CN116725494A - 人体实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明主要揭示一种人体实时监测装置，可用于对监测人体身体状况及/或生理参数，例如婴儿的身体。该人体实时监测装置包括传感器模块与数据处理模块，其中该传感器模块与婴儿的身体接触，从而自人体收集体温信号、第一声音信号与惯性信号。另一方面，该数据处理模块耦接该传感器模块，且自人体和环境收集第二声音信号，接着分析该第一声音信号、该惯性信号与该第二声音信号，从而判断所述人体是否有身体状况，且确定所述身体状况为排泄、发出异常肠鸣、气道阻塞、进入深度睡眠、进入浅度睡眠、进入矛盾睡眠之中的任一种。此外，透过分析该第一声音信号、该惯性信号与该第二声音信号，该数据处理模块还可估测人体的呼吸速率和心率等生理参数。

Description

人体实时监测装置

技术领域

本发明为人体身体状况及/或生理参数监测的有关技术领域，尤指一种人体实时监测装置。

背景技术

已知，已有多种婴儿监测系统被提出，举例而言，美国专利号US9,402,596B1公开了一种肠鸣音分析系统、美国专利号US8,094,013B1号公开了一种婴儿监测系统、美国专利号US8,461,996B2号公开了一种婴儿监测系统、且美国专利号US 2005/0195085A1号公开了一种尿布湿度、运动、温度、声音的无线监测系统。

实务经验显示，美国专利号US9,402,596B1所公开的肠鸣音分析系统只能够监测婴儿的腹腔活动(即，肠子活动)，并无法同步监测婴儿的身体及/或其它生理参数(如Heartrate(HR)、respiratory rate(RR))。另一方面，美国专利号US8,094,013B1所公开的婴儿监测系统只能够监测婴儿的呼吸频率和身体方向，无法监测婴儿的身体活动(如排泄(excretion))。再者，美国专利号US8,461,996B2所公开的婴儿监测系统只能够用于测量婴儿身体的运动，以监测呼吸、心跳、体温等。然而，习知的婴儿监测器仍然不能监测或确定婴儿的至少一种身体活动(例如，排泄)。

由前述说明可知，虽然已有多种婴儿监测系统被提出，然而各所述婴儿监测系统皆各自具有缺陷以待改进。有鉴于此，本发明创作人极力加以研究创作，而终于研发完成本发明一种人体实时监测装置。

发明内容

本发明主要目的提供一种人体实时监测装置，可用于对监测人体身体状况及/或生理参数，例如婴儿的身体。本发明人体实时监测装置包括一传感器模块与一数据处理模块，其中，该传感器模块与一婴儿的身体接触，从而自该婴儿的身体收集一体温信号、一第一声音信号与一惯性信号。另一方面，该数据处理模块耦接该传感器模块，且自该婴儿的身体及环境收集一第二声音信号，接着分析该第一声音信号、该惯性信号与该第二声音信号，从而判断该婴儿是否有一身体状况，且确定所述身体状况为排泄、异常心率、异常呼吸率、发出异常肠鸣、气道阻塞、进入深度睡眠、进入浅度睡眠、进入矛盾睡眠之中的任一种。此外，透过分析该第一声音信号、该惯性信号与该第二声音信号，该数据处理模块还可估测该婴儿的呼吸速率和心率等生理参数。

为达成上述目的，本发明提出所述人体实时监测装置的一实施例，其包括：

一传感器模块，包括一第一主体以及设置在该第一主体之上的一第一电路组件，其中该第一电路组件包括：一第一麦克风、一温度传感器与一惯性传感器；以及

一数据处理模块，包括一第二主体以及设置在该第二主体之上的一第二电路组件，其中该第二电路组件电性连接该第一电路组件，且包括：一第二麦克风、一微处理器、一内存、与一无线传输接口；

其中，该第一主体贴附至一人体，且该内存内储存有利用一程序语言编辑成的一应用程序，使该微处理器透过存取该内存以执行所述应用程序，从而启用以下功能：

控制该温度传感器感测该人体的体温，接着送出一体温信号；

控制该第一麦克风收集从该人体发出的声音，接着送出一第一声音信号；

控制该惯性传感器感测该人体的身体动作，接着送出一惯性信号；

控制该第二麦克风收集从该人体发出的声音以及环境的声音，接着送出一第二声音信号；

比对该第一声音信号与该第二声音信号及该惯性信号，从而判断该人体是否有一身体状况；以及

分析该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号，从而确定所述身体状况的种类，其中所述身体状况为选自于由排泄、异常心率、异常呼吸率、发出异常肠鸣、气道阻塞、进入深度睡眠、进入浅度睡眠、进入矛盾睡眠所组成群组之中的任一者。

