TW201322191A - 嬰幼兒生理監視與安撫裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種嬰幼兒生理監視與安撫裝置，可以非接觸方式監控與安撫嬰幼兒的裝置。此嬰幼兒生理監視與安撫裝置，包含非接觸式情緒反應感測器與週邊控制裝置。所述非接觸式情緒反應感測器以未接觸的一定距離感測嬰幼兒的情緒反應，而根據一情緒判斷流程，將此情緒反應轉換為一感測信號。而週邊控制裝置是根據接觸式情緒反應感測器所測得的感測信號，並回應情緒反應而據以控制驅動多個週邊裝置。上述非接觸式情緒反應感測器可以包括奈秒脈衝呼吸感測裝置，以非接觸的方式量測嬰幼兒的心跳或呼吸狀況，據以得到情緒反應，並據以產生對應的感測信號。

Description

嬰幼兒生理監視與安撫裝置

本發明是有關於一種嬰幼兒生理監視與安撫裝置，且特別是有關於一種以非接觸方式監控與安撫嬰幼兒的裝置。

現今社會壓力大，少子化現象產生，對於新生幼兒的優質化照顧更是一種趨勢。

對新生幼兒或是嬰幼兒的照顧，除了必須隨時注意其情緒上的反應，例如哭鬧等等，並給予適當的照顧外，對於新生幼兒突然的生理反應，也是必須加以注意。對於不斷哭鬧的新生幼兒，如何適當的安撫情緒，也是重要的課題。

而在新生幼兒的優質化照顧中，另外一種重要的情況，需要加以注意。例如不少案例發生的嬰幼兒猝死症(Sudden Infant Death Syndrome，SIDS)，是一種會發生在非常健康的新生幼兒，但卻突然不可預期地死亡，而目前發生原因還在研究中。SIDS並非一種疾病，因此無法從新生幼兒經過診斷而得知。在美國發生率為每1000名新生幼兒有接近二名的發生比率，而最高在90%發生在六個月以下。而發生SIDS的情況都是會有一段時間的暫時停止呼吸(Period of Apnea，Stoppage of Breathing)，而在此段時間中，是有機會可以可以救活。或是曾經發生過這樣的情況，則必須更加以注意是否再發生。

因此，監控呼吸的狀態，也是新生幼兒的優質化照顧重要的課題之一。因為“呼吸”是生理循環系統含氧量的主要來源，一旦呼吸停止超過4-6分鐘以上，腦部就開始缺氧；超過10分鐘導致腦死的可能性相對增加。

目前市面上監測呼吸中止的方式，大都應用EKG等生理監測器監測呼吸率，然而此方式需要黏貼大量電極片與傳輸線，對於日常生活中的嬰幼兒使用非常不方便，且長期黏貼電極片易使嬰幼兒皮膚過敏，若能使用無線的方式監測嬰幼兒呼吸與活動狀態，將可以方便使用者在日常生活中長期安裝與監測。

中華民國專利I303984中提到將導電紗與一般纖維的織物替代原先以金屬線來量測人體體表電訊號[心電脈衝訊號]。

美國專利第7,611,472號提到從口鼻以偵測氣流的方式，來偵測呼吸中止的狀況；美國專利第5,864,291號與美國專利第5,400,012號提到以嵌有壓電感應器的金屬帶圍住嬰幼兒來偵測呼吸，進而判斷有無呼吸中止的狀況；美國專利第4,146,885號提到以量測氣體壓力的方式，來偵測呼吸中止的狀況及發出警訊，皆不同於本專利以脈衝波方式以非接觸量測嬰幼兒呼吸，進而可判斷有無呼吸中止現象。

