TWI723053B - 振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統 - Google Patents

振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI723053B
TWI723053B TW105133507A TW105133507A TWI723053B TW I723053 B TWI723053 B TW I723053B TW 105133507 A TW105133507 A TW 105133507A TW 105133507 A TW105133507 A TW 105133507A TW I723053 B TWI723053 B TW I723053B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
waveform
vibration
wave
piezoelectric element
pulse
Prior art date
Application number
TW105133507A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201825908A (zh
Inventor
石黒隆
小林啓一
青木由隆
Original Assignee
日商太陽誘電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商太陽誘電股份有限公司 filed Critical 日商太陽誘電股份有限公司
Priority to TW105133507A priority Critical patent/TWI723053B/zh
Publication of TW201825908A publication Critical patent/TW201825908A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI723053B publication Critical patent/TWI723053B/zh

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

本發明之課題係以低消耗電力連續地測定振動之加速度波形且進行解析。
本發明之感測器模組10係採用以振動環40覆蓋配置於基板20之主面上之壓電元件30之構造,且於人體之手腕或頸部等之適當位置,藉由醫療用之固定膠帶等,將振動環40以抵著人體之皮膚BD之方式安裝。若脈波自皮膚傳至振動環40,會進而振動基板20,而將其傳達至壓電元件30。於是,壓電元件30位移,將脈波之振動轉換為電性信號。將該信號藉由基板20之放大器放大而輸入至振動解析裝置100,進行特定之運算而進行波形解析。可自脈之波形獲知血管之狀態等。

Description

振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統
本發明係關於改良測量脈搏等各種振動之波形之振動波形感測器、及解析所獲得之波形之波形解析裝置者。
例如,作為測量人體之脈波(脈搏之波形)者,已知有一種脈搏血氧儀。脈搏血氧儀係以血管內之血液中的血紅蛋白之LED(發光二極體)光吸收量,檢測因血管壁之振動而產生之血管之膨脹。藉此,可獲得血中氧濃度或脈之容積波形。作為脈搏血氧儀之先前技術,例如存在下述專利文獻所記載者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特表2004-514116號公報
專利文獻2:日本特開2009-34427號公報
然而,上述先前技術由於是自LED連續輸出光而使用,故消耗電力大至m W程度,因此,作為穿戴式機器不適宜進行連續測定。又,雖獲得脈波之容積波形,但不可謂解析度必定夠高。
另一方面,若可連續測定脈之加速度波形,則可獲知動脈硬化之狀態或壓力大小,進而,可掌握手術中或手術後、或投藥後等之患者之血管 狀態之變化,非常方便。然而,要檢知脈且顯示脈波之前,必須進行平均化、波形之整形及2階微分之運算,且亦需要花費相當之時間(10~5msec左右)。
本發明係鑒於上述之點而完成者,且其目的在於連續測定振動波形,進而進行其解析。另一目的在於以低消耗電力且良好地測定振動波形。又一目的在於作為穿戴式而較佳地進行振動波形測定。
