CN100500092C - 具有可变结构的血液生理信号检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有可变结构的血液生理信号检测装置，包括第一壳体，内含光发射元件以及光接收元件，以及第二壳体，电连接至该第一壳体，并内含该血液生理信号检测装置所需电路单元的至少一部份，其中，该第一壳体以及该第二壳体之上分别具有相对应的结合机构，以在该第一以及该第二壳体相互接近时，可以相互固定结合，进而形成单一结合体。本发明同时兼具公知技术中单一传感器以及传感器连接处理装置这两种方式的优点，并且其依附元件可以更有利于携带的实行，以及其固定元件可以使装置在定点使用时的位置不变，因此，在本发明的概念之下还产生出无对外连接羁绊、并且无论在何种状态下都具有可移植性的优势。

Description

具有可变结构的血液生理信号检测装置

技术领域

本发明相关于一种血液生理信号检测装置，更特别地是，本发明相关于一种具有可变结构的血液生理信号检测装置。

背景技术

血液生理信号，例如，血氧浓度，一直是很重要的生理指标，也因此，已经发展出相当多种的血氧浓度检测装置，举例而言，最早所发展出来的是，传感器，可能为夹式或贴附式，与分开配置的装置的方式，例如，美国专利第5,279,295号，以及第5,249,576号等就是类似的形式，之后，为了方便受测者的移动性，发展出将传感器以及处理装置放置在一起的装置，例如，美国专利第5,490,523号就是显示一种处理器、显示器、传感器、电力供给等都放置在一起的装置，至于更新的发展则是，除了检测以及处理之外，还更进一步地增加了无线传输的功能，如美国专利第6,731,962B1号所示。

只是，即使是已经经过了长久的发展，上述的各种形式血氧浓度传感器都仍然有其需求及发展，并没有完全被取代，或成为独占的产品，此即表示，在现今的实施应用上，不同形式的产品都有其使用需求，不过，这也表示，在考虑经济的情形下，使用者必须在选购时被迫进行评估、选择，因此，事实上，在这之中确实存在着无法获得满足的希望能同时拥有多种实施方式的需求。

据此，本发明的一主要目的即在于提供一种具有可变结构的血液生理信号检测装置，其可以通过结构上的特殊配置，而在使用者的需求改变时，立即且简单地根据需求的不同而做出符合需求的结构变化。

本发明的另一目的则是在于提供一种具有可变结构的血液生理信号检测装置，其本身的结构能够在携带或是有测量移动需求时变化为小巧、集中，且在定点或长期测量时又能变化为分散、服贴于人体。

发明内容

根据上述，本发明提供一种具有可变结构的血液生理信号检测装置，其包括第一壳体，内含光发射元件以及光接收元件，以及第二壳体，电连接至该第一壳体，并内含该血液生理信号检测装置所需电路单元的至少一部份，其中，该第一壳体以及该第二壳体之上分别具有相对应的结合机构，以在该第一以及该第二壳体相互接近时，可以相互固定结合，进而形成单一结合体。

其中，较具优势地是，该第一壳体以及该第二壳体之间的电连接可以通过连接线，软性PCB，或是包裹连接线路的硅胶而实现，以及该电路单元的剩余部分可以设置于该第一壳体之中。

另具优势地是，该第一壳体可以实施为在结构上可结合于使用者的受测部位，且该结合方式可为夹式、环式或是贴附式，以及该受测部位可为指尖，手指根部，耳朵，或是额头，并且，所述相对应的结合机构可以为一对扣合机构、一对黏合机构或是一对滑轨机构。

根据本发明的优选实施例，该血液生理信号检测装置还可包括固定元件，连接于该第二壳体，以在该第二壳体未与该第一壳体进行结合的情形下，将其固定于使用者体表，且优选地是，该固定元件为带体。

根据本发明的另一优选实施例，该血液生理信号检测装置还可包括依附元件，以使该血液生理信号检测装置可依附于使用者身上，且该依附元件可为挂带，或是环带。

根据本发明的再一优选实施例，该电路单元包括处理单元，以及电力单元，且其中，该电路单元还可包括无线传输模块，以进行与外部装置之间的无线信号传输，以及该电路单元还可以包括显示单元。

