TW201436761A - 量測裝置以及與量測系統 - Google Patents
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Abstract
一種量測裝置，用以量測待測部位的特定位置的血管脈波信號。標記器附著於特定位置。此量測裝置包括感測器、複數導電點、以及判斷單元。該些導電點配置在感測器的周遭。判斷單元判斷該些導電點是否透過標記器而彼此連接在一起，以產生判斷信號來指示感測器是否放置在特定位置。
Description
本發明系有關於一種量測裝置，特別是有關於一種量測裝置，其可每次感測目標物的相同位置以量測血管脈波信號。
隨著社會的高齡化，對於醫療設備的需求亦大幅增加。再者，生活壓力的增加使得現代人罹患心血管疾病機率也提高。例如，高血壓為最常見的新血管疾病的症狀。因此，生理信號自我檢測裝置已逐漸成為醫療產業發展的重要目標。藉由生理信號自我檢測的方式，病患能夠隨時監控自己的生理狀況，並能減少醫療資源濫用，且可提供需要醫療照顧給病患。
生理信號自我量測裝置所產生的信號高度取決於生理信號自我量測裝置的感測器接觸身體的位置。假使病患以生理自我量測裝置來進行連續或長時間的生理信號量測，確保生理信號自我量測裝置的感測器總是接觸病患的相同位置是非常重要的，以能正確判斷生理狀態。一些習知技術提供了具有感測器陣列的量測裝置來感測目標物的血管脈波波形。由於感測陣列的設置，每次都可容易地接觸目標物上的期望位置。然而，此感測陣列卻增加了量測裝置的成本和體積。
因此，期望提出一種量測裝置，其可每次感測目
標物的相同位置以量測血管脈波信號。再者，此量測裝置具有一感測器，且較輕巧並易於攜帶。
本發明提供一種量測裝置，用以量測待測部位的
特定位置的血管脈波信號。標記器附著於特定位置。此量測裝置包括感測器、複數導電點、以及判斷單元。該些導電點配置在感測器的周遭。判斷單元判斷該些導電點是否透過標記器而彼此連接在一起，以產生判斷信號來指示感測器是否放置在特定位置。
本發明提供一種量測系統，用以量測待測部位的
特定位置的血管脈波信號。此量測系統包括標記器、感測器、複數導電點、以及判斷單元。標記器附著在特定位置。該些導電點配置在感測器的周遭。判斷單元判斷該些導電點是否透過標記器而彼此連接在一起，以產生判斷信號來指示感測器是否放置在特定位置。
1‧‧‧量測裝置
2‧‧‧標記器
10‧‧‧殼體
11‧‧‧顯示器
12‧‧‧環帶
13‧‧‧感測器
14A...14D‧‧‧導電點
30‧‧‧橈動脈
40‧‧‧判斷單元
41‧‧‧量測單元
60A...60C‧‧‧上拉電阻器
61‧‧‧偵測器
62‧‧‧判斷電路
70A、70B‧‧‧導電點
620‧‧‧或閘(OR)
N60A...N60D‧‧‧節點
S13‧‧‧血管脈波信號
S40‧‧‧判斷信號
S61A...S61D‧‧‧偵測信號
vdd‧‧‧電壓
VDD‧‧‧電壓源
第1A圖表示根據本發明一實施例的量測裝置的外觀；第1B圖係表示在第1A圖中量測裝置的感測器以及複數導電點；第2圖顯示標記器所附著的特定位置的示意圖；第3圖表示根據本發明一實施例的標記器的形狀示意圖；第4圖表示第1A圖中量測裝置的的方塊圖；第5A~5C表示在本發明一實施例中標記器與四個導電
點之間的位置關係示意圖；第5D圖表示在第5A~5C圖中標記器以及導電點的尺寸範例；第6圖表示根據本發明一實施例的判斷單元；第7A圖表示根據本發明一實施例在第1A圖中量測裝置的導電點；第7B~7D表示在第7A圖中標記器與導電點之間的位置關係示意圖；以及第7E圖表示在第7B~7D圖中標記器以及導電點的尺寸範例。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1A圖係表示根據本發明實施例之量測裝置的外觀，且第1B圖係表示在第1A圖中量測裝置的感測器以及複數導電點。參閱第1A圖，從量測裝置1的外觀來看，量測裝置1包括殼體10、顯示器11、以及環帶12。殼體10配置在環帶12上。殼體10具有內側與外側。當量測裝置1放置在使用者之待測部位(例如手腕)上的一特定位置以量測血管脈波信號時，量測裝置1透過環帶12將量測裝置1繫在待測部位的特定位置上，且此時，殼體10的內側面對待測部位的特定位置。參閱第1B圖，量測裝置1更包括感測器13以及複數導電點。在第1A與1B圖的實施例中，係以四個導電點14A~14D為例來說明。感測器13