本發明之振動波形感測器之特徵在於包含:電路基板;壓電元件,其設置於上述電路基板,且連續測定上述電路基板之振動而獲得振動波形;及振動導入體,其接觸於對象物,將其振動傳達至上述電路基板。
另一發明之振動波形感測器之特徵在於包含:電路基板,其傳達振動;壓電元件,其安裝於上述電路基板,且將自上述電路基板傳達之振動轉換為電性信號而輸出波形信號,而獲得振動波形;及振動導入體,其接觸於對象物,導入其振動,且傳達至上述電路基板。
根據主要形態之一者,其特徵在於上述振動導入體為導電性。如另一形態之一者,其特徵在於,於上述電路基板,設置放大自上述壓電元件輸出之上述波形信號之信號放大機構。如又一形態之一者,其特徵在於,上述振動導入體為導電性環,且具有填充上述環內之空間、且以朝上述環外膨出之方式塑模而成之樹脂。如再一形態之一者,其特徵在於,上述電路基板兼作上述振動導入體。如又一形態之一者,其特徵在於,上述壓電元件為具有長度方向之形狀,且上述壓電元件輸出主要基於上述長度方向之位移之上述波形信號。
本發明之波形解析裝置之特徵在於:對於藉由上述任一者之振動波 形感測器而獲得之振動波形進行預設之運算而進行波形解析。如主要形態之一者,其特徵在於,上述振動波形為人體之脈波之波形,且自該波形檢測收縮初期陽性波之波高Pa、收縮初期陰性波之波高Pb、收縮中期再上升波之波高Pc、收縮後期再下降波之波高Pd,或擴張初期陽性波之波高Pe,且自該等之值,進行Pb/Pa、Pc/Pa、Pd/Pa、Pe/Pa及(Pb-Pc-Pd-Pe)/Pa中之至少一者之運算。
如又一形態之一者,其特徵在於包含雜訊去除機構,該雜訊去除機構係於上述振動波形之峰值超過預先規定之臨界值時,將其作為雜訊去除。如再一形態之一者,其特徵在於,於上述振動波形為脈波之情形,包含:波形解析機構,其對於上述脈波所含之複數個波形之各波形成分進行特定之運算;不整脈檢測機構,其自上述脈波之脈衝間隔檢測不整脈;及警報機構,其於上述波形解析機構之運算結果超過特定之臨界值時,或藉由上述不整脈檢測機構檢測出不整脈時,輸出警報。本發明之上述及其他目的、特徵、優點,自以下詳細說明及隨附圖式當應明瞭。
根據本發明,因對安裝有壓電元件之電路基板,藉由振動導入體而導入對象物之振動,故可利用壓電元件連續地且以低消耗電力測定對象物之振動波形,適合於小型穿戴式機器。
10:感測器模組
12:醫療用固定膠帶
14:粘扣帶
16:醫療用固定膠帶
20:基板
22:電極焊盤
22A:通孔
23:電極焊盤
23A:通孔
24:接地導體
24A:通孔
24B:通孔
26:儀表放大器
30:壓電元件
40:振動環
41:腔室
50:主板
52:可程式化放大器
53:A/D轉換器
54:發送模組
58:電源
60:USB硬體鎖
62:接收模組
64:介面
100:波形解析裝置
102:CPU
104:顯示器
110:資料記憶體
112:波形資料
114:運算資料
120:程式記憶體
122:雜訊去除程式
124:波形解析程式
126:不整脈檢測程式
128:警報程式
200:呼吸感測裝置
202:駕駛員座位
204:安全帶
206:感測墊
208:管
300:就坐感測裝置
301:安全帶用感測墊
302:座位用感測墊
303:座位用感測墊
304:座位用感測墊
305:座位用感測墊
306:座位用感測墊
311:管
312:管
313:管
314:管
315:管
316:管
320:座位
322:靠背
324:座面
326:頭枕
328:安全帶
400:感測器模組
402:樹脂塑模
402A:膨出部
410:感測器模組
412:振動板
414:樹脂塑模
420:感測器模組
422:框體
424:母板
426:焊錫凸塊
430:基板
432:振動環
434:防水、防塵用片材
BD:皮膚
BLE:藍牙低功耗
BV:血管
F5:箭頭
G1:測定結果
G2:測定結果
G3:測定結果
G4:測定結果
G5:測定結果
G6:測定結果
HP:脈波
圖1係顯示本發明之實施例1之感測器模組之圖。(A)係剖視圖,(B)係組裝圖,(C)係自主面側觀察之圖。
圖2(A)~(C)係顯示將上述實施例1之感測器模組安裝於人體之手指或手腕之情形之圖。
圖3(A)~(C)係顯示脈之動作與皮膚之振動之情形之圖。
圖4係顯示本發明之實施例2之構成之圖。(A)係顯示整體之裝置構成,(B)及(C)顯示電路構成。
圖5(A)~(D)係顯示測定之脈波之一例之圖。
圖6係顯示實施例2之波形解析裝置之設定選單之一例之圖。
