專利名稱：一種收集生理訊號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的改良裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今電子醫(yī)療趨勢及現(xiàn)代醫(yī)療思維的趨向，已逐漸從提供醫(yī)院端的照護轉(zhuǎn)向滿足病患端來思考，即以病患為中心，以注重解決問題為導(dǎo)向?，F(xiàn)今已開發(fā)國家醫(yī)療支出龐大，為降低醫(yī)療支出，促進病患獨自生活思維，發(fā)展病患致能科技(Patient EnablingTechnology)成為一種趨勢，如此病患居家使用的醫(yī)療照護產(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，具備健康信息評估平臺的Health2.0的概念也逐漸成形，即針對身體狀況提供信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)云端平臺設(shè)計，也促使健康照護概念從單自我量測轉(zhuǎn)變?yōu)橛善脚_提供信息協(xié)助訂定健康目標與促進健康。“自主神經(jīng)系統(tǒng)”(autonomic nervous system,ANS)是人體一個相當復(fù)雜的系統(tǒng)，與人體每日運作息息相關(guān)，舉凡心跳、血壓、呼吸，甚至到體溫調(diào)節(jié)、腸胃蠕動、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)，兩個系統(tǒng)相互拮抗，并維持體內(nèi)重要器官功能的合理的運作。其作用就像是油門與煞車一樣，當身體遇到壓力狀態(tài)時，交感神經(jīng)系統(tǒng)就會興奮，并增加身體對壓力產(chǎn)生足夠的反應(yīng)以對抗壓力，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，末梢血管持續(xù)收縮，造成血液循環(huán)不良，同時引起代謝障礙，就會造成肩膀酸痛、肌肉痛等癥狀；而副交感神經(jīng)持續(xù)緊張時，支氣管的肌肉收縮，就會出現(xiàn)呼吸困難或類似氣喘發(fā)作的現(xiàn)象。總而言之，如自主神經(jīng)失調(diào)，使生活目的的遂行能力減退，對大腦新皮質(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，是一種測量連續(xù)心跳速率變化程度的方法。其計算方式主要是分析藉由心電圖或脈搏測量所得到的心跳與心跳間隔的時間序列。心臟除了本身的節(jié)律性放電引發(fā)的跳動之外，也受到自主神經(jīng)系統(tǒng)所調(diào)控。過去二十年已有不少文獻顯示自主神經(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。過去使用者在量測心率變異時，必須于兩手手臂或胸前的適當位置黏貼電極貼片，然而對于使用者來說，這在收納及攜帶上并不方便，且電極貼片長期暴露于空氣中，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的HRV儀器，但其量測的結(jié)果并不準確，原因是其設(shè)計需要靠使用者自主按壓5分鐘量測，使用者經(jīng)過長時間的按壓，造成手指酸痛，進而使手指常常移動，而儀器則因手指無法準確按壓，造成測量不到訊號。于是，有鑒于上述各種量測生理訊號的結(jié)構(gòu)設(shè)計不良，無法為使用者帶來便利性，因此本發(fā)明的發(fā)明人仍積極研究，為使用者發(fā)展出確具實用的生理訊號收集之改良裝置。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明有鑒于改善現(xiàn)今測量生理訊號裝置的缺陷，及目前消費市場之需求，更秉持多年從事相關(guān)專業(yè)事業(yè)的經(jīng)驗，創(chuàng)造出本發(fā)明。本發(fā)明涉及一種收集生理訊號的改良裝置，其包含:一主體，主體兩側(cè)各設(shè)有一手指訊號取出裝置，以提供手指壓接于其中，所述手指訊號取出裝置包含:一手指接觸構(gòu)件，其上設(shè)有一電極組件，以于手指接觸時收集生理訊號的電子訊息；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，通過該彈性構(gòu)件的彈性將該承接構(gòu)件開啟一角度，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，并將該生理訊號藉由該電路組件進行分析，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)化器或一生理訊號分析芯片，用以收集、測量或記錄生理訊號。關(guān)于本發(fā)明的收集生理訊號的改良裝置，其可結(jié)合一云端平臺(不限于此)，該云端平臺具有一儲存生理訊號數(shù)據(jù)的儲存構(gòu)件，并于使用者的生理訊號傳輸至該云端平臺后由該平臺進行比對與分析。

關(guān)于本發(fā)明所述的生理訊號為心率變異訊號,如心電訊號、肌電訊號、心率(HR)、標準變異差(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)。關(guān)于本發(fā)明的收集生理訊號的改良裝置，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)連接計算機、個人數(shù)字助理或手機(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量生理訊號。有關(guān)本發(fā)明所采用的技術(shù)、手段及功效，茲舉一較佳實施例并配合附圖在下文作出詳細說明，相信將可對本發(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)明的收集生理訊號的改良裝置。圖2是本發(fā)明的手指訊號取出裝置的示意圖。主要組件符號說明:
10本創(chuàng)作之改良裝置20主體
30手指訊號取出裝置 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。
具體實施例方式本發(fā)明的最佳實施例將詳細說明如下，其中所列舉的范例的圖號與圖中所示號碼相同，請同時參考附圖及

，下列實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 。為詳細描述本發(fā)明的測量生理訊號的改良結(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)有一手指訊號取出裝置30，以提供手指壓接于其中。各該手指訊號取出裝置30包含:一手指接觸構(gòu)件40，其上設(shè)有一電極組件41，以于手指接觸時收集生理訊號的電子訊息；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，通過該彈性構(gòu)件60的彈性將該承接構(gòu)件50開啟一角度，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，以準確地從手指取出生理訊號。實施例1
