TW201240645A - Wearing structure for measuring physiological signal - Google Patents

Description

201240645 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於測量生理訊號之穿戴物結構；更具體而 言，本發明之穿戴物結構係利用其所保存導電液體，增強以金屬 纖維紡織工法製成之感測器對生理訊號之感測。 【先前技術】 觀測人體於各種情境下之反應為提昇人類生活品質之重要因 素，透過評測人體狀態之方式，可進一步改善人類之健康或激發 人類之潛能，例如於醫療應用中，利用週期性測量評估病患生理 狀態之方式，則可隨時得知病患身體之變化，並據以選擇最有利 之治療及照護方式；或於體育應用中，利用測量運動員於訓練或 比賽時之生理狀態之方式，則可據以依照運動員負荷之差異，調 整最佳之訓練方式，藉以發揮出最大之潛力。而隨著科技之進步， 如何提供使用者更便利且正確之生理狀態感測結果亦成為重要之 課題。 目前，欲測量人體之生理狀況，如肌電狀態或心電狀態等，主 要係將與監測器相連之傳導媒介至於人體特殊部位上，傳導媒介 便可由人體感測生理訊號，並將測得之生理訊號透過圖形之方式 顯示於監測器上，以進一步獲知使用者之生理狀況。一般而言， 目前常見用來感測之傳導媒介物為電極貼片或具電極之織物。 詳言之，電極貼片主要係透過貼片上之黏性物質，將貼片上之 電極使用者之皮膚組織緊密貼合t，進而由監測器測量並接收電極 所傳送之生理訊號，以確認使用者目前之生理狀況。類似地，具 201240645 電極之織物亦透過穿戴等固定方式'，將織物中之電極與使用者皮 膚貼合，並同樣由監測器測量接收電極所傳送之生理訊號，以確 認使用者目前之生理狀況。 然而，電極貼片之黏性物質將因重複使用而減損其黏性，導致 其最後將無法黏合於使用者之皮膚組織，進而影響使用者生理狀 況之感測結果。另一方面，具電極之織物若僅透過一般穿戴式之 接觸，其於正常使用之狀況下，將會因為接觸面不夠密合，而容 易有電極與使用者之間隙過大之狀況，同樣地，此種狀況亦會導 致感測訊號微弱。 因此，如何解決前述先前技術中所存在之問題，以增加生理訊 號感測之精確度，此乃業界亟需努力之目標。 【發明内容】 為解決前述使用電極貼片或具電極織物為媒介時，所導致測量 使用者之生理訊號產生之不便，本發明提供了一種用於測量生理 訊號之穿戴物結構，其主要係透過導電液體，增強穿戴物結構中 感測器對於人體生理訊號之感測，據以更精確地得知使用者之生 理狀況。 為完成前述目的，本發明提供一種用於測量生理訊號之穿戴物 結構，包含一感測層、一儲液層以及一包覆層。感測層具有用以 感測使用者之生理訊號之至少一個感測器。儲液層覆蓋於感測層 並儲有導電液體。包覆層覆蓋於儲液層，用以防止導電液體流失。 儲液層係介於感測層以及包覆層間，導電液體係用以加強至少一 個感測器對於使用者之生理訊號之感測。 5 201240645 透過上述所揭露之技術特徵，本發明之穿戴式結構所具有之導 電液體，可進一步加強生理訊號之測量，使得人體生理訊號得以 更方便且更精確地進行。更者，本發明之穿戴式結構主要可用以 製作成各種可穿戴物，便於使用者配著於身體需感測之部位。 在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知 識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施 態樣。 【實施方式】 以下將透過實施例來解釋本發明内容。然而，本發明的實施例 並非用以限制本發明需在如實施例所述之任何環境、應用或方式 方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而 非用以直接限制本發明。需説明者，以下實施例及圖示中，與本 發明非直接相關之元件已省略而未繪示。 首先，請參考第1圖，其為本發明第一實施例之一穿戴物結構1 之剖面圖。穿戴物結構1包含一感測層11、一儲液層13以及一包 覆層15。