此外，根据本发明的该血液生理信号检测装置可为血氧浓度传感器或是心率搏动传感器。

本发明同时兼具公知技术中单一传感器以及传感器连接处理装置这两种方式的优点，并且其依附元件可以更有利于携带的实行，以及其固定元件可以使装置在定点使用时的位置不变，因此，在本发明的概念之下还产生出无对外连接羁绊、并且无论在何种状态下都具有可移植性的优势。

附图说明

图1A～图1D显示根据本发明的血液生理信号检测装置的示意图，后视图，以及侧视图；

图2A～图2E显示根据本发明的血液生理信号检测装置通过固定元件而固定于使用者体表的实际实施示意图；

图3显示根据本发明的血液生理信号检测装置的电连接方式的一优选实施例；

图4A～图4D显示根据本发明的血液生理信号检测装置通过结合机构的结合方式示意图；以及

图5A～图5B显示根据本发明的血液生理信号检测装置通过依附元件而附着于使用者身上的实施示意图。

其中，附图标记说明如下：

10        血氧浓度检测装置

12        第一壳体

14        第二壳体

16        连接线

18，18’  结合机构

22        固定元件

24        显示单元

52        依附元件

具体实施方式

本发明将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以据以完成，但是本发明的实施并非可由下列实施例而被限制其实施方式。

首先，在本发明之中，由于检测血液生理信号所采用的标准为血液对于光照的吸光度变化，所以，也就表示，只要是能够通过此种方式而得知的生理信号，都为本发明所能够完成的生理监测种类，例如，血氧浓度，心率搏动，血压等都囊括在内，只是，基于叙述上的方便，接下来的实施范例就仅是简单地以血氧浓度检测作为主轴而进行说明，但显然本发明并不因此而受限。

为了实现上述的目的，根据本发明的该具有可变结构的血氧浓度检测装置设计为具有两种结构状态：结合状态以及分散状态，请参阅图1A～图1D，其显示根据本发明概念的具有可变结构的血氧浓度检测装置的示意图，如图所示，该血氧浓度检测装置10具有第一壳体12以及第二壳体14，且两者之间是利用连接线16而相互电连接，而除了设置为两部分的壳体部分之外，更特别地是，分别在该第一壳体以及该第二壳体之上，具有一对相对应的结合机构18，18’，且该对结合机构18，18’设计为可以相互结合固定，所以，该第一壳体12以及该第二壳体14就可以通过此结合机构而相互结合，进而形成单一结合体，亦即上述的该结合状态，然后，当需要将两者分开时，就只需解除该结合即可，轻易地就能实现上述的分散状态。

在此实施为两个壳体、且可相互结合的情形下，各个壳体在外部结构以及内部配置方面的变化相当的多，但不变的是，其中一个壳体必须实施为接触使用者的受测部分，以执行光检测的任务。据此，在本发明之中，该第一壳体即实施为测量部件，且其中内含有光发射元件以及光吸收元件，以利用光学原理而进行血液生理信号的检测。

至于该第二壳体则可视为是延伸部件，其内所含的是检测装置所需的电路单元的至少一部份，亦即，所述电路单元会分布于两个壳体之中，至于如何分配，以及哪个壳体之中要包含哪些电路单元则是可以依需要，例如，体积、重量、外型等考虑，而进行调整，也就是说，所有的电路单元可以都设置在该第二壳体之中，或是可以部分留在该第一壳体之中、而剩余的位于该第二壳体之中，完全不受限制。

所以，根据本发明，在所述结合机构相互结合固定后，两个壳体立即转变为单一个体，因此，该检测装置所呈现的状态即等于是公知技术中的单一血氧传感器，也因此，在此结合情形下，根据本发明的检测装置就可以呈现出单一血氧检测装置所具有的优点，例如，便于携带，可以根据突发的测量需求而进行实时血氧显示等，而且，只需再配合上外型的设计，就可以是一个容易保存、携带的装置，因此，据上所述，根据本发明，该检测装置之上就可以设置依附元件，例如，吊挂带或是绑带等，以方便使用者携带于身上。

