TW200842430A - Sun glass type sleep detecting and preventing device - Google Patents

Description

200842430 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於：一種太陽眼鏡型瞌睡防止5|，一 防止器的製造方法…種防止_的方法。° I太陽眼鏡睹睡 【先前技術】 無線生理訊號偵測系統建立的重要性 (1)目岫的生理訊號長期偵測系統是建築在傳統的

t f試者賴在錄上貼上許乡電極，這麵_、_^連5 放大為之後再進行類比數位轉換，再進行數位訊號處理 相當不方便，因為受試者身上必須布滿接線，所以行動 貝 如此便會很難應用在生活的警示作用。 t大限制’ ⑺另許多測量方式不易，需要非常專業的技術人員 訓練後，才能夠很順暢的執行所有生理J見象侧，不易於方用s /3)^近有-些廠商陸續開發岭無線系、统，但目前大部分的轉 糸統遷疋擺脫不了導線的限制，大部分的系統電極仍然必須 接到主機，減大及·數⑽⑽統後，經由微㈣^數位 號進行無線發射。整⑽統鋪f要導線連接，軸對 ^ 便性有所改善，可是這些導線滅造成使用者的__秘制者= 線本身也是各種雜訊的來源。此外，大部分儀器的機型體積過大， 易攜帶。 ' (4)目前大部分的記錄儀有-缺點，即無法_監測病患的健康 狀況，而失去㈣記錄時的預警功能，若要作用在_警示财困難。 睦睡防止器技術包含兩大部分，其一是感測器，其二是數位訊號 處理。而感測器之開發可謂此技術之上游源頭，若無合適之感測器广 再精良的數位訊號處理皆無用武之地。即使有精準之感測器，如果使 用方式不方便也會使此技術讓受測者方便與舒適之目標大打折扣。所 以如何設計-個能同時倶備功能、舒賴方便特性的❹旧就成為此 技術發展的關鍵。 200842430 【發明内容】 近年來數位診斷技術不斷突破與創冑，電子技％也不斷進纟，電子愛 1的體積也不_小，耗電量也逐漸降低。最近本研究目隊也發展了基^ 月自電波與肌電波之睡眠分析系統，觀察睡眠中的腦電波及肌電波變化狀 況:當今睡眠醫學上-個重要的課題是，如何避免駕駛賊從事危險工作 人員打瞌睡，以致造成意外。本發明的目的在於設計一種使用方便而且無 痛苦之感卿，能同時測量腦電波及眼動波二種生理訊號，並以無線方^ 傳送到遠端的分析系統，這些纖經放大錢波後，可喊為後續數位訊 號處理之來源，進行適當的分析與回應。而整套儀器與眼鏡適當的整合， 鲁 讓使用者能夠如戴眼鏡便利之使用這套瞌睡防止系統。 本發明設計—種魏鏡鏡騎合的制及刺激纽包含喃電極，分 別為參考電極、腦電波輸入電極、眼動波輸入電極及刺激電極。可以藉由 ^測使用者的職波及眼動波絲分舰用者是否即將或已經進入睡^狀 態，並以無線方式傳送到遠端接收器進行適當的分析與回應。在使用者即 將或已經進入睡眠狀態時透過眼鏡鏡架上的刺激裝置發 蜂鳴器發出聲音讓使用者舰，以進行停車或其他反應，或是由遠 器傳送訊息給警方或相關單位。 本眼鏡型瞌睡防止器不但在使用上相當方便，還可以即時監測駕驶員 《危險工=人員是否即將進人睡眠狀態，並抑即時的警醒。駕駛員或危 * 險工作人員不需要喊笨重或者使用不便的儀器，也不用接上任何導線， 只要戴上一組外型與普通眼鏡類似的瞌睡防止器即可。未來若應用於需要 在工作中隨時保持警覺之使用者時，也無特殊的限制。同時這個眼鏡型瞌 睡防止器為非侵體性，使用者不需承受痛苦就可以得知部分身體狀態。本 品可進-步推廣至一般個Α，配合個人化之生理監測儀，吾人可以在家中 自行使用，不需特別的訓練。眼鏡的設計已非常多樣化，搭配現有各種款 式眼鏡設計，將可提高應用性（如太陽眼鏡等）。當偵測到使用者即將進入 睡眠狀態…感·可傳出訊息至接收H，所有輸人電極的訊號都可無線 傳輸至接收器，而該接收器可以連接至任何一台電腦或可攜式電腦系統（手 機、PDA等或專屬的電腦系統），進行即時分析及必要的刺激，將刺激訊 200842430 號傳送回瞌睡防止器上的刺激裝置，刺激裝置會發出刺激催醒或鑿主 者以進行停車或其他反應，或是傳送訊息給警方或相關單位。-〇用 【實施方式】 1·感測器 如第-圖所示，本感測器由四個電極所構成，這些單獨的零件 鏡鏡架整合在-起。Referenee (Ref，藉符號5G)姑用的I = —麵Cephalogram (EEG，元件符號6〇)為腦電波的輸 ===件符號7G)為眼動波的輸人電極，^^ 跟眼鏡鏡架巧妙地整合在一起。 双大為與電池 2_使用方法 /如圖-所示，本感測器就如同一般眼鏡使用一樣，同時跨於鼻梁上與耳 後。在眼鏡的兩端分別為電池與放大器及發報器本體。所有輸入電極的訊 阿,，、、線傳輸至接收器，而該接收器可以連接至任何—台鶴，或是任 何的可攜式電«統（手機、PDA或的電腦⑽）。而這些細系統可 f一步將收集到的生理訊號透過網際網路（有線或無線）傳送至其他的電 月自進<仃叫分析。若即時分析結果顯示使用者即將進入失神或睹睡狀況， 則電腦細_勸軸跑鑛糊激使用者。 200842430 3·腦電波及眼動波收集 位於鏡架末端的電極，可以收集腦電波訊號，並將訊號傳遞至放大器， 藉由無線傳輸的方法將腦電波的訊號傳送至遠端的接收端連接電腦進行訊 號判讀。若發現使用者即將進入睡眠狀態，訊號再傳回感測器，並產生刺 激訊號經由鼻梁上的刺激電極予以刺激促使使用者清醒。靠近鼻梁的輸入 電極可有效收集眼動波的變化狀況，然後將訊號傳遞至放大器了藉由無線 傳輸的方法將眼動波的訊號傳送至遠端的電腦進行訊號判讀。若發現使用 者即將進入睡眠狀態，則可經由鼻梁上的刺激電極予以刺激使其清醒。如 圖四，在120秒下，0-40秒為清醒狀況；而在約42秒進入安靜休息狀況下； 而約53秒時眼睛閉上，此時腦電波功率密度有明顯變動，且阿琺波 明顯出現。並於侧賴示時給予做，制者轉歡财參數變化。 4·睡眠偵測方法流程 如圖三所示： ⑴讀職A eeg狀誠EOG，^侧總功率