其中，如圖所示，儲液層13覆蓋於感測層11，包覆層 15係覆蓋於儲液層13，且各層之相對應關係為儲液層13介於感 測層11及包覆層15間。而穿戴物結構1中各元件之功能將於下 述之内容中詳細說明。 具體而言，穿戴物結構1之感測層11係直接與一使用者5產生 接觸。其中，感測層11具有至少一感測器111，用以感測使用者 5所產生之生理訊號S1，而該感測層11係由金屬、不銹鋼纖維、 銅纖維、碳纖維或濺鍍銀等材質以織物之方式編織而成。儲液層 201240645 13係用來儲存一導電液體131，用來提高穿戴物結構1之溼度， 使得使用者5與至少一感測器111間所具之空隙得以透過導電液 體131補足，藉以增加至少一感測器111之傳導能力，進而增強 對使用者5之生理訊號S1之感測，俾後續生理訊號S1傳送至與 至少一感測器111通訊連結之一監測器（未繪示）。須特別說明者， 導電液體131於第一實施例中可為常見之導電液體，例如自來水 等非純水液體（純水無法導電），然其並非用以限制導電液體之實 施態樣。 然當導電液體131儲存於儲液層13時，其相對於使用者5接觸 之感測層11之另一側有流失導電液體131之可能性，因此需要額 外設置包覆層15來防止導電液體131之流失。據此，包覆層15 可由不透氣之防水材質製成，如此一來，當包覆層15覆蓋於儲液 層13時，其將可防止儲液層13之導電液體131之流失。 接著，請參考第2A圖，其為本發明第二實施例之一穿戴物結構 2之刮面圖。其中，第二實施例之穿戴物結構2與第一實施例之穿 戴物結構1大致相同，因此具相同符號之元件及其功效將不再贅 述，而第二實施例與第一實施例之差異在於儲液測層之不同。 具體而言，第二實施例之穿戴物結構2具有與第一實施例不同 之一儲液層23。具體而言，儲液層23儲存一導電液體231，同樣 地，導電液體231用以提高穿戴物結構2之溼度。另外，儲液層 23具有複數填充元件233，用以於儲液層23中界定複數容置空間 A，俾導電液體231之儲存。 進一步來說，於第二實施例中，填充元-件233為固態柱狀物， 201240645 例如以尼龍、碳纖、聚乙烯（Polyethylene，PE )、聚丙烯 (Polypropylene，PP)或聚偏氟乙稀（Polyvinylidene fluoride, PVDF)等材料製成之小尺寸柱狀物。而利用將填充元件233規律 性排列之方式，可使得填充元件233具支撐感測層21及包覆層25 之功效，並同時使穿戴物結構2具可撓性，便於貼合使用者5之 任意身體部位。 再者，如圖所示，填充元件233之設置可於儲液層23中界定出 多個容置空間A，而當填充元件233彼此之間距相對較小時，導 電液體231與填充元件233間之附著力將大於導電液體231本身 之内聚力，進而產生毛細現象，使得導電液體231可以依附在複 數填充元件233上，俾儲液層23對於導電液體231之儲存。 更詳細來說，當欲感測使用者5之使用者之生理訊號S1時，可 將導電液體231喷灑於穿戴物結構2上，此時導電液體231就會 透過前述之毛細現象，被吸入儲液層23複數填充元件233所界定 之容置空間A，因此，導電液體231將得以被保存於穿戴物結構2 中。類似地，或可直接利用使用者5之汗水作為導電液體231，換 言之’當使用者5流汗時，汗水將可經由毛細現象被吸入儲液層 23，並保存於填充元件233所介定之容置空間A中。 需另外說明者’填充元件233係以單芯結構完成，然其並非用 以限制其實施態樣。請參考第2B圖’第二實施例於其他實施態樣 中’儲液層23之填充元件亦可為具多芯結構之填充元件233,，如 2B圖所示，各填充元件233’係將多個小尺寸條狀物結合扭轉構 成。透過此多芯結構，將可進一步強化儲液層23儲存液體之功能。 201240645 接下來，請參考第3圖，其為本發明第三實施例之穿戴物結構3 之剖面圖。其中，第三實施例之穿戴物結構3與第二實施例之穿 戴物結構2大致相同，因此具相同符號之元件及其功效將不再贅 述，而第三實施例與第二實施例之差異在於第三實施例之穿戴物 結構3增加了一固定層17。 具體而言，如圖所示，固定層17係設置於儲液層23以及包覆 層15間，其目的在於用以固定填充元件233於儲液層23中之位 置。