本發(fā)明的收集生理訊號的改良裝置可收集心電訊號(ECG)或脈搏訊號，該心電訊號經(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次的頻率進行取樣。經(jīng)數(shù)字化后的該心電訊號可利用一程序立即進行人體的心率變異分析。而心電訊號在取樣前，尚須經(jīng)過篩選，以濾除噪聲。心跳之心電訊號，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為Q點，在頂端為R點，而最后于底端處稱為S點。于QRS辨認程序中首先以尖峰檢測程序?qū)⑿碾娪嵦栔械腝RS波找出，且從每個QRS波中測量其幅度(amplitude)和持續(xù)時間(duration)等參數(shù)，并將各參數(shù)的平均值和標準差算出，用以作為標準模版。接下來每個QRS波都以此模版進行比對。如果某一 QRS波的比對結(jié)果落在標準模版二個標準差之外，將被認為是噪聲或異位心跳(ectopic beat)而刪除。之后，將合格QRS波的R點作為該心跳的時間點，而本次心跳與下次心跳的時間差作為本次心跳的心跳周期(R-R interval)。接下來進行心跳周期的過濾程序。首先將所有心跳周期的平均值和標準差算出，再進行所有心跳周期的篩選。如果某一心跳周期落在四個標準差之外，它會被認為是錯誤或不穩(wěn)定訊號而刪除。接著，將所有合格的心電訊號以7-8 Hz的頻率進行取樣與保值程序以維持其時間連貫性。首先消除訊號的直線飄移以防止低頻帶的干擾，且采用Hamming運算以避免頻譜中個別頻率成份的互相滲漏(leakage)。接下來取288秒的數(shù)據(jù)(2048點)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),并對取樣與Hamming運算造成的影響進行補償，以減少其誤差。將該HPSD藉由積分的方式定量其中兩個頻帶的功率，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)之數(shù)值則為LF/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)明會以圖形化的接口使使用者可輕松明了地了解檢測結(jié)果，也免除了使用者對是否需具備判讀HRV檢測數(shù)據(jù)的能力產(chǎn)生疑慮。實施例2
本發(fā)明的改良結(jié)構(gòu)可結(jié)合云端平臺，該云端平臺整合HRV數(shù)據(jù)分析、管理和數(shù)據(jù)庫。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)庫和演算分析會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)、運動、聽音樂、使用精油或紓壓軟件等各式放松方式。本發(fā)明的云端平臺的數(shù)據(jù)庫另提供復(fù)數(shù)個臨床研究數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，且還可持續(xù)記錄使用者長期的HRV數(shù)據(jù)，擴充數(shù)據(jù)庫內(nèi)容與增進完備性，使得本發(fā)明的平臺數(shù)據(jù)庫具備動態(tài)性及持續(xù)性。實施例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算機、個人數(shù)字助理或手機，使使用者可通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接云端平臺，獲得個人的HRV數(shù)據(jù)。藉由上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計及實施例所揭示詳細的方案，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、及進步之處，仍應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的精神及范圍。說明書 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。所有專利都在此被納入相同的參考程度。在此所適當?shù)嘏e例說明的發(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施。所使用的名詞及表達是作為說明書的描述而非限制，同時并無意圖使用這類排除任何等同于所示及說明的特點或其部份名詞及表達，但需認清的是，在本發(fā)明的專利申請范圍內(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)較佳實施例及任意的特點來具體揭示本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員仍會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)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種收集生理訊號的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含:一主體，其兩側(cè)各設(shè)有一手指訊號取出裝置，以提供手指壓接于其中，所述手指訊號取出裝置包含: 一手指接觸構(gòu)件，其上設(shè)有一電極組件，以于手指接觸時收集生理訊號的電子訊息； 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，通過該彈性構(gòu)件的彈性將該承接構(gòu)件開啟一角度，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，并將所述生理訊號藉由該電路組件進行分析。
3.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號的改良結(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)化器或生理訊號分析芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，還結(jié)合一云端平臺，該云端平臺具有儲存生理訊號數(shù)據(jù)的儲存構(gòu)件，并于使用者的生理訊號傳輸至該云端平臺后由該平臺進行比對分析。
6.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號的改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述生理訊號為心率變異訊號。
7.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號的改良結(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 者生理訊號的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號的改良結(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算機、個人數(shù)字助理或手機。
11.如權(quán)利要求9所述的收集生理訊號的改良結(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量生理訊號。
12.如權(quán)利要求1所述的收集生理訊號的改良結(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)有一手指訊號取出裝置，以提供手指壓接于其中，各該手指訊號取出裝置包含一手指接觸構(gòu)件，其上設(shè)有一電極組件，以于手指接觸時收集生理訊號的電子訊息；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，透過該彈性構(gòu)件的彈性將該承接構(gòu)件開啟一角度，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A61B5/0245GK103190894SQ20121009829
公開日2013年7月10日 申請日期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 申請人:旺三豐興業(yè)股份有限公司