TW201904514A - 具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置 - Google Patents

Abstract

一種具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其包含軟性殼體；軟性電路板，係結合於軟性殼體上；微型化系統級封裝，係電性連接設於軟性電路板上；複數結合件，係結合設於軟性電路板上，該等結合件電性連接於微型化系統級封裝；軟性接觸墊，軟性接觸墊之第一側面上設有複數被結合件，且軟性接觸墊其相對於第一側面之第二側面上設有複數電極，該等被結合件電性連接於該等電極，該等被結合件活動結合於該等結合件上。因此本發明藉由軟性殼體、軟性電路板、具有電極之軟性接觸墊以及配合微型化系統級封裝(System in Package)之設計，有效縮小硬體電路的體積及面積，俾可使本發明達到能提升穿戴的舒適性及提高量測的精確度，予以達成功效。

Description

具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置

本發明係一種生物訊號偵測裝置，尤指一種能提升穿戴的舒適性及提高量測的精確度之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，且特別是一種醫療用的心電描記術(Electrocardiography，ECG或者EKG)之生物訊號偵測裝置。

在醫療監測領域中，由於人體所產生的心電訊號攸關著人體的健康狀態，透過人體的心電訊號可了解整個身體的運作機能，因此經由對心電訊號異常情況的發現、預防、治療及搶救，其對於挽救生命有其重要意義。故有各種的量測、偵測心電訊號的裝置紛紛出現，讓受測者藉由所量測的心電訊號讓醫療人員或照護者了解受測者身體狀況，以利判斷病情。

因此中華民國專利第I317272號揭露了一種「無線式睡眠心電信號量測裝置」，其I317272號該案中第一圖所示，其中主要包含模組殼體、電路板、心電信號第一電極貼片及心電信號第二電極貼片所構成。

請繼續參閱本案第一圖所示，其中該心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12分別貼附於人體表面100，再透過模組殼體1安裝於心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12上，並使得母扣111、121扣合公扣13、14而電性連接至電路板15。此一技術方案中，由於該 模組殼體1係通常為硬式的樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)所構成，以及電路板15為一般硬式的印刷電路板(Printed circuit board，PCB)所構成，且體積均較大。因此，在將模組殼體1安裝於心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12上時，該模組殼體1為硬式而無法形成彎曲，且人體表面100的心電測量點通常為非平滑(呈彎曲)。

故該模組殼體1為硬式設計時，而將模組殼體1安裝於心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12上後，則會使得母扣111、121處形成向內及向著人體表面100凹陷的力量，而容易使得心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12的安裝形成拉扯狀態，更可能使其向上翻掀而脫離人體表面100。由於不正確或不穩定的安裝心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12，將造成測量心電訊號的不便及產生測量的精確度降低，產生量測的不準確，進而產生不符合人體工學的穿戴和不精準的測量狀況。以及，該心電信號第一電極貼片11及心電信號第二電極貼片12為採用導電矽膠軟片製成，係為濕式電極，則常與人體產生使用上的過敏反應，而無法長時間配戴，常常需告知病人或受測者藉由忍耐而度過，亦為需改善之缺失。

是故，如何針對以上所論述之缺失加以改進，即為本案申請人所欲解決之技術困難點所在。

有鑑於習用之缺失，因此本發明之目的在於發展一種能提升穿戴的舒適性及提高量測的精確度之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置。

為了達成以上之目的，本發明提供一種具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其包含：一軟性殼體；一軟性電路板，係結合於該軟性殼體上；一微型化系統級封裝，係電性連接設於該軟性電路板上；複數結合件，係結合設於該軟性電路板上，該等結合件電性連接於該微型化系統級封裝；一軟性接觸墊，該軟性接觸墊之第一側面上設有複數被結合件，且該軟性接觸墊其相對於該第一側面之第二側面上設有複數電極，該等被結合件電性連接於該等電極，該等被結合件活動結合於該等結合件上。

其中該軟性殼體為軟性矽膠、塑膠或橡膠材質，該等結合件為電極金屬扣母頭，且該等被結合件為電極金屬扣公頭。又該等電極為在表面形成有銀(Ag)或氯化銀(AgCl)材料之導電電極，且該等被結合件與該等電極之間的電性連接方式係由導電材質而形成。該軟性殼體內設置有一電池模組，該電池模組電性連接於該軟性電路板上，供予該微型化系統級封裝電源。此外，該軟性接觸墊為矽膠、親水敷料或醫療膠材所製成。

