TW201540260A - 頸戴式心電檢測裝置 - Google Patents

Abstract

一種頸戴式心電檢測裝置，包括一殼體，具有相對的一第一表面以及一第二表面，一第一電極以及一第二電極，位在該第一表面上，一依附元件，與該殼體相結合，用以依附至一使用者的頸部，以及一心電訊號擷取電路，以配合該第一及第二電極而進行一心電訊號擷取，其中，當該使用者透過該依附元件而穿戴該裝置時，該殼體被設置於使用者軀幹的前方，以及當使用者的手部以朝向軀幹的方向對該殼體施力時，該殼體被固定於手部及軀體之間，並在該第一及第二電極與軀幹前方皮膚間產生一穩定接觸，進而使該裝置進入一可擷取心電訊號狀態。

Description

頸戴式心電檢測裝置

本發明相關於一種頸戴式心電檢測裝置，更進一步地相關於一種具有穩定電極接觸方式、並可取得清晰且穩定之心電訊號的頸戴式心電檢測裝置。

已知，心電檢測裝置是用於檢查各種心臟疾病的主要途徑，例如，是否有心律不整、因高血壓或心臟瓣膜疾病所引起的心肌肥厚、心肌梗塞、或是狹心症等病症。

當人們感受到心臟不適而至醫院進行檢查時，多採用的是傳統的心電檢測裝置，例如，十二導程心電圖檢測，可較詳盡的檢測出各種心臟問題，但若心臟不適的來源是偶發性的症狀，例如，心律不整，則很可能無法在檢測期間測得發病時的心臟情況，因此，因應此種偶發性症狀，多會採用配戴霍特式(Holter)心電圖機進行長時間檢測的方式，例如，配戴24小時至數天的時間，希望以這種方式記錄下出現症狀時的心電圖，而與霍特式心電圖機類似的，心電事件記錄器(ECG event recorder)也是採用長期配戴的方式，但不同地是，其讓使用者自行決定記錄的時間，例如，心臟覺得不舒服的時候，並透過按鈕啟動的方式而記錄下心電圖，例如，裝置平常不進行記錄，而是在使用者按下按鈕時才記錄下按壓時間前後各30秒的心電圖。而除了用來記錄偶發性症狀外，霍特式心電圖機也常用於 監控心臟手術或服用治療藥物後的心臟情形，以確認治療效果。

無論是霍特式心電圖機或心電事件記錄器，其設置方式都必須在身上黏貼多個用以取得心電圖的電極，並透過連接線連接至一裝置，因此，使用者在測量期間必須一直黏貼著電極且將裝置配戴於身上，相當不便，也容易因長時間黏貼電極而產生皮膚不適，這些都是讓使用者卻步的原因，再加上，有時也會出現即使經過長時間配戴檢測後，卻因沒有發病而未記錄下任何可供分析偶發性症狀的心電圖。而且，這樣的檢測，必須透過專業醫護人員的協助才能完成設置，例如，電極的黏貼必須在醫院內設置完成，並且，通常是在完成長時間的測量後，再由醫生下載記錄下來的心電圖進行分析，需要至少數天後才能知道心臟出了什麼問題，所以，不但複雜度高，亦缺乏即時性。

因此，針對上述的這些缺點，進一步提出的改進是手持式心電檢測裝置，其透過採用不需黏貼於身上的乾式電極而解決必須將裝置長期配戴於身上的困擾，以及簡化進行檢測時的複雜度。如US7149571以及US7197351所揭示，手持式心電檢測裝置在裝置的表面設置有乾式電極，可隨時在有需求時透過接觸手及/或體表的方式而進行心電檢測，因此，不再受限於配戴於身上的時間以及電極黏貼，故可更長時間地用來監控心臟的情形，而且，這樣的心電檢測裝置通常亦配置有分析程式及顯示螢幕，可讓使用者在測量的當下即得知檢測結果，無須等到至醫院回診，因此，相當適合居家使用，並且，也提供了對自身心臟健康有高度關心之使用者平時可自行定時瞭解心臟情形的簡易途徑。

之後，隨著隨身攜帶之電子裝置，例如，智慧型手機的普及， 近年來出現的是與手機相結合的心電檢測裝置，如US8615290所揭示，其與手持式心電檢測裝置類似，同樣是採用乾式電極，差別只在於是透過手機的操作介面進行裝置的操控，這樣的方式讓有監控心臟需求的使用者可減少隨身攜帶之裝置的數量。

不過，上述可隨身攜帶的手持式心電檢測裝置面臨的最大問題，卻也是因為利用手進行操作所造成。當採用接觸雙手形式時，如第1圖所示，首先面臨的問題就是訊號較弱，由於雙手與心臟距離較遠，再加上心電訊號原本就小，更加微弱後，非常容易受到環境雜訊的影響，而讓分析的進行變困難，另一個問題則是操作穩定度低，以雙手進行測量的方式很容易在測量時發生如手部晃動等不穩定的現象，因而造成所測得之心電圖出現基線飄移、波形變形等影響分析的狀況，而且，當使用者希望手部維持穩定而肌肉緊張、或是特意用力以確保與電極間接觸時，也很容易因用力而產生影響訊號分析的肌電訊號。

當採用一手握持裝置另一邊接觸胸膛的方式時，如第2圖所示，相較於雙手操作，可較為穩定，所取得的訊號也較強，只是，這樣的操作方式有一個最大顧忌，就是必須掀開衣服來接觸胸膛才能進行測量，自然限制了可以使用的場合，另外，胸腔因呼吸所產生的起伏，依然會造成接觸胸膛之電極與接觸手之電極間產生相對移動，同樣會影響所測得的心電圖。

此外，手持式心電檢測裝置由於必須由手握持而操作，在符合人體工學的需求下，再加上需要顯示結果，尺寸上無法過小，攜帶上仍是一定的負擔；而且，由於電極並未一直設置於身上，因此，欲進行檢測 時，需要較多的步驟，例如，先取出裝置後再開機，才能開始進行檢測，故亦有可能因此而錯失檢測的時機。

