CN109924953A - 电容式加速度计装置及其感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电容式加速度计装置及其感测方法。该电容式加速度计装置包括电容式加速度计模组、显示装置及信号线。电容式加速度计模组具有一个或多个电容式加速度计，用于以接触方式感测使用者的动脉加速度脉波。显示装置具有显示荧幕及扬声器，显示荧幕用于显示使用者的动脉加速度脉波，扬声器根据动脉加速度脉波的变化值发出声音信号。显示装置通过信号线电性连接电容式加速度计模组。显示装置自动侦测使用者的动脉加速度脉波并相对产生变化值，当变化值等于或超过预设值时，显示装置产生警示信号。

Description

电容式加速度计装置及其感测方法

技术领域

本发明涉及一种加速度计装置，尤指一种电容式加速度计装置及其感测方法。

背景技术

由于时代的进步，便利的感测装置可以部份地替代大型医疗设备，例如以智能手环感测心跳。近年来，多功能型感测装置更为人们所喜爱，智能手表可用于播放音乐及感测心跳。然而，一般的感测装置并无比较正常值与异常值的功能，缺乏应用性。

发明内容

本发明实施例属于一种电容式加速度计装置，用于感测使用者的动脉加速度脉波。电容式加速度计装置包括电容式加速度计模组、显示装置及信号线。电容式加速度计模组具有一个或多个电容式加速度计，各电容式加速度计用于以接触方式感测使用者的动脉加速度脉波。显示装置具有显示荧幕及扬声器，显示荧幕用于显示使用者的动脉加速度脉波，扬声器根据动脉加速度的变化值发出声音信号，显示装置通过连接件连接固定支架，固定支架具有扣合部用于将显示装置扣合在该使用者的手腕，显示装置可以应用于智能手环、智能手机、桌上型电脑、手提电脑、专用显示器或平板电脑。显示装置自动侦测使用者的动脉加速度脉波并相对产生变化值，当变化值等于或超过预设值时，显示装置产生警示信号。

本发明实施例属于一种感测方法，适用于电容式加速度计装置，用于感测使用者的动脉加速度脉波。侦测方法包括：由电容式加速度计模组的一个或多个电容式加速度计以接触方式感测使用者的动脉加速度脉波；由显示装置的显示荧幕显示使用者的动脉加速度脉波；以及由显示装置的扬声器根据动脉加速度脉波的变化值发出声音，显示装置通过连接件连接固定支架，固定支架具有扣合部用于将显示装置扣合在使用者的手腕，显示装置可以应用于智能手环、智能手机、桌上型电脑、手提电脑、专用显示器或平板电脑。显示装置自动侦测使用者的动脉加速度脉波并相对产生变化值，当变化值等于或超过预设值时，显示装置产生警示信号。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明实施例的电容式加速度计装置的方框图；

图2为本发明另一实施例的电容式加速度计装置的方框图。

图3A为本发明实施例的电容式加速度计模组的外观示意图；

图3B为本发明另一实施例的电容式加速度计模组的外观示意图；

图3C为本发明另一实施例的电容式加速度计模组的外观示意图(背面)；

图3D为本发明实施例的显示装置的外观示意图；

图4A为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐前)；

图4B为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐后1小时)；

图4C为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐后2小时)；

图4D为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐后3小时)；

图5为本发明实施例的感测方法的方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1所示，图1为本发明实施例的电容式加速度计装置的方框图。

电容式加速度计装置100包括电容式加速度计模组110及显示装置120。电容式加速度计装置100用于感测使用者的桡动脉、肱动脉、颈动脉、锁骨下动脉、足动脉或头动脉的动脉加速度脉波，本发明不以动脉的种类为限制。电容式加速度计装置100可以用于感测使用者。电容式加速度计模组110包括一个或多个电容式加速度计111。各电容式加速度计111用于以接触方式感测使用者的动脉加速度脉波。举例来说，电容式加速度计模组110可以感测使用者的颈动脉的动脉加速度脉波，电容式加速度计模组110也可以感测使用者的桡动脉的动脉加速度脉波。进一步来说，电容式加速度计111可以为电容式麦克风。电容式麦克风可以为驻极体电容式麦克风或微机电电容式麦克风。本发明电容式加速度计装置100所使用的驻极体电容式麦克风或微机电电容式麦克风可用于增加感测使用者的动脉加速度脉波的准确率及降低制造成本。电容式加速度计装置100可以应用于行动装置。