用來感測待測部位上特定位置的血管脈波波形，特定位置例如為手腕之橈動脈上方皮膚上的位置。導電點14A~14D配置在感測器13的周圍。如第1B圖所示，導電點14A~14D配置在與感測器13之間具有相同距離的四個位置上。此外，取感測器13為參考點，兩相鄰的導電點(例如導電點14A與14B)對稱於另兩個相鄰導電點(例如導電點14C與14D)。在一實施例中，感測器13可以壓力感測器或光體積變化描記圖機(photo plethysograph，PPG)。
在量測裝置1開始量測特定位置之血管脈波波形
之前，需要將一標記器附著在特定位置上。舉例來說，如第2圖所示，標記器2附著在手腕之橈動脈上方皮膚上的位置。此特定位置是預先決定的。在此實施例中，此特定位置是由專業的醫生來預先決定。標記器2係由導電的材質來做成，並和皮膚保有生物相容性(bio-compatibility)。在一實施例中，標記器2係以導電墨水來實現，且此導電墨水透過印章來印在特定位置上。在另一實施例中，標記器2係以金屬薄膜來實現，且此金屬薄膜的一側面具有膠帶，當標記附著在特定位置時，此交代接觸特定位置的皮膚。關於標記器2的形狀，標記器2具有圓形形狀。在一實施例中，標記器2具有空心圓形狀，如第3圖所示。具有空心圓形狀的標記器2附著在橈動脈30上方皮膚上的特定位置。
在此實施例中，導電點14A~14D的配置與標記器2
的形狀相匹配。舉例來說，參閱第1B圖，導電點14A~14D定義出一個以虛線來呈現的圓形，其中，導電點14A~14D配置
於此圓形的圓周上。導電點14A~14D所定義出的圓形與標記器23的空心圓相匹配。在此實施例中，由於標記器2的空心圓形狀，當感測器13正確地配置在特定位置時，感測器13可直接接觸手腕的皮膚。在一實施例中，導電點14A~14D所定義出的圓形的直徑等於標記器2的空心圓形狀的直徑。
在一實施例中，標記器2與量測裝置1形成一量測
系統，用以量測目標物之特定位置的血管脈波信號。之後，本實施例中量測系統的詳細架構以及操作將透過以手腕之橈動脈上方皮膚上的位置作為特定位置(之後稱為”特定位置”)的例子來說明。
第4圖係表示量測裝置1的方塊圖。第1A與1B圖所
顯示的殼體10、顯示器11、環帶12、感測器、以及導電點14A~14D係從量測裝置1的外觀可看到的裝置或元件。參閱第4圖，量測裝置1更包括判斷單元40以及量測單元41。第4圖沒有顯示殼體10、環帶12、以及感測器13，但其顯示於第1A與1B圖。
當量測裝置1需要量測特定位置的血管脈波信號
時，感測器130必須精確地放置在標記器2所在的位置。根據此實施例，當感測器13接觸手腕時，判斷單元40判斷導電點14A~14D是否彼此連接在一起，以產生判斷信號S40。由於標記器2具有導電姓，因此，當所有的導電點14A~14D都接觸標記器2時，導電點14A~14D將透過標記器2而彼此連接在一起，這表示感測器13係已正確地放置在特定位置。如此一來，判斷信號S40可指示出導電點14A~14D是否彼此連接在一起，也就是
指示出感測器13是否已正確地放置在特定位置。量測單元41接收判斷信號S40，且根據判斷信號S40來控制感測器13。當判斷單元40判斷出導電點14A~14D透過標記器2而彼此連接在一起時，如第5A圖所示，量測單元41則根據判斷信號S40來控制感測器13去感測特定位置的血管脈波波形。接著，感測器13根據偵測結果來產生血管脈波信號S13。相反地，當導電點14A~14D中至少一者沒有接觸標記器2時，導電點14A~14D將無法透過標記器2而彼此連接在一起。換句話說，感測器13接觸手腕的位置偏移於特定位置，如第5B與5C圖所示。在第5B圖中，感測器13接觸手腕的位置係向右偏移於特定位置。在第5C圖中，感測器13接觸手腕的位置係向下偏移於特定位置。當判斷單元40判斷出導電點14A~14D沒有彼此耦接在一起時，量測單元41則根據判斷信號S40而不會控制感測器13去感測特定位置的血管脈波波形。在上述實施例中，導電點14A~14D每一者的直徑大於標記器2的寬度。在一較佳實施例中，導電點14A~14D每一者的直徑等於標記器2的寬度，如第5D圖所示。