另一實施態樣中，本發明提供一種具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其包含：一軟性殼體；一軟性電路板，係結合於該軟性殼體上；一微型化系統級封裝，係電性連接設於該軟性電路板上；一軟性接觸墊，該軟性接觸墊具有一第一側面和一第二側面，且該軟性接觸墊其相對於該第一側面之第二側面上設有複數電極，該軟性電路板電性連接於該等電極。

因此本發明藉由軟性殼體、軟性電路板、具有電極之軟性接觸墊，以及配合微型化系統級封裝(System in Package)之設計，而有效縮小硬體電路的體積及面積，並且俾可使本發明達到能提升穿戴的舒適性及提高 量測的精確度，予以達成功效。

〔習用〕

1‧‧‧模組殼體

11‧‧‧心電信號第一電極貼片

111‧‧‧母扣

12‧‧‧心電信號第二電極貼片

121‧‧‧母扣

13‧‧‧公扣

14‧‧‧公扣

15‧‧‧電路板

100‧‧‧人體表面

〔本發明〕

2‧‧‧軟性殼體

3‧‧‧軟性電路板

31‧‧‧結合件

4‧‧‧微型化系統級封裝

5‧‧‧軟性接觸墊

51‧‧‧第一側面

52‧‧‧被結合件

53‧‧‧第二側面

54‧‧‧電極

6‧‧‧電池模組

200‧‧‧人體表面

第一圖係習用之無線式睡眠心電信號量測裝置的裝設(組裝)示意圖。

第二圖係本發明較佳實施例之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置之立體結構分解示意圖。

第三圖係本發明較佳實施例之第二圖的立體結構組合示意圖。

第四圖係本發明較佳實施例之第三圖的側視示意圖。

第五圖係本發明較佳實施例之安裝於人體表面之前的側視示意圖。

第六圖係本發明較佳實施例之安裝於人體表面之後的側視示意圖。

第七圖係本發明較佳實施例之不具有結合件與被結合件的結構側視示意圖。

為了使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，係以下列實施例搭配圖式及符號加以說明，敬請參閱之。

請參閱第二圖至第四圖所示，本發明提供一種具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其包含：一軟性殼體2、一軟性電路板(Flexible Print Circuit，FPC)3、一微型化系統級封裝4、複數結合件31和一軟性接觸墊5。

該軟性電路板3結合於該軟性殼體2上，例如軟性殼體2可設計為包覆方式而結合於該軟性電路板3，且不以此為限制。該微型化系統級封裝4電性連接設於該軟性電路板3上，該等結合件31結合設於該軟性電路板3上，該等結合件31電性連接於該微型化系統級封裝4，且該軟性接觸墊5之 第一側面51上設有複數被結合件52，且該軟性接觸墊5其相對於該第一側面51之第二側面53上設有複數電極54，該等被結合件52電性連接於該等電極54，該等被結合件52可活動結合於該等結合件31上。

於本實施例中，該軟性殼體2為軟性矽膠、塑膠或橡膠材質，該等結合件31為電極金屬扣母頭，且該等被結合件52為電極金屬扣公頭。又該等電極54為在表面形成包覆有銀(Ag)或氯化銀(AgCl)材料之導電電極(圖未顯示)，且該等被結合件52與該等電極54之間的電性連接方式係由導電材質而形成。該軟性殼體2內可設置有一電池模組6，該電池模組6例如水銀電池。該電池模組6電性連接於該軟性電路板3上，供予該微型化系統級封裝4電源。此外，該軟性接觸墊5為矽膠、親水敷料或醫療膠材所製成，使得本發明大致形成軟性結構。

值得一提的是，於本實施例中，藉由該微型化系統級封裝4將硬體電路及電子零組件縮小化，該微型化系統級封裝4例如可由任意之主、被動元件之例如控制器晶片、處理器晶片、無線通訊晶片之藍芽或WiFi、電阻、電感、電容等，或晶粒或天線等所組成，且不以此為限制。

因此，請繼續參閱第五圖所示，其中當本發明欲安裝於人體表面200上的心電測量點時，且該人體表面200通常為非平滑表面，且呈彎曲狀居多，因此藉由軟性殼體2、軟性電路板3及軟性接觸墊5大致形成軟性結構，以及配合微型化系統級封裝4的設置，而有效縮小本發明硬體電路的體積及面積。故當安裝於軟性接觸墊5上時(該等結合件31活動結合固定於該等被結合件52上，且軟性接觸墊5貼附於人體表面200上)，因而符合人體工學，以利醫療人員或照護者操作安裝。

