TWI587839B - 節能生理檢測貼片裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

節能生理檢測貼片裝置及其操作方法

本發明係關於一種節能〔power saving〕生理檢測貼片裝置及其操作方法；特別是關於一種具節能功能之生理檢測貼片裝置及其操作方法。

舉例而言，習用無貼片生理檢測裝置，如中華民國專利公告第I234449號〝無貼片式心電圖量測裝置與量測方法〞之發明專利，其揭示一種無貼片式心電圖量測裝置與量測方法。由兩指頭之間的根部量取心電訊號的平板型電極設計的心電圖量測裝置，且可在不滴加或塗敷導電物質條件下可將所量測之心電圖直接顯示於該無貼片式心電圖量測裝置。該無貼片式心電圖量測裝置包括：一外殼呈現一薄且長之立方體，其具有至少一操作面，該操作面更具有至少一按鈕，以進行功能的設定、轉換；至少二無膠式電極呈現薄片狀，且略為嵌入固定於該操作面並環繞過該外殼之至少一邊緣而至與該操作面相反之面；至少一資訊顯示器位於該操作面上，以顯示量測後所得之複數個資訊值；一電路運算系統位於外殼內部並分別與該二無膠式電極與該資訊顯示器電性連接，以於無膠式電極測得相關電性資訊後，將該相關電性資訊進行電性運算，並將結果顯示於資訊顯示器。然而，前述第I234449號僅為無貼片式心電圖量測裝置，因此其無法滿足貼片式生理檢測技術之需求。

另一習用生理檢測貼片，中華民國專利公開第200820938號〝生理數據量測裝置及量測貼片〞之發明專利申請案，其揭示一種生理數據量測裝置及量測貼片。該生理數據量測裝置包含一量測本體及一量測貼片。該量測本體用以判讀生理訊號，並加以顯示或記錄。該量測貼片具有一容置空間，以容置該量測本體。該量測貼片另包含數個導電金屬，以測得生理訊號，且傳遞至該量測本體。該導電金屬構成一組成對導電金屬。一對該導電金屬位於該容置空間之底部，另一對該導電金屬位於該容置空間之外部之兩翼上，以形成一第三個接觸點。該量測貼片另包含至少一片黏膠附著於生物體上。然而，前述第200820938號之生理數據量測裝置不具無線傳輸功能，因此其量測貼片無法滿足生理數據無線傳輸之需求。

另一習用生理檢測貼片，中華民國專利公告第I331027號〝貼片式生理監測裝置、系統及網路〞之發明專利，其揭示一種生理監測裝置。該生理監測裝置包括至少一本體及至少一貼附貼片。該貼附貼片用以貼附在使用者之皮膚表面，並藉由與該本體結合而支持該本體於使用者體表。該本體包括至少一連接介面，以透過一連接線。該本體外接至少一感測器或一電極，進而獲取生理信號。該本體包括一無線收發介面，其用以傳輸及接收信號。然而，前述第I331027號之本體需採用至少一連接介面及一連接線，以外接至少一感測器或一電極，因此其具有構造複雜的缺點。

另一習用生理檢測貼片，中華民國專利公告第I311909號〝貼片式無線微生理訊號收集裝置〞之發明專利，其揭示一種貼片式無線微生理訊號收集裝置。該貼片式無線微生理訊號收集裝置包含一組貼片式設計之正電極與負電極、一放大器模組、一微控制器、一無線電模組及 一電源供應器。該正電極與負電極可以黏貼在人體，以收集一微生理訊號。該放大器模組將該微生理訊號以適當的倍率放大，而產生一放大微生理訊號。該微控制器將該放大微生理訊號做類比數位轉換與資料壓縮，以產生一數位微生理訊號。該無線電模組將該數位微生理訊號經調變後，以無線的方式傳輸到遠端的接收器，且該無線電模組亦可收來自遠端的無線訊號。該電源供應器用以提供上述電路的電源。然而，前述第I311909號之無線微生理訊號收集裝置必須採用電源供應器，且不具自動供電功能。