再者，有另一種利用頸掛方式穿戴於身上的心率監測裝置，例如，US8668643，US20130345578，US20080287768，以及US20070106145所揭示者。此類裝置雖然攜帶方便，但由於採用的是電極自然觸碰身體的方式，相較於前述黏貼式電極、或是手部對電極表面施力等操作方式，缺乏固定的力量，因此電極與皮膚間的接觸非常不穩定，也因此無法取得清晰且穩定的心電圖，故並不適合用來判斷心臟是否出現異常，例如，是否有心律不整、心肌梗塞等症狀，再加上其將電極設置於頸部的特殊配置方式，亦導致使用上有諸多限制。

因此，確實需要一種能夠解決上述缺點的心電檢測裝置，讓使用者可更方便地使用的同時，亦可將操作時之各種不確定因素的影響降至最低。

本發明的目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，以透過頸部作為設置於使用者身上的媒介而自然地被設置在心電訊號穩定且容易操作的位置。

本發明另一目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，其可同時提供簡易的單手操作方式以及穩定的電極接觸。

本發明再一目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，其可在不掀開衣服的情形下進行測量，並取得強大的心電訊號，因而可不再受限於所在場合，隨時進行心電測量。

本發明又一目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，其具有小巧的體積，且方便長時間穿戴，可提供使用者隨時進行測量的需求，再配合連接網路，就可在測量結果出現問題及/或使用者有需要時，傳送資料及/或訊息至遠端的監控中心，即時反應，故相當適合居家長期照護所需。

本發明又一目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，其可穿戴於身上而不影響使用者的活動，因此適合在特定時間及/或特定活動前後，例如，運動前後，進行心電訊號的擷取。

本發明的又一目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，其可隱藏於衣服內進行檢測，並即時將心電檢測相關資訊顯示於外部裝置，例如，手機上，以符合使用者的使用習慣。

本發明又一目的在於提供一種頸戴式心電檢測裝置，其藉由特殊電極位置設計而實現頸戴及手持兩種操作方式，以進一步提供使用者更具選擇性的一機多用裝置。

根據本發明一方面的構想，一種頸戴式心電檢測裝置包括一殼體，具有相對的一第一表面以及一第二表面，一第一電極以及一第二電極，位在該第一表面上，一依附元件，與該殼體相結合，用以依附至一使用者的頸部，以及一心電訊號擷取電路，以配合該第一及第二電極而進行一心電訊號擷取，其中，當該使用者透過該依附元件而穿戴該裝置時，該殼體被設置於使用者軀幹的前方，以及當使用者的手部以朝向軀幹的方向對該殼體施力時，該殼體被固定於手部及軀體之間，並在該第一及第二電極與軀幹前方皮膚間產生一穩定接觸，進而使該裝置進入一可擷取心電訊號狀態。

較佳地是，該穩定接觸達成一開關切換，而使該裝置進入該可擷取心電訊號狀態，或者，替代地，該穩定接觸使該第一及第二電極的一物理變化符合一預設範圍，而使該裝置進入該可擷取心電訊號狀態，且該物理變化是藉由一物理狀態偵測單元而進行偵測，其中，該物理狀態偵測單元可實施為一壓力感測模組，一阻抗感測電路，一電容感測電路，或一開關。另外，在一較佳實施例中，當根據本發明的裝置進入該可擷取心電訊號狀態後，心電訊號擷取會在一特定時間後自動起始。

再者，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置亦可提供一共同運作模式，以透過有線或無線方式而與一外部裝置共同進行心電訊號擷取，在此，該外部裝置可即時接收並顯示來自該心電檢測裝置的心電訊號以及相關資訊，並由使用者藉由該外部裝置而起始一特定期間的心電訊號記錄，或者，替代地，根據本發明的該裝置亦可在進入該可擷取心電訊號狀態後，受到該外部裝置的控制而起始心電訊號擷取，並且，該外部裝置亦可包括一演算式，以提供相關心律不整的資訊，此外，進一步地，該外部裝置可透過一網路而連接至一遠端監控中心，且當該心電訊號符合一預設條件時，該外部裝置可自動傳送一通知訊號至該遠端監控中心。

另外，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置可包括一資訊提供模組，以提供使用者相關心電檢測的資訊，其中，提供資訊的方式包括，螢幕顯示，聲音變化，振動變化，以及視覺變化，並且，較佳地，透過載入適當的演算式，亦可提供相關心律不整的資訊。此外，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置尚可包括一動作感測器，以偵測使用者的身體移動情形。

在一較佳實施例中，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置可進 一步包括一第三電極，位在與該第一表面相鄰的一第三表面上，以及一第四電極，位在與該第一表面相鄰且與該第三表面相對的一第四表面上，以用於進行一手持式心電訊號擷取，其中，該第一電極以及該第三電極可實施為並聯連接，以及該第二電極以及該第四電極可實施為並聯連接，或者，替代地，該第一電極以及該第三電極可實施為一體成型，以及該第二電極以及該第四電極可實施為一體成型。

根據本發明另一方面的構想，一種頸戴式心電檢測裝置包括一殼體，具有相對的一第一表面以及一第二表面，一第一電極以及一第二電極，分別位在該殼體的該第一表面以及該第二表面上，一依附元件，與該殼體相結合，用以依附至一使用者的頸部，一心電訊號擷取電路，以配合該第一及第二心電電極而進行一心電訊號擷取，以及一物理狀態偵測單元，用以感知至少一電極在接觸使用者皮膚表面時所產生的一物理變化，其中，當該使用者透過該依附元件而穿戴該裝置時，該殼體被設置於使用者軀幹的前方，當使用者的手部以朝向軀幹的方向對該第二表面上的該第二電極施力時，該殼體被固定於手部及軀體之間，並在位於該第一表面上的該第一電極與軀幹前方皮膚間產生一穩定接觸，以及當該穩定接觸使該物理變化符合一預設範圍時，該裝置進入一可擷取心電訊號狀態。

較佳地是，該物理狀態偵測單元實施為一壓力感測模組，一阻抗感測電路，一電容感測電路，或一開關。亦較佳地是，該第一及第二電極的至少其中一實施為電容式電極，感應式電極，或電磁式電極。