上述監控的系統，都是採用接觸式的感應，對於新生幼兒而言要提供更優質化的照顧，則提出一種可以有效的監控且能使新生幼兒舒適並感受到安撫的裝置。

本發明提供一種嬰幼兒生理監視與安撫裝置，可以非接觸方式監控與安撫嬰幼兒的裝置。

在多個實施例其中之一，提出一種嬰幼兒生理監視與安撫裝置，包含非接觸式情緒反應感測器與週邊控制裝置。所述非接觸式情緒反應感測器以未接觸的一定距離感測嬰幼兒的情緒反應，而根據一情緒判斷流程，將此情緒反應轉換為一感測信號。而週邊控制裝置是根據非接觸式情緒反應感測器所測得的感測信號，並回應情緒反應而據以控制驅動多個週邊裝置。

上述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，在一實施例中，非接觸式情緒反應感測器包括奈秒脈衝呼吸感測裝置，以非接觸的方式量測嬰幼兒的心跳或呼吸狀況，據以得到情緒反應，並據以產生對應的感測信號。

上述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，在一實施例中，此非接觸式情緒反應感測器更包括聲音感測裝置，用以偵測嬰幼兒發出的聲音，而情緒反應包括量測到的嬰幼兒的心跳或呼吸狀況以及量測到的聲音而產生。

上述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，在一實施例中，非接觸式情緒反應感測器更包括一呼吸中止警報器，若對應於情緒反應為一警報訊號時，則發出一警報聲響。

上述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，在一實施例中，非接觸式情緒反應感測器更包括一無線傳輸模組，用以將感測得到的感測信號以無線傳輸的方式傳送到外部的一遠端訊息接收裝置。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本揭露內容提出一種嬰幼兒生理監視與安撫的裝置與方法。

本揭露內容提出的嬰幼兒生理監視與安撫的裝置，包含用以監控呼吸與聲音的感測器以及週邊控制裝置。在一實施例中，請參照圖1，此嬰幼兒生理監視與安撫的裝置100包括非接觸式情緒反應感測器110以及週邊控制裝置120。

此非接觸式情緒反應感測器110用以監測嬰幼兒的情緒反應，而根據一情緒判斷流程，將此情緒反應轉換為一感測信號。此情緒反應包括嬰幼兒的呼吸狀況或是發出的聲音，或是兩者的結合。而情緒判斷流程跟據不同的情緒狀況而取得不同的感測結果，例如呼吸的狀態、或是正在哭鬧、或是哭鬧聲逐漸減弱而即將進入睡眠的狀態。而呼吸狀態包括可以判斷正在睡眠，或是甚至發生呼吸中止的警急狀態等等。

非接觸式情緒反應感測器110不需要採用黏貼大量電極片與傳輸線等，可避免嬰幼兒直接貼附佩戴等造成的不安與不適或衛生顧慮等問題。上述的感測位於一預定距離範圍內進行，例如，可將此情緒反應感測器110安置在嬰幼兒床的床上、床側或是床墊下方，或是配掛在嬰幼兒的玩具等週邊物品、胸口處隔衣物，進行量測生理訊號。

在一實施例中，上述的情緒反應感測器110，可以是包含非接觸超寬頻(Ultra Wide Band，簡稱UWB)及/或奈秒脈衝近場感測(Nanosecond Pulse Near-field Sensing，簡稱NPNS)裝置，是以非接觸的方式量測人體的心跳、呼吸等訊號。藉由此技術可量測及分析的參數包括：心跳率/心率變異(HRV)趨勢變異特徵、呼吸率/趨勢變異特徵、身體動作的動量與頻率、睡眠深度指標、呼吸中止警示。奈秒脈衝近場感測器以低功率低電磁波微型雷達原理，偵測胸腔的肺部活動，不需要貼片與大型機器的負擔，攜帶與安裝方便。

上述的情緒反應感測器110，除了採用非接觸超寬頻(UWB)及/或奈秒脈衝近場感測(NPNS)技術之外，在一實施例中，更包括聲音感測裝置，用以偵測嬰幼兒發出的聲音，以進一步提供感測的資訊。上述的情緒反應感測器110，在一實施例中，更包括一呼吸中止警報器，若偵測到發生嬰幼兒呼吸中止超過一警戒時間時，發出警報的訊號，例如現場蜂鳴警報等等。