显示装置120具有显示荧幕121及扬声器123。显示荧幕121用于显示使用者的动脉加速度脉波。扬声器123根据动脉加速度脉波的变化值发出声音信号。显示装置120可以通过连接件连接固定支架(图未示)。固定支架具有扣合部用于将显示装置120扣合在使用者的手腕。进一步来说，显示装置120更包括信号线130、类比数位转换器(图未示)及中央控制器(图未示)。显示装置120通过信号线130电性连接电容式加速度计模组110。类比数位转换器连接于电容式加速度计模组110与中央控制器之间。类比数位转换器将电容式加速度计模组110的电容式加速度计111所感测的类比动脉加速度脉波信号转换为数位动脉加速度脉波信号并传送至中央控制器。中央控制器具有适当的硬体、软体及韧体可以根据侦测使用者用餐前及用餐后的动脉加速度脉波转换为心率、心率变异性、呼吸率、血压、疲劳指数等等。进一步来说，显示装置120更包括按钮，当使用者触压按钮时，显示荧幕121可以根据侦测使用者用餐前及用餐后的动脉加速度脉波相对显示基础脉搏数、心率、心率变异性、呼吸率、血压及疲劳指数。另外，电容式加速度计可以卡扣方式连接电容式加速度计模组110，增加更换电容式加速度计的灵活性，由于电容式加速度计以接触方式感测使用者的动脉加速度脉波，使用者的皮肤上可以具有些许的细菌，可替换式的电容式加速度计可以增加电容式加速度计装置100的清洁性。

显示装置120自动侦测使用者的动脉加速度脉波并相对产生变化值。当变化值等于或超过预设值时，显示装置120产生警示信号。举例来说，显示装置120可以包括通信装置(图未示)，当使用者的动脉加速度脉波的变化值等于或超过预设值时，由显示装置120的通信装置通过无线通信模式传送警示信号至远端电子装置，适用于病患居家照顾，通知远端的亲人或医护团队病人的健康状况可能出现异状。另外，电容式加速度计装置100也可以用于感测动物的动脉加速度脉波。其中显示装置120可以应用于智能手环、智能手机、桌上型电脑、手提电脑、专用显示器或平板电脑。

请参阅图2，图2为本发明另一实施例的电容式加速度计装置的方框图。

电容式加速度计装置200包括电容式加速度计模组110、显示装置120及信号线130。进一步来说，电容式加速度计模组110更包括一个或多个手指套管213。各手指套管213用于套设使用者的手指。

请参阅图3A，图3A为本发明实施例的电容式加速度计模组的外观示意图。

电容式加速度计模组310a具有手指套管313a、信号线330及电路板340。信号线330电性连接电路板340。手指套管313a用于套设使用者的中指。电容式加速度计(图未示)设置于手指套管313a的一侧，举例来说，电容式加速度计可以设置在手指套管313a与电路板340接触点的另一侧(电路板340的背面)。电容式加速度计通过手指套管313a接收的脉搏以侦测使用者的动脉加速度脉波。

请参阅图3B及图3C，图3B为本发明另一实施例的电容式加速度计模组的外观示意图。图3C为本发明另一实施例的电容式加速度计模组的外观示意图(背面)。

电容式加速度模组310b具有手指套管313a、手指套管313b、手指套管313c、信号线330及电路板340。手指套管313a、手指套管313b、手指套管313c分别用于套设使用者的中指、食指及无名指。各电容式加速度计361分别设置于手指套管313a、手指套管313b、手指套管313c的一侧并相隔指缝距离360，举例来说，电容式加速度计可以设置在手指套管313a、手指套管313b、手指套管313c与电路板340接触点的另一侧(电路板340的背面)。电容式加速度计通过手指套管313a、手指套管313b、手指套管313c接收的脉搏以侦测使用者的动脉加速度脉波。