此外，在一較佳實施例中，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置可進一步包括一光容積變化(PPG)感測器，以取得血液生理資訊。

10‧‧‧頸戴式心電檢測裝置

12‧‧‧殼體

121‧‧‧可移動殼體部分

122‧‧‧第一表面

124‧‧‧第二表面

126‧‧‧第三表面

128‧‧‧第四表面

14‧‧‧依附元件

16,162,164,166a,166b,168a,168b‧‧‧電極

22‧‧‧類比訊號處理單元

24‧‧‧處理單元

26‧‧‧傳輸模組

28‧‧‧電池

32‧‧‧第一部分殼體

34‧‧‧第二部分殼體

40‧‧‧物理狀態偵測單元

50‧‧‧外部裝置

60‧‧‧連接器

第1圖顯示習知手持式心電檢測裝置的一種操作方式。

第2圖顯示習知手持式心電檢測裝置的另一種操作方式。

第3圖顯示根據本發明一較佳實施例之頸戴式心電檢測裝置的示意圖。

第4圖顯示根據本發明一較佳實施例之頸戴式心電檢測裝置的使用示意圖。

第5A-5B圖顯示根據本發明一較佳實施例之頸戴式心電檢測裝置的二種使用型態。

第6圖顯示根據本發明之頸戴式心電檢測裝置的電路方塊圖。

第7圖顯示根據一較佳實施例，本發明頸戴式心電檢測裝置之電極設置的剖面示意圖。

第8圖顯示根據一較佳實施例，本發明頸戴式心電檢測裝置之殼體的剖面示意圖。

第9圖顯示根據本發明之頸戴式心電檢測裝置的另一電路方塊圖。

第10圖顯示根據一較佳實施例，本發明頸戴式心電檢測裝置與一外部裝置共同使用時的示意圖。

第11圖顯示根據一較佳實施例，本發明頸戴式心電檢測裝置內建連接器的示意圖。

第12A-12B圖顯示根據本發明另一較佳實施例之頸戴式心電檢測裝置的二種電極配置方式。

第13A-13B圖顯示如第12圖之頸戴式心電檢測裝置的二種手持操作方 式。

第14圖顯示根據本發明再一較佳實施例之頸戴式心電檢測裝置的電極配置方式。

第15圖顯示如第14圖之頸戴式心電檢測裝置的使用示意圖。

有鑑於讓使用者可即時記錄下心電圖的目的，本發明的裝置實施為穿戴形式，而在許多可將心電檢測裝置設置於身上的方式中，本發明選擇了頸戴，如第4圖所示的穿戴方式，主要的理由如下。

首先，透過頸掛的形式，裝置可自然地被置於軀幹前方，如鎖骨下方、胸前、腹部前方等位置，因為正如本領域具通常知識者所知，軀幹是心電訊號最強的區域，因此，這樣的設置首先確保了所取得的訊號有足夠的強度。

再者，相較於同樣可將裝置設置於胸前的胸帶形式，頸戴形式對使用者所帶來的束縛感小上許多，因而可提供較舒適的使用經驗。

另外，頸戴形式也讓裝置可自然的位在衣服與軀幹之間，電極接觸軀幹的動作不需掀開衣服就可達成，消除使用場合的限制，讓使用者不再因必須掀衣而卻步，或屈就於訊號較弱的雙手取訊號測量方式。

此外，本發明採用乾式電極，讓使用者可隨時使用，無須擔心電極設置的問題，省去必須使用導電膏的麻煩以及消除可能造成使用者出現皮膚不適現象的疑慮。

因此，透過採用頸戴方式，根據本發明的克服了前述習知技術的各種缺點，例如，需要黏貼電極、可能引起皮膚不適、訊號強度不夠、 缺乏即時性、需掀衣進行測量等問題。

而也由於採用頸戴的形式讓使用者可無負擔地長期穿戴於身上，再加上可自然、容易地隨時取得強度足夠的心電訊號，因此，相當適合應用於居家看護領域，舉例而言，使用者可在日常生活中將裝置戴於頸部，而在隨時有需要時，例如，覺得心臟不舒服時，即時地啟動心電訊號檢測，或是每天定期地進行心電圖檢測，有效地掌握自身的心臟變化。

另外，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置亦相當適合在運動時使用，舉例而言，使用者可在運動過程中戴著根據本發明的裝置而不會感到負擔，並在運動中間休息的時間直接進行測量而得知運動對心臟所造成的影響，例如，是否達到了足夠的運動強度(心跳是否達到預期目標)，或是心臟是否出現異常等，尤其運動是心律不整的好發時間，因此，透過本發明的裝置就可很即時的紀錄下發生心律不整時的心電圖。

請參閱第3圖，其顯示根據本發明之頸戴式心電檢測裝置的整體配置示意圖。如圖所示，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置10從外觀上可看出具有一殼體12，一依附元件14，以及至少二電極16，其中，該依附元件14實施為與該殼體12相結合，並可依附至使用者的頸部，以使該殼體12位於使用者軀幹的前方，例如，鎖骨下方、胸前、腹部前方等位置，如第4圖所示，而電極16則是位於殼體12的表面。

在一較佳實施例中，根據本發明的電極實施為位在該殼體的同一個表面上，如第3圖的第一表面122上，亦即，當殼體透過該依附元件而設置於軀幹前方時，朝向軀幹的該表面上，如第4圖所示，即使覆蓋於衣服中，兩個電極與皮膚間的接觸亦可輕易達成，因此不需掀衣亦可進行檢 測。而如此之實施方式的基礎就在於，透過頸戴的形式，根據本發明之裝置的殼體被設置在心臟周圍的位置，心電訊號強度夠的位置，在設置電極位置時的限制小，例如，距離可以很短。

在本發明中，電極被設置於殼體上，而非如習知技術的帶體上，除了帶體上電極的穩定接觸不易達成外，主要的原因是：首先，如前所述，心臟附近，也就是軀體，是心臟訊號最清晰的取樣位置，而且，由於二個電極彼此很接近，電路迴路短，可避免各類雜訊干擾心電測量，特別是對於共模雜訊，如50Hz/60Hz可輕易加以排除。

