TWI373323B - - Google Patents

Description

1373323 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於一種耳戴式生理回饋裝置，更特別地是，本發明係相 關於一種能夠讓使用者於使用上很簡易即完成配置的耳戴式生理回饋穿 置。 貝、 【先前技術】

生理回饋（Biofeedback)意指將個人的即時生理訊號提供給自身，並 通常是藉電子儀器監測個人的心率情況、體溫、腦電波、血壓、皮膚電流 反應（GSR，Galvanic skin response)、或肌肉緊張度等，並以視覺、或是 聽覺的方式，例如，儀表讀數、光線、或聲音等，反饋給本人，而藉由瞭 解這些彳g號變化的訓練，即可學會有意識地控制自身的生理活動，以達到 ，整生理功能及狀態的目的。而這也代表了，在我們的身心之間的確存在 著相互影響的連結關係。 更進一步地，神經反饋（Neurofeedback/EEGBiofeedback)亦為一種生 理回饋，主要是利用腦波資訊來訓練人們改變自己的腦波的生理回饋。而 之所以要進行腦波的回饋控制，則是因為在對於腦波進行的探討中已經發 見田月61波處於不同的波段時，人們所表現出來的行為、情緒、生理狀態 等都會有所不同。 ^ 依照現今的分類，腦波主要可分為〇_4 Hz的S波，4_8 Hz的θ波，812

Hz 的 α 波’ ΐ2·ΐ5 Hz 的 SMR ( sensoiy-motor rhythm )，15-28 Hz 的 β 波， 以及28-70 Hz及以上的γ波。 δ波又稱慢速波（sl〇wwave),為熟睡、無意識狀態時的腦波，是指人 处於睡眠之第三及第四階段的非快速動眼時期(Non-REM)的腦波，因此，人 ^睡眠。:貝好壞與δ波有非常直接的關聯。㊀波出現在人的意識中斷，身體 放氣、時，此時，可觸發深層記憶、強化長期記憶。SMR是由感覺運動 二所糾的職當SMR紐勢腦辦，人會纽警覺陳態。α波是人 >月醒、閉眼休息放鬆狀態時可發現的腦波。β波是人在清醒思考活動時的 1373323 大部份腦波’又可分為15-22 Hz的中β波（Mid-Beta wave)，22-28 Hz的 高β波（Hi-Beta wave)。γ波現已知會於覺醒（awakening)過程以及快速 動眼期（REM)期間產生’且其所涉及的是較高層次的心裡活動，例如， 短暫的同步來自大腦不同部分神經元之γ波段可以將分散的認知程序結合 產生協調、一致的感知行為。 而現代醫學則是已證實，利用神經反饋的方式改變自己的腦波，可以 改善'或治療許多情緒方面的疾病，例如，癲癇症，憂鬱症，躁鬱症，注 意力缺乏症（Attention Deficit Disorder，ADD )，注意力缺陷過動症（Attenti〇n Deficit with Hyperactivity Disorder，ADHD)等，舉例而言，憂鬱症與人類 腦部之α波在左右半腦的分佈有關，沮喪的人的α波之能量分佈會偏向右 半腦，因此就可以利用腦波的偵測以及反饋來達到明顯的改善效果，或者， ADHD患者的腦波中，θ波偏多而s波偏少，因此，可以藉由神經反饋 的方式強化SMR抑制Θ波而獲得改善。 所以’近年來有社_饋領域的研究逐漸蓬勃發展，相關的研究工 具、設備亦不斷地出現。 