在一实施例中，该应用程序包含多个子程序，且该多个子程序包括：

一温度传感器控制程序，含有用于配置该微处理器控制该温度传感器感测该人体的体温指令；

一麦克风控制程序，含有用于配置该微处理器控制该第一麦克风收集从该人体发出的声音以及控制该第二麦克风收集从该人体发出的声音以及环境的声音指令；

一惯性传感器控制程序，含有用于配置该微处理器控制该惯性传感器感测该人体的身体动作指令；

一信号处理程序，含有用于配置该微处理器对该体温信号、该第一声音信号、该第二声音信号及/或该惯性信号执行一信号处理指令；

一信号同步程序，含有指令以配置该微处理器依据时戳(timestamp)对该体温信号、该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号进行一信号同步处理；以及

一身体状况解析程序，含有指令以配置该微处理器进一步地对经过所述信号同步处理的该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号进行分析比对，从而确定所述身体状况。

在可行的实施例中，该多个子程序进一步包括：

一生理参数估测程序，含有指令以配置该微处理器分析该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号，从而估测该人体的一生理参数，且含有指令以配置该微处理器依据该体温信号从而估测该人体的一体温；

其中，所述生理参数包含选自于由发出呼吸速率和心率所组成群组之中的至少一者。

在可行的实施例中，该多个子程序进一步包括：

一贴附状态分析程序，含有指令以配置该微处理器14P依据呼吸变化、该人体的体温、该第一声音信号的第一频段与第二频段判断该第一主体是否已稳定贴附至该人体。

在可行的实施例中，该多个子程序进一步包括：

一警示程序，含有指令以配置该微处理器在所述身体状况及/或所述生理参数不正常的情况下透过该无线传输接口发送一警示信号至一电子装置。

在一实施例中，该电子装置为选自于由信号收发装置、平板计算机、远程监测系统的服务器、笔记本电脑、桌面计算机、一体式(All-in-one)计算机、智能型手机、智能型手表、和智能型眼镜所组成群组之中的任一者。

在一实施例中，该内存为选自于由内嵌式闪存、闪存芯片、磁盘式硬盘、固态硬盘、和随身碟所组成群组之中的一者。

在一实施例中，该微处理器内部整合有一模拟数字转换器，且该模拟数字转换器直接将该第一声音信号数字化，依一第一采样率接收该第二声音信号并将其数字化，且依一第二采样率接收该惯性信号并将其数字化。

在一实施例中，该第一采样率不大于4KHz，且该第二采样率不大于120Hz。

在一实施例中，该第一主体具有用以容纳该第一电路组件的一第一容置空间，且一第一盖件结合至该第一容置空间的一第一开口，从而遮盖该第一电路组件。

在一实施例中，该第一容置空间的底部开设有一开孔，使得该第一麦克风透过该开孔而露出该第一主体。

在一实施例中，该第一主体以其一接触表面贴附至该人体，该接触表面之上设有一圆形凹槽，该圆形凹槽的径长介于4.5mm至20mm之间，且该圆形凹槽具有一深度，使得该径长与该深度之间的一比值不大于6。

在一实施例中，该深度的一最小值为1.5mm。

在一实施例中，该第二主体具有用以容纳该第二电路组件的一第二容置空间，且一第二盖件结合至该第二容置空间的一第二开口，从而遮盖该第二电路组件。

在一实施例中，一中间体连接于该第二主体与该第一主体之间，该中间体之内埋设有一电连接件，且该电连接件耦接该第二电路组件与该第一电路组件。

在一实施例中，包括一平台与多个支撑脚的一乘载单元设置于该第二容置空间之内，使得该平台的顶面面对该第二容置空间的底部，且该第二电路组件位于该多个支撑脚和该平台的底面之间。

