1 Ϊ296103 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種兼具人體信號感測及電刺激整合裝 置，特別是關於一種能具有測量身體情況及產生電刺激信 號之整合裝置。 【先前技術】 馨
隨著科技發達，運動者在運動時均需知自己身體的狀 況，以便依照自身體力或身體狀況來調配運動強度及時間， 因此，各式各樣的身體信號測量儀器便應運而生了，如無 線心律監視器（Wireless Heart Rate Monitors)，係由一繫胸 式傳送器（Telemetry Transmit Chest Belt)及接收錶(Receiver Watch)組成，以供使用者穿戴於胸部藉以偵測人體心跳產 生的微弱電位差，來達到測量心跳或身體狀況的效果’但 此種無線心律監視器，必需長時間穿戴於胸部上’而令使 用者胸部上產生勒痕，造成使用者的不適感。 有些身體信號測量裝置雖然可以偵測運動I , 止丨。例如美四 號或運動信號，但在使用時會受到很大的限制，於腕錶 發明專利第5491474號專利案中，係為一種<戴附/的雷 上之信號量測及傳輸裝置，於腕錶内設置有 脉搏信 極片，並包覆於導電塑膠層内，以供使用者子腕者得知 號能藉由導電塑膠層傳送至各電極片内，牌令使$雜狀況 心跳信號。但此種裝置僅僅只能讓使用者對自身 5 1296103 做一測量，且只能適用於使用者之腕部，在應用彈性方面 較差。 再者，有些運動者於運動完後會有一些身體上的不適 應，如酸痛、疲勞等症狀發生，此非運動者所樂見，所以， 在經過一定程度的運動後，若能適度的放鬆肌肉，必然對 運動者的身體有莫大助益，有鑑於此，便有一些可放鬆緊 繃肌肉及減緩疼痛的醫療儀器來供給運動者使用，其中以 經皮神經電療器 TENS ( Transcutaneous electrical nerve stimulator)最為運動者所使用，除了具有可放鬆肌肉及舒 緩神經的功能，醫學上也使用這顓儀器來讓一些病人做復 建的工作，可經由醫師指示來使用，讓使用者達到止痛、 傷口癒合及修復未癒合骨折之功能，如有多頻道（multi-channels)或簡 單的單一頻道（Single channel)形成兩 片導電 電極片，來對使用者做一電刺激的動作，讓使用者能得到 一舒缓身體之電刺激信號。 【發明内容】 本發明所欲解決之技術問題： 然而，由上述可知，若使用者欲知道自己的心跳數及 身體狀況時，必然需要可測量心跳的儀器來測量，但如果 想要舒缓身體的疼痛，則必須花費額外成本購置電刺激 器，且攜帶不易，往往讓使用者困擾。 因此，本發明之主要目的即是提供一種兼具量測心電 1296103 信號及產生電刺激信號之整合裝置，以讓使用者利用心電 感測裝置來得知自身的身體狀況後，再利用切換開關的切 換來加以使用電刺激信號裝置來消除疲累及放鬆緊繃的神 經0 本發明解決問題之技術手段： 本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係在 於該心電感應刺激功能模組為可偵測到使用者的心跳信號 時，將此信號加以放大、濾波及整形，再傳送至微處理機 做一控制處理，並顯示於顯示幕上供使用者觀看得知；且 該心電感應刺激功能模組並可產生一電療信號，供使用者 舒缓身體之用，達到兼具測量心跳及產生電刺激信號之功 用。 本發明對照先前技術之功效： 相較於現有技術，經由本創作所採用之技術手段，能 夠利用一種兼具人體信號感測及電刺激整合裝置，來得到 讓使用者舒緩身體及降低酸痛之作用，令使用者可利用人 體信號感測及電刺激整合裝置來達到量測身體狀況及恢復 體力之功效。 本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及 附呈圖式作進一步之說明。 7 1296103 【實施方式】 請同時參閱第一、一 a、二、二a、三圖所示，係顯 示本發明有顯示幕之人體信號感測裝置立體外觀圖、無顯 示幕電刺激器立體外觀圖、電刺激器背面示意圖、電刺激 器背面部分示意圖及兼具心電信號感測及電刺激整合裝置 連接於顯示幕電路圖，由圖中可清楚得知，該人體信號感 測（electrocardiogram-EKG )及電刺激（Transcutaneous electrical nerve stimulator)整合裝置 1 係包括： 一電極片組10，係貼於人體一適當部位，係可貼於 人體之一適當處，來接收使用者的心跳信號s0，或是對人 體發射一電療信號s2。 