另外，当所述结合机构处于解除状态时，两个壳体即回复为分散状态，此时，根据本发明的该检测装置所呈现的状态就等于是公知技术中传感器连接处理装置的形式，亦即，本发明在此情况下就会具有如此形式的血氧检测的优点，例如，由于处理装置减轻了受测部位的负担，因而会较适合于长期监测，举例而言，睡眠时所进行的血氧检测，而本发明将第二壳体自该第一壳体解除的设计即等同于减轻受测部位的重量。

不过，有别于将处理装置放置于别处的公知血氧传感器，本发明的该第二壳体在与该第一壳体解除结合之后，是设置在使用者身上的其它位置，如图2A～2E所示，例如，若在手指上进行测试时，即就近设置于手背上、手腕上(图2A～图2C)，或是若于头部进行测试时，即就近设置于额头(图2D)、上臂(图2E)等，因此，并不需要如公知技术一样地为了将处理装置放置于远处而设置很长的连接线，复杂度可以大为降低，而且，最重要地是，使用者的移动性也不会因为实施为此种形式而受限。由于如此的设置，该第二壳体可更进一步地设计为，可以在有需要时配置上固定元件22，以帮助其固定在使用者体表，例如，绑在额头上(如图2D所示)，绕在手腕上(如图2A及图2B所示)，绕在手掌上(如图2C所示)等，如此一来，根据本发明的处于分散状态的该检测装置，除了因结合解除所造成的体积、重量分散分布而会具有公知传感器连接处理装置形式的优点之外，还可以更进一步地由于固定元件的配合，而消除此类公知技术中连接线牵绊的缺点，也让检测装置比较不易脱落。

所以，如上所述，根据本发明的该检测装置除了具有两种实施方式并且同时兼具两种形式的优点之外，最重要地是，其无论是处于何种状态，都具有可移植性的优点。

另外，若是在具有可移植性的优点的情形下，可以再配合上设置无线传输模块，则根据本发明的该检测装置将还可以实现与外部装置之间的无线生理信号传输，举例而言，可以无线传输至计算机装置，例如，通过无线收发器，或是无线传输至可携式装置，例如，PDA、笔记本电脑等，并且，在实施为具有无线传输能力的情形下，还可以因为本发明分布式的结构设计，而解决公知技术中因在单一传感器之中设置无线传输模块所造成的体积过大的缺点，但同样不失其可移植性。

当然，除了无线传输模块之外，根据本发明的该检测装置之中，无论是在第一壳体或是第二壳体之中，还可以包括显示单元24，以在测量的同时显示测量数值，或是于操作时作为引导等，并且，也可以包括电力单元(未显示)，以作为运作的电力来源，当然，在此除了采用一般电池的模式之外，还可以利用充电电池作为电力来源，并可设计为可直接对其充电等，各种可能性都不受限。

此外，该第一壳体与该第二壳体之间的该连接线当然也可以有多方面的变化，举例而言，其可以有不同的长度变化，以根据该第二壳体的设置，或者，就直接设置为具有自动卷线的功能，以根据不同使用者的需求，并且，除了长度可以有所变化之外，其在材质方面也同样可以有各种的变化，如图3所示，举例而言，除了一般连接线的方式除外，也可以有其它的连接选择，例如，利用软性PCB，以在走线的同时完成相互的连接，或者是直接利用硅胶包裹电连接线的方式等，都是选择之一。而在此要提出的是，当使用较具弹性的材质时，例如，软性PCB或硅胶时，由于材质本身的特性，甚至可以因此而获得更佳的服贴性，而可在身上有线的情形下将不方便性减到最低，因此，由上述可知，该第一壳体与该第二壳体之间的电连接的实现方式相当的多，完全可以依照需求而进行变化，完全不会受限。

至于该第一壳体与该第二壳体之间的该对结合机构18，18’，也同样不受限于任何形式，只要能够使该两个壳体相互结合固定即可。举例而言，除了先前图1A～图1D所示的扣合方式之外，如图4A～4D所示，也可以利用滑轨的方式来结合两者(图4B)，或者利用黏合的方式(图4A)，甚至是组合(图4D的图(a)与图(b))、套合(图4C的图(a)与图(b))的方式，都有其可能性，不过，无论是以何种方式进行结合，重点都是在于两个壳体的结合，以及通过此结合所实现的完全不同于公知技术的全新检测装置构型。