上述的情緒反應感測器110，在一實施例中，更可利用傳輸介面111，將感測的訊息傳送到遠端訊息接收裝置140。例如，當判斷發生呼吸中止情況，將由呼吸中止警報器發出現場蜂鳴警報，並由無線傳輸介面，例如藍芽傳輸模組，傳輸資料，將需要緊急救援的訊息傳至遠端訊息接收裝置，使家人可以就近照護。此傳輸介面111在一實施例中，更可採用無線區域網路、廣域網路、或是3G、Wi-Max等通訊網路傳送給使用者，例如傳送感測訊息到使用者的手機端。

上述的週邊控制裝置120是根據情緒反應感測器110所得到的感測結果，來控制驅動情緒安撫裝置130內的多個週邊裝置，上述的控制機制，可以採用一對一或是一對多的方式進行。此週邊控制裝置120可以根據嬰幼兒不同的情緒狀態，驅動情緒安撫裝置130的多個週邊裝置，例如聲光玩具、睡眠安撫玩具以及嬰幼兒床擺動系統等等。

此一情況中，若偵測到目前嬰幼兒的狀態是在哭鬧，則可以啟動例如聲光玩具控制，以聲音、燈光與嬰幼兒玩具等週邊系統，吸引嬰幼兒注意，減緩哭鬧狀況發生。在另一情況中，若偵測到嬰幼兒哭鬧減緩，即將進入睡眠狀態時，例如偵測到心跳率/心率變異(HRV)趨勢變異特徵、呼吸率/趨勢變異特徵、身體動作的動量與頻率、睡眠深度指標增加，週邊控制裝置120會控制搖床馬達與聲光玩具，安撫嬰幼兒入睡。

上述實施例中，關於非接觸式情緒反應感測器110、週邊控制裝置120、情緒安撫裝置130、遠端訊息接收裝置140詳細說明，請參照圖2所示，為說明本揭露內容一實施例中的嬰幼兒生理監視與安撫的裝置中，詳細功能方塊示意圖。相同標號表示相同或等同的元件，在此不再冗述。

非接觸式情緒反應感測器110包括奈秒脈衝呼吸感測裝置(NPNS)裝置210、聲音感測裝置220、呼吸中止警報器230、RF無線傳輸模組240、以及一藍芽傳輸模組250。

奈秒脈衝呼吸感測裝置210以低功率低電磁波微型雷達原理，偵測胸腔的肺部活動，不需要貼片與大型機器的負擔，攜帶與安裝方便。如此可檢測非接觸的方式量測人體的心跳、呼吸等訊號。奈秒脈衝呼吸感測技術的非接觸感測元件應用於近身量測人體生理訊號，以協助進行人體心跳與呼吸狀況，達到可即時、非接觸式、長時間、連續監測；並整合感測、訊號處理、資料傳輸等功能可結合智慧型手機或裝置，達到方便可自行操作之檢測系統。

聲音感測裝置220，用以偵測嬰幼兒發出的聲音，以進一步提供感測的資訊。呼吸中止警報器230，若偵測到發生嬰幼兒呼吸中止超過一警戒時間時，發出警報的訊號，例如現場蜂鳴警報等等，並同時可選擇地透過無線傳輸通道，傳送到遠端訊息接收裝置140。不論是奈秒脈衝呼吸感測(NPNS)裝置210或是聲音感測裝置220，感測的結果都會透過RF無線傳輸模組240傳送到週邊控制裝置120。而週邊控制裝置120則根據所感測的結果，驅動情緒安撫裝置130內的週邊裝置132、134進行作動。此週邊裝置132、134可以是例如聲光玩具控制，以聲音、燈光與多媒體嬰幼兒玩具等週邊系統，吸引嬰幼兒注意，減緩哭鬧狀況發生。在另一感測結果下，若偵測到嬰幼兒哭鬧減緩，即將進入睡眠狀態時，週邊控制裝置120會控制其他週邊裝置，例如搖床馬達與聲光玩具，安撫嬰幼兒入睡。

