TWI474803B - 心電訊號感測模組、裝置及可與其組裝結合之電腦 - Google Patents

心電訊號感測模組、裝置及可與其組裝結合之電腦 Download PDF

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Description

心電訊號感測模組、裝置及可與其組裝結合之電腦
本發明係關於心電訊號感測，更係關於心電訊號感測及電子裝置，如筆記型電腦之觸控板之整合應用。
傳統上，檢查心臟健康狀況主要得透過醫院或診所中的專業型心電圖(electrocardiogram，ECG)量測裝置。該種專業型心電圖量測裝置具有多個電極片(通常為12個)，必須由專業醫護人員黏附於受測者身體上的多個部位，其使用上較為複雜，一般人無法自行在家使用。
另一種取得心電圖的方式是透過可攜手持式心電圖機達成。這種可攜手持式心電圖機通常受限於尺寸而只有兩個電極片，所量測的結果不若前述專業型心電圖量測裝置來得精確，但由於其可攜帶的特性確實增加使用上的便利性，故已逐漸成為居家照顧的利器。然而，對於並非年邁、沒有宿疾、健康狀況看似正常的一般人而言，不會特地去購買、使用這種心電圖機，甚至不可能養成隨時關心自身健康的習慣。
使用電腦已成為現代人日常生活的一部分，若在使用電腦的當下，即可同步監測自身的生理狀況，對現代人的健康而言不啻是增添多一層保障。
本發明提供一種心電訊號(electrocardiogram signal，ECG signal)感測模組，包括：觸控板按鈕(touchpad button)，用以在被按壓時產生按壓訊號；感測電極，裝設於觸控板按鈕之上而與觸控板按鈕連動，用以量測使用者與其接觸之部位之電位；心電訊號處理器，耦接至感測電極，用以處理感測電極上之電位而產生心電訊號；傳輸介面，耦接至觸控板按鈕以及心電訊號處理器，用以將按壓訊號及心電訊號輸出至電腦。
本發明另提供一種心電訊號感測裝置，包括：按鈕，用以與觸控板按鈕結合及連動，用以在被按壓時使觸控板按鈕間接被按壓；感測電極，裝設於按鈕上，用以量測使用者與其接觸之部位之電位；心電訊號處理器，耦接至感測電極，用以處理感測電極上之電位而產生心電訊號；以及傳輸介面，耦接至心電訊號處理器，用以將心電訊號輸出至電腦。
本發明另提供一種電腦，包括一觸控板區塊，用以與前述之心電訊號感測裝置組裝結合。
本發明另提供一種電腦，包括：心電訊號感測模組，包括：觸控感應器，用以在被碰觸時產生觸控訊號；觸控板按鈕，用以在被按壓時產生按壓訊號；感測電極，裝設於觸控板按鈕之上而與觸控板按鈕連動，用以量測使用者與其接觸之部位之電位；心電訊號處理器，耦接至感測電極，用以處理感測電極上之電位而產生心電訊號。
下文為介紹本發明之最佳實施例。各實施例用以說明本發明之原理，但非用以限制本發明。本發明之範圍當以後附之權利要求項為準。
第1圖為習知筆記型電腦之觸控板(touchpad)區塊示意圖。習知筆記型電腦之觸控板區塊100一般位於鍵盤區140之下方，包括觸控感應器102及觸控板按鈕(touchpad button)112、114及116以及一觸控板控制器(圖未示)。其中，觸控感應器102具有分別為橫向及縱向的雙層電路結構，當使用者以手指130或尖筆(stylus)碰觸觸控感應器102的表面時，該觸控板控制器即可透過該雙層結構間的電性關係判斷使用者所碰觸之位置，藉以操控筆記型電腦的螢幕120上指標之移動方向。第1圖的實例中具有三個觸控板按鈕：左觸控板按鈕112、中觸控板按鈕114，以及右觸控板按鈕116，皆位於觸控感應器102之下緣，一般而言，功能分別相當於傳統滑鼠的左鍵、中鍵及右鍵，當被使用者按壓時即可發生作用。由於本發明具有有習知筆記型電腦之觸控板區塊100相似的外觀，且可應用於習知的筆記型電腦上，故在此先行描述以方便讀者理解本發明。然而，熟悉本技藝人士可從下文可了解到，本發明並不侷限於應用在筆記型電腦上，任何具有對應前述觸控板區塊的之電子裝置，或者獨立之外接觸控板皆屬本發明可應用之對象。下文中將介紹本發明本身即可作為觸控板的心電訊號感測模組，以及可與觸控板組裝的心電訊號感測裝置之最佳實施例。
《可作為觸控板之心電訊號感測模組》
