CN2843337Y - 穿戴式生理信号测量及传输/接收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，包括一本体、一远程装置、以及一传输接口，该本体包括多个电极，用以接触一使用者的皮肤表面，进而取得来自该使用者的一第一生理信号，一前置电路，连接至所述电极，以接收该第一生理信号，一收发器，用于接收来自一第二生理信号测量装置的代表一第二生理信号的一第二数字信号，以及将后续的信号传输出该本体，一模拟/数字转换电路，连接至该前置电路，以将该第一生理信号转变成为一第一数字信号，一处理单元，连接至该模拟/数字转换电路以及该收发器，以接收该第一数字信号以及该第二数字信号，进而对两者进行所需的处理，以及一显示装置，连接至该处理单元，以显示相关于测量的信息。

Description

穿戴式生理信号测量及传输/接收系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量以及传输/接收生理信号的系统以及装置，尤其涉及可以同时整合两种以上的生理信号、并可进行生理信号的接收及/或传输的系统以及装置。

背景技术

对于罹患心血管疾病，尤其是心脏病的患者而言，若能随时记录、或监测心脏活动的情形，则不仅患者本身可以较为安心，对于医生在诊断方面也有不小的帮助，因为医生可以通过记录来判读两次就诊间的状况，以取代以往口头询问患者是否感到异常的不确定性，进而确实了解病情的发展。

而心电图检查是广泛应用于临床无创性的心脏检查方法之一，因为其具有定量、准确、简便、快捷、可靠及经济等优点，故在心脏病检查中具有重要的地位。

但是，一般所使用的心电测量仪器，会在体积上让使用者却步，因为对使用者而言，类似医院中所使用的心电测量仪器，不论在体积、价格或是方便性上，都让使用者在离开医院后随时记录或监测的想法不容易实现。

而且，也常常有不了解自己心血管方面问题的患者，曾感到胸痛及悸动，但却因为怕麻烦而忽略不予理会，等到真正危害健康时，才觉得为时已晚，悔不当初，再者，胸痛及悸动常为短暂的症状，有可能到医院就诊时，情况已稳定下来，而无法检查出异常，因此，若能利用方便取得、体积小巧、操作方便的测量仪器，则使用者在出现心跳异常时即可以轻易地自行进行检测，及早发现，并减少心血管疾病的危害。

因此，市面上出现了便携式的心电测量仪器，以期能解决上述的问题，如图1所示，其是利用两手与机器上电极的接触，形成两点间导通的电流，进而进行心电信号的检测，但在这看似很方便的测量中，却依然存在着缺点：

-首先，原则上，虽然通过两个有一定距离的电极即能测量出心电信号，但却也容易造成准确度的降低，而且，一般都建议使用3至4个电极，以确保其准确度。

-再者，虽然名之为可携式，但在使用上却依然有其不方便之处，因为使用者必须两手紧握位于机器两旁的电极，所以，在测量时的行动会受到限制，故称之为家庭式心电测量装置才较为恰当。

-并且，此为单一项心电信号的测量，若是使用者同时有多项生理信号的测量需要时，例如，在测量心电读值时尚需要同时测量脑波、或是肌电信号时，举例而言，需要测量脑波的患者，通常会伴随着心电信号的测量，则恐怕很难同时操作，这也会造成使用者在使用上的困难。

此外，在一般的观念中，例如，脑电波仪乃是医院级的使用工具，并非一般人所能随时或轻易使用，因此，不会奢望能自行在家中进行脑波的监测，也因此造成在此方面研发的延迟，可说是相当可惜。

因此，本实用新型提供一种同时整合不同生理信号但体积却依然小巧的装置，以让使用者能方便的测得一些重要的生理信号，也因此能对自身的健康及生理状况有及时的了解。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轻巧的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置，以方便使用者配戴于身上进行所需生理信号的测量。