在一实施例中，该数据处理模块更包括：

一无线充电单元，设置在该平台的顶面上，且耦接该第二电路组件；以及

一电池，整合在该第二电路组件之中。

在一应用例中，可利用一扣具与该第二主体、该中间体和该第一主体相互结合，接着将该扣具扣在该人体上的一物件，使该第一主体以其所述接触表面贴附至该人体。并且，在该第一主体以其所述接触表面接触该人体的情况下，可进一步利用一固定件将该第二主体固定和该物件之上。

在另一应用例中，可利用一固定件将所述人体实时监测装置固定在该人体上，使该第一主体以其所述接触表面贴附至该人体。

附图说明

图1A为本发明一种人体实时监测装置的第一立体图；

图1B为本发明人体实时监测装置的第二立体图；

图2为本发明人体实时监测装置的第一应用例图；

图3A为本发明人体实时监测装置的第三立体图；

图3B为本发明人体实时监测装置的第四立体图；

图3C为本发明人体实时监测装置的第五立体图；

图3D为本发明人体实时监测装置的第六立体图；

图4A为本发明人体实时监测装置的第七立体图；

图4B为本发明人体实时监测装置的第八立体图；

图5A为本发明人体实时监测装置的第一立体分解图；

图5B为本发明人体实时监测装置的第二立体分解图；

图6为图5A和图5B所示的第一麦克风、温度传感器、惯性传感器、微处理器、第二麦克风、内存、与无线传输接口的方块图；

图7为惯性信号、体温信号、与第一声音信号的实际量测数据曲线图；

图8为包含气道堵塞特征的第一声音信号的FFT频谱图；

图9为包含第一声音信号、第一声音信号的FFT频谱、第二声音信号、第二声音信号的FFT频谱、和惯性信号的实际量测数据曲线图；

图10为包含第一声音信号、第一声音信号的FFT频谱、第二声音信号、第二声音信号的FFT频谱、和惯性信号的实际量测数据曲线图；以及

图11为包含心率信号、呼吸率信号和身体静止信号的数据曲线图。

附图标记说明：

1:人体实时监测装置

1S:传感器模块

1P:数据处理模块

1B:中间体

1K:扣具

11:第一主体

11A1:第一容置空间

111R:圆形凹槽

111O:开孔

11C1:第一盖件

120:第一电路板

12M:第一麦克风

12T:温度传感器

12I:惯性传感器

13:第二主体

13A2:第二容置空间

13C2:第二盖件

140:第二电路板

14M:第二麦克风

14P:微处理器

14S:内存

14S1:温度传感器控制程序

14S2:麦克风控制程序

14S3:惯性传感器控制程序

14S4:信号处理程序

14S5:信号同步程序

14S6:身体状况解析程序

14S7:生理参数估测程序

14S8:贴附状态分析程序

14S9:警示程序

14B:电池

14W:无线传输接口

14F:乘载单元

14F1:平台

14F2:支撑脚

1P1:无线充电单元

1PT:贴附件

2:婴儿

21:尿布

3:电子装置

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明所提出一种人体实时监测装置，以下将配合图式，详尽说明本发明较佳实施例。

请参阅图1A、图1B，分别为本发明一种人体实时监测装置的第一、第二立体图。如图1A与图1B所示，本发明人体实时监测装置1可用于对监测人体身体状况及/或生理参数，例如婴儿的身体。依据本发明设计，该人体实时监测装置1包括：一传感器模块1S、一数据处理模块1P以及形成于该传感器模块1S与该数据处理模块1P之间的一中间体1B。进一步地，图2为本发明人体实时监测装置的第一应用例图。如图1A、图1B和图2所示，使用本发明人体实时监测装置1时，可弯折该中间体1B而使其具有一第一曲率(curvature)。

进一步地，图3A、3B、3C为本发明人体实时监测装置的第三、第四、第五立体图。在可行的实施例中，可利用一扣具1K与本发明人体实时监测装置1相互结合，接着再将该扣具1K扣合人体上的一物件(如衣物)。举例而言，如图3C所示，利用该扣具1K与该人体实时监测装置1相互结合，接着再将该扣具1K扣合至一婴儿2的尿布21，使本发明人体实时监测装置1藉由其具有第一曲率的该中间体1B以及该扣具1K而吊挂(hang on)在该尿布21的顶部口缘。进一步地，图3D为本发明人体实时监测装置的第六立体图。如图3D所示，在本发明人体实时监测装置1藉由其中间体1B以及该扣具1K而吊挂在该尿布21的顶部口缘的情况下，可进一步利用一第一固定件1PT将该人体实时监测装置1固定在该尿布21之上。