事實上，前述專利公告第I234449號、專利公開第200820938號、專利公告第I331027號及專利公告第I311909號仍必然存在進一步改良其生理檢測裝置之需求。前述專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述技術問題及需求，其提供一種節能生理檢測貼片裝置及其操作方法，其利用一生理檢測貼片單元結合一溫差發電單元，如此該溫差發電單元將受測者之體溫轉換電能，並將該電能供應至該生理檢測貼片單元進行各種生理檢測，因此相對於習用生理檢測貼片可大幅提升節能效率及生理監控準確性。

本發明之主要目的係提供一種節能生理檢測貼片裝置及其操作方法，其利用一生理檢測貼片單元結合一溫差發電單元，如此該溫差發電單元將受測者之體溫轉換電能，並將該電能供應至該生理檢測貼片單元進行各種生理檢測，以達成提升節能效率及生理監控準確性之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實舉例之節能生理檢測貼片裝置包含：一生理檢測貼片單元，其設置於該生理檢測貼 片裝置上，該生理檢測貼片單元用以檢測一受測者之至少一生理資料；一無線通訊單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該無線通訊單元電性連接於該生理檢測貼片單元，如此該無線通訊單元無線傳輸該生理檢測貼片單元所檢測之生理資料至一接收主機；及一溫差發電單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該溫差發電單元電性連接於該生理檢測貼片單元及無線通訊單元；其中該溫差發電單元之電力選擇供應至該生理檢測貼片單元及無線通訊單元，以便利用該溫差發電單元之電力進行操作。

本發明較佳實施例之該溫差發電單元選自一溫差發電晶片。

本發明較佳實施例之該節能生理檢測貼片裝置另包含一輔助電源單元。

本發明較佳實施例之該輔助電源單元選自一微型電池或一鈕扣式鋰電池。

本發明較佳實施例之該節能生理檢測貼片裝置另包含一身分辨識單元或一警示單元。

為了達成上述目的，本發明另一較佳實施例之節能生理檢測貼片操作方法包含：提供一溫差發電單元連接於一生理檢測貼片單元及一無線通訊單元；利用該溫差發電單元貼附於一受測者之皮膚表面，以便利用體溫與環境溫度之間產生一電壓值；將該溫差發電單元之電壓值供應至該生理檢測貼片單元及無線通訊單元；及利用該生理檢測貼片單元檢測該受測者之至 少一生理資料，利用該無線通訊單元進行無線傳輸該生理檢測貼片單元所檢測之生理資料至一接收主機。

本發明較佳實施例利用體溫與環境溫度之間所產生之該電壓值計算一體溫值。

本發明較佳實施例將該體溫值與一預定體溫值進行比對，以便發出體溫異常高溫或低溫警示。

本發明較佳實施例之該溫差發電單元之電壓低於一預定電壓時，利用一輔助電源單元進行輔助供電。

本發明較佳實施例之該溫差發電單元電性連接一微型溫差電池。

1‧‧‧節能生理檢測貼片裝置

10‧‧‧生理檢測貼片單元

11‧‧‧無線通訊單元

12‧‧‧身分辨識單元

13‧‧‧溫差發電單元

130‧‧‧輔助電源單元

14‧‧‧警示單元

2‧‧‧接收主機

21‧‧‧警示單元

第1圖：本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片裝置之架構示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片操作方法進行身分辨識之流程示意圖。

第3圖：本發明另一較佳實施例之節能生理檢測貼片裝置結合溫差發電單元之示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片操作方法進行溫差發電之流程示意圖。

第5圖：本發明另一較佳實施例之節能生理檢測貼片裝置結合溫差發電單元及輔助電源單元之示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之具節能功能之生理檢測貼片裝置及其操作方法適用於各種生理資料感測裝置及其方法，例如：溫度感測裝置、ECG〔electrocardiogram〕感測裝置、EMG〔electromyrography〕感測裝置、EEG 〔electroencephalogram〕感測裝置或呼吸感測裝置，但其並非用以限制本發明之範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片裝置之架構示意圖，其主要包含兩個方塊，如第1圖之左側方塊及右側方塊所示，其餘方塊為資料串流〔data stream〕方塊，其中利用實線箭頭〔arrow〕表示資料串流傳輸，而利用虛線〔dotted line〕連結表示資料串流傳輸類別。