本实用新型的另一目的在于提供一种能同时整合两种以上生理信号的穿戴式装置，以简化公知的复杂的生理信号的测量方式。

由此，本实用新型提供一种穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其包括一本体，一远程装置，以及一传输接口，其中，该本体包括多个电极，用以接触一使用者的皮肤表面，进而取得来自该使用者的一第一生理信号，一前置电路，连接至所述电极，以接收该第一生理信号，一收发器，用于接收来自一第二生理信号测量装置的代表一第二生理信号的一第二数字信号，以及将后续的信号传输出该本体，一模拟/数字转换电路，连接至该前置电路，以将该第一生理信号转变成为一第一数字信号，一处理单元，连接至该模拟/数字转换电路以及该收发器，以接收该第一数字信号以及该第二数字信号，进而对两者进行所需的处理，以及一显示装置，连接至该处理单元，以显示与测量相关的信息，至于该远程装置则是用以接收传输自该本体的所述数字信号，进而进行所需的处理，并且该传输接口是用以进行该本体与该远程装置之间、以及该本体与该第二生理信号测量装置之间的传输。

在上述的系统中，由于该第一生理信号已在经过该模拟/数字转换器之后完成数字化，以及该第二生理信号也已于传输至根据本实用新型的该本体之前即已完成数字化，因此，这些生理信号都不会因为后续的处理而产生信号衰减或失真的现象，再加上该远程装置也可以具有一收发器，因此，只需要通过相同的传输接口，即可以轻易地在本体以及远程装置之间进行传输，所以，根据本实用新型的此种方式对于整体生理信号的维持以及处理而言可以说是相当有利。

再者，较佳地是，该处理单元可以具有一运算及分析功能，以针对所述数字信号进行运算以及分析，从而得出有关所述生理信号所代表的生理现象的分析数据，不过，此运算及分析功能也可以通过该远程装置来加以执行，其并不受限于上述方式。

当根据本实用新型的该系统是用以检测一心电信号时，则该本体可以通过一手表的形式而加以实现，其中，该使用者可以利用手指接触在该手表上的多个接触点、并同时移动表体向下而使位于表体下方的电极固定接触使用者的皮肤表面，进而使得所述电极一起导通，完成该心电信号的检测，其中，所述接触点也可以是按压式接触点，使用者可利用按压的方式激活该心电信号的检测。

另外，在此情形下，该手表将可以更进一步地接收来自该第二测量装置的各种生理信号，例如，一脑波信号、一肌电信号、一血氧浓度、或是一呼吸频率等，至于该第二测量装置则是可以为任何能够通过该传输接口而与根据本实用新型的该本体进行传输交流的装置。

或者，当根据本实用新型的该系统是用以检测一心电信号时，该本体也可以设计为一颈挂式装置，并利用将可延伸出该本体的至少两个电极贴附于胸前心脏的两侧来进行心电信号的检测。

再者，当根据本实用新型的该系统是用以检测一脑电信号时，则该本体可以通过一头戴方式而穿戴于该使用者的头部之上，因此，该使用者将可以利用戴上该头带而使得在该本体内面的多个接触点同时接触头部的皮肤表面，进而使得检测该脑电信号所需的所有电极一起导通，完成检测，并且，该头带上更可以包括一激活开关，以控制对于该第一生理信号的检测的开启/关闭。

另外，在此情形下，该头带也同样可以更进一步地接收来自该第二测量装置的各种生理信号，例如，一心电信号、一肌电信号、一血氧浓度、或是一呼吸频率等，至于该第二测量装置则是可以为任何能够通过该传输接口而与根据本实用新型的该本体进行传输交流的装置。

再者，根据本实用新型，较佳地是，该本体还包括一储存单元，以用于储存所测得的及/或所接收的信息，并且，在该本体之上，还可以包括一些功能按键，以方便使用者进行操作，其中，举例而言，可以利用一时脉电路而在该显示装置上显示时间，并相对应的具有一时间显示按键。

此外，较佳地是，该前置电路之中还包括一放大器电路，以用于分别地放大该第一以及该第二生理信号，以及一滤波器，以用于分别地过滤该已放大的第一以及第二生理信号。

同时，根据本实用新型的一较佳实施方式，该传输接口可为一无线接口，举例而言，802.11a、802.11b、802.11g、红外线、蓝芽、RF射频、PHS、GSM或任何无线通信协议，或是一有线接口，举例而言，USB、RS232、RS422、RS423、RS485、或任何有线的传输方式，并且，该远程装置为一个人计算机、膝上型计算机、PDA、或任何可以进行运算及/或储存及/或显示的装置。

