CN102631190B - 心血管监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明相关于一种可同时测量血压以及心电信号的心血管监测装置，包括一充气式绑带，用以环绕使用者的肢体，至少一第一电极以及一第二电极，容置于一壳体中的控制电路，以及一显示设备，以显示血压测量、及/或心电信号测量的信息，其中，该控制电路可通过控制在该绑带中的压力而执行一血压测量，以及通过电极而执行一心电信号测量，并且，为了达成电极以及使用者皮肤间的更稳定接触，本发明提出对于电极的设置位置、型态、以及与用户皮肤间接触方式的特殊设计。

Description

心血管监测装置

技术领域

本发明涉及一种心血管监测装置，更特别地是，涉及一种能够同时提供血压测量以及心电信号测量功能的心血管监测装置。

背景技术

血压以及心电图(ECG)是于日常生活中监测心血管健康时常见的生理信号。

为了增加在家中测量此两种生理信号的可能性，已发展出的是居家使用的血压量测装置以及ECG监测装置，主要是由于此两种生理信号的操作程序皆相当简单、方便、且为非侵入式，也因此，有越来越多的使用者会于家中同时备有此两种装置。

在医院中，也相当常见地会同时使用血压以及心电图来评估患者的心血管健康，这是因为，血压以及心电信号是彼此相关的生理信号，并且，通过两者间的相互参照，还可以达到移除干扰信号(artifact)、噪声(noise)的效果，此外，两种信号在经由计算之后，还可进一步取得有关心血管方面的信息，如脉波传递时间(PTT，pulse transit time)等，以作为诊断之用。

因此，若此两种测量可以结合在一起，将可预期更简化的操作程序，以及更为精准的测量结果。

目前，血压是通过环绕在使用者肢体上的绑带进行测量，而心电信号测量则是通过使电极接触使用者的皮肤(例如，胸部、手掌、以及手指)而执行，由于绑带必须要环绕于使用者肢体之上，因此，很合理地是，将ECG电极设置在该绑带会接触用户皮肤的位置，如美国专利第5,865,761号所揭示。

然而，利用设置于绑带表面的电极所执行的ECG测量却有一些缺点。由于皮肤与电极之间的接触会高度相关于绑带的充气程度，也就是，血压测量期间必定会发生的变化，因此，在此状况下，要达到与皮肤之间的稳定接触显得相当不易，也因此，可能使得测量结果的准确性受到质疑。

另外，一般接触式心电电极在与皮肤接触时，也存在有接触面与皮肤间不容易达成稳定接触的问题，尤其是平面型式的接触电极，如美国专利第5,713,365号所述，其由于未针对接触部位进行相对应的设计，较容易出现滑动、接触面不足等情形。

所以，有需要提供一种能够提供皮肤与ECG电极间之稳定接触的血压以及心电信号测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时具有血压以及心电信号测量功能的心血管监测装置，其在经过设计后，ECG电极以及使用者皮肤间的接触足够稳定到能够确保正确的ECG测量。

本发明的另一目的在于提供一种具有血压以及心电信号两种测量功能的心血管监测装置，其中，ECG电极是以执行血压测量的现有结构作为基础而被形成为符合人体工学，因此，用户可更方便地达成ECG测量所需的电极接触。

本发明涉及一种心血管监测装置，包括一充气式绑带，用以环绕使用者的肢体，至少一第一电极以及一第二电极，容置于一壳体中的控制电路，以及一显示设备，以显示血压测量、及/或心电信号测量的信息，其中，该控制电路可通过控制在该绑带中的压力而执行一血压测量，以及通过电极而执行一心电信号测量。

为了实现ECG电极以及使用者皮肤间的更稳定接触，在本发明的一较佳实施例中，一握持结构被提供来设置该第一电极，以让该使用者可通过握持该握持结构而达成与该第一电极间的接触，并且，该握持结构更进一步形成为符合握持手的人体工学，以确保该第一电极与握持手之间的接触稳定性，例如，使该第一电极所在的表面形成为弧面，及/或将第一电极设置在手握持时能自然接触的位置等，在此，该握持结构可实施为一延伸自壳体、或绑带的结构，或者，也可实施为该壳体本身，而且，该握持结构的形状也可依需求而有所不同，例如，可以是圆柱形、球形，或是任何方便握持的形状等，没有限制。

特别地是，该第二电极也可同时设置于该握持结构上，如此一来，使用者就可因握持而接触该第一电极，并通过移动该握持结构而使该第二电极接触身体的其他部分，例如，另一只手、或胸膛，以达成另一种进行心电信号测量的方式。