如今常見的生理回饋裝置，多是使用者必須坐在電 接=腦的生理感測元件，例如，血氧 '皮膚電流反應等，缺後， 月^所執订的程式’計算出相關的生理數值，再將其 “ 方式反饋給麵者，使能料廳見似抓見的 所欲㈣的生理規象1 #進行生理調控，最後影響 及治療ADHD，J:所採用的太θ心_ 王主U頌的方式衫斷以 用方式則為，使輸θ齡面’而通常的使 鎮裝置，如W0 2^)6/1139^tHm漸發展出的是可樓式生理回 要的作用侧是，藉喊和呼觸力的可攜核置’其主 ;達到抒_的效果’而其所使用的方神;，進 線是讎使用者的身.•而逐_===^^ 6 (S > 1373323 的生理狀態。 上iC解釋了田刖主要之生理回饋裝置的形式不過仍有一些使用上 的需求無法獲得滿足。 · 法隔絕外界的干擾：尤其是處於較為吵_環境下時，由於無法 巴外界的聲音，可能會降低生理_的所能達到的效果，例如，抒解壓 、·，覺回鮮式有時對某些生理回綱練並非最佳的回娜式：當希 田Z 到放D〜的目的時採用視覺回饋的方式，容易妨礙一般人利 用閉眼達到緩和情緒目的的習慣。

3.隱蔽性不足.當於大眾環境下制時例如搭乘大眾交通工具的 ^間’手持螢幕的畴方式由於無法避聽人的目光，因此可能造成使用 者的不自在，而喪失原本設計的美意。 4·方便性;F足.即使是手料敝理回齡置，使用者於進行生理回 ^日寸仍必須採肝持的方式’無法直接以穿戴於身上的方式完成生理回 饋，方便性不足。 作Z W確有&要提供—種能讓使用者能穿戴仙、且不受限於使用 锿境的生理回饋裝置。 =發日㈣目㈣在於提供—種耳戴式生理回賊置可方便使用者隨 ίΓΐ且其藉t聽覺回饋的方式，讓制者《必财持的操作模式， 也因此大破使用場所的限制。 本^的再-目的貞彳是在於提供—種耳戴式生伽齡置，其藉由耳 立’方可以達到部分隔絕外界干擾的目的，以提供使用者較能 意力的使用環境。 【發明内容】 本啦明係糊於-種耳戴式生理回饋（bi—ek)裝置，其包括一耳 耳r結合’至少—感測元件，用以擷取生理訊號，以及 ㈣附著於辑戴式結構之上，包括—齡/數位轉換器，用以接 ’測7C件賴取之生理峨，並將該生理減進行触化處理，一處 1373323 頻訊號為耳朵所接收 理器，纽對數位生理訊號進行處理，—電池，肋提供操作所需電力， 以及-發聲她’其t，絲位生理職在經過分析之後，乃會與一預設 值進灯比較，進崎絲，*根據該結果，贿理时驅動該發聲模 組相财應地發出-音頻訊號，·知使用者，錢#使用者進行生理回饋 時，藉由該耳献結構’該發聲模崎可被設置於接近耳域，以使該音 較佳地是’該音頻訊號係可以持續地、或是間斷地發聲。亦較 該音頻訊雜為-音荆導職，㈣軸者私—生職態 該音頻訊舰為-音_動峨，轉義個者進人—生^

該音頻訊號係為-音頻告知職，輯知該個者其已進人—^狀態， 、根據本發明的-實施例，該生理訊號的分析係藉由該處理器而加ς達 蝴姻繼蝴—無線模組， 用於進订,"、線傳輸，其中，該無線模組可接收來自另—生理檢測 與賴測元件麻得的生觀號—域行分析，細驅使該 1槪崎出該音頻職。糾，該生咖織聽可 = 進行設定，及/或上/下載資料。 “、深模、，且而 戴里回饋裝置係可藉由該無線模組而無線連心^ 域係可以藉由該外部裝置進行分析，且使該外部 二Γ傳分析結果。