圖7係顯示實施例2之波形解析裝置之解析結果之顯示例之圖。
圖8係顯示將本發明應用於呼吸感測器之實施例3之圖。(A)係顯示構成,(B)係顯示測定之波形例。
圖9係顯示將本發明應用於就坐感測器之實施例4之圖。(A)係顯示感測器之配置例,(B)係顯示裝置構成。
圖10係顯示本發明之實施例5之圖。(A)及(B)係顯示感測器模組之另一構成例,(C)係顯示感測器模組之安裝例。
以下,基於實施例詳細說明用以實施本發明之最佳之形態。
實施例1
首先,參照圖1~圖3,說明本發明之振動波形感測器之實施例。於圖1顯示將本發明作為脈波感測器而使用之情形。該圖(A)係顯示感測器模組10之剖面,該圖(B)係顯示分解之情形,該圖(C)係顯示自底面側觀察之情形。於該等圖中,感測器模組10構成為於基板20之主面上配置有壓電元件30,且以振動環40覆蓋該壓電元件30之構造。於本實施例中,上述壓電元件30如圖1(C)所示般為長方形,且具有長度方向。
於以上各部中,基板20係用以固定支持壓電元件30,且進行該電極之引出或信號放大者,且由環氧玻璃或陶瓷等形成。於基板20之主面,於 中央附近設置有一對電極焊盤22、23,於其周圍形成有接地導體24。電極焊盤22、23係於基板20之背面側藉由通孔22A、23A被引出。於電極焊盤22、23,將壓電元件30之端子(未圖示)以導電性接著劑等接合。如此,藉由電極焊盤22、23及通孔22A、23A,設置於基板20之背面側之放大器(後述)等與壓電元件30連接。作為壓電元件30,例如使用PZT(鋯鈦酸鉛)。又,亦可以覆蓋電極焊盤22、23之方式設置絕緣性樹脂。此時,壓電元件30亦可以樹脂覆蓋。
接著,於上述壓電元件30,以包圍其之方式設置有振動環40,且振動環40與接地導體24電性接合。又,接地導體24藉由通孔24A、24B(僅圖1(A)圖示)被引出至基板20之背面側。振動環40藉由例如不鏽鋼形成而具有導電性,於與接觸之人體之皮膚之間將接地電位設為共通,且作為導入皮膚之振動、進而傳達至基板20之振動導入體而發揮功能。皮膚之振動係傳達至振動環40,且自振動環40傳達至基板20。基板20亦作為振動體發揮功能,將自振動環40傳達之振動傳達至壓電元件30。藉由該振動環40而形成腔室41。
如上述之感測器模組10,如圖2所示般,於人體之手腕或頸部等之適當位置,藉由醫療用之固定膠帶等,以將振動環40抵著人體之皮膚BD之方式安裝。圖2(A)係顯示藉由醫療用固定膠帶12而安裝於指尖之情形,該圖(B)係顯示利用黏扣帶14而捲繞於手腕之情形,該圖(C)係顯示藉由醫療用固定膠帶16貼附於手腕之情形。
接著,參照圖3,說明感測器模組10之基本動作。圖3(A)~(C)係顯示脈波於人體中之血管BV傳達之情形。所謂脈波係將隨著心臟之搏動而向身體組織之某部分流入血液所產生之容積變化,自體表面作為波形而捕 捉者。另,於圖3中,將血管BV之容積較大部分作為HP顯示,自左側向右側傳達脈波。上述脈波係經由皮膚BD傳至感測器模組10之振動環40。振動環40之振動係進而使基板20振動,而將其傳達至壓電元件30。如此,壓電元件30位移,將脈波之振動轉換為電性信號。將該信號藉由基板20之放大器放大而輸出。另,輸出之波形信號係主要基於上述壓電元件30之長邊方向(長度方向)之位移者。於圖5(A)係顯示測量之脈波之一例。壓電元件30其性質上係檢測脈波之加速度。
如此,根據本實施例,因將壓電元件30安裝於作為振動體發揮功能之基板20,且利用振動環40將皮膚BD之振動傳達至基板20,故可良好地檢測脈波HP。又,因使用壓電元件30,故可高解析度地直接測量加速度脈波,因此,與上述之如脈搏血氧儀般之光學方式相比,不但無需進行二階微分之運算,消耗電力低,且亦具有可連續測定脈波HP之優點。進而,因將振動環40設為與皮膚BD同電位且為接地電位,故雜訊之影響減低。另,於本實施例中,雖作為檢測脈波之加速度進行說明,但假設為如檢測「速度脈波」之情形,亦可僅以1階微分之計算而相對簡單地進行運算。
[實施例2]
接著,一面參照圖4~圖7,一面針對使用上述感測器模組10之波形解析系統進行說明。於圖4(A)顯示整體之構成,上述感測器模組10連接於主板50,主板50經由無線通信用之USB(Universal Serial Bus:通用序列匯流排)硬體鎖60而連接於波形解析裝置100。
於圖4(B)顯示各部之電路構成。感測器模組10中,上述壓電元件30之輸出側連接於設置於基板20之背面側之儀表放大器(高輸入阻抗之作動 放大器)26之輸入側,該儀表放大器26之輸出即為感測器模組10之輸出,且連接於主板50之輸入側。