图4A、4B为本发明人体实时监测装置的第七、第八立体图。如图4A与图4B所示，在其它可行实施例中，亦可不使用该扣具1K，而是直接将本发明人体实时监测装置1展开以使该中间体1B而使其具有一第二曲率。应可理解，该第二曲率小于该第一曲率。依此设置，便可以接着利用一第二固定件(未图示)将所述人体实时监测装置1固定在该人体上，使该数据处理模块1P贴附至该人体。

图5A和图5B分别为本发明人体实时监测装置的第一、第二立体分解图。如图5A与图5B所示，该传感器模块1S包括硅胶材质的一第一主体11以及容纳在该第一主体11的一第一容置空间11A1之中的一第一电路组件(circuit assembly)，其中，该第一电路组件包括一第一电路板120以及设置在该第一电路板120之上的一第一麦克风12M、一温度传感器12T与一惯性传感器(inertial measurement unit,IMU)12I。另一方面，该数据处理模块1P包括硅胶材质的一第二主体13以及容纳在该第二主体13的一第二容置空间13A2之中的一第二电路组件，其中，该第二电路组件包括：一第二电路板140以及设置在该第二电路板140之上的一第二麦克风14M、一微处理器14P、一内存14S、一电池14B、与一无线传输接口14W。

如图5A与图5B所示，一第一盖件11C1结合至该第一容置空间11A1的一第一开口从而遮盖该第一电路组件，且一第二盖件13C2结合至该第二容置空间13A2的一第二开口，从而遮盖该第二电路组件。更详细地说明，该第一容置空间11A1的底部开设有一开孔111O，使得该第一麦克风12M透过该开孔111O而露出该第一主体11。并且，该开孔111O内还设有一透气疏水膜(hydrophobic acoustic mesh)，以阻挡外界水气进入该开孔111O。另一方面，该第二主体13具有用以容纳该第二电路组件的一第二容置空间13A2，且一第二盖件13C2结合至该第二容置空间13A2的一第二开口，从而遮盖该第二电路组件。依据本发明设计，该中间体1B连接于该第二主体13与该第一主体11之间，该中间体1B之内埋设有一电连接件，且该电连接件耦接该第二电路组件与该第一电路组件。

依据本发明设计，该第一主体11的该接触表面之上设有一圆形凹槽111R，该圆形凹槽111R的径长(diameter)介于4.5mm至20mm之间，且该圆形凹槽111R具有一深度，使得该径长与该深度之间的一比值不大于6。此外，该第一主体11的制造材料可以是液态硅橡胶(Liquid Silicone Rubber,LSR)、硅胶(silicon rubber)、硅酮胶(silicone)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)、聚胺酯(Polyurethane,PU)、或聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)，且其具有范围介于A20至A50的邵氏硬度。依此设计，当该第一主体11以其接触表面贴附至该人体之时，该第一主体11的接触表面透过该圆形凹槽111R而稳定贴附人体的皮肤(例如：婴儿2的腹部的皮肤)，同时该圆形凹槽111R的口缘与人体的皮肤之间具有良好的气密性。因此，当该第一主体11以其接触表面贴附至该人体之时，该第一主体11的该接触表面和该人体的一声源部位(如：腹腔)之间具有良好的声学耦和(Acoustic coupling)。值得说明的是，对于产生在人体内的声音(如：心、肺、呼吸道、肠、排泄)而言，人体本身即为一个低频共振腔，可以将25Hz以下的(极)低频声音的强度予以放大。并且，由于该第一主体11和该人体的声源部位(如：腹腔)之间具有良好的声学耦和(Acoustic coupling)，因此，当人体内发出声音时，该声音经由声学耦和被传送至该圆形凹槽111R，从而由该第一麦克风12M所收集。

在特定的实施例中，该深度的最小值为1.5mm。此外，当该第一主体11以其一接触表面贴附至该人体之时，该圆形凹槽111R可以防止人体的皮肤(例如：婴儿2的腹部的皮肤)塞住该开孔111O。更详细地说明，包括一平台14F1与多个支撑脚14F2的一乘载单元14F设置于该第二容置空间13A2之内，使得该平台14F1的顶面面对该第二容置空间13A2的底部，且该第二电路组件位于该多个支撑脚14F2和该平台14F1的底面之间。并且，一无线充电单元1P1设置在该平台14F1的顶面上，且耦接该第二电路组件。依此设计，当本发明人体实时监测装置1被放置到一专属的信号收发装置之上时，该第二主体13的以其外表面接触该信号收发装置的顶部表面。此时，该信号收发装置内的无线充电模块透过该无线充电单元1P1对该电池14B充电。