在一另一较佳实施例中，该第一以及该第二电极可位于该心血管监测装置的其中一部分(例如，该壳体、及/或该绑带)的相对可接触表面上，以使得该第一以及该第二电极的其中之一在受力时，能够同时接触使用者不同部分的皮肤，因此，当心血管监测装置被环绕在用户的肢体上时，所有电极的接触可以通过另一只手按压其中一个电极而同时达成，或者，作为替代，上述的按压施力也可以通过使用者移动被环绕的手，并将电极直接接触胸膛的方式而达成，因此，没有任何限制。

特别地是，可另外提供延伸自该壳体、或绑带的一受力结构，并使该第一以及该第二电极位于其相对的表面上，以提供清楚且容易施力的测量方式。

在一另一较佳实施例中，一弹性结构被提供来确保当该心血管监测装置被设置于用户身上时，该第一电极以及使用者皮肤间的稳定接触，在此，取决于该第一电极设置位置的不同(位在该壳体上、或该绑带上)，该弹性结构的实行方式也不同，举例而言，若该第一电极位于壳体之上，则该弹性结构可实施为与该壳体的结构整合在一起的一夹子，且具有该第一电极位于该夹子的内部，因此就可以通过将该壳体夹住使用者的手指、手掌、或肢体而达成稳定的电极接触，或者，若该第一电极位于该绑带上时，该弹性结构可实施为与该绑带相结合的一夹子、或是松紧带，如此一来，就可以避免由于充气程序所造成的接触不稳定、或噪声，在此，特别地是，该弹性结构也可以实施为与该第一电极本身相结合，也就是，该第一电极可直接形成为具有可维持与皮肤间之接触的弹性，例如，ECG夹式电极，因此，在实施上没有任何限制。

而且，当电极被设置在绑带上时，还可更进一步利用程控的方式，使得心电信号测量的进行仅会在绑带充气压力为固定、或充气暂停的情形下进行，也就是，绑带充气状态不产生变化的时候，以更进一步确保电极与皮肤间的接触稳定性。

在此，需要注意地是，前述的实施例并不受限为单独使用，不同的实施例之间可以相互结合、整合、或合并，以达到本发明稳定电极接触的目的，再者，虽然本发明为了简化以及清楚而将叙述着重于第一电极，但无疑地，第二电极以及其他根据实际需求所需要的电极亦同样适用于上述的实施例。

而且，在此所叙述的电极，其所在的表面可以是该心血管监测装置的所有可接触表面，亦即，可以是壳体/绑带/延伸结构上的任何可接触表面，在一特殊实施例中，该可接触表面可实施为被形成来接收/容置手指、手掌的结构的内表面，举例而言，该接收/容置结构可以是壳体/绑带上的凹洞、或是延伸自该壳体/绑带的指套、手套(延伸结构)等，如此一来，还可通过接收/容置的结构来限制进行接触时所可能造成信号不稳定的移动。

特别地是，若实施为延伸的指套/手套时，还可将该第二电极设置在指套/手套的外表面，因此，使用者就可以通过再将该第二电极接触另一手、或胸膛而达成心电信号测量。

此外，在本发明中，通过一、或多个处理器，血压测量以及心电信号测量可具选择性地同时、或单独进行，并且，也可另外连接延伸的电极/传感器，例如，血氧传感器、或参考电极，以让测量结果更为准确。

另外，每一个电极都可连接一压力感测元件、或开关元件，以检测施加于其上的力量是否足够，进而通知使用者是否已达到适当的接触。

因此，通过在血压测量装置的结构基础上提供改善的ECG电极配置以及构造方式，根据本发明之可执行血压测量以及心电信号测量的心血管监测装置可提供用户更容易、更简单、以及更方便的电极接触操作程序，并且，通过符合人体工学的设计，还更进一步确保电极与使用者皮肤间的稳定接触，也因此有助于获得更为准确的ECG测量结果，据此，可进一步强化血压以及心电信号测量结果之间的相互参照。

附图说明

图1：其显示根据本发明的心血管监测装置的一电路示意图；

图2：其显示根据本发明的心血管监测装置的一实施示意图；

图3A～3B：其显示根据本发明一较佳实施例的示范性实例；

图4A～4B：其显示根据本发明另一较佳实施例的示范性实例；

图5A～5C：其显示根据本发明另一较佳实施例的示范性实例；

图6A～6D：其显示根据本发明另一较佳实施例的示范性实例；以及

图7A～7E：其显示根据本发明另一较佳实施例的示范性实例。

其中，附图标记说明如下：

10控制电路

12充气式绑带

14电极

16显示设备

18壳体

40受力结构

50握持结构

52弧面

54大拇指

60弹性夹子

62松紧带

70凹洞

72手套

74指套

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，使得熟悉本领域的技术人员可以据以完成，然而本发明的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态。