第2圖揭示本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片操作方法進行身分辨識之流程示意圖，其對應於第1圖之生理檢測貼片裝置。在不脫離本發明之操作方法下將選擇適當省略或增加操作步驟，或調整操作步驟之前後順序。

請參照第1圖之左上角所示，本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片裝置1包含一生理檢測貼片單元10、一無線通訊單元11及一身分辨識單元12〔可選擇對應於身分辨識讀取單元，例如：身分辨識讀取單元設置於接收主機〕。該生理檢測貼片單元10、無線通訊單元11及身分辨識單元12共同設置於該節能生理檢測貼片裝置1上，以形成一貼片式生理檢測裝置。

請再參照第1圖之所示，舉例而言，在該生理檢測貼片單元10及無線通訊單元11之間選擇採用直接以適當的資料串流傳輸方式進行資料傳輸，例如：通用非同步串列傳輸〔UART，Universal Asynchronous Receiver & Transmitter〕。另外，該節能生理檢測貼片裝置1利用該無線通訊單元11以無線傳輸方式傳送一RF訊號至一接收主機2，或該節能生理檢測貼片裝置1利用該無線通訊單元11接收由該接收主機2以無線傳輸方式傳送之一RF訊號。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，本發明 較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片操作方法包含步驟：提供該身分辨識單元12連接於該生理檢測貼片單元10上，如第1圖之箭頭所示，以便提供身分辨識功能。另外，該身分辨識單元12連接於該無線通訊單元11上，以便在該身分辨識單元12及接收主機2之間進行無線通訊。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片操作方法包含步驟：該生理檢測貼片單元10用以檢測一受測者之至少一生理資料，並將該生理資料以資料串流傳輸方式進行資料傳輸。舉例而言，該生理檢測貼片單元10包含一溫度感測單元、一ECG感測單元、一EMG感測單元、一EEG感測單元、一呼吸感測單元或其它生理感測單元〔例如：HRV感測單元〕。

請再參照第1圖之所示，該無線通訊單元11選自一低功率RF單元、一藍牙傳輸單元、一Zigbee傳輸單元或其它無線通訊技術。舉例而言，該無線通訊單元11採用符合國際標準之工業、科學、醫療〔industry science medical，ISM〕專用頻率進行無線通訊。

請再參照第1圖之所示，該身分辨識單元12選自一ECG身分辨識單元、一單導程ECG身分辨識單元、其它身分辨識單元或其組合。該ECG身分辨識單元可選擇採用先由該生理檢測貼片單元10測得受測者之ECG之特定波形特徵經由該無線通訊單元11傳送至該接收主機2。舉例而言，受測者之ECG資料包含P波、Q波、R波、S波及T波，並選擇由該接收主機2將擷取受測者之ECG之特定波形特徵經由該無線通訊單元11傳送至該身分辨識單元12。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，本發明 較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片操作方法包含步驟：利用該身分辨識單元12之儲存特徵辨識該生理檢測貼片單元10所檢測之生理資料，即該身分辨識單元12之儲存特徵與該生理檢測貼片單元10所檢測之生理資料進行自動比對，以便進行身分辨識。

除了設置該ECG身分辨識單元或單導程ECG身分辨識單元之外，本發明另一較佳實施例選擇將該身分辨識單元12選自一RFID標籤單元〔RFID tag unit〕，而該身分辨識單元選自一RFID讀取單元〔RFID reader unit〕，且該RFID讀取單元設置於該接收主機2上，以便進行該節能生理檢測貼片裝置1之受測者之身分辨識。如此，本發明較佳實施例之該節能生理檢測貼片裝置1可提供單一身分辨識或雙重身分辨識功能。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片操作方法包含步驟：利用該無線通訊單元11進行無線傳輸該生理檢測貼片單元10所檢測之生理資料至該接收主機2。另外，利用該無線通訊單元11進行無線傳輸該身分辨識單元12之受測者之ECG波形特徵至該接收主機2，或利用該無線通訊單元11進行接收該接收主機2傳輸受測者之ECG波形特徵至該身分辨識單元12。