於主板50之輸入側設置有可程式化放大器52,其輸出側經由A/D轉換器53而連接於發送模組54。即,構成為將藉由可程式化放大器52放大之脈波之波形信號以A/D轉換器53予以轉換為數位信號,自發送模組54發送。作為發送模組54,可利用對應於使用電波或紅外線之周知之各種近距離無線通信規格者。例如,利用如BLE(Bluetooth(註冊商標)Low Energy:藍牙低功耗)之能夠以低電力進行通信之規格。於主板50設置有鈕釦電池等之電源58,自其向主板50之各部供給驅動用之電力,且亦對感測器模組10供給驅動電力。
USB硬體鎖60係波形解析裝置100用以擷取自上述主板50發送之信號者,且具備接收模組62與USB介面64。另,若波形解析裝置100可直接接收自上述主板50發送之信號,則不需要USB硬體鎖60。另,USB硬體鎖60亦使用於波形解析裝置100對主板50之動作控制。
接著,波形解析裝置100係由PC(電腦)、智慧型手機、平板型PC等構成,如圖4(C)所示般,具備CPU102、資料記憶體110、程式記憶體120及顯示器104。以CPU102執行存儲於程式記憶體120之程式。此時需參照存儲於資料記憶體110之資料。將運算結果存儲於資料記憶體110,且顯示於顯示器104。如此之基本之動作係一般性者且皆為周知。
於資料記憶體110中,存儲以USB硬體鎖60接收到之波形資料112。又,亦存儲CPU102之運算結果即運算資料114。於程式記憶體120中備有雜訊去除程式122、波形解析程式124、不整脈檢測程式126、及警報程式128。如為智慧型手機,將該等程式作為應用程式而準備。
於該等之中,雜訊去除程式122係用以去除波形資料112中所含之雜訊之程式,且於脈波之峰值超過預先設定之臨界值時,認定為發生外部干擾,而將波形進行峰值保持,藉此進行減低外部干擾之影響之信號處理。
波形解析程式124係對脈波之波形中所含之Pa~Pe(參照圖5(A)),進行Pb/Pa、Pc/Pa、Pd/Pa、Pe/Pa及(Pb-Pc-Pd-Pe)/Pa(Aging Index:老化指數)等解析值之運算。不整脈檢測程式126自脈波之脈衝間隔將脈衝遺漏作為不整脈而檢測。警報程式128係當上述波形解析程式124之解析結果超過預先設定之臨界值時、藉由不整脈檢測程式126檢測出不整脈時等,將其旨意作為警報而輸出。
於圖5(A)顯示加速度脈波之一例。該圖之橫軸為時間,縱軸為藉由壓電元件30檢測出之脈波之振幅。該圖(B)係放大該圖(A)之脈衝波形者。於本實施例中,檢測Pa~Pe,且對該等進行藉由波形解析程式124之運算。
如該圖(C)所示般,因對於血管BV,自心臟側施加驅動波壓,自相反方向施加反射波壓,故該等相乘而成為該圖(B)之脈波。
Pa~Pe波之意義如下:
Pa波:收縮初期陽性波(指突容積脈波之收縮期前方成分)
Pb波:收縮初期陰性波(同上)
Pc波:收縮中期再上升波(指突容積脈波之收縮期後方成分)
Pd波:收縮後期再下降波(同上)
Pe波:擴張初期陽性波(指突容積脈波之擴張期成分)
又,於波形解析程式124中,算出加速度脈波之平均波形,使用加速度脈波所含之複數個波形之波高成分,進行波高比Pb/Pa、Pc/Pa、 Pd/Pa、Pe/Pa或(Pb-Pc-Pd-Pe)/Pa等之運算。上述運算結果之意義,例如記載於以下之文獻:
a. Takazawa et al, 「Assessment of Vasoactive Agents and Vascular Aging by the Second Derivative of Photoplethsmogram Waveform」 Hypertension., August 1998
b. Junichiro Hashimoto et al, 「Pulse wave velocity and the second derivative of the finger photoplethysmogram in treated hypertensive patients: their relationship and associating factors」 Journal of Hypertension 2002, Vol 20 No 12
接著,該圖(D)係顯示不整脈之例者,應當在以箭頭F5所示之位置之脈衝不存在。其係由不整脈檢測程式126檢測。