此外，該生理訊號亦可無線發 生^置置⑽裝置、—手機、—舰、—裝置、或是—另— 當S玄外部裝置具有連網能力時，該耳戴式生理回饋裝 至：網路，例如’一網際網路’並藉此與一遠端伺服器: 人員進行連線，進而達成遠端生理回饋的機制。 置即可藉以連接 或是一遠端醫護 =2=的-實施例’該耳戴式生理回職置與該另—生 置之間係可達成-即時無線互動，例如，—互動式 貝裝 _裝置_另-生_饋裝置間的無線連接則是‘藉由兩者所財= 1373323 ，㈣’—娜置、或是再經由 構。 耳m射^-科式《結構、或是1耳式耳戴結 結：少較=是：戴式生理回饋裝置更可包括與該耳戴式結構相 果，且该記憶體可為-卸除式記憶體。 叮仔之刀析、..σ 【實施方式】 士可下說明而得到充分瞭解，使得«本技藝之人 態。 70 j本案之貫施並非可由下列實施例而被限健實施型 村實麵形紅巾，本㈣賴摘顧乃是在於： 面時，·===好的瞒介面，但是，#伽視覺回鑛介 Η目m L、了使用者不此將眼睛閉上，或者，使用者必須不斷的張 ^制較/，在某些狀況下，使祕覺作為_介面會顯得較為自然， 0 2當制為手持形式時，雖朗減夠制聽覺_，但必須考慮到 干擾他人_題，若是能實施為耳卿式時，聲音將直接_科， 不谷易外露，也不易影響他人。 、 3立使用手持形式的隱蔽性也較差，容易受到他人窺探，無法讓使用者 1 t思诚下自錢用。但若實麟耳戴形式時，即絲身_人也不容 到耳機裡的聲音’因此，使用者無須擔^隱私的問題。 4. 耳戴形式本身即具有遮蔽、隔絕外界聲音的效果，所以，在使用的 5，即可達到隔絕外界干擾（例如’旁人的說話聲）的目的，即使是在公 眾場合也相當適用，如此一來，對於使用場合的限制就可降至最低。 5. 耳戴形式讓使用者能很方便地將生理回饋裝置直接穿戴於身上，無 1373323 =，理__侧手進行操作，因而能為制者提供更為方便的操作 播放藉由穿戴耳機形式的機器，不但攜帶方便，再加上近年來_ 播放㈣⑽，造献量的人會於縣大眾交虹具 年來MP3 使用耳機聽音樂，因此，帶著耳機進行生理回饋 、、仃走時， 狀態亦不會顯得突兀，而且，還能夠與购播放的功能处八1入所欲的 隨著需細_音雜式、献生理喃賦，增加^的=者可以 a ^了上述在使用上的優勢之外，採用耳戴形式的另—個優點。 木及，、周邊區域能_測之生理訊號__當的多 "、為，耳 血壓、腦電於耳朵上的測量點（祕2)等，而且 =车、，氧、 進行生理回饋的其他生理訊號的測量點，例如，呼吸常用於 2電位（Ε叫臉部肌電（腿）等，因此，將機器 將可=大幅地減少配線複誠，更進—步地提升制方便性。、耳木之上， 凊參閱第1A〜1B圖，其係顯示根據本發明 〇 , 一耳戴式結構10, 一殼體12，以及至少一感測元 。匕括 之中係設置錢肢_狀件14的 ^ w t ’該殼體12 二上"; 2以及其令的該電路系統，並用以 ’該耳戴式結構1G只需實 氧載之ΛΧ體12及電路附著於耳朵16之上， 、 如，可以是單耳、或是雙耳的έ士構 ，又有特別地形式限制，例 耳夷七+产甘凡耳的、.，口構❸十❿且，其可以是耳掛式的設計， =塞“纽m，或是與帽子結合為能夠設置於耳 貫mi目當多’無須進行任何的限制’只需能夠設置於耳朵之上"即可。 至於5玄感測7L件14，其可以使用的種類亦相當的多， 能夠達成生理_調控之生理誠者皆屬Ί，、1 可以是擷取電生理訊號的電極，例如 ^舉例而吕， 感測元件，及/絲感知元件，例如，祕心 ^數及度 血壓等）的偵測者，因此 相自生，參數（血乳、 再者，详灸明闽 求订變化，無任何的限制。 