本发明涉及一种提供血压以及心电信号测量功能的心血管监测装置，以提供能够同时执行相关于心血管健康的其中两种重要生理信号的测量的功能。

为了结合两种测量，本发明采用了现有血压测量装置的基本结构，并将ECG电极设置于其上，更特别地是，本发明亦提供了确保ECG电极以及使用者皮肤间接触的设计。

请参阅图1，其显示根据本发明的一心血管监测装置的一示意图，如图所示，该心血管监测装置包括一控制电路10，一充气式绑带12，气泵，气阀，压力传感器，至少两个电极14，以及一显示设备16，在此，该控制电路10实施为可分别通过连接的绑带12以及电极14而执行血压测量以及心电信号测量，接着，如图2中所显示，可更进一步提供由该绑带12所承载的壳体18，以将控制电路容置于其中，以及将显示设备16以及操作接口设置于其上，另一种相当常见的方式是，利用连接线来将壳体连接至绑带，此外，亦会提供操作接口，以让用户操作装置，因此，没有任何限制。

在本发明中，ECG电极是被设置在整个装置的表面，例如，在壳体表面，绑带表面，或者是延伸结构的表面，只要可以与皮肤接触的位置即可，而由于ECG测量所仰赖的就是电极与皮肤之间的接触，因此，在本发明中，ECG电极的设计基础是，在不大量改变已知血压测量装置的主要结构的情形下，使电极接触稳定性最大化，以及使实现ECG信号撷取的所需步骤最小化，此外，由于绑带的充气会影响电极接触的稳定性，所以，本发明的设计亦在于克服此一问题。

根据本发明，确保电极接触稳定性的方法分为两方面，一为通过使用者进行施力，另一为利用来自电极本身的施力。

根据第一方面的构想，电极的配置被设计为可以让使用者很自然、方便地施加接触电极的力，且所有的电极接触皆可以简单的方式达成。

在一较佳实施例中，ECG电极被配置为能够在用户施加力量时同时地接触使用者不同部位的皮肤。请参阅第3A图至第3B图，ECG电极14分别被设置在壳体18、及/或绑带12的表面上，且特别地是，多个电极14会位在相对的表面上，因此，当力量施加在其中一个电极上时，另外的电极即可相应地受到压力，如于图3A中所示，电极14可位于壳体18的相对可接触表面上，而基于壳体18的坚硬特性，即使是不直接相对的电极也可于同时间受到施力而达成与皮肤的接触，另外，在图3B中，电极14位于壳体18以及绑带12的相对可接触表面，因此，通过使用者的施力，由于充气所造成的不稳定就可以被克服，进而达成稳定的电极接触。

除了直接将电极设置于壳体、及/或绑带上之外，同样较佳地是，亦可将电极设置在延伸自壳体/绑带的一受力结构40的相对可接触表面上，举例而言，如图4A所示，该受力结构40可以提供大面积、容易辨识的区域，以让用户的按压操作更方便，或者，作为替代，如图4B所示，受力结构40的相对可接触表面上具有电极14，受力结构40亦可形成为环绕于绑带，且可沿着绑带移动，以达到符合身体曲线的目的。

而由于ECG电极彼此相对的配置方式，也产生了可达成ECG测量的另一种方式，亦即，使用者可移动环绕有绑带的手，并使壳体或绑带上的外露电极直接接触胸膛，而在此施力方式下，除了可使相对面的电极同时接触被环绕的手以及胸膛外，还可由于电极接触胸膛而取得更为清楚的信号。

再者，于另一较佳实施例中，电极配置亦可实施为，至少一电极可利用握持的方式进行接触，举例而言，电极可以被设置在壳体上，而使得使用者可因直接握住该壳体完成电极接触，或者，电极也可设置在延伸自壳体或绑带的一握持结构50上(如图5C所示)，在此，被握持的壳体18/握持结构50的形状以及设置于其上电极的位置/形状皆不受限制，主要在于符合人体工学以及可自然、方便地完成握持操作，举例而言，如图5A所示，该壳体/握持结构可形成为具有一弧面52，符合手部弯曲的弧度，以使握持手更轻易地接触设置于该弧面上的电极14，或者，如图5B所示，该壳体/握持结构上的电极14亦可设计为位在握持时大拇指54最轻松放置的位置，并可形成为如按键的形状，让用户可以清楚且轻易的达成电极接触，当然，也可以是握持时其他手指轻松放置的位置，没有限制，此外，也可以整个外型形成为柱状、或球状等，依实际需求不同而变化。