第2A圖係依據本發明一實施例之心電訊號感測模組外觀示意圖；而第2B圖係依據本發明一實施例之心電訊號感測模組功能方塊圖。本實施例中之心電訊號感測模組200可固定裝設於一筆記型電腦之適當位置，例如第1圖所示之鍵盤下方，或者，可自筆記型電腦拆卸下來而獨立運作。參照第2A與2B圖，與一般筆記型電腦的觸控板區塊相同，本發明之心電訊號感測模組200具有一觸控感應器202、至少一觸控板按鈕(第2圖以三個觸控板按鈕為例：左觸控板按鈕212、中觸控板按鈕214，以及右觸控板按鈕216)以及觸控板控制器204。其中，該觸控感應器202可在被使用者碰觸時產生一觸控訊號；而該觸控板按鈕212~216可在被使用按壓時產生一按壓訊號。該觸控訊號及按壓訊號皆會被進一步傳送至觸控板控制器204作處理。舉例而言，該觸控板控制器204可進一步分析該觸控訊號以判斷使用者接觸該心電訊號感測模組200的位置，藉以操控電腦螢幕中指標的動態。
特別的是，本發明另外包括多個感測電極。在第2A及2B圖之實施例中具有三個感測電極：左感測電極、中感測電極以及右感測電極，分別裝設於該左、中、右觸控板按鈕212~216之上而分別與這三個觸控板按鈕212~216連動。第3圖即為本發明之感測電極與觸控板按鈕212之結合關係圖。其中，觸控板按鈕212實體上包括電路開關(switch)304，開關304受按壓與否決定其所輸出之電性狀態(例如0或1)。由圖中可知，本發明對應該觸控板按鈕212的感測電極302係裝設於該電路開關304之上，材質可為銀質(例如氯化銀)或不鏽鋼等導體。當使用者對觸控板按鈕212進行按壓時，感測電極302即可同時量測使用者與其接觸之部位之電位。舉例而言，回到第2A及2B圖，當使用者以左手指及右手指分別按壓左觸控板按鈕212及右觸控板按鈕216時，左、右感測電極即可分別測得使用者左、右手指皮膚上極微弱的電位起伏。由於在使用傳統的滑鼠時較少按壓滑鼠中鍵，所以本發明對應的中感測電極，舉例而言，可做為接地之用。之後，該等感測電極所偵得之電位會被進一步饋送至耦接至該等感測電極212~216的心電訊號處理器220做處理。該心電訊號處理器220耦接至該等感測電極212~216，可用以對所偵得的微弱電氣信號進行濾波及放大等處理而產生一心電訊號。左右手分別對應心臟左右兩側之心肌，透過量測左右手間的電位即可推斷心肌兩側所形成之傳導路徑間的心肌放電狀況。本文中所提到之心電訊號處理器220除了可透過此心電訊號得知心電圖外，亦可進一步判斷使用者之血壓值或心博速度、計算使用者的心情及壓力指數，甚至對使用者測謊。熟悉本技藝人士可依據本發明之精神而設計各種應用。
此外，本發明之心電訊號感測模組200又包括一傳輸介面230，藉此將前述該觸控感應器202所產生的觸控訊號、該觸控板按鈕212~216及心電訊號處理器220所產生的按壓訊號與心電訊號透過有線或無線的方式輸出至所本發明心電訊號感測模組200之電腦上。本文中所提到之傳輸介面230係耦接(直接或間接連接)至該觸控感應器202、該觸控板按鈕212~216以及該心電訊號處理器220上，第4A圖及第4B圖即為傳輸介面230耦接至本發明其他元件的另外兩種樣態。其中，第4A圖之實施例之傳輸介面230僅連接至觸控板控制器204，而心電訊號處理器220所產生的心電訊號則經由觸控板控制器204傳送至該傳輸介面230。第4B圖之實施例之傳輸介面230僅連接至心電訊號處理器220，而觸控感應器202所產生的觸控訊號以及觸控板按鈕212~216所產生的按壓訊號則經由心電訊號處理器220傳送至該傳輸介面230。本發明之傳輸介面230可包括有線傳輸介面，舉例而言，採用USB或I2 C通訊協定進行傳輸；亦可包括無線傳輸介面，舉例而言，採用藍牙(Bluetooth)或無線USB通訊協定進行傳輸；甚或兼具有線及無線兩種傳輸介面。
必須強調的是，心電訊號感測模組200可固定裝設於電腦之中而主要做為一般觸控板之用，或是獨立運作而主要做為心電訊號感測之用。第5A圖及第5B圖即本發明心電訊號感測模組200與筆記型電腦結合及分離之示意圖。