於圖6顯示於波形解析裝置100之顯示器104顯示之設定用選單之一例,可選擇所要顯示之圖表、選擇警報之輸出方法、及設定閾值等。
接著,說明本實施例之整體之動作。自壓電元件30輸出之脈波信號,以儀表放大器26放大後,輸入至主板50。於主板50中,以可程式化放大器52進一步放大信號後,以A/D轉換器53轉換為數位信號後,自發送模組54發送。發送之脈波信號以USB硬體鎖60之接收模組62接收,且自USB介面64輸入至波形解析裝置100。
於波形解析裝置100中,輸入資料於資料記憶體110中作為波形資料112而存儲。當以CPU102執行雜訊去除程式122時,若相對於波形資料112具有超過預先設定之臨界值之外部干擾時,將波形進行峰值保持而去除雜訊。當以CPU102執行波形解析程式124時,自波形檢測Pa~Pe波,且進行上述之Pb/Pa、Pc/Pa、Pd/Pa、Pe/Pa、(Pb-Pc-Pd-Pe)/Pa等之運 算,將運算結果作為運算資料114而存儲於資料記憶體110,同時顯示於顯示器104。又,以CPU102執行不整脈檢測程式126,檢測出不整脈。進而,於上述運算結果超過臨界值、或檢測出不整脈時,藉由警報程式128以光或聲音輸出該旨意之警報。
於圖7顯示顯示器104之顯示之一例。於上段顯示各運算結果之平均值。另,「P.R.」表示脈搏數,「A.I.」表示老化指數值。於中段,運算結果以圖表GA~GF顯示。圖表GA表示P.R.值,圖表GB表示Pb/Pa,圖表GC表示Pc/Pa,圖表GD表示Pd/Pa,圖表GE表示Pe/Pa,圖表GF表示(Pb-Pc-Pd-Pe)/Pa之變化。於顯示器104之下段,即時顯示脈波之波形G。藉由參照如此之解析值之圖表,可獲知血管之硬度(動脈硬化之程度),進而可獲得關於壓力或疼痛等精神狀態之檢測、及有無循環器官衰竭等資訊。
如上述般,根據本實施例,
a.可放大測定之脈波而高感度地測定,且運算並顯示脈波之解析值。
b.可即時地掌握手術中或手術後、或投藥後等患者之血管狀態之變化,而可進行適當之處置。
c.對於臨界值以上之信號進行峰值保持,藉此可良好地減低雜訊之影響。
d.於產生不整脈或解析值產生異常時,因輸出警報,故可進行正確之處置。
[實施例3]
接著,一面參照圖8,一面就本發明之實施例3進行說明。本實施例係將上述感測器模組10使用於駕駛汽車之駕駛員之呼吸感測裝置200之例。如該圖(A)所示般,就坐於汽車之駕駛員座位202之駕駛員繫有安全帶204,且以於其胸部之位置夾著感測墊(氣囊)206之方式設置。且,藉由管 208將該感測墊206連接於上述感測器模組10。如圖1所示般,於感測器模組10中,因藉由振動環40而於壓電元件30之處形成腔室41,故對其傳達上述感測墊206之內壓之變化。
當駕駛員呼吸時,由於與安全帶204之間夾著感測墊206,故感測墊206會隨著呼吸而重複收縮、擴張。若其通過管208而傳達至感測器模組10之腔室41,則壓電元件30振動,而獲得呼吸之波形。於圖8(B)顯示呼吸波形之一例。自該呼吸波形,可獲知駕駛員之緊張狀態等。另,於上述說明中,將感測墊206安裝於安全帶204,但亦可利用束帶等安裝於人體之衣服上。
[實施例4]
接著,一面參照圖9,一面針對本發明之實施例4進行說明。本實施例係將上述感測器模組10使用於駕駛汽車之駕駛員之就坐感測裝置300之例。如該圖(A)所示,於汽車之座椅320設置有安全帶用感測墊301及複數個座位用感測墊302~306。安全帶用感測墊301係設置於安全帶328,座位用感測墊302設置於頭枕326。又,座位用感測墊303、304設置於椅背322,座位用感測墊305、306設置於座面324。
各感測墊301~306係如圖9(B)所示般,藉由管311~316而連接於感測器模組10之腔室41,且來自各感測器模組10之各主板50之信號經由USB硬體鎖60輸入至波形解析裝置100。於波形解析裝置100中,將各感測墊301~306之測定結果作為G1~G6顯示。可自該等之圖表獲知就坐姿勢之情況。
[實施例5]
接著,一面參照圖10,一面針對本發明之實施例5進行說明。於上述 實施例中,將感測器模組10之腔室41設為空間,但於圖10(A)所示之感測器模組400中,則是以樹脂塑模402填充腔室部分。樹脂塑模402之表面成為膨出部402A,且以較振動環40稍微膨出之方式形成。藉此,防止於與皮膚等之對象物之間形成空氣層,且發揮緩和振動環40與對象物之接觸之作用。