在此，特别地是，除了被握持接触的电极之外，其他的电极也可以被设置在壳体/握持结构的表面上，如图5B以及图5C所示，使用者可以在握住接触该壳体/握持结构上的电极的同时，亦使其上另外的电极接触身体的其他部分，例如，另一只手、或胸膛等，如此一来，同样可以轻松地同时达成电极接触。

再者，根据本发明第二方面的构想，电极也可以设计为利用本身对使用者进行施力的方式而达成接触稳定。

在一较佳实施例中，一弹性结构被用来稳定该电极接触。在此，该弹性结构可以与壳体、绑带、或者甚至是电极本身整合在一起，举例而言，若电极14是设置在绑带12上，则该弹性结构可实施为与绑带整合在一起且位于电极附近的弹性夹子60(图6A)、或是另外形成在绑带边缘不进行充气的松紧带62(图6B)，以迫使电极接触皮肤，另外，作为替代，若电极是位在壳体18上，则弹性结构亦可以实施为与壳体整合在一起，如图6C以及第图6D所示，以让壳体18可以夹住使用者的肢体、或手部的一部分，而让设置于内部的电极接触夹住的皮肤，更特别地是，该弹性结构也可实施为与电极本身相结合，也就是，电极本身形成为具有弹性，例如，ECG夹式电极，可直接对接触的皮肤施力，因此，弹性结构的型态、形状、位置皆不受限制，可针对使用情形的不同而变化。

另外，特别地是，当电极被设置在充气绑带上时，为了更进一步确保与皮肤间的接触稳定性，还可对进行ECG测量时的绑带充气情形进行限制，举例而言，利用程控，ECG测量可设定在充气压力固定、或充气暂停(也就是，绑带充气状态不发生变化)的情形下进行，例如，未进行充气前，使充气维持不变的充气期间，充气完成后等，或者，也可以设定于充气达一定压力值(也就是，接触力达一定程度)以上才进行ECG测量，如此一来，将可更确定地排除充气所可能造成的不稳定。

值得注意地是，上述的实施例并不限于单独使用，不同的实施例可以彼此结合、整合、或是合并来使用，以达成接触电极以及简单操作的目的。

在一较佳实施例中，电极所在的表面也可以是形成在壳体/绑带/延伸结构上的一、或多个凹洞的内表面，举例而言，如图7A所示，壳体上可以形成有接收手指的洞70，并将电极14设置该洞70的内表面上，因此，使用者的手指可在伸入该洞70之中的同时完成电极14接触，然后，通过洞中的手指施力向下，就可同时使另外的电极接触另一部分的皮肤，或者，如图7B所示，该(等)洞70也可被形成在绑带12之中，如此一来，伸入的手指可接触洞内的电极，并通过施力而使施力方向上的另外电极达成皮肤接触，或者，特别地是，如图7C所示，凹洞70可形成于延伸结构之中，并于延伸结构下方设置另一个电极，或者，更进一步地，可以如图7D-7E所示地实施为具有弹性的手套72或指套74，以在戴上手套/指套时完成内部的电极接触，在此状况下，更特别地是，另外的电极可直接设置在此手套/指套的外表面，因此，使用者就可很简单地通过将戴上手套/指套接触身体其他部分的皮肤，例如，另一只手、或是胸膛等，而完成所有的电极接触。

在一另一较佳实施例中，两个电极可以分别采用上述不同的设置方式，举例而言，一个电极实施为位在壳体的具弹性结构之中，另一个电极实施为位在延伸的握持结构上，或者，一个电极实施为位在具有弹性结构的绑带上，另一个电极实施为位在可握持的壳体上等，因此，可以依实际使用情形以及诉求的不同而进行变化，完全不受限制。

此外，在本发明中，为了提供使用者是否达成适当接触的信息，每一个电极都可以连接至一压力检测元件、或是开关元件，以检测接触电极的施力是否足以维持成功的ECG测量，也让使用者可清楚得知电极接触操作是否适当。

并且，在本发明中，血压测量以及ECG测量可以同时执行、或单独执行，且可由单一个、或是多个处理器进行控制，没有一定的限制，此外，除了位于壳体/绑带上的电极外，更可利用连接线，例如，通过一扩充端口，而连接其他的传感器/电极，例如，血氧传感器、或参考电极等，以获得功能的扩充。