再者，當電極皆位於殼體上時，使用者可以很輕易地透過移動殼體就移動電極位置，進而改變電極與心臟之相對位置，就可得到各種不同角度的心電圖。

在進行心電圖測量時，每兩電極就可得出一個角度的心電圖，也就是，電極的設置位置決定了心電圖所反應之心臟電氣活動的投影角度，而由於心臟是立體的，且產生病變的心臟部位可能位在任何心臟位置，例如，心肌梗塞的檢查需要察看心電波形中是否出現因心肌壞死而出現的ST飄移，但往往可能因為其發生位置的關係而在某些角度下無法被察覺，此時，就需要透過不同角度的心電圖才有可能檢查得出來，因此，取得不同角度之心電圖對於判斷心臟疾病有很大的幫助。

所以，當電極皆位於殼體上時，電極位置可以很簡單地透過移動殼體而移動，再加上殼體位在軀體前方，與心臟距離很近，即使短距離的移動亦可獲得角度差別很大的不同心電圖，甚至即使只是轉動殼體，例如，長方形的殼體旋轉90度，如第5A-5B圖所示，也可以有同樣的效果， 因此，透過這樣的設置，即使是很簡單的一個頸戴式心電檢測裝置，同樣可以為使用者提供多角度的心電圖，並提供更多有關心臟狀態的資訊。

所以，對本發明的裝置而言，就是由於電極設置於殼體上，才能克服習知頸戴式心電檢測裝置的缺點，進而在不損失訊號強度的情形下，同時提供使用者最方便且無負擔的使用經驗。

另外，透過具有一定硬度的殼體來設置電極，也讓電極與皮膚間的接觸穩定性獲得提升，再加上，兩個電極位在同一殼體平面上，兩者間的相對位置被固定，因此，即使於測量期間出現如呼吸等身體動作，仍可有效地維持良好的接觸穩定度。

如上所述，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置採用的是乾式電極，因此，電極的材質可以如一般所熟知的採用不銹鋼材質，並固定至殼體表面上；而作為另外的選擇，電極也可實施為，舉例而言，殼體表面的局部導電塗層，或是殼體本身即為導電材質，利用塗覆絕緣材質而建構出電極位置，因此，可以有各種可能性，沒有限制。

此外，由於本發明採用頸戴形式，且裝置被隱藏於衣服內，因此，亦可考慮使用非導電電極，例如，可採用電容式、感應式、電磁式等的電極形式，以進一步增加使用方便性，例如，藉此即使透過衣物亦可取得手部之心電訊號，也讓電極的配置限制減少，以因應操作習慣而有更多的變化。而當採用此種非導電電極時，還可利用非導電材質的殼體作為電極，例如，電容式電極，的一部份。

在此，該依附元件最容易實施的形式是環繞頸部的帶體，例如，項鍊或項圈等，但並不受限，只要是可透過頸部而設置殼體的方式， 皆屬本發明所涵蓋之範圍，並且，其所使用的材質亦可依實際需求而改變，例如，可以是織物、金屬、橡膠等各種材質製成的帶體，沒有限制。

再者，更進一步地，還可透過依附元件而幫助殼體進行定向，如第5A-5B圖所示，藉由設計附加元件與殼體間的結合方式，可讓具有電極的殼體表面更自然地朝向軀幹，進而確保電極與皮膚間的正確接觸。

接著，請參閱第6圖，其顯示根據本發明之頸戴式心電檢測裝置的心電訊號擷取電路，包括一類比訊號處理單元22，一處理單元24，一傳輸模組26，以及一電池28，其中，該類比訊號處理單元22用以接收透過電極16所擷取的心電訊號，該處理單元24係作為整個心電檢測裝置的控制中心，並會對所擷取的心電訊號進行處理，該傳輸模組26用以進行對外的傳輸，而該電池28則是用以提供操作心電檢測裝置時所需之電力。

在此，該心電訊號擷取電路可實施為容置於該殼體12中，或者，也可實施為分散於殼體12及依附元件14中，或是單獨設置於依附元件14內，沒有限制，可依實際實施情形而變化，舉例而言，該依附元件除了提供支持殼體的功能外，亦可實施為具有承載功能，例如，該依附元件可實施為如管狀的形式，以將電路容置於其中，在此，進一步地，該依附元件還可實施為其容置電路的空間與殼體相通；或者，該殼體的數量也可實施為多於一個，以容置更多的電路，而每一個殼體表面則可皆具有電極，或是僅部分殼體上具有電極，例如，殼體上亦可僅設置啟動開關，等，因此，沒有限制。

當使用者在使用根據本發明的裝置時，如第4圖所示，只需將依附元件14固定於頸部，裝置就可自然地被放置於軀幹前方，如鎖骨下 方、胸前、腹部前方等，之後，只需確定具有電極的表面朝向軀幹即可，如此一來，當有需要進行檢測時，就可輕鬆地利用手對殼體施力，並使具有電極的殼體表面接觸至皮膚，而開始一特定時間，例如，30秒、1分鐘，的心電訊號檢測，或是依照自身需求而決定要檢測的時間長度。

在此，需要注意地是，一般而言，手持式心電檢測裝置多會預設一測量時間，例如，30秒或1分鐘，並在時間到了以後自動停止，除了是考量心臟突發狀態的持續時間外，亦在於讓使用者無須維持測量姿勢過久，以避免手部操作出現更不穩定的情形，不過，本發明的裝置由於是採用頸戴的形式，並已將手部不穩定的因素降至最低，因此，可讓使用者依照實際需求決定每次要測量的時間長度，舉例而言，當裝置在預定的30秒測量時間結束而發出聲音提醒時，使用者仍可藉由持續按壓電極不放手而讓測量繼續，以讓各種心臟情形都可完整被記錄下來。