附图说明

图1：其显示根据公知技术的可携式心电检测装置的示意图；

图2：其显示用以实现根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的一较佳实施例的一电路方框图；

图3：其显示根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的一第一较佳实施例；

图4：其显示图3中的该装置与一另一装置的具体实施示意图；

图5：其显示根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的一第二较佳实施例；

图6：其显示根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的一第三较佳实施例；

图7：其显示图6中的该装置与一另一装置的具体实施示意图；以及

图8：其显示根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统的示意图。

其中，附图标记说明如下：

201处理单元        202模拟/数字转换电路            203前置电路

204电极            205收发器                       206显示装置

207储存单元        300手表式生理信号测量及传输/接收装置

301上表面          302下表面                       303电极

304显示装置        305电极                         306功能键

307功能键          400其它生理信号测量装置

500颈挂式生理信号测量及传输/接收装置               501电极

600头戴式生理信号测量及传输/接收装置               601内表面

602电极            603外表面                       604显示单元

605激活按键        700其它生理信号测量装置

800远程装置

具体实施方式

请参阅图2，其显示用以实现根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的一较佳实施例的一电路方框图，其利用方框图的方式描述根据本实用新型的生理信号测量及传输/接收装置的基础电路布局。

如图所示，根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置200主要包括，一处理单元201，一模拟/数字转换电路202，一前置电路203，多个电极204，一收发器205，以及一显示装置206，其中，多个电极204是利用接触的方式在使用者的皮肤表面上进行该使用者的生理信号的检测，并且，该多个电极204会被连接至该前置电路203，因此，该前置电路203即可撷取所述电极所接收的该生理信号，并对其进行一前置处理，接着，所接收的生理信号会进入该模拟/数字转换电路202，以使得所接收的模拟生理信号被转变成为一数字生理信号，进而有利于后续的信号处理及更进一步的传输，接着，该数字生理信号随即进入该处理单元201，且在该处理单元201中，该数字生理信号会进行更进一步的有助于解读生理信号的相关处理，例如，运算、分析等，另外，该处理单元201还被连接至该显示装置206以及该收发器205，其中，该显示装置206是用以显示该生理信号经处理之后所呈现的信息，以方便使用者在使用的同时了解整个操作状况并读取相关的信息，该收发器205则是用以发送经过处理后的该数字信号。

此外，根据本实用新型的该生理信号测量及传输/接收装置的该收发器205还具有自外界接收由另外的生理信号测量装置所发送的另外的数字生理信号的功能，并且，在该数字生理信号接收之后，也可以对该已接收的另外的数字信号进行与本身所测得的生理信号相同的处理程序，因而使得同一使用者需要一起测量的多种生理信号都可以简便地通过单独的一个处理/接收装置而进行处理及显示，或是不同装置之间的信息可以轻易的进行交流，以方便使用者的操作。

在此，要注意的是，该另外的生理信号测量装置可以是该使用者所使用的任何其它测量装置，其只需与根据本实用新型的该装置具有相同的传输接口即可，所以，根据本实用新型的装置不仅可以测量自所述电极所接触的皮肤所测得的主要生理信号，也可以接收来自另一个具相同传输接口的生理信号测量装置的生理信号，因此，对于使用者而言，所有所需的生理信号的整合即可轻易实现。

此外，根据本实用新型的该穿戴式生理信号测量及传输/接收装置200，更可包括连接至该处理单元201的一储存单元207(以虚线表示)，以用于储存所测得的及/或所接收的各种生理信号，因而可让使用者依照本身的需求先将所测得的及所接收的数据储存于其中，再不定期的将数据通过该收发器传输至其它的储存装置，以利于长久的储存，或是进行更复杂的数据分析，另外，该前置电路203还可包括一放大器电路以及一滤波器电路(未示出)，以对该电极所接收的该生理信号分别进行放大以及滤波。

接着，请参阅图3以及图4，其显示根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的一较佳实施例，由图中可见，在此实施例中，根据本实用新型的该穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的穿戴形式是以一手表的方式而加以呈现，并且，该装置本身是设计用来测量使用者的心电信号。

如图所示，根据本实用新型的该手表形式的生理信号测量及传输/接收装置300所具有的电极303，305分别位于该手表的一下表面302，以及位于该手表上的部分接触点之上，并在该手表的一上表面301上具有显示装置304，因此，如图4所示，当使用者将该手表配戴于手腕之上时，位于该下表面302的电极303即会自然的接触该使用者的手部皮肤表面，此时，该手表尚不会进行相关的生理信号测量，仅为单纯的手表，待使用者需要进行心电信号的测量时，使用者只需要按压下所述被配置为电极305的按键，并同时顺势将该手表固定于手腕之上，即可以轻易地使得测量时所需用到的所有电极同时接触该使用者的皮肤而导通，进而得出心电信号的读值，在此，要特别注意的是，虽然图中所示的手表是通过接触点的形式来设置电极，不过，可以理解的是，也可以利用其它型式的电极设置，例如，设置在表体周围的按压式按键，其并不受限于上述方式。