藍芽傳輸模組250利用傳輸管道或通道，將感測的訊息傳送到遠端訊息接收裝置140。此遠端訊息接收裝置140包括一個藍芽傳輸模組142，用以與情緒反應感測器110的藍芽傳輸模組250完成通連。在此僅介紹多個實施例其中之一種，也可利用其他的無線傳輸架構完成情緒反應感測器110與遠端訊息接收裝置140之間的通連。

例如，當奈秒脈衝呼吸感測裝置210判斷發生呼吸中止情況，將由呼吸中止警報器230發出現場蜂鳴警報，並由無線傳輸介面，例如藍芽傳輸模組250，傳輸資料，將需要緊急救援的訊息傳至遠端訊息接收裝置140，使家人可以就近照護。此傳輸介面250在一實施例中，更可採用無線區域網路、廣域網路、或是3G通訊系統(Third Generation Mobile Communication System)、Wi-Max全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、通用移動通訊系統(Universal Mobile Telecommunications System)等通訊網路傳送給使用者，例如傳送感測訊息到使用者的手機端。

請參照圖3，在一實施例中，情緒反應感測器110的訊號處理單元310，可進行不同的情緒感測程序，例如圖示中的呼吸中止判斷程序312或是哭鬧聲音判斷程序314，這些功能在一實施例中，可由奈秒脈衝呼吸感測裝置210或是聲音感測裝置220進行訊號感測與處理。

在呼吸中止判斷程序312中，若發生呼吸中止情況，將由呼吸中止警報器發出現場蜂鳴警報，並由無線通訊通道，以遠端反映的方式332，將需要緊急救援的訊息傳至遠端訊息接收裝置，使家人可以就近照護。

而哭鬧聲音判斷程序314，例如可以經由聲音感測裝置用於接收嬰幼兒哭鬧聲，當嬰幼兒哭鬧聲發生時，經由此程序判斷確認後，會以當地端反映的方式330，透過無線傳輸模組，例如RF無線傳輸模組240或其它無線傳輸通知週邊控制裝置120。隨後由週邊控制裝置依照不同的模式啟動聲光玩具控制以聲音、燈光與嬰幼兒玩具等週邊系統，吸引嬰幼兒注意，減緩哭鬧狀況發生。

當哭鬧聲音判斷程序314判斷嬰幼兒哭鬧減緩，例如即將進入睡眠狀態時，本系統亦會透過RF無線傳輸模組通知週邊控制裝置120啟動搖床馬達控制與聲光玩具控制安撫嬰幼兒入睡。

圖4為說明本揭露內容在一實施例中，週邊控制裝置的功能方塊示意圖。此週邊控制裝置120包括無線傳輸模組422、呼吸中止警報器424、搖床馬達控制單元426與聲光玩具控制單元428。透過無線傳輸模組422所接收的感測訊號，會跟據不同的感測結果，分別透過上述例如搖床馬達控制單元426與聲光玩具控制單元428，分別控制搖床馬達432與聲光玩具442。

在多個實施例其中之一，奈秒脈衝呼吸感測裝置採用奈秒脈衝近場感測技術，可檢測非接觸的方式量測人體的心跳、呼吸等訊號。奈秒脈衝呼吸感測技術的非接觸感測元件應用於近身量測人體生理訊號，以協助進行人體心跳與呼吸狀況，達到可即時、非接觸式、長時間、連續監測。奈秒脈衝近場感測技術為一微型化雷達感測技術，可應用於隨身偵測人體生理參數(心跳與呼吸)。此感測器之規格如下：