亦需要注意地是，用以對殼體施力的，並不限於是手的哪個部位，例如，可以是手指、手掌(手心或手背)、手腕、手臂等，只要是使用者覺得方便的手部部位，皆可完成檢測，而且，亦不限制使用左手或右手，使用者可自由地依個人習慣進行檢測。

由於電極與皮膚間的接觸，仰賴的是介於施力手以及皮膚之間的殼體，因此，殼體需要能正確且適當的將施力傳導至電極以及皮膚，故較佳地是，用以接觸皮膚的殼體表面實施為具有增進電極接觸穩定性的結構，舉例而言，當依附元件將殼體設置於胸前時，該表面可實施為具有弧面，以符合胸部的曲線；或者，若依附元件將殼體設置於腹部前方時，則該表面可實施為平面即可；又或者，若依附元件將殼體設置於鎖骨下方 時，則該表面可實施為曲面或平面。此外，特別地，在一較佳實施例中，設置電極的殼體部分可實施為高於周圍的殼體表面，如第7圖所示，以讓施力更集中在電極接觸，不但可讓接觸更容易達成，亦可增加穩定度。因此，沒有限制。

再者，由於採用頸掛形式，因此，殼體的尺寸不宜過大，以避免使用者頸部負擔過大，而在形狀方面，同樣沒有特定的限制，例如，可以是長方形、正方形、圓形、或不規則的形狀，可視實際需求而變化。

另外，殼體的材質亦是影響電極接觸的一個重要因素，其需要能夠將手部施力傳達至電極，並確保電極與皮膚間的穩定接觸，因此，殼體所使用的材質可具有一定的硬度，以確保力量的正確傳達，例如，塑膠，另外，也可實施為具有撓性的材質，例如，橡膠，以增加與皮膚間的服貼度，因此，材質同樣可有不同的選擇，可實際需求而變化。

在一較佳實施例中，該殼體亦可實施為由兩種材質所構成，如第8圖所示，亦即，面向皮膚、用來承載電極的第一部分殼體32採用具有撓性的材質，以讓該表面在接觸皮膚的時候，可自然地隨著接觸皮膚區域的起伏而產生形變，使兩者間更為服貼，也讓電極與皮膚的接觸更為穩定，而除了該表面以外的第二部分殼體34，就可使用較堅硬的材質，以達到有效傳達按壓力量的效果，如此一來，無論殼體被設置的位置為何，電極與皮膚間的接觸都可不受影響。

在檢測期間，除了進行心電訊號的擷取外，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置亦可具備提供使用者相關於檢測期間之資訊的功能。舉例而言，根據本發明的裝置可包括一資訊提供模組，以提供使用者相關於 使用情形及/或所擷取之訊號的資訊，其中，資訊提供的方式包括，但不限於，螢幕顯示，聲音變化，振動變化，以及視覺變化，例如，發光元件的顏色、亮度變化等方式。

而所提供之資料的內容亦可有各種可能，舉例而言，當使用者按壓殼體而欲開始進行測量時，裝置可利用聲音通知使用者檢測已開始，並在預定的檢測時間結束時通知使用者可結束按壓動作；或者，可在開始檢測時提醒使用者目前電極接觸狀況不佳或訊號品質不佳等，讓使用者調整施力大小、或是殼體的位置；又或者，可在檢測期間提醒或通知使用者發生了什麼情形，例如，可利用聲音表現心跳變化，如利用與心跳頻率一樣的響聲，或用聲音通知心臟狀態，如長音與短音表示不同的狀態。另外，更進一步地，可在檢測完成後，提供使用者結果。因此，資訊提供的方式及內容皆不受限制，只要能夠確切地讓使用者獲得瞭解即可。

根據本發明的頸戴式心電檢測裝置由於是設置於使用者的軀幹前方，並採用對殼體施力的操作方式，因此，配合這樣的操作行為，裝置及/或檢測的啟動，除了一般開啟電源及/或啟動檢測的方式外，還可有各種選擇，例如，可在殼體上設置一開關，其可受到對殼體之施力的觸發，而使裝置進入可進行心電訊號擷取的狀態，以接著啟動裝置及/或檢測；或者，作為替代，可將電極連接至一物理狀態偵測單元40，如第9圖所示，以偵測電極在接觸皮膚時所產生的一物理變化，並透過該物理變化而得知電極與皮膚間的接觸是否足夠穩定，因而可知裝置是否已可進行心電訊號擷取。

在此，該物理變化包括，但不限於，壓力變化以及阻抗變化， 舉例而言，該物理狀態偵測單元40可包括壓力感測模組，以得知壓力變化，而判斷電極所受到的按壓是否足夠，或是該物理狀態偵測單元也可實施為一開關，同樣可得知電極所承受的壓力大小，又或者，該物理狀態偵測單元亦可包括阻抗感測電路、或電容感測電路，以得知電極的阻抗、電容變化，而判斷是否可進行心電檢測，因此，不受限制，並且，該物理狀態偵測元件可實施為連接至其中一個電極、或是所有的電極，可視實際實施情況而定，同樣沒有限制。

所以在進行判斷時，若該開關未完全切換，及/或該物理變化不符合一預設範圍，表示電極與皮膚間的接觸狀態不足以進行心電訊號擷取，因此，裝置處於心電訊號擷取無法被啟動的狀態，若該開關已完全切換及/或該物理變化符合一預設範圍時，表示電極與皮膚間達成了足以進行心電訊號擷取的接觸，因此，裝置轉換為該心電訊號擷取可被啟動的狀態。

在此，特別地，還可透過開關是否切換完全、或物理變化是否符合預設範圍的判斷來控制電極是否可被使用，例如，導通與否，也就是，電極是處於不可使用的狀態，直到開關完全被切換後、或該物理變化符合該預設範圍後，電極才轉換為可使用的狀態，例如，被導通，如此一來，將可進一步確保所取得之心電訊號的清晰度，更有利於分析結果的準確性。