请参阅图3D，图3D为本发明实施例的显示装置的外观示意图。

显示装置320具有显示荧幕321及扬声器323。显示荧幕321用于显示使用者的动脉加速度脉波。扬声器323根据动脉加速度脉波的变化值发出声音信号，举例来说，声音信号可以为3秒的急促短音。显示装置320通过连接件(图未示)连接固定支架350。固定支架350具有扣合部351用于将显示装置320扣合在使用者的手腕。

请同时参阅图4A-图4D。图4A为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐前)。图4B为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐后1小时)。图4C为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐后2小时)。图4D为本发明实施例的显示荧幕的示波器图(餐后3小时)。

在图4A的示波器图中，包括第一极值410a、第二极值420a、第三极值430a、第四极值440a、第五极值450a及第六极值460a。

在图4B的示波器图中，包括第一极值410b、第二极值420b、第三极值430b、第四极值440b、第五极值450b及第六极值460b。

在图4C的示波器图中，包括第一极值410c、第二极值420c、第三极值430c、第四极值440c、第五极值450c及第六极值460c。

在图4D的示波器图中，包括第一极值410d、第二极值420d、第三极值430d、第四极值440d、第五极值450d及第六极值460d。

相较于餐前与餐后1小时的示波器图。第二极值420b、第三极值430b、第四极值440b相较于第二极值420a、第三极值430a、第四极值440a，比显降低。第五极值450b相较于第五极值450a，明显升高。

相较于餐后2小时与餐后1小时的示波器图。第二极值420c、第三极值430c、第四极值440c相较于第二极值420b、第三极值430b、第四极值440b，明显升高。第五极值450c相较于第五极值450b，明显降低。

相较于餐后3小时与餐前的示波器图。第一极值410d、第二极值420d、第三极值430d、第四极值440d、第五极值450d及第六极值460d类似于第一极值410a、第二极值420a、第三极值430a、第四极值440a、第五极值450a及第六极值460a所代表的信号值。代表使用者的动脉加速度脉波已经于餐后3小时趋近于稳定状态。

在一实施例中，电容式麦克风用于收集空气中传递的声音波形，包括了主声音和全部环境杂讯。将电容式麦克风贴于皮肤动脉以感测动脉速度脉波，根据电容式加速度计基于电容极距变化的原理，当活动震膜受外力震动波改变固定电极间的间隙(d)，电容值变化C＝ε*S/d(ε＝介电常数，S＝电极板面积，d＝两电极板间隙)，电容值变化对应加速度的数值，电容式麦克风和电容式加速度计有相同的动作原理而成了振动电容式加速度计，转换得到抗环境声响干扰的加速度脉波。另外，电容式麦克风也可以应用于智能手机、智能手环、耳挂式侦测装置、耳机智能眼镜等等。当电容式加速度计应用于智能手机时，智能手机具有插孔，举例来说，插孔可以为耳机插孔、USB插孔、micro USB插孔、type-C插孔或充电插孔。电容式加速度计模组插接于智能手机的插孔，各电容式加速度计用于以接触方式通过智能手机的预置程式以感测并辨识使用者的动脉加速度脉波。另外，电容式加速度计模组可以预置于手机装置内，电容式加速度计模组也可以外接于手机装置。