一切換開關11，係用來切換心電感應信號與電刺激信 號之功能。 一心電感應刺激功能模組12,係包括有一心電感應 信號處理模組121及一電療信號波形產生器122,係對人 體做一感應刺激的動作。 請參閱第三a、三b、三c、三d圖所示，係顯示本發 明之切換開關切換至心電信號感測裝置電路圖、切換開關 切換至電刺激器電路圖、無線發射電路圖及兼具人體信號 感測及電刺激整合裝置之切換開關内部電路圖，由圖中可 清楚得知，該心電感應刺激功能模組12之心電感應信號 處理模組121係包括有一心電感應信號偵測電路Hu、一 心電感應信號放大控制電路1212及一心電感應信號波形 濾波整形電路1213所組成，其中該心電感應信號偵測電 8 1296103 路1211係連接於該切換開關11上，而該心電感應信號放 大控制電路1212，係連接於該心電感應信號偵測電路1211 上，另於該心電感應信號波形濾波整形電路1213，係連接 於該心電感應信號放大控制電路1212。 一電療信號產生模組122,係包括有一電療信號波形 產生器1221、一低週波電路放大器1222及一電療驅動電 路1223所組成，其中該電療驅動電路1223係連接於該切 換開關11上，而該低週波電路放大器1222係分別連接於 該電療驅動電路1223及該電療信號波形產生器1221上。 一微處理機13 ’係分別連接於該心電感應信號處理 模組121之心電感應信號波形濾波整形電路1213及該電 療信號產生模組122之電療信號波形產生器1221上’並 接收控制談心電感應信號波形濾波整形電路1213所產生 的心電信號si ;或通知該電療信號產生模組122之電療信 號波形產生器1221發出一電療信號82。 另外，該微處理機13係分別連接有一輸入裝置14、 一顯示幕15及一電源供應單元16 ’其中該輸入裝置14可 為按鍵式控制面板141，以供使用者調節電刺激器之輸出 強度，而該電源供應單元16可為電池161。 當本發明欲使用時’係可藉由利用切換開關11來讓 使用者對心電感應刺激功能模組12内之心電感應信號處 理模組121或電療信號產生模組122做一切換，以量測心 跳信號s〇或是發出一電療信號s2之功能，當使用者將切 換開關u切換至心電感應信號處理模組121時，係先將電 9 u Μ ίο貼於人體可測量到心跳信號s0之位置處，而讓 #月’ “一备Λ 0電感應信號偵測電路1211接收一連續心跳饴唬s0，再 將此心跳信號s0送入心電感應信號放大電路I212，並將 此心跳信號s0做一放大，再傳送至心電感應信號波形渡波 整形電路1213内做一濾波整形，以產生一心電信號sl並 送入微處理機13做一控制處理，並將使用者的心跳次數、 身體狀況送至顯示幕15顯示出來，以供使用者觀看得知。 承上所述，若使用者將切換開關11切換至電療信號 產生模組122時，該微處理機13係發出一訊息通知該電 療信號波形產生器1221發出一，並將此電療信號S2送入 该低週波電路放大器1222做一放大，再傳送至該電療驅 動電路1223，以送出一電療信號s2供使用者刺激身體之 用。 另外’睛參閱第三c圖所示，該微處理機13係可連 接有-無線信號發射處理模組17，纟由_感應信號放大 電路171、一無線發射驅動電路172及一無線發射裝置173 ^且成’其中β感應信號放大電路171係連接於該微處理 =13，而該無線發射驅動電路172係連接於感應信號放大 電路171 〇 -無線發射驅動電路172，係連接於該無線發射裝置 上，俾當微處理機13欲發送心電信號d至遠端時， ==感應信號放大電路171做一放大，再驅 動電路172利用叙绫發射酤μ “、、綠發射裝置173將此心電信號發送出 去，以達到遠端觀測的效果。 1296103 然而，該人體信號感測及電刺激整合裝置1之中的電 刺激器（Transcutaneous electrical nerve stimulator_TENS)可 為神經肌肉電刺激器（neuromuscular stimulation-NES )、 肌肉電刺激器（electrical muscle stimulation-EMS )及功 能性電刺激器（functional electrical stimulation-FES) 0 此外，該電極片組10均可利用鈕扣型連接器將電性 信號連接於人體信號感測及電刺激整合裝置1内。 