综上所述，本发明提供同时具有血压以及心电信号测量功能的心血管监测装置，其在血压测量装置的基础上提供了改进的ECG电极配置以及构造，因此，使用者在进行电极接触时，可体验更容易、更简单、且更方便的操作程序，另外，本发明所提供符合人体工学的电极设计亦确保了与使用者皮肤间的更稳定接触，以及因此，更准确的ECG测量结果，此外，基于血压以及ECG测量之间的相互参照关系，根据本发明的心血管监测装置可提供更大的使用效益。

纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本领域的技术人员进行任意修饰，然而皆不脱所附权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种心血管监测装置，包括：

一充气式绑带，用以环绕于使用者的一肢体；

至少一第一以及一第二心电电极；

一壳体；

一控制电路，被包含在该壳体之中，且被构造为：通过控制该绑带中的压力而执行一血压测量，以及通过电极而执行一心电信号测量；以及

一显示设备，用以显示相关血压测量、及/或心电信号测量的信息，

其中，该心血管监测装置还包括一握持结构，该握持结构与该壳体整合在一起，并用以设置该第一电极，以让该使用者通过握持该握持结构而达成与该第一电极间的接触；

该握持结构形成为符合握持手的人体工学，以更进一步确保该第一电极与握持手之间的接触稳定性；

该第二电极亦位在该握持结构上，以在该握持手通过握持该握持结构而接触该第一电极并执行心电信号测量时，接触该使用者的胸膛附近，进而达成以该握持手以及使用者胸膛共同完成心电信号测量。

2.根据权利要求1所述的心血管监测装置，其中，该握持结构用以设置该第一电极的表面为一弧面，以符合握持手的人体工学。

3.根据权利要求1所述的心血管监测装置，其中，该第一电极位于当使用者握持该握持结构时，该握持手易于接触的位置。

4.一种心血管监测装置，包括：

一充气式绑带，用以环绕于使用者的一肢体；

至少一第一以及一第二心电电极；

一壳体；

一控制电路，被包含在该壳体之中，且被构造为：通过控制该绑带中的压力而执行一血压测量，以及通过电极而执行一心电信号测量；以及

一显示设备，用以显示相关血压测量、及/或心电信号测量的信息，

其中，该第一以及该第二电极位于该心血管监测装置其中一部分的相对可接触表面上，以在该心血管监测装置通过充气式绑带被设置于使用者的一手上而进行心电信号测量时，让该使用者可藉由另一手对该第一以及该第二电极的其中之一按压施力而使该第一以及该第二电极同时接触使用者不同部分的皮肤。

5.根据权利要求4所述的心血管监测装置，其中，该第一电极、及/或该第二电极还进一步连接至一压力检测元件或一开关元件，以检测施加于电极上的力的大小。

6.根据权利要求4所述的心血管监测装置，其中，该第一电极、及/或该第二电极位于该壳体、及/或该绑带的可接触表面上。

7.根据权利要求4所述的心血管监测装置，其该心血管监测装置还包括一受力结构，该受力结构延伸自该壳体、或该绑带，且该受力结构具有该第一电极以及该第二电极，该第一电极以及该第二电极位于该受力结构相对的可接触表面上，以在接受使用者施力时，同时达成电极接触。

8.一种心血管监测装置，包括：

一充气式绑带，用以环绕于使用者的肢体；

至少一第一以及一第二心电电极；

一壳体；

一控制电路，被包含在该壳体之中，且被构造为：通过控制该绑带中的压力而执行一血压测量，以及通过电极而执行一心电信号测量；以及

一显示设备，用以显示相关血压测量、及/或心电信号测量的信息，

其中，该第一电极位于该绑带、或该壳体上；以及

该心血管监测装置还包括一弹性结构，与该绑带或该壳体整合在一起，以与其上的该第一电极相结合，进而在该心血管监测装置被设置于用户身上时，通过本身弹性直接对该第一电极施力，进而确保该第一电极以及使用者皮肤之间的稳定接触。

9.根据权利要求8所述的心血管监测装置，其中，该第一电极设置于该绑带上，以及该弹性结构为与该绑带整合在一起且位于该第一电极附近的一夹子、或一松紧带。

10.根据权利要求8所述的心血管监测装置，其中，该第一电极设置于该壳体上，以及该弹性结构与该壳体整合在一起且位于该第一电极附近。

11.根据权利要求8所述的心血管监测装置，其中，该弹性结构实施为与该第一电极整合在一起。

12.根据权利要求8所述的心血管监测装置，其中，当该第一以及该第二电极的至少其中之一设置在该绑带上时，在该绑带中的压力固定的情形下进行该心电信号的测量。