另外，较具优势地是，根据本发明的该检测装置在实际实施时，其于结构上还可以有更为符合使用者的使用习惯的实施方式。举例而言，作为测量部件的该第一壳体可以根据测量部位的不同而在外型上进行变化，例如，除了指尖的夹式、贴片式之外，也可以是套置于手指根部的戒指、贴附于额头的贴片或是在耳朵上的夹子等，如图2A～图2E所示，另外，在作为延伸部件的该第二壳体以及该固定元件方面，其甚至可以有更多的变化，例如，设置在手腕上时，可以实施为手表的形式；设置在手背上时，可以实施为类似手套的一部分的形式；设置于手臂上时，可以实施为臂章形式；或是设置于头上时，可以实施为头带形式等，此外，如图5A和图5B所示，依附元件52的形式也是有各式各样的选择，例如，可以是颈挂带、腕带、臂带、腰带等，都是可以选择的形式，其中，更优选地是，当实施为腕带时，该依附元件以及该固定元件可实施为同一个表带，如图2A～图2C所示，如此一来，平时可以作为手表而戴在手上，当有需要时则只需将第一壳体与第二壳体分离，即可进行检测，而在检测结束后，第二壳体归回原位即可，相当方便。

综上所述，根据本发明的该具有可变结构的血液生理信号检测装置，其可以通过分布式的壳体设计以及壳体间的结合机构而轻易地实现在一个结合体以及两个分散壳体之间的变换，且通过如此的变化，本发明就可以同时兼具公知技术中两种实施方式，单一传感器以及传感器连接处理装置，的优点：在结合状态下具有小巧可携的优点，以及在分散状态下具有重量分散的优点，再加上，依附元件可以更有利于携带的实行，以及固定元件可以使装置在定点使用时的位置不变，因此，在本发明的概念之下，不但兼具了双方面的优点，还产生出无对外连接羁绊、并且无论在何种状态下都具有可移植性的优势，而且，若是能加以设置无线传输模块时，则将能够更进一步地实现无线生理信号的传输，以使得根据本发明的检测装置的应用范围更为广阔。

尽管本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域技术人员作各种变化和修饰，但是都不脱离所附权利要求书所欲保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有可变结构的血液生理信号检测装置，其特征在于该血液生理信号检测装置包括：

第一壳体，内含光发射元件以及光接收元件；以及

第二壳体，电连接至该第一壳体，并内含该血液生理信号检测装置所需电路单元的至少一部份，

其中，

该第一壳体以及该第二壳体之上分别具有相对应的结合机构，以在该第一以及该第二壳体相互接近时，能够相互固定结合，进而形成单一结合体。

2.根据权利要求1所述的血液生理信号检测装置，其中，该第一壳体以及该第二壳体之间的电连接通过连接线、软性PCB或是包裹连接线路的硅胶而实现，该电路单元的剩余部分设置于该第一壳体之中，以及该第一壳体实施为在结构上能结合于使用者的受测部位。

3.根据权利要求2所述的血液生理信号检测装置，其中，该结合方式为夹式、环式或是贴附式，以及该受测部位为指尖、手指根部、耳朵或是额头。

4.根据权利要求1所述的血液生理信号检测装置，其中，所述相对应的结合机构为一对扣合机构、一对黏合机构或是一对滑轨机构。

5.根据权利要求1所述的血液生理信号检测装置，还包括固定元件，连接于该第二壳体，以在该第二壳体未与该第一壳体进行结合的情形下，将其固定于使用者体表，以及还包括依附元件，以使该血液生理信号检测装置能依附于使用者身上。

6.根据权利要求5所述的血液生理信号检测装置，其中，该固定元件为带体，以及该依附元件为挂带或是环带。

7.根据权利要求1所述的血液生理信号检测装置，其中，该电路单元包括处理单元，以及电力单元。

8.根据权利要求7所述的血液生理信号检测装置，其中，该电路单元还包括无线传输模块，以进行与外部装置之间的无线信号传输。

9.根据权利要求7所述的血液生理信号检测装置，其中，该电路单元还包括显示单元。

10.根据权利要求1所述的血液生理信号检测装置，其中，该血液生理信号检测装置为血氧浓度传感器或是心率搏动传感器。

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