而更進一步地，在判斷為可進行心電訊號擷取後，如何啟動裝置及/或檢測，同樣有各種選擇，舉例而言，在一較佳實施例中，根據本發明的裝置可設計為，裝置會在一定時間後，例如，3秒後，自動開始進行 檢測心電訊號；或在一另一較佳實施例中，裝置在一定時間後，例如，3秒後，才會轉換為可進行心電訊號擷取的狀態，之後，若可擷取狀態仍持續，則啟動心電訊號檢測，因此，有各種可能，可是實際需求而變化，沒有限制。

此外，配合上述的啟動及判斷方式，根據本發明的裝置亦可實施為一直處於訊號擷取的狀態，但僅在偵測到心電訊號特徵時才進行記錄，或是才調整取樣頻率或訊號放大倍率，以更加完整的記錄下所有可能的心電訊號變化。

在另一方面的構想中，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置的運作，除了上述的單獨運作模式，亦可透過本身所具有的傳輸模組而與一外部裝置50進行溝通，並以兩者共同合作的方式完成心電訊號檢測，如第10圖所示。

在此，不受限地，該傳輸模組可以實施為進行有線或無線傳輸，例如，USB有線連接，或藍芽、3G、wifi及NFC等無線連接方式，而該外部裝置則包括，但不限於，個人電腦，智慧型手機，平板電腦，智慧手錶等裝置。

由於採用頸戴的形式，本發明的裝置很自然地會隱藏於衣服中，因此，透過與外部裝置的連接，例如，日常使用的智慧型手機，將可提供使用者更方便的操作。

當與外部裝置共同進行心電訊號擷取時，兩者間的合作可以有各種選擇，舉例而言，在一較佳實施例中，可透過手機上執行的相對應應用程式而即時察看測量情形，例如，心率變化或心電圖波形等，而在一 另一較佳實施例中，則是可在顯示之外亦將所取得的心電訊號直接儲存在手機上，且特別地，在一又一實施例中，使用者可透過手機先觀察波形後，再選擇要儲存的心電訊號區間，例如，如前所述，使用者在儲存前，可先調整殼體角度、及/或殼體與軀幹接觸的位置而取得不同相位的心電圖，並透過手機即時觀察波形，之後再決定要記錄下的心電圖為何；或者，替代地，在一較佳實施例中，手機可直接透過應用程式而控制頸戴式心電檢測裝置的運作，例如，使用者可透過手機啟動/停止裝置及/或心電訊號擷取，或進行裝置設定等。因此，沒有限制，兩者間可以根據實際使用需求而有不同的分工。

更進一步地，根據本發明的裝置亦可實施為可選擇進行單獨操作或是與外部裝置合作。舉例而言，當欲進行檢測時，使用者可透過先輕按殼體而確認是否存在有外部裝置，若未發現外部裝置，就如前所述單獨進行心電訊號擷取，若發現存在有外部裝置，例如，手機上的應用程式已開啟，並允許連線，此時，裝置進入與外部裝置連接的模式，之後，其中一情形是，使用者再次持續按壓殼體而達成電極接觸並啟動心電訊號擷取，且在擷取期間，心電訊號即時地透過手機進行顯示，或者，其中另一情形是，使用者再次按壓殼體而達成電極接觸後，裝置進入可進行心電訊號擷取的狀態，而讓使用者可透過手機上的介面啟動心電訊號的擷取。

而透過提供如此之可與外部裝置共同合作的模式，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置的可應用範圍亦變得更為廣泛，舉例而言，可藉由外部裝置的顯示介面及儲存空間，進行個人心臟健康管理，以減少頸戴式裝置的體積及成本，亦增加使用意願；或是，透過外部裝置本身具有的 網路連接，例如，手機的3G網路連接，所取得的心電訊號可傳送至遠端的醫護人員或監控中心，或是上傳至雲端進行儲存，以供醫護人員進行存取，此傳送可實施為由使用者執行、設定在固定的一段時間後進行，如一星期一次，或是每次測量結束皆自動地傳送等，不受限制；而更進一步地，亦可實施為，當分析結果顯示心臟出現異常時，例如，符合一預設條件，如心跳速度過低、或心電圖出現不正常之節律、波形時，裝置無論設定為何皆會即時自動地將此結果通知遠端的監控中心，以讓監控中心立即瞭解使用者的身體狀況，例如，若此心臟異常伴隨著生命危險時，這樣的即時傳送，就可讓救援更為即時。

接著，在取得心電訊號後，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置提供有數種處理/分析心電訊號的選擇，舉例而言，可由該處理單元透過預載的演算式而進行對心電訊號的分析，並將分析結果傳送至該外部裝置進行顯示；或者，該處理單元實施為僅進行部分的處理、或分析，而在傳輸至該外部裝置後，再利用外部裝置進行更進一步的分析；或者，也可以選擇先將心電訊號儲存於頸戴式裝置中，待傳輸至外部裝置後再由外部裝置進行處理及分析。

而處理的方式以及分析的結果，則是取決於演算式的不同。舉例而言，可提供平均心率、不規則心率、頻脈、緩脈等分析，也可提供更詳細的分析結果，例如，心律不整的種類與型態，如VEB、SVEB、AF等，而除了提供不同病症的分析外，亦可針對需求不同而進行如即時分析，每個心跳(beat-to-beat)分析，固定時間區間(例如，30秒)分析，以及連續分析等各種時間基礎的分析方式，故沒有限制。正如前述，這些分析的 基礎在於清晰且穩定的心電訊號，也由於本案藉由有別於習知技術的設置讓即使是簡單的頸掛形式亦可有穩定的電極接觸以取得清晰的心電訊號，因而可以無礙地提供這些分析結果。

在此，特別地是，根據本發明的頸掛式心電檢測裝置可實施為直接內建傳輸連接器60，例如，USB連接器，來達成外部裝置之間的傳輸，以省卻必須使用連接線的麻煩。舉例而言，如第11圖所示，該USB連接器60可由該殼體的一可移動殼體部分121，例如，一蓋體，所覆蓋，在進行測量時，USB連接器隱藏於蓋體下，而當測量完成欲進行有線傳輸時，只需移動該蓋體而露出USB連接器，就可直接用來連接上外部裝置，例如，個人電腦的USB埠，使用上相當方便。