在某些實施例中，前述的觸控感應器202可被一觸控螢幕(圖未示)所替代。此觸控螢幕可在執行前述觸控板的功能之餘，同時顯示對應該心電訊號之一心電圖以及其相關資訊，例如前述之血壓值、心博速度、心情指數及壓力指數等。
在某些實施例中，本發明係固定裝設有前述心電訊號感測模組200的各種電腦。在另外某些實施例中，本發明之心電訊號感測模組200可將前述的觸控感應器202移除，並透過組裝結合的方式直接利用與心電訊號感測模組200連接之電腦上的觸控感應器。熟悉本技藝人士可依照本發明之精神自行變更。由於組裝結合的概念略同下述實施例，故在此不予詳述。
《可與觸控板組裝的心電訊號感測裝置》
除了前述可作為觸控板之心電訊號感測模組200外，本發明提供另一種可組裝式心電訊號感測裝置。第6A圖為依據本發明一實施例之心電訊號感測裝置外觀示意圖；而第6B圖為依據本發明一實施例之心電訊號感測裝置功能方塊圖。在一實施例中，心電訊號感測裝置600主要係獨立做為心電訊號感測之用，包括如同前述實施例之至少一感測電極612、614及616、一心電訊號處理器604以及一傳輸介面630。該感測電極612、614及616可用以量測使用者與其接觸之部位之電位。該心電訊號處理器604係耦接至該等感測電極612、614及616，可用以處理該等感測電極612、614及616上之電位而產生一心電訊號。與前述「可作為觸控板之心電訊號感測模組200」不同的是，本發明之「心電訊號感測裝置600」不具有觸控板區塊，但能夠與任何電腦之觸控板或獨立之觸控板組裝結合。在第6B圖中，電腦690之觸控板650中同樣具有觸控感應器660、觸控板按鈕652、654及656，以及觸控板控制器670。與前述實施例相異之處在於：組裝之後，本發明之心電訊號感測裝置600會保留對應至觸控板650之空間，藉以供使用者直接利用該觸控板；此外，此心電訊號感測裝置600包括按鈕692、694及696(前述的感測電極612、614及616即分別裝設其上)，可分別與觸控板按鈕652、654及656結合及連動(以虛線表示)，係用以在被按壓時使該觸控板按鈕652、654及656間接被按壓。在此實施例中，傳輸介面630僅需將該心電訊號處理器604所產生的心電訊號以有線或無線的方式傳輸至該觸控板650或具有該觸控板650之電腦上即可。
在某些實施例中，本發明之心電訊號感測模組200或心電訊號感測裝置600更具有儲存媒體(圖未示)，用以在其獨立運作時紀錄並儲存所量測的心電訊號。在另外某些實施例中，本發明之心電訊號感測模組200或心電訊號感測裝置600亦可具有小尺寸螢幕或指示燈，用以在其獨立運作時顯示或指示心電訊號量程過程中的相關訊息。熟悉本技藝人士可採用各種適當的記憶體、螢幕或指示燈，本文在此不再贅述。
《可與前述心電訊號感測裝置之電腦》
本發明另外提供一種電腦(例如，第6A圖之690)，包括一觸控板區塊680，其具有觸控感應器可接受使用者按壓而輸出觸控訊號。另外，該觸控板區塊680更可與前述心電訊號感測裝置600組裝結合以進行心電訊號之感測。藉由結合本發明之電腦690及心電訊號感測裝置600，使用者即可在使用觸控板時同步監測自身的生理狀況。
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，任何熟習此項技藝者，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。
100．．．觸控板區塊
102．．．觸控感應器
112、114、116．．．觸控板按鈕
120．．．螢幕
140．．．鍵盤區
200．．．心電訊號感測模組
202．．．觸控感應器
204‧‧‧觸控板控制器
212、214、216‧‧‧觸控板按鈕
220‧‧‧心電訊號處理器
230‧‧‧傳輸介面
304‧‧‧開關
302‧‧‧感測電極
600‧‧‧心電訊號感測裝置
612、614、616‧‧‧感測電極
604‧‧‧心電訊號處理器
630‧‧‧傳輸介面
650‧‧‧觸控板
660‧‧‧觸控感應器
652、654、656‧‧‧觸控板按鈕
670‧‧‧觸控板控制器
692、694、696‧‧‧按鈕
第1圖為習知筆記型電腦之觸控板區塊示意圖。
第2A圖係依據本發明一實施例之心電訊號感測模組外觀示意圖。