月多 ®，其係顯示根據本發明之該電路系統的電路配置 1373323 =塊圖。如圖所示’根據本發明的該電路系統係包括—類 18，-處理H 20, -發聲模組22，以及也％ , 轉換電路 =_轉_測元件14 取之生理誠，並數^ 理，之後，數位生理訊號進入該處理器2〇之中，而利理丁=化處 的程式，對生理訊號進行分析、處理，進而得出一結 預載 行比較，而根據一比較結果，理 驅二== 料出-音頻訊號，以作_麵行生理控_^^_發雜組 ▲在此，該音頻訊號可以依據不同的比較結果而有 &，該音頻訊號可以作為引導之用，因此 巧舉例而 號與預設條件相差很大時，聲音可以顯得各促、有'° =是’當音頻訊 條件時，聲音可以漸漸變得輕 g 逐漸接近預設 :用又：_,_的聲音;表==== 態，又或者’該音頻喊本身即可料—驅動城， 狀 生理狀態等，可以實施的形式相當多，而且，根據 - =的形式也可以為不同’舉例而言，若是要進行壓力解除=回 =树，;可以採用缓和 '放鬆的聲音回報訊號’岭是進行記憶力增進 的生理回饋訓練時’則就可以採聰為紮實、有力的聲音以‘，。在^立 =形式以及種類上，可以有非常多的選擇，完全能夠依照不_二聲^ 求而作變化’至社酬僅是作為糊H非肋_本發^ =，該»纽更包括—記26，师x齡生職訊 ’以幫助使用者更進一步地瞭解自己本身的生理狀況，舉例而 3，使用者可以在Θ家後糊電腦峨看更職的紀錄，或者，也可 資料於就診時提供給醫生，崎助s生瞭解病人的生理狀況等，所以，該 §己憶體也可以實施為可移除的形式，例如，SD卡等。 另外，該電路系統更可包括-溝通介面28，以作為整個生理回館裝置 ，外部^行溝_介面，其中’該溝通介面28可叹有線、献無線溝通 "面’舉例而言，有線溝通介面可以是㈣傳輸介面，以方便使用者將生 理資訊以及資料雜至其⑽裝置，或是接絲自其域置师訊，例如， 上373323 載賴於不同症狀的顧程式，明加實祕，也可以由外部進行 當然’此雜介面也可·以實施為錄的形式。#實鶴無線 時’除了同樣能達成上述有線溝通介面的功能之外，所帶來的效益 =而言，在進行檢測的畴’該耳戴式生理_裝置可以無線ς來 理回饋搬，或者，該耳戴式生理回饋裝置可以在進行生理檢測的 料2理訊號、及/或分析結果無線地對外傳輸至其他裝置，例如，電腦、 I ^ 另—生理檢測裝置，以進行顯示、處理、及/或儲存等，甚至 ，傳=具有網路的裝置時，可以再傳輸至遠端，例如，遠端的

來無須於醫師身邊亦能與醫師達成即時的溝通，而且，藉由發聲模έ且， 飾的指示也賺㈣傳達至使用者耳巾，在個上相當方便。、、，. 又或者，當使用無線溝通介面時，藉由與H 感測元件所侧_纽《觀触接輪_輸至身邊賴置 ^列，，電腦、PDA、手持式裝置、另—生理檢測裝置等），由苴進行、 作，然後再藉由無線傳輸將結果回傳至耳戴式裝置，之後，^過 32置㈣Γ路系統對使用者發出音頻訊號，進而達成生理回馈的目 鲁 希望採用視覺回饋的方式也同樣可以達成。 者 另:卜二m無線溝通的方式’還可以達賴為有趣的檢測形式，舉例 遊裝置可以彼此相互連線，而進行意志力相關的比賽、 遊戲等，而且，若是再加上網路的連結，甚 進行競賽。因此，能夠達成的應用相當多。 