該圖(B)所示之感測器模組410係將振動板(乃至振動棒)412立設於基板20,且於其附近配置壓電元件30,且以樹脂塑模414覆蓋之例。如該例所示,若振動板412接觸於對象物且將該振動傳達至基板20,則可為任意形狀。
該圖(C)之感測器模組420係設置於智慧型手機、平板型PC等電子機器之例。感測器模組420係以基板430上之振動環432自電子機器之框體422露出之方式,藉由防水、防塵用片材434固定。基板430係藉由焊錫凸塊426相對於電子機器之母板424可振動地受支持。感測器模組420之振動波形信號由母板424上之電路擷取。
另,本發明並未限定於上述實施例者,於不脫離本發明之主旨範圍內可進行各種變更。例如,亦包含以下者。
(1)於上述實施例中,雖將脈波或呼吸等作為測定對象,但亦可將各種波形作為對象。例如,解析引擎或馬達之振動波形之情形。
(2)於上述實施例中,雖將感測器模組與主板分開,但亦可將兩者設為一體,亦可採用進而亦將波形解析裝置設為一體之構成。又,於上述實施例中,雖使用USB硬體鎖進行藉由BLE之收發,但只要波形解析裝置具備能夠於與主板之間可收發信號之功能,則不需要USB硬體鎖。又,信號之收發並未限定於BLE,亦可使用各種規格。
(3)上述實施例所示之波形解析之運算式亦為一例,可根據需要進行各種運算。
(4)於上述實施例中,雖將壓電元件30與振動環40配置於基板20之同一面,但亦可設置於不同之面。
(5)於上述實施例中,雖與電路基板分開設置振動導入體,但此亦為一例,亦可構成為電路基板兼作振動導入體之構造。即,即使採用藉由使電路基板之一部分接觸於對象物,對電路基板傳達對象物之振動,將該振動傳達至設置於電路基板之壓電元件之構成,亦可獲得與上述實施例相同之效果。
(6)於上述實施例1中,作為振動環40之素材舉不鏽鋼為例,但此亦為一例,亦可使用其他已知之各種導電性材料。又,無需以導電材料形成振動環40之整體,例如,亦可為於塑料製之環塗佈導電材料者。
(8)於上述實施例中,壓電元件30雖為長方形,且輸出主要基於該長邊方向(長度方向)之位移之波形信號,但此亦為一例。例如,壓電元件只要為橢圓形等之具有長度方向之形狀,即可輸出主要基於上述長度方向之位移之波形信號。
(9)於上述實施例中,雖對人體之脈波測定應用本發明,但當然亦可為動物。又,即使有體毛,且其被振動環夾著,仍可將振動導入振動環而良好地測定振動波形。
(10)進而言之,測定對象亦可並非為生物而為構造物或機械。構造物或機械於故障或損壞之前,大多會產生與通常不同之低頻振動。例如,以加振器等自外部賦予一定頻率之外部振動,且以本感測器檢測低頻之振動,可進行構造物或機械之非破壞檢查。另,於該情形,於被測量物包含鋼鐵等 之情形,可將安裝於感測器之磁環作為振動環使用。又,亦可以上述壓電元件,將形成於上述壓電元件與上述振動導入體之間之腔室之氣壓之變化作為振動波形而測定。
[產業上之可利用性]
根據本發明,因使用壓電元件之感測器模組測定振動波形,故可連續獲得加速度波形而進行波形解析,適合於脈波或呼吸之測量之類的醫療領域等。
10:感測器模組
20:基板
22:電極焊盤
22A:通孔
23:電極焊盤
23A:通孔
24:接地導體
24A:通孔
24B:通孔
30:壓電元件
40:振動環
41:腔室

Claims (13)

  1. 一種振動波形感測器,其特徵在於包含:電路基板;振動導入體,該振動導入體接觸對象物,將其振動傳達至上述電路基板;壓電元件,其設置於上述電路基板,且將自上述電路基板傳達之振動轉換為電性信號且輸出波形信號,而獲得振動波形;儀表放大器,其於輸入側連接有上述壓電元件之輸出,且具有輸出,並且設置於上述電路基板;及主板,其具有可程式化放大器,該可程式化放大器係於輸入連接有上述儀表放大器之輸出。
  2. 如上述請求項1之振動波形感測器,其中上述主板進而具有:A/D轉換器,其連接有上述可程式化放大器之輸出;發送模組,其發送上述A/D轉換器之數位信號;及電源。
  3. 如上述請求項1之振動波形感測器,其中上述振動導入體為導電性。
  4. 如請求項1至3中任一項之振動波形感測器,其中 上述振動導入體係設置於與上述壓電元件所設置之面不同之面。
  5. 如請求項1至3中任一項之振動波形感測器,其中上述振動導入體係:與上述對象物接觸之部分具有由樹脂塑模而成之膨出部。
  6. 如請求項1至3中任一項之振動波形感測器,其中與上述壓電元件電性連接之一對的電極焊盤(land)係設置於上述電路基板,且接地導體設置於上述電極焊盤之周圍。