⑵對於腦電波（EEG)訊號，特別分析_⑷波功率（8〜13赫兹）。 ⑶^腦電波總功率（EEGp)魏動波辨⑽Gp)訊號麵時，表示 ^艮強的祕訊献㈣的_，秋表制者是清醒 ⑷===崎）且眼動波轉叫）訊號降低時，表示 ⑸2⑷的狀態下，納瑞（α)波訊號上升時，表示伽者的眼睛閉 ⑻=4。）及⑸的狀態τ，_防止器即可發㈣麵警訊，催醒使 200842430 【圖式簡單說明】 圖-：係本眼鏡型_社!!之結構示_，包含四個電

Ref (元件符號50)為共用的參考電極，E ( (孤色），，、中 油於入倾，pnrd# (件符號6G)為腦電 f輪入電極，EOG (讀符號7G)為眼動波的輪人電極 減8。）為?激端，_發出微弱的峨伽_ 圖為本發明-實施例之畴無線生理訊號 圖三：睡_财法流糊。 直之魏示意圖。 圖四：為兩個耳後電極所收集到的腦電波，與耳後電極及

集到之眼動波，經過頻譜分析得到的圖形。 « 【主要元件符號說明】 10:太陽眼鏡型瞌睡防止器 20·•眼鏡 30:電池 40:放大器兼接收器兼蜂鳴器 50:共用的參考電極 60:腦電波輸入電極 70:眼動波輸入電極 80:刺激電極

Claims (1)

1. 200842430 十、申請專利範圍： 1· 一種太陽眼鏡型瞌睡防止器，其包含： (1) 一個眼鏡； (2) —個參考電極，該參考電極附於該眼鏡架； (3) —個腦電波輸入電極，該腦電波電極附於該眼鏡架； (4) 一個眼動波輸入電極，該眼動波電極附於該眼鏡框，及 (5) —個刺激電極，該刺激電極附於該眼鏡框。 2·如申請專利範圍第1項之太陽眼鏡型瞌睡防止器，其中該腦電波電極可 偵測耳後微弱的腦電波訊號，這些訊號經放大與濾波後，可以成為後續 數位訊號處理之來源。 3·如申請專利範圍第1項之太陽眼鏡型瞌睡防止器，其中該眼動波電極可 偵測鼻樑側之微弱的眼動波訊號，這些訊號經放大與濾波後，可以成為 後續數位訊號處理之來源。 4·如申請專利範圍第1項之太陽眼鏡型瞌睡防止器，其中該刺激電極可發 出微弱電流或聲音，催醒使用者，讓使用者維持警醒的狀態。 5·如申請專利範圍第4項之太陽眼鏡型瞌睡防止器，其中該聲音可藉由蜂 鳴器發出。 6· —種防止瞌睡之方法，其包含提供一個太陽眼鏡，該太陽眼鏡上有四個 電極，分別為一個參考電極，一個腦電波輸入電極，一個眼動波輪入電 極及一個刺激電極，同時能感測與計算腦電波及眼動波，當： 200842430 (1) 腦電波與眼動波都降低，且阿琺波增加，表示使用者已進入閉眼睡 眠狀態，該太陽眼型瞌睡防止器會傳出訊號，且刺激電極進行催 醒該使用者的反應；或 (2) 腦電波與眼動波都降低，但阿j法波並未增加，表示使用者已進入未 閉眼嗜睡狀態，該太陽眼鏡型瞌睡防止器會傳出訊號，且刺激電極 進行警告該使用者的反應。 7·如申靖專利範圍第6項之方法，其中該太陽眼鏡型目盍睡防止器傳出之訊 瞻號’可藉由無線傳輸的方式將該訊號傳送到接收器。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中該接收器可以連結至任一台電腦或 一種可攜式電腦系統，進行即時分析或是傳送訊息給警方或相關單位。 9·如申請專利範圍第8項之方法，該可攜式電腦系統可為手機、pDA或專 屬的電腦系統。 10·如申請專利範圍第6項之方法，其中該刺激電極發出之催醒或警告反應 包括微弱電流或聲音。 春 η·如申請專利範圍帛6項之方法，其中該刺激電極進行細星或警告該使用 者之反應’進一步促使該使用者進行停車或其他反應。 12·如申請專利範圍第11項之刺激電極，其中該聲音可藉由蜂鳴器發出。 11