如图1A、图1B、图2、图5A与图5B所示，正常工作时，该传感器模块1S自该婴儿2的身体收集一体温信号、一第一声音信号与一惯性信号。同时，该数据处理模块1P自该婴儿2的身体及环境收集一第二声音信号，且自该传感器模块1S接收该体温信号、该第一声音信号与该惯性信号，接着分析该第一声音信号、该惯性信号与该第二声音信号，从而判断该婴儿是否有一身体状况，例如：排泄(excretion)、异常心率、异常呼吸率、发出异常肠鸣(emission of abnormal bowel sounds)、气道阻塞(airway obstruction)、进入深度睡眠(going into a deep sleep)、进入浅度睡眠(going into a light sleep)、或进入矛盾睡眠(going into a paradoxical sleep)。应知道的是，矛盾睡眠亦称为快速动眼期(rapid-eye-movement,REM)睡眠。此外，透过分析该第一声音信号、该惯性信号与该第二声音信号，该数据处理模块1P还可估测该婴儿2的呼吸速率和心率等生理参数。当然，该数据处理模块1P可以依据该体温信号从而估测该婴儿2的一体温。

依据本发明设计，当所述身体状况、所述生理参数及/或所述体温不正常的情况下，该数据处理模块1P透过该无线传输接口14W发送一警示信号至一电子装置3。在一可行实施例中，该电子装置3可以是一信号收发装置，透过该信号收发装置还可以将相关监测数据上传至云端及/或父母亲的电子产品，如：平板计算机、笔记本电脑、桌面计算机、一体式(All-in-one)计算机、智能型手机、智能型手表、或智能型眼镜。值得说明的是，若本发明人体实时监测装置1的应用环境在医院、月子中心或托婴中心，则该电子装置3可以前述机构的远程监测系统的服务器，亦可以是婴儿照护人员随身携带的电子产品，例如：平板计算机、笔记本电脑、智能型手机、智能型手表、或智能型眼镜。

图6为图5A和图5B所示第一麦克风12M、温度传感器12T、惯性传感器12I、微处理器14P、第二麦克风14M、内存14S、与无线传输接口14W的方块图。在一实施例中，该内存14S内储存有利用一程序语言编辑成的一应用程序，使该微处理器14P透过存取该内存14S以执行所述应用程序，从而启用多个功能以实现该婴儿2的身体状况、生理参数以及体温监测。如图6所示，该应用程序包含多个子程序，且该多个子程序包括：一温度传感器控制程序14S1、一麦克风控制程序14S2、一惯性传感器控制程序14S3、一信号处理程序14S4、一信号同步程序14S5、一身体状况解析程序14S6、一生理参数估测程序14S7、一贴附状态分析程序14S8、以及一警示程序14S9。值得说明的是，在可行的实施例中，该内存14S整合在该微处理器14P之中，从而成为一内嵌式闪存(embedded flash(eFlash)memory)。当然，在其它可行的实施例中，该内存14S亦可为闪存芯片(flash memory chip)、磁盘式硬盘(hard drive,HD)、固态硬盘(solid state drive,SSD)、或随身碟(USB flash drive。

依据本发明设计，该温度传感器控制程序14S1含有用于配置(for configuring)该微处理器14P控制该温度传感器12T对该婴儿2进行一体温采集操作指令(instructions)，且麦克风控制程序14S2含有用于配置该微处理器14P控制该第一麦克风12M收集从该人体发出的声音以及控制该第二麦克风14M收集从该人体发出的声音以及环境的声音指令。并且，该惯性传感器控制程序14S3含有用于配置该微处理器14P控制该惯性传感器12I感测该婴儿2的身体动作指令，且该信号处理程序14S4含有用于配置该微处理器14P对该体温信号、该第一声音信号、该第二声音信号及/或该惯性信号执行一信号处理指令。另一方面，该信号同步程序14S5含有指令用以配置该微处理器14P依据时戳(timestamp)对该体温信号、该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号进行一信号同步处理。