再者，請參閱第四圖所示，係顯示本發明兼具心電信 遽感測及電刺激整合裝置無顯示幕電路圖，相對於第三圖 所示，該微處理機13無需連接顯示幕15，亦可達到相同 之效果。 此外，請參閱第五圖所示，係為本發明兼具人體信號 感测及電刺激整合裝置測試人體信號之較佳實施例，由圖 中可清楚得知，當使用者欲使用心電信號感裝置時，係先 將電極片組10貼至人體心臟附近位置，並將切換開關11 切換至心電感應信號處理模組121，來測得一心電信號 sl，以方便使用者使用其人體信號感測及電刺激整合裝置 1，可改善習用無線心律監視器必須繫於胸部，而造成使 用者的不舒適感。 另外，請參閱第六圖所示’係為本發明兼具人體信號 感測及電刺激整合裝置電療人體之另一較佳實施例示意 圖，由圖中可清楚得知，當使用者欲使用電刺激器時，係 先將電極片10貼至人體之酸痛處（如手肘），再將切換開 關11切換至電療信號產生模組122，此時該微處理機13 11 1296103 可發出一訊息通知該電療信號波形產生器1221發出一電 療信號s2，以供刺激使用者身體，以達到減輕疼痛、舒緩 緊繃神經的效果。 然而，請參閱第七圖所示，係為本發明兼具人體信號 感測及電刺激整合裝置TENS之波形圖，該人體信號感測 及電刺激整合裝置1刺激模式可為正弦波交流電、短波和 正方直流電，荊棘波直流電、合併直流電、雙荊棘波直流 電（典型高伏特直流電）、代償單相波或不對稱雙相波所形 ’成之波形。 請參閱第八圖所示，係為本發明兼具人體信號感測及 電刺激整合裝置TENS之參數圖，由圖中可清楚得知，係 為適用人體之電流脈衝，當急性疼痛的情形下，可適用於 80Hz-120Hz的高頻率（或每秒之脈衝），而較輕微疼痛或使 肌肉放鬆，則將頻率降至50Hz即可，而人體所能接受電 流脈衝的程度約為50Hz-100Hz。 藉由上述之本發明實施例可知，本發明確具產業上之 > 利用價值。惟以上之實施例說明，僅為本發明之較佳實施 例說明，凡習於此項技術者當可依據本發明之上述實施例 說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實 施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神 及界定之專利範圍内。 12 1296103 【圓式簡單說明】 第一圖係顯示本發明有顯示幕之心電信號感測裝置立體外 觀圖。 第一 a圖係顯示本發明無顯示幕之電刺激器立體外觀圖。 第二圖係顯示本發明之電刺激器背面示意圖。 第二a圖係顯示本發明之電刺激器背面部分示意圖。 第三圖係顯示本發明兼具心電信號感測及電刺激整合裝置 連接於顯示幕電路圖。 • 第三a圖係顯示本發明之切換開關切換至心電信號感測裝 置電路圖。 第二b圖係顯示本發明之切換開關切換至電刺激器電路 圖。 第三c圖係顯示本發明無線發射電路圖。 第三d圖係顯示本發明兼具人體信號感測及電刺激整合裝 置之切換開關内部電路圖。 第四圖係顯示本發明兼具心電信號感測及電刺激整合裝置 無顯不幕電路圖。 第五圖係顯示本發明兼具人體信號感測及電刺激整合裝置 測試人體信號之較佳實施例。 第六圖係顯示本發明兼具人體信號感測及電刺激整合裝置 電療人體之另一較佳實施例示意圖。 第七圖係顯示本發明兼具人體信號感測及電刺激整合裝置 TENS之波形圖。 第八圖係顯示本發明兼具人體信號感測及電刺激整合裝置 TENS之參數圖。 13 1296103 【主要元件符號說明】 1 人體信號感測及電刺激整合裝置 10 電極片組 11 切換開關 12 心電感應刺激功能模組 121 心電感應信號處理模組 1211 心電感應信號偵測電路 1212 心電感應信號放大控制電路 1213 心電感應信號波形濾波整形電路 122 電療信號產生模組 1221 電療信號波形產生器 1222 低週波電路放大器 1223 電療驅動電路 13 微處理機 14 輸入裝置 141 按鍵式控制面板 15 顯示幕 16 電源供應單元 161 電池 17 無線信號發射處理模組 171 感應信號放大電路 172 無線發射驅動電路 173 無線發射裝置 s0 心跳信號 1296103 si s2 心電信號 電療信號