再者，在该手表上，还可以设置其它的功能键306，307，例如，功能切换键、开始/停止传输/接收键、时间显示键等，以方便使用者的操作，举例而言，若是设置该时间显示键时，则仅需要于电路配置中再配置一时脉电路，即可以使得此手表式测量装置同时具有显示时间的功能，让使用者于日常使用时更为方便。

并且，如图4所示，根据本实用新型的该装置300可以如前所述的自另外的装置400(图中显示为血氧浓度检测装置)处接收其它的生理信号，例如，脑电信号、肌电信号、呼吸频率、血氧浓度等，并与该装置300本身所测得的生理信号同时进行相关的处理。在此，该其它装置与根据本实用新型的该装置之间的传输接口可以利用任何有线的传输方式，举例而言，USB、RS232、RS422、RS423、或RS485，或任何无线的传输方式，举例而言，802.11a、802.11b、802.11g、红外线、蓝芽、RF射频、PHS、GSM、或任何的无线通信协议，而加以实现，其并无任何限制。

或者，当根据本实用新型的该穿戴式生理信号测量及传输/接收装置是用以检测一心电信号时，其也可以实现为一颈挂式装置，如图5所示，其中，该颈挂装置500所具有的至少两个电极501设计为可自本体延伸出来的形式(图中是显示已延伸的形式)，以利于贴附于心脏的两侧，而且，更进一步的，该颈挂装置500还可以设计为在不被使用作为心电信号检测装置时，具有各种其它的功能，例如，MP3播放器，收音机等。

接着，请参阅图6以及图7，其显示根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的另一较佳实施例，由图中可见，在此实施例中，根据本实用新型的该穿戴式生理信号测量及传输/接收装置的穿戴形式是以一头带式装置的方式而加以呈现的，并且，该装置本身是设计用来测量使用者的脑电信号。

如图所示，该头带装置600的内表面601上配置有多个电极602，以在该装置被配戴于使用者的头部时，接触使用者的头部皮肤表面，并且，该头带装置于外表面603上设置有显示装置604，以显示所测得的读值，在此，由于通常在测量脑波时，需要使用者处于安静、平静的状态，因此，无法在测量的同时得知数值并不受影响，反而如此的设计可以不干扰测量时使用者的心情，有利于测量的进行，所以，在配戴测量时，显示装置供非使用者观察之用，且在结束测量时，也方便使用者察看测量记录，当然，该显示装置也可以设计为外加的一显示屏幕(未显示)，当使用者在使用中有需要时，可以将其移动至眼睛前方，而轻易的得知测量记录，此外，在该头带装置600上更可以设置一激活按键605，以方便使用者在配戴好头带后，可轻易地激活检测，再者，根据本实用新型的该头带装置600上同样的可以设置其它的功能按键，例如，如上所述，功能切换键、开始停止传输/接收键、时间显示键等，以方便使用者的操作。

同样的，此头带式装置600也如上述一样，可以接收来自另外的测量装置700(图中显示为肌电检测装置)的信号，举例而言，心电信号、肌电信号、呼吸频率、血氧浓度等，以进行信号读值之间的整合，另外，此头带式装置与该另外测量装置之间的传输接口，也同样的可以利用任何有线的传输方式，举例而言，USB、RS232、RS422、RS423、或RS485，或是无线的传输方式，举例而言，802.11a、802.11b、802.11g、红外线、蓝芽、RF射频、PHS、GSM或任何无线通信协议，来实现，其并不受限于上述方式。

另外，如图8所示，根据本实用新型的穿戴式生理信号测量及传输/接收装置还可以利用一传输接口而进行与另外的测量装置之间、以及与一远程装置800，举例而言，个人计算机、膝上型计算机、PDA、或是任何可以进行运算及/或储存及/或显示的装置之间的传输，而通过与该远程装置之间的传输，根据本实用新型的该装置所测得的及所接收的所述相关于生理信号的信息，即可以被传输至该远程装置而集中、收集储存，以有利于长时间的生理信号监测，并且，也可以进行更进一步的运算、处理。