〃；端的使用者 能可線溝Ϊ的方式’根據本發明的耳戴式生理回饋裝置的功 負擔很間早地即倾擴充’秘省去接線的麻須，也可減少使用者身上的 以作=Γ明幾發明之耳戴式生理回饋裝置的應用實例， Γ不過 的是’下述的實例也僅是«可採用型式 中二’並非用以侷限本發明之應用範圍。 12 1373323 治療細遞™，治療創傷後壓力症候群（Post-Traumatic Stress Disorder， PTSD)，增強記憶力，修正自律神經系統（侧），中風後復健，幫助戒藥 =/酒精’治療憂鬱症/躁繁症，增強賴（例如’運動員），幫助增進決策 能力（Decision Making Ability Enhancement)，醫療上的訓練，腦部狀態驅 動（Bram State Driving) ’壓力釋放等，都是本發明能夠應用的範圍，因此， 本發明耳戴的形式可廣泛應於各種的生理回饋機制。 此外’本㈣耳戴式的設計’料但提供與耳機整合的魏外表讓 使用者在使用時不會顯得突兀、不自在，且由於其設計精簡、可攜、可戴， 可於多種環境下錢，再加上配戴方式就如同平日會使㈣耳掛式耳罩 式、後掛式耳機、或是手機的鮮耳機—樣，符合人體工學且容易使用， 因此’使用者能夠輕鬆、自然地使用。此外，藉由耳戴式的設計，除了可 以，容易地取得耳朵上的生理訊號，有效降低接線複雜度之外，也為使用 者提n邑外界干擾的功能，而且A11_in傭的外觀設計，更提供了高度 ΪίΐΪ ,此’根據本發明的耳戴式生理回饋裝置不但為生理回饋領域 k供-快速、方便進行生理回_設計，更為使用者提供—自然、輕 可完成的生理回饋進行方式。 縱使本發明已由上述之實施例詳細敌述而可由縣本技藝之人士任施 匠思而為諸般修飾’皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 第1A圖：其係顯示根據本發明之耳戴式生理回饋裝置的—示音圖； 第1B圖：其係顯示根據本發明之耳戴式生理回饋襄置與—耳^合 示意圖； . σ σ 報據树.顿式生咖麟置的—祕方塊圖； 圖 本發明—實施例，耳戴式結構實施為雙耳形式的 第4圖：其係顯示根據本發明之—較佳實施例的應用實例示意圖； 15 (S ) 1373323 第5圖：其係顯示根據本發明之一另一較佳實施例的應用實例示意圖；以 及 第6圖：其係顯示根據本發明之一再一較佳實施例的應用實例示意圖。 【主要元件對符號說明】 1 耳戴式生理回饋裝置 10 耳戴式結構 12 殼體 14 感測元件 16 耳朵 18 類比/數位轉換電路 20 處理器 22 發聲模組 24 電池 26 記憶體 28 溝通介面 40 皮膚電流反應感測器 60 顯示裝置 16

Claims (1)

1373323 i〇〇孝〇紗2:5,弓:辂正 十、申請專利範圍： 1. 一種耳戴式生理回饋（bi〇feedback)裝置，包括： 一耳戴式結構，用以與耳朵結合； 至少一感測元件，用以擷取至少一種生理訊號；以及 一電路系統，附著於該耳戴式結構之上，包括： 一類比/數位轉換器，用以接收該感測元件所棟取之生理訊號，並將 該生理訊號進行數位化處理； 一處理器’用以對數位生理訊號進行處理； 一電池，用以提供操作所需電力；以及 一發聲模組；以及 其中， 該數位生理訊號在經過分析之後，乃會與一預設值進行比較，進而得 出-結果，而根據隨著時間改變所得出解同結果，該處理器會驅動該發 聲模組相對應地發出不同的音頻訊號，以通知使用者不同的結果；以及 當使用者進行生理回饋時，藉由料戴式結構，歸聲獅即可被設 置於接近耳木處，以使該音頻訊號為耳朵所接收，並利用所發出的不同音 頻訊號驅使該使用者逐步地影響自身的生理活動，進而逐步地改變該感測 元件所擷取的該種生理訊號。 