在一实施例中，电容式麦克风用于感测动脉速度脉波并转换为加速度脉波，加速度脉波包括一基线与六个极值。六个极值相对基线的偏离用以反应血管生理状态。当餐后血糖升高时促使血液黏度增加和血液黏度系数上升，根据泊肃叶定律(Poiseuille'slaw)，血流阻力R＝(8ηΔχ)/(πr⁴)，(η＝血液黏度系数，Δχ＝血管单位长度，π＝圆周率，r＝血管半径)，血管中血液流动阻力与血液黏度系数成正比，促使血流速度下降。动脉加速度脉波的六个极值随血糖波动而变动。

请同时参阅图4A-图4D。首先，测量餐前空腹的脉波为使用者的基础加速度脉波或为餐前空腹基础血糖水平。接着，量测餐后1小时的脉波为餐后1小时加速度脉波或为餐后1小时血糖。接着，量测餐后2小时与餐后3小时量测得到个别的餐后2小时与餐后3小时加速度脉波。比对餐前、餐后1小时、餐后2小时与餐后3小时之加速度脉波的六个极值和基线的偏移和恢复。通常餐后3小时的加速度脉波的极值会恢复与餐前加速度脉波的极值相似为正常人的血糖波动。

在一实施例中，电容式加速度计装置可以用于感测使用者的血压。分析收缩期与舒张期波形极值偏移基线的差异。当血压飙高时，脉搏会上升超过20％，第二极值往上偏移且第三极值往下偏移。

在一实施例中，电容式加速度计装置可以用于感测使用者的血管年龄。第一极值代表心室收缩初期的起点。第二极值代表收缩期峰值。第三极值代表反射波切点，也可称为小动脉反射点。第四极值代表收缩末期反射波峰值。第五极值代表动脉切迹，心室收缩期结束。第六极值代表舒张期峰值，心室舒张初期上升波，为主动脉瓣膜关闭反射波。第一极值至下一第一极值的间隔为脉搏心率。第一极值至第五极值代表心室收缩期。第五极值至下一脉波的第一极值上升基线起始点代表心室舒张期。

请同时参阅图1及图5，图5为本发明实施例的感测方法的方法流程图。感测方法适用于电容式加速度计装置100，用于感测使用者的动脉加速度脉波。

在步骤S510中，电容式加速度计模组110的一个或多个电容式加速度计111以接触方式感测使用者的动脉加速度脉波。

在步骤S520中，由显示装置120的显示荧幕显示使用者的动脉加速度脉波。

在步骤S530中，由显示装置120的扬声器123根据动脉加速度脉波的变化值发出声音信号。显示装置120通过连接件连接固定支架，固定支架具有扣合部用于将显示装置120扣合在使用者的手腕。

在步骤S550中，显示装置120自动侦测使用者的动脉加速度脉波并相对产生变化值，当变化值等于或超过预设值时，显示装置120产生警示信号。

在一实施例中，显示装置120用于侦测使用者用餐前及用餐后的动脉加速度脉波，显示装置120并根据使用者用餐前及用餐后的动脉加速度脉波产生心率信号、血液黏度信号及血管年龄信号。

综上所述，本发明所提出一种电容式加速度计装置所使用的电容式麦克风可增加感测使用者的动脉加速度脉波的准确率及降低制作成本。电容式加速度计以卡扣方式连接电容式加速度计模组，增加更换电容式加速度计的灵活性以及使用清洁性。显示装置在一时间范围自动感测动脉加速度脉波超过预设值时发出警示信号，以实现远端医疗侦测的功能。

以上仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种电容式加速度计装置，其特征在于，用于感测一使用者的一动脉加速度脉波，该电容式加速度计装置包含：

一电容式加速度计模组，具有一个或多个电容式加速度计，各该电容式加速度计用于以接触方式感测该使用者的该动脉加速度脉波；以及

一显示装置，具有一显示荧幕及一扬声器，该显示荧幕用于显示该使用者的该动脉加速度脉波，该扬声器根据该动脉加速度脉波的一变化值发出一声音信号，该显示装置通过一连接件连接一固定支架，该固定支架具有一扣合部用于将该显示装置扣合在该使用者的手腕，其中该显示装置应用于智能手环、智能手机、桌上型电脑、手提电脑、专用显示器或平板电脑；