综上所述，本实用新型的该穿戴式生理信号测量及传输/接收装置以及系统不但具有轻巧的设计，可以轻松配戴于身上，更能轻易通过有线、或无线的传输接口而与其它的生理信号装置进行通信，其大大地改善了公知设计的不易携带性，也简化了同时测量多个生理信号时的复杂度，并且，由于本实用新型的设计，在装置本身进行测量的同时，还是可以整合及显示其它的生理信号，使得多生理信号的整合显得更为容易。

对于本领域的普通技术人员，凡根据本实用新型的构思所做的各种变化和修改，均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，包括：

一本体，所述本体包括：

多个电极，用以接触一使用者的皮肤表面，取得来自该使用者的一第一生理信号；

一前置电路，连接至所述电极，以接收该第一生理信号；

一收发器，用于接收来自一第二生理信号测量装置的代表一第二生理信号的一第二数字信号，以及将后续的信号传输出该本体；

一模拟/数字转换电路，连接至该前置电路，以将该第一生理信号转变成为一第一数字信号；

一处理单元，连接至该模拟/数字转换电路以及该收发器，以接收该第一数字信号以及该第二数字信号，进而对两者进行一所需的处理；以及

一显示装置，连接至该处理单元，以显示与测量相关的信息；

一远程装置，用以接收传输自该本体的所述数字信号，进而进行一所需的处理；以及

一传输接口，用以进行该本体与该远程装置之间，以及该本体与该第二生理信号测量装置之间的传输。

2.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该处理单元具有运算及分析功能装置。

3.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该远程装置具有运算及分析功能装置，且该远程装置还包括一收发器。

4.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该本体为一利于使用者穿戴于手腕之上的手表的形式，该本体具有一上表面、一下表面、一侧表面、以及位于该侧表面上且连接至该处理单元的多个接触点，以及该皮肤表面为位于该本体下方的皮肤表面，因此，当该使用者以手指接触所述多个接触点、并同时移动该本体向下而固定接触于位于该本体下方的皮肤表面时，所述电极即会一起导通，进而完成该第一生理信号的检测。

5.根据权利要求4所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，所述接触点为按压激活该第一生理信号的检测的接触点，其中，该第一生理信号为一心电信号，且该第二生理信号为一脑波信号、一肌电信号、一血氧浓度或一呼吸频率。

6.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该本体通过一头带方式穿戴于该使用者的头部上，该本体具有一内表面、一外表面、以及位于该内表面上且连接至该处理单元的多个接触点，该皮肤表面为该使用者的头部皮肤表面，以及所述电极设置于所述多个接触点上，以用于接触该头部皮肤表面，因此，当该使用者戴上该本体而使所述多个接触点同时接触该头部皮肤表面时，所述电极会一起导通，进而完成该第一生理信号的检测。

7.根据权利要求6所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该本体上还包括一激活开关，用以激活该第一生理信号的检测，其中，该第一生理信号为一脑电信号，且该第二生理信号为一心电信号、一肌电信号、一血氧浓度或一呼吸频率。

8.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该本体为利于使用者吊挂于颈上的颈挂形式，该多个电极收纳于该本体中，使用时，其中的两个电极会自该本体延伸而出，贴附于使用者胸前、心脏位置的两侧。

9.根据权利要求8所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该本体上还包括一激活开关，用以激活该第一生理信号的检测，且该第一生理信号为心电信号。

10.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该本体上还包括一些功能按键，以方便使用者进行操作，一时脉电路，以在该显示装置上显示时间，以及一储存单元，以用于储存所测得的及/或所接收的信息，该前置电路还包括一放大器电路，以用于分别地放大该第一以及该第二生理信号，以及一滤波器，以用于分别地过滤该已放大的第一以及第二生理信号。

11.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该传输接口可为一无线传输接口、或一有线传输接口，且该无线接口为802.11a、802.11b、802.11g、红外线、蓝芽、RF射频、PHS、GSM或任何无线通信协议，以及该有线接口为USB、RS232、RS422、RS423、RS485、或任何有线的传输方式。

12.根据权利要求1所述的穿戴式生理信号测量及传输/接收系统，其特征在于，该远程装置为一个人计算机、膝上型计算机、PDA、或任何可以进行运算及/或储存及/或显示的装置。

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