  7. 如請求項1至3中任一項之振動波形感測器,其中上述電路基板兼作上述振動導入體。
  8. 如上述請求項1至3中任一項之振動波形感測器,其中上述壓電元件為具有長度方向之形狀,且上述壓電元件主要輸出基於上述長度方向之位移之上述波形信號。
  9. 一種波形解析裝置,其特徵在於:對於藉由請求項1至8中任一項之振動波形感測器而獲得之振動波形,進行預設之運算而進行波形解析。
  10. 如請求項9之波形解析裝置,其中上述振動波形為人體之脈波之波形,且自該波形檢測出收縮初期陽 性波之波高Pa、收縮初期陰性波之波高Pb、收縮中期再上升波之波高Pc、收縮後期再下降波之波高Pd,或擴張初期陽性波之波高Pe,且自該等之值,進行Pb/Pa、Pc/Pa、Pd/Pa、Pe/Pa及(Pb-Pc-Pd-Pe)/Pa中之至少一者之運算。
  11. 如請求項9或10之波形解析裝置,其包含:雜訊去除機構,其於上述振動波形之峰值超過預先設定之臨界值時,將其作為雜訊而去除。
  12. 如請求項9或10之波形解析裝置,其包含:於上述振動波形為脈波之情形時,對於上述脈波所含之複數個波形之各波形成分進行特定之運算的波形解析機構;自上述脈波之脈衝間隔檢測出不整脈之不整脈檢測機構;及於上述波形解析機構之運算結果超過特定之臨界值時,或藉由上述不整脈檢測機構檢測出不整脈時,輸出警報之警報機構。
  13. 一種波形解析系統,其包含:如請求項1至8中任一項之振動波形感測器;及/或如請求項9至12中任一項之波形解析裝置。
TW105133507A 2016-10-18 2016-10-18 振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統 TWI723053B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105133507A TWI723053B (zh) 2016-10-18 2016-10-18 振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105133507A TWI723053B (zh) 2016-10-18 2016-10-18 振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201825908A TW201825908A (zh) 2018-07-16
TWI723053B true TWI723053B (zh) 2021-04-01

Family

ID=63639937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105133507A TWI723053B (zh) 2016-10-18 2016-10-18 振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI723053B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM455471U (zh) * 2012-11-09 2013-06-21 Univ Chang Gung 生理監測器
TW201347728A (zh) * 2012-05-17 2013-12-01 Ind Tech Res Inst 生理訊號感測結構及包括所述生理訊號感測結構的聽診器及其製造方法
WO2014164018A1 (en) * 2013-03-11 2014-10-09 Mynd Sting Enterprises Llc Portable electronic device using a tactile vibrator
TWM493363U (zh) * 2014-08-28 2015-01-11 Holux Technology Inc 生理資訊監測裝置
WO2016040253A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Braintree Analytics Llc Blood pressure monitoring using a multi-function wrist-worn device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201347728A (zh) * 2012-05-17 2013-12-01 Ind Tech Res Inst 生理訊號感測結構及包括所述生理訊號感測結構的聽診器及其製造方法