而進一步地，基於移開蓋體而露出連接器是進行傳輸時所必須進行的動作，根據本發明的裝置，可進一步實施為，當移開蓋體時，殼體表面上之電極與內部電路之間的連接亦會同時被斷開，以確保使用安全性。

這是因為，當外部裝置是連接至市電的裝置時，例如，個人電腦，根據本發明的裝置由於殼體表面具有電極，因此必須要能提供保護機制，讓使用者不會因為接觸電極而發生觸電的情形，而由於移除蓋體是進行傳輸連接前自然且必須的動作，因此，若能配合適當的電路設計，例如，連接電極的電路繞經該蓋體，或是該蓋體可透過結構而在闔上及移開時達成控制電極連接之電路開關的切換等，如此一來，就可很自然透過移除蓋體的動作而一起完成這樣的電絕緣，不但使用方便，安全性亦受到保障。

在一較佳實施例中，根據本發明的心電檢測裝置可進一步包括一移動感測元件，例如，動作感測器(motion sensor)或加速度器(accelerometer)等，偵測檢測期間的身體移動情形，以在處理及分析心電訊號時做為參考的依據，例如，當發現心電訊號出現異常時，可先比對身體移動的情形，例如，是否正處於劇烈運動的狀態，或是出現異常前是否發生跌倒等，以提高判斷的準確性；或者，當用於居家看護時，可用來瞭解使用者的身體活動情形，例如，是否發生跌倒，睡眠是否安穩，運動時間是否足夠等，不但可作為分析心電訊號時做為參考，也有助於看護者瞭解使用者日常生活情形。

再者，根據本發明再一方面的構想，殼體上電極的配置形式亦可有延伸的變化，如第12A-12B圖所示，原本位於殼體之第一表面122上的兩個電極，可分別延伸至與其所在表面相鄰且彼此相對的第三及第四表面126，128上，亦即，每一個電極具二個部分，一個部份在面向皮膚的第一表面上，而另一部份則延伸為彼此相對，且此兩個部分可實施為同一片電極162，164，如第12A圖所示，或是實施為二片電極但彼此並聯連接166a，166b，168a，168b，如第12B圖所示。

透過這樣的設置，根據本發明的裝置除了可透過依附元件而設置於軀幹前方進行檢測外，當自頸部取下時，還可實施為利用手持形式進行測量，如第13A-13B圖所示，由於電極的延伸，因此，使用者可以藉由握住殼體的一端而接觸其中一個電極，再很方便地將另一端的電極接觸另一手或是軀幹，正如一般手持式心電檢測裝置的使用方式，而進行心電檢測，如此一來，就可以達成一機多用的效果。

在此，不同的電極部分可以根據操作模式的不同而實施為啟動或不啟動，例如，藉由設置一開關而進行切換，或者，也可實施為由該依附元件與該殼體間的連接情形來決定，例如，當依附元件與該殼體相連接時，表示殼體是可被設置於軀幹前方的狀態，因此，位在同一表面的電極部分被啟動，而當依附元件與該殼體分離時，表示殼體已自頸部取下，處於可執行手持式心電檢測的狀態，此時，位在相對表面的電極部分被啟動。

另外，根據本發明又一方面的構想，殼體上的電極亦可實施為位在相對面上，如第14圖所示，亦即，其中一個電極位在該殼體被設置於軀幹前方時，朝向軀幹的第一表面122上，而另一個電極則是位在與該第一表面相對的第二表面124上，如此一來，操作的時候，使用者可在欲進行測量時對殼體的該第二表面施力，並同時接觸其上的電極，如第15圖所示，以同時使位在該第一表面上的電極接觸軀幹前方的皮膚，如此的配置方式同樣可以很方便地僅透過一個施力動作就取得心電訊號。

在此情形下，如前所述，位於殼體上的電極除了乾式電極形式外，也可實施為如前所述的非導電電極，例如，電容式、感應式、或電磁式等，以增加使用方便性，舉例而言，可僅將該第二表面上的電極實施為不需直接接觸皮膚，讓施力手的接觸即使隔著布料，如衣服，也同樣可取得心電訊號，因此，無論殼體的設置位置為何，都可進行檢測，或者，更進一步地，亦可所有電極皆實施為不需直接接觸皮膚，如此一來，將可讓使用上沒有方向性限制，無論哪一面朝向軀幹皆可進行心電訊號的擷取，有效提升使用者的使用方便性。

當實施為非導電電極時，根據本發明的頸戴式心電訊號檢測裝置的應用方式將可更為廣泛。舉例而言，就可透過具雙面黏性的依附元件而將裝置固定於軀幹前方，如此一來，電極與皮膚間的接觸以及殼體的設置就可同時完成。在此情形下，二個電極可實施為皆位在第一表面上，或是分別位在第一及第二表面上，沒有限制。

此外，根據又一方面的構想，電極的數量亦不受限，例如，可增設參考電極以消除雜訊，而當電極數量增加時，除了將電極設置於依附元件或利用連接線延伸外，也可增加殼體數量來設置電極，讓使用者能以同樣方便地以對殼體施力的方式進行檢測。

進一步地，根據本發明的裝置還可具有一光容積變化(PPG)感測器，設置於施力手指、或驅幹皮膚會接觸到的位置，如此一來，就可在取得心電訊號的同時，亦取得相關血液生理的資訊，進而提供使用者更多的資訊。在使用PPG感測器時，光發射元件會發射光線進入皮膚下血管，之後，再由光偵測器接收穿透血管、或經血液反射的光線，而在取得光線吸光值的改變後，經過特定關係式的計算，就可得出有關血液生理的資訊，舉例而言，由於心跳會造成血流體積變化，因而使光線吸光值出現變化，故可取得脈波訊息，而當其與心電訊號進行相互比較時，就可計算出脈波傳遞時間(PTT)，進而得出有關血壓變化的相關數值，或者，血液中氧氣含量也會造成光線吸光值的改變，因此也可取得血氧濃度變化，讓使用者瞭解體內的氧氣量變化。