須特別強調者，固定層17可以彈性織布製成，然其並非用以 限制固定層17之材質。 請參考本發明第4圖，其為本發明第四實施例之穿戴物結構4 之剖面圖。其中，第四實施例之穿戴物結構4與第一實施例之穿 戴物結構1大致相同，因此具相同符號之元件及其功效將不再贅 述，而第四實施例與第一實施例之差異在於感測層之不同。 詳細來說，於第四實施例中，為能使穿戴物結構4與使用者5 之接觸更加密合，使感測器得以更精確地測量使用者之生理訊 號，第四實施例之一感測層19之一至少一感測器191之一感測面 1911具複數凸起P1。 具體而言，如第4圖所示，感測層19之至少一感測器191於接 觸人體之感測面1911上具有多個凸起P卜此種結構於使用時，將 可大幅提升使用者5與感測面1911間接觸之密合度，如此便更能 進一步加強使用者5生理訊號S1之感測。須特別說明，於第四實 施例中，凸起P1係圓凸狀，可使穿戴物結構4接觸使用者5時不 會令使用者感到不適，然其並非用以限制凸起P1之實施態樣。 9 201240645 ’ 综上所述本發明之穿戴物結構將可以使穿戴物結構的感測器 精確感測使用者之生理訊號。如此—來，以往用電極貼片或一般 具電極之織物作為感測媒介時所具有之师將可㈣克服，使得 使用者生理狀態之制更有料地被完成，更者，本發明之穿戴 式結構可用以製作成各種可穿戴物，便於使用者g&著於身體需感 測之部位。 惟上述實施例僅為例示性說明本發明之實施態樣，以及闞釋本 發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此 技藝之人士可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主 張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明第一實施例之穿戴式結構之剖面圖； 第2A圖及第2B圖係為本發明第二實施例之穿戴式結構之剖面 151 · 園， 第3圖係為本發明第三實施例之穿戴式結構之剖面圖；以及 第4圖係為本發明第四實施例之穿戴式結構之剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 :穿戴物結構 111 :感測器 131 :導電液體 17 :固定層 191 :感測器 2:穿戴物結構 11 :感測層 13 :儲液層 15 :包覆層 19 :感測層 1911 :感測面 23 :儲液層 231 :導電液體 233、233’ ：填充元件 201240645 3、4 :穿戴物結構 5 :使用者 S1 :生理訊號 P1 :凸起 11

Claims (1)

1. 201240645 七、申請專利範圍： 1. 一種用於測量生理訊號之穿戴物結構，包含： 一感測層，具有用以感測一使用者之生理訊號之至少一 感測器； 一儲液層，覆蓋於該感測層並儲有一導電液體；以及 一包覆層，覆蓋於該儲液層，用以防止該導電液體流失； 其中，該儲液層係介於該感測層以及該包覆層間，該導 電液體係用以增強該至少一感測器對於該使用者之生理訊號 之感測。 2. 如請求項1所述之穿戴物結構，其中該儲液層包含複數填充 元件，該些填充元件於該儲液層中介定複數容置空間，用以 儲存該導電液體。 3. 如請求項2所述之穿戴物結構，更包含一固定層，設置於該 包覆層以及該儲液層間，用以固定該些填充元件。 4. 如請求項2所述之穿戴物結構，其中該等填充元件之材質係 為尼龍、碳纖、聚乙稀（Polyethylene，PE )、聚丙彿 (Polypropylene, PP)以及聚偏象乙稀（Polyvinylidene fluoride, PVDF)其中之一。 5. 如請求項4所述之穿戴物結構，其中各該填充元件係單芯結 構。 6. 如請求項4所述之穿戴物結構，其中各該填充元件係多芯結 構。 7. 如請求項1所述之穿戴物結構，其中該感測層係由金屬、不 銹鋼纖,、銅纖維、碳纖維以及濺鍍銀其中之一所製成。 12 201240645 8. 如請求項1所述之穿戴物結構，'其中該至少一感測器之一感 測面具有複數凸起。 13