當感測器13受到量測單元41的控制而去感測特定
位置的血管脈波波形時，量測單元41接收來自感測器13的血管脈波信號S13。量測單元41接著根據血管脈波信號S13來記錄一些心血管指標，例如血壓值。顯示器11耦接量測單元41。在獲得心血管指標後，顯示器11可接收來自量測單元41的心血管指標，且將這些心血管指標顯示給使用者或醫護人員，例如醫生或護士。
在一實施例中，顯示器11可更耦接判斷單元40以
接收判斷信號S40。如上所述，判斷信號S40可指示出導電點14A~14D是否彼此連接在一起，也就是指示出感測器13是否已正確地放置在特定位置。當顯示器11接收判斷信號S40時，顯示器11可顯示一通知以指示導電點14A~14D是否彼此連接在一起，如此一來使用者或醫療人員可根據該指示來得知感測器13是否正確地放置在特定位置。在一實施例中，該通知可以訊息或閃爍光來實現。
第6圖係表示根據本發明一實施例的判斷單元
40。如第6圖所示，判斷單元40包括上拉電阻器60A~60C、偵測器61、以及判斷電路62。上拉電阻器60A的一端耦接導電點14A於節點N60A，且其另一端耦接提供電壓vdd的電壓源VDD。上拉電阻器60B的一端耦接導電點14B於節點N60B，且其另一端耦接電壓源VDD。上拉電阻器60C的一端耦接導電點14C於節點N60C，且其另一端耦接電壓源VDD。導電點14D耦接參考接地GND於節點N60D，且導電點14D的電壓位準一直耦合至參考接地GND的電壓位準。偵測器61耦接節點N60A~N60D，以偵測導電點14A~14D的電壓位準。如第5A圖所示，當所有的導電點14A~14D都接觸標記點2(即感測器13正確地放置在特定位置)時，導電點14A~14D透過標記器2而彼此連接在一起，且導電點14A~14C的電壓位準都透過導電點14D而耦合至參考接地GND的電壓位準。偵測器61分別透過節點N60A~N60D來偵測導電點14A~14D的電壓位準。接著，偵測器61分別根據導電點14A~14D的電壓位準的偵測結果來產生偵測信號S61A~S61D。在所有的導電點14A~14D的電壓位準
都耦合至參考接地GND的電壓位準的情況下，偵測信號S61A~S61D的數值分別表示為”0”、”0”、”0”、以及”0”。判斷電路62接收數值為”0”、”0”、”0”、以及”0”的偵測信號S61A~S61D，且根據偵測信號S61A~S61D的數值來產生判斷信號S40以指示感測器13是否以正確地放置在特定位置。在一實施例中，判斷電路62係以一個或閘(OR)620來實施。或閘620接收數值為”0”、”0”、”0”、以及”0”的偵測信號S61A~S61D，以產生具有數值”0”的判斷信號S40。
如第5B圖所示，當感測器13接觸手腕的位置係向
右偏移於特定位置時，導電點14A與14C接觸標記點器，然而導電點14B與14D卻沒有接觸標記器2(即是感測器13沒有正確地放置在特定位置)。此時，導電點14A~14C沒有連接導電點14D，且導電點14A~14C的電壓位準分別透過上拉電阻器60A~60C而上拉至電壓vdd的位準。偵測器61分別透過節點N60A~N60D來偵測導電點14A~14D的電壓位準，以產生數值為”1”、”1”、”1”、以及”0”的偵測信號S61A~S61D。判斷電路62的或閘620接收數值為”1”、”1”、”1”、以及”0”的偵測信號S61A~S61D，且根據偵測信號S61A~S61D的數值來產生具有數值”1”的判斷信號S40，以指示感測器13沒有正確地放置在特定位置。
如第5C圖所示，當感測器13接觸手腕的位置係向
下偏移於特定位置時，導電點14B與14D接觸標記點器，然而導電點14A與14C卻沒有接觸標記器2(即是感測器13沒有正確地放置在特定位置)。此時，只有導電點14B透過標記器2連接