2. 根據申4專利範圍第1項所述之耳戴式生理回饋裝置，其中，該音 頻訊號係可以持續地、或是間斷地發聲。 一 ° 3. 根據申請專利範圍第1項所述之耳戴式生理回饋裝置，其中，該音 頻訊號係為一音頻引導訊號，以引導該使用者進入一生理狀態 4. 根據申請專利範圍第1項所述之耳戴式生理回饋裝置二其中，該音 頻訊號係為一音頻驅動訊號，以驅動該使用者進入一生理狀態。' ° 5. 根據巾轉利範g第1項所述之耳戴式生理回饋裝置，其十，該音 頻訊號係為一音頻告知訊號，以通知該使用者其已進入一生理狀態。 6. 根據申轉利範圍第1項所述之耳戴式生理_裝置，其中，該生 理訊號的分析係藉由該處理器而加以達成。 八 ° 7·根攄中4專纖SI第1項所述之耳戴式生理哺裝置， 括 一無線模組，以用於進行無線傳輸。 ' 100年03月25日修ji 該耳 纟理嘯置，其中，該無 的生理訊號-如冰另、置的生理訊號’以與該感測元件所取得 9,根使該發聲模组發出該音頻訊號。 戴式生理:饋^^::二述之耳戴式生理回饋裝置，其中’ 理訊號係料利項所述之耳戴私翻置，其中，該生 地回傳分’<結v進灯刀析’且該外部裝置會在分析完之後，即時 理請專利範圍第9項所述之耳戴式生理回饋裝s，立中，今生 ί根撼至該外部裝置，以進行顯示、及/或ΐ存 部裝置係可ϋΐ?//、項it?戴式生伽織置，料，該外 示裝置。 Η裝置—腕帶式褒置、一手機、—PDA、或一顯 部可所述之耳戴式生理回镇裝置該外 耳戴m置===%耳戴式生理回饋裝置，其中，該 動。 饋裝置之間係可達成一即時無線互 互動係為專利範圍第14項所述之耳戴式生理回饋裝置，其中，該 w·根據申请專利範圍第14 ^ 耳戴式生理回饋裝置與該另一生戴式生理回饋裝置，其中，該 有的無線模組而加以達成。 貝裝置間的無線連接係藉由兩者所具 17,根據申請專利範圍第14 耳戴式生理回饋裝置與該另戴式生理回饋裝置，其中，該 無線連接至一裝置而加以達成。 θ裝置間的無線連接係藉由兩者共同 裝置可為-電腦ϋ利範圍第17項所述之耳戴式生理回饋裝置，其中，該 耳戴式生戴式生理回饋裝置，其中，該 路而加以達成。 饋裝置間的無線連接’可再經由-網 2〇,根據申請專利範圍第9項所述之耳戴式生理回饋裝置，其中’該外 部裝置可具有連網能力，以妙轉D 丨料㈣25咖 2L根射請專利範圍第齡置能夠連接至-網路。 網路可為娜網I 項所34之耳戴式生翻饋裝置，其中，該 中，該耳之顧恤置，其中，其 η根據申請專利範圍第22 端裝置進行連線。 中，該遠端裝置係可為—伺服器項所这之耳戴式生理回饋裝置，其中，其 人員可為-醫^^赚圍第24項所述之耳戴式生理回織置，其中，該 2又根據申請專利範圍楚]馆“，仃°又疋及/或上/下載貢枓。 少-殼體，與該i戴所述之耳戴式生理回饋裝置’其更包括至 况根據申至少部分該電路系統包含於其中。 戴，構為！纟二所述之耳戴式生理回饋裝置，其中，該耳 路系統之中更圍第1項所述之耳戴式生理回饋裝置，其中，該電 結果。 匕冗憶體’以儲存所擷取之生理訊號及/或所得之&斤 記憶體項所述之繼生理_裝置，其中，胃