TWM455471U (zh) * 2012-11-09 2013-06-21 Univ Chang Gung 生理監測器
WO2014164018A1 (en) * 2013-03-11 2014-10-09 Mynd Sting Enterprises Llc Portable electronic device using a tactile vibrator
TWM493363U (zh) * 2014-08-28 2015-01-11 Holux Technology Inc 生理資訊監測裝置
WO2016040253A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Braintree Analytics Llc Blood pressure monitoring using a multi-function wrist-worn device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201825908A (zh) 2018-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6910290B2 (ja) 振動波形センサ及び波形解析装置
JP6285897B2 (ja) 生体情報読取装置
JP6729704B2 (ja) 血圧推定装置
US20190209031A1 (en) Blood pressure measuring device, blood pressure measuring method and recording medium having blood pressure measuring program recorded therein
US10149635B2 (en) Ingestible devices and methods for physiological status monitoring
US20140288447A1 (en) Ear-related devices implementing sensors to acquire physiological characteristics
EP3094235B1 (en) Biosensing electrodes
WO2017117739A1 (zh) 睡眠监测系统
JP2014042579A (ja) 検体情報検出ユニット
JP5543036B1 (ja) 血管脈波測定システム
TWI723053B (zh) 振動波形感測器、波形解析裝置及波形解析系統
JP2013031568A (ja) 呼吸モニタリング方法および呼吸モニタリング装置、並びに呼吸モニタリング機能付血圧計
JP2009226025A (ja) 生体情報測定装置
Shahshahani et al. Motion artifact reduction for respiratory monitoring: A multichannel ultrasound sensor for diaphragm tracking
JPWO2018092730A1 (ja) 呼吸センシング装置
US11284808B2 (en) Device and method for measurement of vital functions, including intracranial pressure, and system and method for collecting data
JP6059669B2 (ja) 睡眠状態モニタリングシステム
JP5683759B1 (ja) 血圧測定装置及び方法
WO2015098137A1 (ja) 血圧測定装置及び方法
JP2022080503A (ja) 装着可能な多機能生体情報検出装置
KR20240035380A (ko) 인간 또는 동물 신체에 의해 방출된 주기적 생체 신호를 측정하는 진동 센서 및 디바이스
TWI573563B (zh) 可拆裝式無線量測裝置之貼片結構
CN117616259A (zh) 生理参数感测系统和方法
JP2005095615A (ja) 被験者における情動の変化の確認方法と確認装置
JP2006230715A (ja) 圧電式センサ