第2B圖係依據本發明一實施例之心電訊號感測模組功能方塊圖。
第3圖即為本發明之感測電極與觸控板按鈕212之結合關係圖。
第4A圖及第4B圖即為傳輸介面230耦接至本發明其他元件的另外兩種樣態。
第5A圖及第5B圖即本發明心電訊號感測模組200與筆記型電腦結合及分離使用之示意圖。
第6A圖為依據本發明一實施例之心電訊號感測裝置外觀示意圖。
第6B圖為依據本發明一實施例之心電訊號感測裝置功能方塊圖。
200．．．心電訊號感測模組
202．．．觸控感應器
204．．．觸控板控制器
212、214、216．．．觸控板按鈕
220．．．心電訊號處理器
230．．．傳輸介面

Claims (11)

  1. 一種心電訊號(electrocardiogram signal，ECG signal)感測模組，包括：至少一觸控板按鈕(touchpad button)，用以在被按壓時產生一按壓訊號，其中該觸控板按鈕係設置於一電腦之一觸控板區塊，且該觸控板區塊用以與該觸控板按鈕一起運作；至少一感測電極，裝設於該至少一觸控板按鈕之上而與該至少一觸控板按鈕連動，用以量測一使用者與其接觸之部位之電位；一心電訊號處理器，耦接至該至少一感測電極，用以處理該至少一感測電極上之電位而產生一心電訊號；一傳輸介面，耦接至該至少一觸控板按鈕以及該心電訊號處理器，用以將該按壓訊號及該心電訊號輸出至一電腦。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之心電訊號感測模組，更包括：一觸控感應器，耦接該觸控板區塊，用以在該觸控板區塊被碰觸時產生一觸控訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之心電訊號感測模組，其中該傳輸介面另耦接至該觸控感應器，用以將該觸控訊號輸出至該電腦，其中該觸控感應器被設置在該觸控板區塊。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之心電訊號感測模組，其中該觸控板區塊係一觸控螢幕，用以顯示對應該心電訊 號之一心電圖。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之心電訊號感測模組，其中該傳輸介面係透過有線方式進行傳輸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之心電訊號感測模組，其中該傳輸介面係透過無線方式進行傳輸。
  7. 一種心電訊號感測裝置，包括：至少一按鈕，用以與一觸控板按鈕結合及連動，用以在被按壓時使該觸控板按鈕間接被按壓，其中該觸控板按鈕係設置於一電腦之一觸控板區塊；至少一感測電極，裝設於該按鈕上，用以量測一使用者與其接觸之部位之電位；一心電訊號處理器，耦接至該至少一感測電極，用以處理該至少一感測電極上之電位而產生一心電訊號；以及一傳輸介面，耦接至該心電訊號處理器，用以將該心電訊號輸出至一電腦。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之心電訊號感測裝置，更包括：一儲存媒體，用以記錄該心電訊號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之心電訊號感測裝置，更包括：一顯示器，用以顯示該心電訊號及其相關訊息。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之心電訊號感測裝置，更包括：一指示燈，用以指示該心電訊號之相關訊息。
  11. 一種電腦，包括： 一觸控板區塊；以及一心電訊號感測模組，包括：一觸控感應器，耦接該觸控板區塊，用以在該觸控板區塊被碰觸時產生一觸控訊號；至少一觸控板按鈕，位於該觸控板區塊，用以在被按壓時產生一按壓訊號；至少一感測電極，裝設於該至少一觸控板按鈕之上而與該至少一觸控板按鈕連動，用以量測一使用者與其接觸之部位之電位；一心電訊號處理器，耦接至該至少一感測電極，用以處理該至少一感測電極上之電位而產生一心電訊號。
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