天線與電路設計規格：微型平板天線

可調變訊號感測距離：5-20cm

感測頻率：<1GHz

電源供應：5V DC

資料傳輸：Bluetooth

而生理訊號量測與分析應用包括：

心跳率(HR)/心率變異(HRV)/趨勢變異特徵分析

呼吸率/趨勢變異特徵分析

疲勞瞌睡警示

呼吸中止警示

情緒指標分析

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．嬰幼兒生理監視與安撫裝置

110．．．非接觸式情緒反應感測器

120．．．週邊控制裝置

130．．．情緒安撫裝置

210．．．奈秒脈衝呼吸感測(NPNS)裝置

220．．．聲音感測裝置

230．．．呼吸中止警報器

240．．．RF無線傳輸模組

250．．．藍芽傳輸模組

310．．．訊號處理單元

312．．．呼吸中止判斷程序

314．．．哭鬧聲音判斷程序

332．．．遠端反映的方式

330．．．當地端反映的方式

422．．．無線傳輸模組

424．．．呼吸中止警報器

426．．．搖床馬達控制單元

428．．．聲光玩具控制單元

432．．．搖床馬達

442．．．聲光玩具

圖1為說明本揭露內容所提出多個實施例的嬰幼兒生理監視與安撫裝置結構示意圖。

圖2為說明本揭露內容一實施例中的嬰幼兒生理監視與安撫的裝置的詳細功能方塊示意圖

圖3為說明本揭露內容一實施例中採用非接觸式情緒反應感測技術的感測判斷流程示意圖。

圖4為說明本揭露內容在一實施例中，週邊控制裝置的功能方塊示意圖。

100．．．嬰幼兒生理監視與安撫裝置

110．．．非接觸式情緒反應感測器

120．．．週邊控制裝置

130．．．情緒安撫裝置

Claims (12)

1. 一種嬰幼兒生理監視與安撫裝置，包含：非接觸式情緒反應感測器，以未接觸的一定距離感測嬰幼兒的情緒反應，而根據一情緒判斷流程，將該情緒反應轉換為一感測信號；以及週邊控制裝置，是根據該接觸式情緒反應感測器所測得的該感測信號，並回應該情緒反應而據以控制驅動多個週邊裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該非接觸式情緒反應感測器包括奈秒脈衝呼吸感測裝置，以非接觸的方式量測該嬰幼兒的心跳或呼吸狀況，據以得到該情緒反應，並據以產生對應的該感測信號。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該非接觸式情緒反應感測器更包括聲音感測裝置，用以偵測該嬰幼兒發出的聲音，而該情緒反應包括量測到的該嬰幼兒的心跳或呼吸狀況以及量測到的該聲音而產生。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該非接觸式情緒反應感測器更包括一呼吸中止警報器，若對應於該情緒反應為一警報訊號時，則發出一警報聲響。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該非接觸式情緒反應感測器更包括一無線傳輸模組，用以將感測得到的該感測信號以無線傳輸的方式傳送到外部的一遠端訊息接收裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該無線傳輸模組藉由藍芽通訊協定、無線區域網路、無線廣域網路、3G通訊系統、Wi-Max全球互通微波存取系統、通用移動通訊系統其中之一傳輸。
7. 如申請專利範圍第5項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該遠端訊息接收裝置為無線手持式電話。
8. 如申請專利範圍第5項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中若對應於該情緒反應為一警報訊號時，將該警報訊號轉換為一警報訊息傳送給該遠端訊息接收裝置。
9. 如申請專利範圍第1項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該情緒判斷流程是根據該情緒反應中的呼吸狀況或聲音進行判斷，其中該情緒反應包括呼吸狀態、或哭鬧狀態、將進入睡眠的狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中當該情緒反應的該呼吸狀態為該嬰幼兒已經停止呼吸一段預定時間後，由該非接觸式情緒反應感測器發出一警報訊號，並發出一警報聲響。
11. 如申請專利範圍第1或2項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該情緒安撫裝置對應於該情緒反應選擇一或多個該些周邊裝置作動。
12. 如申請專利範圍第11項所述的嬰幼兒生理監視與安撫裝置，其中該些周邊裝置包括聲光玩具、睡眠安撫玩具以及嬰幼兒床擺動系統。