其中，该显示装置在自动侦测该使用者的该动脉加速度脉波并相对产生该变化值，当该变化值等于或超过一预设值时，该显示装置产生一警示信号。

2.根据权利要求1所述的电容式加速度计装置，其特征在于，该电容式加速度计为一电容式麦克风。

3.根据权利要求2所述的电容式加速度计装置，其特征在于，该电容式麦克风为一驻极体电容式麦克风或一微机电电容式麦克风。

4.根据权利要求1所述的电容式加速度计装置，其特征在于，该电容式加速度模组更包括一个或多个手指套管。

5.根据权利要求4所述的电容式加速度计装置，其特征在于，该电容式加速度模组具有一手指套管，该手指套管用于套设该使用者的中指，该电容式加速度计设置于该手指套管的一侧，该电容式加速度计通过该手指套管接收的脉搏以侦测该使用者的该动脉加速度脉波。

6.根据权利要求4所述的电容式加速度计装置，其特征在于，该电容式加速度模组具有多个手指套管，各该手指套管分別用于套设该使用者的食指、中指及无名指，各该电容式加速度计分別设置于各该手指套管的一侧并相隔一指缝距离，该电容式加速度计通过各该手指套管接收的脉搏以侦测该使用者的该动脉加速度脉波。

7.根据权利要求1所述的电容式加速度计装置，其特征在于，各该电容式加速度计以卡扣方式连接该电容式加速度计模组。

8.根据权利要求1所述的电容式加速度计装置，其特征在于，该显示装置用于侦测该使用者餐前及餐后的该动脉加速度脉波，该显示装置并根据该使用者餐前及餐后的该动脉加速度脉波产生的六个极值为一血液黏度信号及一血管年龄信号。

9.一种感测方法，其特征在于，适用于一电容式加速度计装置，用于感测一使用者的一动脉加速度脉波，该侦测方法包括：

由电容式加速度计模组的一个或多个电容式加速度计以接触方式感测该使用者的该动脉加速度脉波；

由一显示装置的一显示荧幕显示该使用者的该动脉加速度脉波；以及

由该显示装置的一扬声器根据该动脉加速度脉波的一变化值发出一声音信号，该显示装置通过一连接件连接一固定支架，该固定支架具有一扣合部用于将该显示装置扣合在该使用者的手腕；

其中，该显示装置自动侦测该使用者的该动脉加速度脉波并相对产生该变化值，当该变化值等于或超过一预设值时，该显示装置产生一警示信号。

10.根据权利要求9所述的感测方法，其特征在于，该显示装置用于侦测该使用者餐前及餐后的该动脉加速度脉波，该显示装置并根据该使用者餐前及餐后的该动脉加速度脉波产生的六个极值为一血液黏度信号及一血管年龄信号。

11.一种电容式加速度计装置，其特征在于，适用一智能手环，该电容式加速度计装置包括：

一电容式加速度计模组，具有一个或多个电容式加速度计，各该电容式加速度计用于以接触方式感测一使用者的桡动脉加速度脉波；以及

一显示装置，具有一显示荧幕及一扬声器，该显示荧幕用于显示该使用者的该动脉加速度脉波，该扬声器根据桡动脉加速度脉波的一变化值发出一声音信号；

其中，该电容式加速度计装置自动侦测该使用者的桡动脉加速度脉波并相对产生该变化值，当该变化值等于或超过一预设值时，该智能手环产生一警示信号。

12.一种电容式加速度计装置，其特征在于，适用一行动装置，具有一插孔，该电容式加速度计装置包括：

一电容式加速度计模组，具有一个或多个电容式加速度计，该电容式加速度计模组预置或外接于该行动装置的该插孔，各该电容式加速度计用于以接触方式通过该行动装置的预置程式以感测并辨识一使用者的该动脉加速度脉波，该行动装置具有处理动脉加速度脉波的预置程式。