導電點14D，且導電點14B的電壓位準透過導電點14D而下拉至參考接地GND的電壓位準。由於導電點14A與14C沒有透過標記器2連接導電點14D，因此導電點14A與14C的電壓位準分別透過上拉電阻器60A與60C而上拉至電壓vdd的位準。偵測器61分別透過節點N60A~N60D來偵測導電點14A~14D的電壓位準，以產生數值為”1”、”0”、”1”、以及”0”的偵測信號S61A~S61D。判斷電路62的或閘620接收數值為”1”、”0”、”1”、以及”0”的偵測信號S61A~S61D，且根據偵測信號S61A~S61D的數值來產生具有數值”1”的判斷信號S40，以指示感測器13沒有正確地放置在特定位置。
根據上述，當所有的導電點14A~14D都接觸標記
器2時，判斷單元62產生數值為”0”的判斷信號S40，以指示感測器13已正確地放置在特定位置。當導電點14A~14S中至少一者沒有接觸標記器2時，判斷單元62則產生數值為”1”的判斷信號S40，以指示感測器13沒有正確地放置在特定位置。反應於判斷信號S40，量測單元41可控制感測器13去感測或不感測特定位置的血管脈波波形。
在本發明的判斷方式中，每當使用者期望得知其
心血管指標時，量測裝置1可簡單地量測特定位置的血管脈波信號。對於長時間的量測來說，量測裝置1可量測相同位置的血管脈波信號，這有利於心血管疾病的診斷。
在一實施例中，導電點14A~14D可由磁性材料做
成。如此一來，導電點14A~14D可輕易地附著於導電性的標記器2，使得感測器3可容易地放置在正確位置(即特定位置)。
在上述實施例中，有4個導電點且標記器2的具有
空心圓形狀。在其他實施例中，導電點的數量可以根據系統需求來決定，例如根據量測裝置1的尺寸來決定，且標記器2的形狀可根據導電點的數量來決定。舉例來說，在第7A~7D圖的實施例中，具有兩個導電點70A與70B配置在感測器13的周圍，且標記器2具有長條形狀，其中，長條形狀的長度等於兩導電點70A與70B之間的距離。如第7B圖所示，當導電點70A與70B都接觸標記器2時，導電點70A與70B透過標記器2而彼此連接，這表示感測器13已正確地放置在特定位置。當導電點70A與70B中至少一者沒有接觸標記器2時，導電點70A與70將不會透過標記器2而彼此連接，這表示感測器13沒有正確地放置在特定位置。換句話說，感測器13接觸手腕的位置偏移於特定位置，如第7C與7D圖所示。在第7C圖中，感測器13接觸手腕的位置係向右偏移於特定位置。在第7D圖中，感測器13接觸手腕的位置係向下偏移於特定位置。導電點70A與70B是否透過標記器2而彼此連接，可根據上述判斷電路40所執行的判斷方式來判斷，因此，由於已經敘述，在此省略相關說明。需注意，對於第7A~7B圖而言，在判斷單元40中的上拉電阻器的數量減少為1個。舉例來說，此上拉電阻器是耦接於導電點70A與電壓源VDD之間，而導電點70B係耦接參考接地GND。在上述實施例中，導電點70A與70B每一者的直徑小於標記器2的長條型狀的寬度。在一較佳實施例中，導電點70A與70B每一者的直徑等於標記器2的長條型狀的寬度，且導電點70A與70B之間的距離斗於標記器2的長條型狀的長度，如第7E圖所示。
在一實施例中，第7A~7E圖的標記器2具有弧形形狀。在量測裝置1量測特定位置的血管脈波信號的情況下，當感測器13正確地放置在特定位置，具有弧形形狀的標記器2不會與感測器13重疊，使得可避免降低感測器13的靈敏度。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，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，當可做些許的更動與潤飾，因此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。
1‧‧‧量測裝置
11‧‧‧顯示器
13‧‧‧感測器
14A...14D‧‧‧導電點
40‧‧‧判斷單元
41‧‧‧量測單元
S13‧‧‧血管脈波信號
S40‧‧‧判斷信號
Claims (20)
- 一種量測裝置，用以量測一待測部位的一特定位置的一血管脈波信號，其中，一標記器附著在該特定位置，且該量測裝置包括：一感測器；複數導電點，配置在該感測器的周遭；以及一判斷單元，判斷該等導電點是否透過該標記器而彼此連接在一起，以產生一判斷信號來指示該感測器是否放置在該特定位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中，該感測器係以一壓力感測器來實施。