如图6所示，该身体状况解析程序14S6含有指令以配置该微处理器14P进一步地对经过所述信号同步处理的该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号进行分析比对，从而确定该婴儿2身体状况。并且，该生理参数估测程序14S7含有指令以配置该微处理器14P分析该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号，从而估测(estimating)该婴儿2的一生理参数，且含有指令以配置该微处理器14P依据该体温信号从而估测人体(婴儿2)的体温。其中，所述生理参数包含发出呼吸速率(respiration rate,RR)及/或心率(heartrate,HR)。并且，该贴附状态分析程序14S8含有指令以配置该微处理器14P依据呼吸变化率、人体(婴儿2)的体温、该第一声音信号的第一频段与第二频段判断该第一主体11是否已稳定贴附至该婴儿2的身体。在可行的实施例中，当该微处理器14P完成贴附状态分析从而确认该传感器模块1S已经贴附人体之后，该微处理器14P控制该传感器模块1S执行人体实时监测。如此设置，不仅有助于本发明人体实时监测装置1收集正确的感测数据，同时也可以达到省电之效。再者，该警示程序14S9含有指令以配置该微处理器14P在所述身体状况及/或所述生理参数不正常的情况下透过该无线传输接口14W发送一警示信号至该电子装置3。

更详细地说明，正常工作时，该微处理器14P执行所述温度传感器控制程序14S1，从而控制该温度传感器12T感测该婴儿2的体温，接着送出一体温信号。同时，该微处理器14P执行所述麦克风控制程序14S2，从而控制该第一麦克风12M收集从该人体发出的声音并送出一第一声音信号，且控制该第二麦克风14M收集从该人体发出的声音以及环境的声音并送出一第二声音信号。并且，该微处理器14P还执行所述惯性传感器控制程序14S3，从而控制该惯性传感器12I感测该婴儿2的身体动作，接着送出一惯性信号。

图7显示惯性信号、体温信号、与第一声音信号的实际量测数据曲线图。执行贴附状态分析时，该微处理器14P可以首先分析所述惯性信号是否包含一段区间，其中该区间内的惯性信号可以用以表示婴儿2的呼吸变化(如图7所示)。换句话说，若所述惯性信号含有可以用以表示婴儿2的呼吸状态(呼吸变化)的一信号区间，表示该传感器模块1S的该第一主体11已经稳定贴附该婴儿2的身体。另一方面，通过分析所述体温信号亦可判断该第一主体11是否稳定贴附该婴儿2的身体。更详细地说明，在该第一主体11被贴附至该婴儿2的身体的瞬间，如图7所示，该体温信号会出现明显变化。当然，在该第一主体11和该婴儿2的身体突然失去良好接触时，该体温信号同样会出现明显变化。特别地，通过分析第一声音信号亦可判断该第一主体11是否稳定贴附该婴儿2的身体。实际的量测数据显示，稳定贴附时，该第一声音信号之中的25Hz以下的声音(即，图7中的p_25数据(第一频段)以及40～60Hz的声音(即，图7中的p_40_60数据(第二频段))的强度皆会陡升。

补充说明的是，在接收所述第一声音信号、所述第二声音信号、所述体温信号、和所述惯性信号的时候，该微处理器14P会启用整合在其内部的一模拟数字转换器。特别地，该模拟数字转换器直接将该第一声音信号数字化，依一第一采样率接收该第二声音信号并将其数字化，且依一第二采样率接收该惯性信号并将其数字化。在一实施例中，该第一采样率不大于4KHz(即，≦4KHz)，且该第二采样率不大于120Hz(即，≦120Hz)。之后，该微处理器14P可以执行所述信号处理程序14S4(如图6所示)，从而对该第一声音信号、该第二声音信号、该体温信号、及/或该惯性信号行一信号处理。应可理解，快速傅立叶变换(FastFourier Transform,FFT)为惯用的一种信号处理方法。因此，图8显示包含气道堵塞特征的第一声音信号的FFT频谱图。经过FFT处理之后，可以在该第一声音信号的FFT频谱图上找出用以表示气道堵塞(airway obstruction)特征(如灰阶虚线方框所标示)。