在一較佳實施例中，根據本發明的心電檢測裝置亦可實施為具有一標示按鍵，以讓使用者在覺得有需要時，例如，在進行每日的例行 心電檢測時突然出現心臟不適，此時，就可藉由按壓該按鍵的方式而標記下時間點等，讓事後醫生在觀看所記錄下的訊號時，可特別注意該個時間點前後的訊號變化。

在又一較佳實施例中，根據本發明的心電檢測裝置亦可設置有一警示按鍵，以供使用者在身體發生緊急情況時進行按壓，觸發該處理單元發出一警示訊號，例如，發出警示聲，引起周圍人的注意，或是透過電話或網路傳送至看護中心，啟動緊急救護系統等；而更進一步地，根據本發明的心電檢測裝置亦可實施為具有GPS定位的功能，如此一來，看護者就可在有需要時，確認使用者的位置，以提供必要的協助。

綜上所述，根據本發明的頸戴式心電檢測裝置，藉由採用不同於習知技術的頸戴形式，使裝置可在不對使用者產生負擔的情形下，被設置在訊號強度大且穩定的軀幹前方，進而使得電極於裝置殼體表面的設置位置限制減至最小，亦降低操作時的使用限制，並且，僅需單手簡單對殼體施力、使殼體表面之電極接觸至皮膚的動作，就可輕鬆完成穩定的電極接觸並得到清晰的心電圖，以供進行是否出現心臟異常，如心律不整、或心肌梗塞的專業判讀，因此，確實提供了較習知技術更為方便且有效的心電檢測裝置。

10‧‧‧頸戴式心電檢測裝置

12‧‧‧殼體

14‧‧‧依附元件

16‧‧‧電極

Claims (25)

1. 一種頸戴式心電檢測裝置，包括：一殼體，具有相對的一第一表面以及一第二表面；一第一電極以及一第二電極，位在該第一表面上；一依附元件，與該殼體相結合，用以依附至一使用者的頸部；以及一心電訊號擷取電路，以配合該第一及第二電極而進行一心電訊號擷取，其中，當該使用者透過該依附元件而穿戴該裝置時，該殼體被設置於使用者軀幹的前方；以及當使用者的手部以朝向軀幹的方向對該殼體施力時，該殼體被固定於手部及軀體之間，並在該第一及第二電極與軀幹前方皮膚間產生一穩定接觸，進而使該裝置進入一可擷取心電訊號狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該穩定接觸達成一開關切換，而使該裝置進入該可擷取心電訊號狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該穩定接觸使該第一及第二電極的一物理變化符合一預設範圍，而使該裝置進入該可擷取心電訊號狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其更包括一物理狀態偵測單元，用以感知該第一及第二電極的至少其中一在接觸使用者皮膚表面時所產生的該物理變化。
5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中，該物理狀態偵測單元實施為一壓力感測模組，一阻抗感測電路，一電容感測電路，及/或一開關。
6. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該裝置在進入該可擷取心電訊號狀態一特定時間後，自動起始心電訊號擷取。
7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該裝置被建構為具有一共同運作模式，以透過有線或無線方式而與一外部裝置共同進行心電訊號擷取。
8. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，該外部裝置即時接收並顯示來自該心電檢測裝置的心電訊號以及相關資訊。
9. 如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中，使用者藉由該外部裝置而起始一特定期間的心電訊號記錄。
10. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，該裝置進入該可擷取心電訊號狀態後，受到該外部裝置的控制而起始心電訊號擷取。
11. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，該外部裝置透過一網路而連接至一遠端監控中心。
12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中，當該心電訊號符合一預設條件時，該外部裝置自動傳送一通知訊號至該遠端監控中心。
13. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，該外部裝置更包括一演算式，以提供相關心律不整的資訊。
14. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其更包括一演算式，以提供相關心律不整的資訊。
15. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該心電訊號擷取電路設置於該殼體及/或該依附元件中。
16. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其更包括一資訊提供模組，以提供使用者相關心電檢測的資訊，其中，提供資訊的方式包括，螢幕顯示， 聲音變化，振動變化，以及視覺變化。
17. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其更包括一動作感測器，以偵測使用者的身體移動情形。
18. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其更包括一第三電極，位在與該第一表面相鄰的一第三表面上，以及一第四電極，位在與該第一表面相鄰且與該第三表面相對的一第四表面上，以用於進行一手持式心電訊號擷取。
19. 如申請專利範圍第18項所述之裝置，其中，該第一電極以及該第三電極實施為並聯連接，以及該第二電極以及該第四電極實施為並聯連接。
20. 如申請專利範圍第18項所述之裝置，其中，該第一電極以及該第三電極實施為一體成型，以及該第二電極以及該第四電極實施為一體成型。
21. 一種頸戴式心電檢測裝置，包括：一殼體，具有相對的一第一表面以及一第二表面；一第一電極以及一第二電極，分別位在該殼體的該第一表面以及該第二表面上；一依附元件，與該殼體相結合，用以依附至一使用者的頸部；一心電訊號擷取電路，以配合該第一及第二心電電極而進行一心電訊號擷取；以及一物理狀態偵測單元，用以感知該第一及第二電極的至少其中一在接觸使用者皮膚表面時所產生的一物理變化，其中，當該使用者透過該依附元件而穿戴該裝置時，該殼體被設置於使用者軀 幹的前方；當使用者的手部以朝向軀幹的方向對該第二表面上的該第二電極施力時，該殼體被固定於手部及軀體之間，並在位於該第一表面上的該第一電極與軀幹前方皮膚間產生一穩定接觸；以及當該穩定接觸使該物理變化符合一預設範圍時，該裝置進入一可擷取心電訊號狀態。
22. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其更包括一光容積變化(PPG)感測器，以取得血液生理資訊。
23. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中，該物理狀態偵測單元實施為一壓力感測模組，一阻抗感測電路，一電容感測電路，及/或一開關。
24. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中，該第一及第二電極的至少其中一實施為電容式電極，感應式電極，或電磁式電極。
25. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中，該裝置被建構為具有一共同運作模式，以透過有線或無線方式而與一外部裝置共同進行心電訊號擷取。