng)肢體(例如，運動員)、 幫助增進(jìn)決策能力(Decision Making Ability Enhancement)、醫(yī)療上的 訓(xùn)練、腦部狀態(tài)驅(qū)動(Bmin State Driving)、壓力釋放等，都是本發(fā)明 能夠應(yīng)用的范圍，因此，本發(fā)明耳戴的形式可廣泛應(yīng)用于各種的生理反 饋機(jī)制。
此外，本發(fā)明耳戴式的設(shè)計，其不但提供與耳機(jī)整合的美觀外表， 讓使用者在使用時不會顯得突兀、不自在，且由于其設(shè)計精簡、可攜、 可戴，可在多種環(huán)境下使用，再加上配戴方式就如同平日會使用的耳掛 式、耳罩式、后掛式耳機(jī)、或是手機(jī)的藍(lán)牙耳機(jī)一樣，符合人體工學(xué)且 容易使用，因此，使用者能夠輕松、自然地使用。此外，通過耳戴式的 設(shè)計，除了可以很容易地取得耳朵上的生理信號，有效降低接線復(fù)雜度 之外，也為使用者提供隔絕外界干擾的功能，而且All-in-one的外觀設(shè) 計，還提供了高度的整合性，因此，根據(jù)本發(fā)明的耳戴式生理反饋裝置 不但為生理反饋領(lǐng)域提供一快速、方便進(jìn)行生理反饋的設(shè)計，更為使用 者提供一自然、輕松即可完成的生理反饋進(jìn)行方式。
雖然本發(fā)明已由上述的實施例詳細(xì)敘述而可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 進(jìn)行各種修改，然而都不脫離所附權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種耳戴式生理反饋裝置，包括一耳戴式結(jié)構(gòu)，用以與耳朵結(jié)合；至少一感測元件，用以獲取生理信號；以及一電路系統(tǒng)，附著于該耳戴式結(jié)構(gòu)上，包括一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收該感測元件所獲取的生理信號，并將該生理信號進(jìn)行數(shù)字化處理；一處理器，用以對數(shù)字生理信號進(jìn)行處理；一電池，用以提供操作所需電力；以及一發(fā)聲模塊；以及其中，該數(shù)字生理信號在經(jīng)過分析之后，會與一默認(rèn)值進(jìn)行比較，進(jìn)而得出一結(jié)果，而根據(jù)該結(jié)果，該處理器會驅(qū)動該發(fā)聲模塊相對應(yīng)地發(fā)出一音頻信號，以通知使用者；以及當(dāng)使用者進(jìn)行生理反饋時，通過該耳戴式結(jié)構(gòu)，該發(fā)聲模塊即被設(shè)置于接近耳朵處，以使該音頻信號為耳朵所接收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該音頻信號持續(xù) 地、或是間斷地發(fā)聲，其中，該音頻信號為一音頻引導(dǎo)信號，以引導(dǎo)該使用 者進(jìn)入一生理狀態(tài)，該音頻信號為一音頻驅(qū)動信號，以驅(qū)動該使用者進(jìn)入一 生理狀態(tài)，或者該音頻信號為一音頻告知信號，以通知該使用者其已進(jìn)入一 生理狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該生理信號的分 析是通過該處理器而加以達(dá)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳戴式生理反饋裝置，其還包括一無線模塊， 以用于進(jìn)行無線傳輸，其中，該無線模塊接收來自另一生理檢測裝置的生理 信號，以與該感測元件所取得的生理信號一起進(jìn)行分析，進(jìn)而驅(qū)使該發(fā)聲模 塊發(fā)出該音頻信號，
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該耳戴式生理反 饋裝置通過該無線模塊而無線連接至一外部裝置，其中，該生理信號通過該外部裝置進(jìn)行分析，且該外部裝置會在分析完之后，實時地回傳分析結(jié)果， 其中，該生理信號無線發(fā)送至該外部裝置，以進(jìn)行顯示、及/或儲存，以及其 中，該生理反饋裝置是經(jīng)由該無線模塊而進(jìn)行設(shè)定，及/或上/下載數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該外部裝置為一 手持式裝置、 一腕帶式裝置、 一手機(jī)、一PDA、 一顯示裝置、或一另一生理 檢測裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該耳戴式生理反 饋裝置與該另一生理反饋裝置之間達(dá)成一實時無線互動，其中，該互動是一 游戲，其中，該耳戴式生理反饋裝置與該另一生理反饋裝置間的無線連接是 通過兩者所具有的無線模塊、兩者共同無線連接至一裝置、或是再經(jīng)由一網(wǎng) 絡(luò)而加以達(dá)成，以及其中，該裝置為一計算機(jī)裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該外部裝置具有 聯(lián)網(wǎng)能力，以使該耳戴式生理反饋裝置能夠連接至一網(wǎng)絡(luò)，其中，該網(wǎng)絡(luò)為 一因特網(wǎng)，其中，該耳戴式生理反饋裝置通過該網(wǎng)絡(luò)而與一遠(yuǎn)程裝置進(jìn)行聯(lián) 機(jī)，以及其中，該遠(yuǎn)程裝置為一服務(wù)器、及/或該遠(yuǎn)程裝置是由一醫(yī)護(hù)人員所 操作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳戴式生理反饋裝置，其中，該感測元件為電 極、溫度感測元件、及/或光感知元件，其中，該耳戴式結(jié)構(gòu)為一單耳式耳戴 結(jié)構(gòu)、或是一雙耳式耳戴結(jié)構(gòu)，其中，該電路系統(tǒng)中還包括一存儲器，以存 儲所獲取的生理信號及/或所得的分析結(jié)果，以及其中，該存儲器為一卸除式 存儲器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳戴式生理反饋裝置，其還包括至少一殼體， 與該耳戴式結(jié)構(gòu)相結(jié)合，并將至少部分該電路系統(tǒng)包含于其中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耳戴式生理反饋裝置，其包括一耳戴式結(jié)構(gòu)，用以與耳朵結(jié)合，至少一感測元件，用以獲取生理信號，以及一電路系統(tǒng)，附著于該耳戴式結(jié)構(gòu)上，包括一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收該感測元件所獲取的生理信號，并將該生理信號進(jìn)行數(shù)字化處理，一處理器，用以對數(shù)字生理信號進(jìn)行處理，一電池，用以提供操作所需電力，以及一發(fā)聲模塊，其中，該數(shù)字生理信號在經(jīng)過分析之后，會與一默認(rèn)值進(jìn)行比較，進(jìn)而得出一結(jié)果，而根據(jù)該結(jié)果，該處理器會驅(qū)動該發(fā)聲模塊相對應(yīng)地發(fā)出一音頻信號，以通知使用者，以及當(dāng)使用者進(jìn)行生理反饋時，通過該耳戴式結(jié)構(gòu)，該發(fā)聲模塊即可被設(shè)置于接近耳朵處，以使該音頻信號為耳朵所接收。
文檔編號A61B5/00GK101467875SQ20071030661
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者周常安 申請人:周常安