图9显示包含第一声音信号、第一声音信号的FFT频谱、第二声音信号、第二声音信号的FFT频谱、和惯性信号的实际量测数据曲线图。如图9所示，通过比对第一声音信号和第二声音信号惯性信号以即可以判断第一麦克风12M所收集到的声音变化是来自于婴儿2的身体或者环境。在确定声音变化是来自于婴儿2的身体之后，可以自所述惯性信号(包含陀螺仪信号和加速规信号)、所述第一声音信号和所述第二声音信号之中同时找出用以表示婴儿2发出异常肠鸣有关特征(如灰阶方框所标示)。

图10显示包含第一声音信号、第一声音信号的FFT频谱、第二声音信号、第二声音信号的FFT频谱、和惯性信号的实际量测数据曲线图。如图10所示，通过比对第一声音信号和第二声音信号可以判断第一麦克风12M所收集到的声音变化是来自于婴儿2的身体或者环境。在确定声音变化是来自于婴儿2的身体之后，可以自所述惯性信号(包含陀螺仪信号和加速规信号)、所述第一声音信号和所述第二声音信号之中同时找出用以表示婴儿2的排泄(excretion)有关特征(如灰阶方框所标示)。

图11显示包含心率信号、呼吸率信号和身体静止信号的数据曲线图。如图11所示，通过对所述惯性信号进行对应的信号处理之后，可以将其转换成如图11所示心率信号和呼吸率信号。进一步地，可以自所述心率信号和所述呼吸率信号之中同时找出用以表示婴儿2的有关进入深度睡眠(going into a deep sleep)、进入浅度睡眠(going into a lightsleep)、和进入矛盾睡眠(going into a paradoxical sleep)身体状况的有关特征。同时，依据图11的心率信号和呼吸率信号，该微处理器14P可以估测该婴儿2的心率(heart rate,HR)和呼吸速率(respiration rate,RR)。

如此，上述已完整且清楚地说明本发明一种人体实时监测装置。然而，必须加以强调的是，上述详细说明针对本发明可行实施例具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为之等效实施或变更，均应包含于本案专利范围中。

Claims (20)

1.一种人体实时监测装置，其特征在于，包括：

一传感器模块，包括一第一主体以及设置在该第一主体之上的一第一电路组件，其中该第一电路组件包括：一第一麦克风、一温度传感器与一惯性传感器；以及

一数据处理模块，包括一第二主体以及设置在该第二主体之上的一第二电路组件，其中该第二电路组件电性连接该第一电路组件，且包括：一第二麦克风、一微处理器、一内存、与一无线传输接口；

其中，该第一主体用于以其一接触表面贴附至一人体，且该内存内储存有利用一程序语言编辑成的一应用程序，使该微处理器透过存取该内存以执行所述应用程序，从而启用以下功能：

控制该温度传感器感测该人体的体温，接着送出一体温信号；

控制该第一麦克风收集从该人体发出的声音，接着送出一第一声音信号；

控制该惯性传感器感测该人体的身体动作，接着送出一惯性信号；

控制该第二麦克风收集从该人体发出的声音以及环境的声音，接着送出一第二声音信号；

比对该第一声音信号与该第二声音信号及该惯性信号，从而判断该人体是否有一身体状况；以及

分析该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号，从而确定所述身体状况，其中所述身体状况为选自于由排泄、异常心率、异常呼吸率、发出异常肠鸣、气道阻塞、进入深度睡眠、进入浅度睡眠、进入矛盾睡眠所组成群组之中的任一者。

2.根据权利要求1所述的人体实时监测装置，其特征在于，该应用程序包含多个子程序，且该多个子程序包括：

一温度传感器控制程序，含有用于配置该微处理器控制该温度传感器感测该人体的体温指令；

一麦克风控制程序，含有用于配置该微处理器控制该第一麦克风收集从该人体发出的声音以及控制该第二麦克风收集从该人体发出的声音以及环境的声音指令；

一惯性传感器控制程序，含有用于配置该微处理器控制该惯性传感器感测该人体的身体动作指令；

一信号处理程序，含有用于配置该微处理器对该体温信号、该第一声音信号、该第二声音信号及/或该惯性信号执行一信号处理指令；

一信号同步程序，含有指令以配置该微处理器依据时戳(timestamp)对该体温信号、该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号进行一信号同步处理；以及

一身体状况解析程序，含有指令以配置该微处理器进一步地对经过所述信号同步处理的该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号进行分析比对，从而确定所述身体状况。