- 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中，該感測器係以一光體積變化描記圖機(photo plethysograph，PPG)來實施。
- 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中，該等導電點定義一圓形，且該等導電點配置於該圓形的圓周上。
- 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中，該等導電點由磁性材料做成。
- 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，更包括：一量測單元，接收該判斷信號，且根據該判斷信號來控制該感測器；其中，當該判斷單元判斷該等導電點透過該標記器而彼此連接在一起以產生該判斷信號來指示該感測器放置在該特定位置時，該量測單元根據該判斷信號來控制該感測器 感測該特定位置的一血管脈波波形以產生該血管脈波信號。
- 如申請專利範圍第6項所述之量測裝置，其中，該判斷單元包括：一偵測器，耦接該等導電點，且偵測該等導電點上的複數電壓位準以產生複數偵測信號；以及一判斷電路，接收該等偵測信號，且根據該等偵測信號來判斷該等導電點的該等電壓位準是否相等以產生該判斷信號；其中，當該等導電點透過該標記器而彼此連接在一起時，該判斷電路判斷該等導電點的該等電壓位準相等。
- 如申請專利範圍第7項所述之量測裝置，其中，該判斷電路包括：一或閘，接收該等偵測信號，且根據該等偵測信號來產生該判斷信號。
- 如申請專利範圍第6項所述之量測裝置，其中，當該感測器感測該特定位置的該血管脈波波形以產生該血管脈波信號時，該量測單元接收該血管脈波信號且根據該血管脈波信號來計算複數心血管指標。
- 如申請專利範圍第9項所述之量測裝置，更包括：一顯示器，耦接該量測單元以接收該等心血管指標，且顯示該等心血管指標。
- 如申請專利範圍第10項所述之量測裝置，其中，該顯示器耦接該判斷單元以接收該判斷信號； 其中，該顯示器根據該判斷信號來顯示一通知，以指示該感測器是否放置在該特定位置。
- 一種量測系統，用以量測一待測部位的一特定位置的一血管脈波信號，包括：一標記器，附著在該特定位置；一感測器；複數導電點，配置在該感測器的周遭；以及一判斷單元，判斷該等導電點是否透過該標記器而彼此連接在一起，以產生一判斷信號來指示該感測器是否放置在該特定位置。
- 如申請專利範圍第12項所述之量測系統，其中，該標記器係以導電墨水來實現。
- 如申請專利範圍第12項所述之量測系統，其中，該標記器係以金屬薄膜來實現。
- 如申請專利範圍第12項所述之量測系統，其中，該標記器具有一圓形形狀。
- 如申請專利範圍第15項所述之量測系統，其中，該等導電點定義一圓形，該等導電點配置於該圓形的圓周上，且該圓形的直徑等於具有該圓形形狀的該標記器的直徑。
- 如申請專利範圍第12項所述之量測系統，其中，該該標記器具有弧形形狀。
- 如申請專利範圍第12項所述之量測系統，更包括：一量測單元，接收該判斷信號，且根據該判斷信號來控制該感測器； 其中，當該判斷單元判斷該等導電點透過該標記器而彼此連接在一起以產生該判斷信號來指示該感測器放置在該特定位置時，該量測單元根據該判斷信號來控制該感測器感測該特定位置的一血管脈波波形以產生該血管脈波信號。
- 如申請專利範圍第18項所述之量測系統，其中，該判斷單元包括：一偵測器，耦接該等導電點，且偵測該等導電點上的複數電壓位準以產生複數偵測信號；以及一判斷電路，接收該等偵測信號，且根據該等偵測信號來判斷該等導電點的該等電壓位準是否相等以產生該判斷信號；其中，當該等導電點透過該標記器而彼此連接在一起時，該判斷電路判斷該等導電點的該等電壓位準相等。
- 如申請專利範圍第18項所述之量測系統，其中，當該感測器感測該特定位置的該血管脈波波形以產生該血管脈波信號時，該量測單元接收該血管脈波信號且根據該血管脈波信號來計算複數心血管指標。
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