故再配合參閱第六圖所示，其中當軟性殼體2和軟性接觸墊5相互結合並貼附於人體表面200上後，該軟性殼體2、軟性電路板3及配合軟性接觸墊5而彌補人體表面200不同曲面之高低，該軟性殼體2、軟性電路板3和軟性接觸墊5係依人體表面彎曲度而貼合，又該軟性殼體2本身可形成彎曲形變(軟性)，因此可以完全伏貼於人體表面200之肌膚上，並有效減緩檢測時的不適。另外，可配合選用具生物相容性與透氣材質之具有該等電極54之軟性接觸墊5(該軟性接觸墊5例如使用醫療膠材)，因而可使本發明具有可完全貼伏人體表面200的特徵，而可達成提升穿戴檢測的舒適性，並符合人體工學，而不會感到不舒適而過敏，提升檢測的品質，實為本發明之特點。於本實施例中，該等電極54可呈弧形3D結構，更可符合人體工學，且不以此為限制。

此外，由於符合人體工學且可完全貼伏人體表面200的特徵，因此本發明安裝貼伏於人體表面200上時，可避免人體活動時產生拉扯位移，進而提升測量心電訊號的準確度。並配合本發明選用具生物相容性與透氣材質之具有該等電極54之軟性接觸墊5，其可避免穿戴檢測時產生不適，且藉由微型化系統級封裝4的設置，可有效縮小本發明硬體電路的體積和面積，進而可同時避免人體活動時其物件體積過大的身體接觸，可提升安裝的穩定度和穿戴的舒適度，而達成提高量測之準確度，讓醫療人員與照護者可準確判斷病因，實為本發明之特點。

本發明為了與習用技術作一明顯區隔，其進一步說明如下：

1.本發明穿戴舒適且透氣，使其可以長時間穿戴。

2.本發明穿戴舒適且貼合，藉由採用軟性電路板3、具有該等電極54之軟性 接觸墊5(可為耗材)，使其與人體表面之測量點(例如胸口)緊密貼合，不易脫落。

3.本發明提高量測精度，並且符合人體工學。

4.本發明含微型化系統級封裝4之微型化：微型化系統級封裝4可含無線網路模組設計，且為藍牙無線傳輸，可將心電圖形訊號傳送至藍芽接收端及電腦上顯示，並且主要藉由微型化系統級封裝4的設置，可有效縮小硬體電路的體積及面積。

請繼續參閱第七圖所示，其中本發明提供另一實施態樣，其差別在於：該軟性電路板3直接電性連接於該等電極54，使得軟性殼體2、軟性電路板3和軟性接觸墊5形成一體的裝置，讓本發明成為可一次性使用且可丟棄，當貼附於人體表面上使用時，不需進行組裝或拆解的動作，進而達成提升其使用上的便利性。

以上所論述者，僅為本發明較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之精神與範疇內所作之等效修飾、組合、置換或轉用，皆應涵蓋於本發明之申請專利範圍內。

Claims (7)

1. 一種具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其包含：一軟性殼體；一軟性電路板，係結合於該軟性殼體上；一微型化系統級封裝，係電性連接設於該軟性電路板上；複數結合件，係結合設於該軟性電路板上，該等結合件電性連接於該微型化系統級封裝；一軟性接觸墊，該軟性接觸墊之第一側面上設有複數被結合件，且該軟性接觸墊其相對於該第一側面之第二側面上設有複數電極，該等被結合件電性連接於該等電極，該等被結合件活動結合於該等結合件上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其中該軟性殼體為軟性矽膠、塑膠或橡膠材質。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其中該等結合件為電極金屬扣母頭，且該等被結合件為電極金屬扣公頭。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其中該等電極為在表面形成有銀(Ag)或氯化銀(AgCl)材料之導電電極，且該等被結合件與該等電極之間的電性連接方式係由導電材質而形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其中該軟性殼體內設置有一電池模組，該電池模組電性連接於該軟性電路板上，供予該微型化系統級封裝電源。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其中該軟性接觸墊為矽膠、親水敷料或醫療膠材所製成。
7. 一種具輕薄短小舒適的生物訊號偵測裝置，其包含：一軟性殼體；一軟性電路板，係結合於該軟性殼體上；一微型化系統級封裝，係電性連接設於該軟性電路板上；一軟性接觸墊，該軟性接觸墊具有一第一側面和一第二側面，且該軟性接觸墊其相對於該第一側面之第二側面上設有複數電極，該軟性電路板電性連接於該等電極。