3.根据权利要求2所述的人体实时监测装置，其特征在于，该多个子程序进一步包括：

一生理参数估测程序，含有指令以配置该微处理器分析该第一声音信号、该第二声音信号与该惯性信号，从而估测该人体的一生理参数，且含有指令以配置该微处理器依据该体温信号从而估测该人体的体温；

其中，所述生理参数包含选自于由发出呼吸速率和心率所组成群组之中的至少一者。

4.根据权利要求3所述的人体实时监测装置，其特征在于，该多个子程序进一步包括：

一贴附状态分析程序，含有指令以配置该微处理器依据呼吸变化、该人体的体温、该第一声音信号的第一频段与第二频段判断该第一主体是否已稳定贴附至该人体。

5.根据权利要求4所述的人体实时监测装置，其特征在于，该多个子程序进一步包括：

一警示程序，含有指令以配置该微处理器在所述身体状况及/或所述生理参数不正常的情况下透过该无线传输接口发送一警示信号至一电子装置。

6.根据权利要求5所述的人体实时监测装置，其特征在于，该电子装置为选自于由信号收发装置、平板计算机、远程监测系统的服务器、笔记本电脑、桌面计算机、一体式(All-in-one)计算机、智能型手机、智能型手表、和智能型眼镜所组成群组之中的任一者。

7.根据权利要求5所述的人体实时监测装置，其特征在于，该内存为选自于由内嵌式闪存、闪存芯片、磁盘式硬盘、固态硬盘、和随身碟所组成群组之中的一者。

8.根据权利要求5所述的人体实时监测装置，其特征在于，该微处理器内部整合有一模拟数字转换器，且该模拟数字转换器直接将该第一声音信号数字化，依一第一采样率接收该第二声音信号并将其数字化，且依一第二采样率接收该惯性信号并将其数字化。

9.根据权利要求8所述的人体实时监测装置，其特征在于，该第一采样率不大于4KHz，且该第二采样率不大于120Hz。

10.根据权利要求1所述的人体实时监测装置，其特征在于，该第一主体具有用以容纳该第一电路组件的一第一容置空间，且一第一盖件结合至该第一容置空间的一第一开口，从而遮盖该第一电路组件。

11.根据权利要求10所述的人体实时监测装置，其特征在于，第一容置空间的底部开设有一开孔，使得该第一麦克风透过该开孔而露出该第一主体。

12.根据权利要求11所述的人体实时监测装置，其特征在于，该接触表面之上设有一圆形凹槽，该圆形凹槽的径长介于4.5mm至20mm之间，且该圆形凹槽具有一深度，使得该径长与该深度之间的一比值不大于6。

13.根据权利要求12所述的人体实时监测装置，其特征在于，该深度的一最小值为1.5mm。

14.根据权利要求12所述的人体实时监测装置，其特征在于，该第二主体具有用以容纳该第二电路组件的一第二容置空间，且一第二盖件结合至该第二容置空间的一第二开口，从而遮盖该第二电路组件。

15.根据权利要求14所述的人体实时监测装置，其特征在于，一中间体连接于该第二主体与该第一主体之间，该中间体之内埋设有一电连接件，且该电连接件耦接该第二电路组件与该第一电路组件。

16.根据权利要求15所述的人体实时监测装置，其特征在于，包括一平台与多个支撑脚的一乘载单元设置于该第二容置空间之内，使得该平台的顶面面对该第二容置空间的底部，且该第二电路组件位于该多个支撑脚和该平台的底面之间。

17.根据权利要求16所述的人体实时监测装置，其特征在于，该数据处理模块更包括：

一无线充电单元，设置在该平台的顶面上，且耦接该第二电路组件；以及

一电池，整合在该第二电路组件之中。

18.根据权利要求15所述的人体实时监测装置，其特征在于，利用一扣具与该第二主体、该中间体和该第一主体相互结合，接着将该扣具扣合在该人体上的一物件，使该第二主体以其所述接触表面贴附至该人体。

19.根据权利要求18所述的实时监测装置，其特征在于，在该第一主体以其所述接触表面接触该人体的情况下，可进一步利用一固定件将该第二主体固定和该物件之上。

20.根据权利要求15所述的人体实时监测装置，其特征在于，可利用一固定件将所述人体实时监测装置固定在该人体上，使该第一主体以其所述接触表面贴附至该人体。