第3圖揭示本發明較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片裝置結合溫差發電單元之示意圖，其對應於第1圖之生理檢測貼片裝置。請參照第3圖所示，本發明較佳實施例之節能生理檢測貼片裝置1包含一生理檢測貼片單元10、一無線通訊單元11、一身分辨識單元12及一溫差發電單元13。該生理檢測貼片單元10、無線通訊單元11、身分辨識單元12及溫差發電單元13共同設置於該節能生理檢測貼片裝置1上，以形成一貼片式生理檢測 裝置。

請再參照第3圖所示，舉例而言，該溫差發電單元13選自一溫差發電晶片或其它溫差發電裝置，且該溫差發電單元13可選擇電性連接一微型溫差電池。該溫差發電單元13利用受測者之體溫與環境溫度之間溫差進行發電，即將人體的熱能〔體溫〕直接轉化為電能。一般而言，當溫差越大時，其產生的電壓越大。由於人體與周圍環境之間的溫差通常有限，因此其僅能產生約200毫伏電壓。

請再參照第3圖所示，舉例而言，該節能生理檢測貼片裝置1對應操作於至少一個或數個接收主機2。該節能生理檢測貼片裝置1另包含一警示單元14，例如：產生警示訊號裝置、警示喇叭裝置或警示燈裝置，而該接收主機2亦包含另一警示單元21。依不同設計需求，本發明可省略設置該警示單元14及警示單元21之一或省略兩者。

請再參照第3圖所示，該溫差發電單元13適用於作為微型醫療設備之供電單元。如此，該溫差發電單元13電性連接至該生理檢測貼片單元10、無線通訊單元11、身分辨識單元12及警示單元14，以便以人體與環境溫差發電方式進行供應操作所需電力。舉例而言，該溫差發電單元13可利用體溫與環境溫度之間最小溫差0.5℃進行溫差發電。

第4圖揭示本發明較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片操作方法進行溫差發電之流程示意圖，其對應於第3圖之生理檢測貼片裝置。在不脫離本發明之操作方法下將選擇適當省略或增加操作步驟，或調整操作步驟之前後順序。請參照第3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例採用溫差發電操作方法包含步驟：利用該溫差發電單元13貼附於受測者之皮膚表面，以便利用體溫 與環境溫度之間產生一電壓值。

請再參照第3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例採用溫差發電操作方法包含步驟：將該溫差發電單元13之電力選擇供應至該生理檢測貼片單元10、無線通訊單元11及身分辨識單元12，即該生理檢測貼片單元10、無線通訊單元11及身分辨識單元12可利用該溫差發電單元13之電力〔例如：啟動電壓〕進行各種操作。

請再參照第3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例採用溫差發電操作方法包含步驟：利用體溫與環境溫度之間所產生之該電壓值計算一體溫值，如此本發明可省略設置溫度感測單元。另外，將該體溫值經由該無線通訊單元11傳送至該接收主機2，以便記錄受測者之日常體溫，或監控受測者之體溫異常低溫或高溫。

請再參照第3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例採用溫差發電操作方法包含步驟：將該體溫值與一預定體溫值進行比對，當獲得一體溫異常訊號時，可利用該警示單元14或/及警示單元21發出體溫異常高溫或低溫警示。

第5圖揭示本發明另一較佳實施例之具身分辨識功能之生理檢測貼片裝置結合溫差發電單元及輔助電源單元之示意圖，其對應於第1及3圖之生理檢測貼片裝置。請再參照第5圖所示，本發明較佳實施例之具身分辨識功能之節能生理檢測貼片裝置1另包含一輔助電源單元130，其用以作為一備用輔助電源或一UPS單元，且該輔助電源單元130可選自一微型電池或一鈕扣式鋰電池。當該溫差發電單元13之電壓低於一預定電壓時，可利用該輔助電源單元130進行輔助供電。當獲得該溫差發電單元13之發電電壓低於一預定電壓時，可利用該警示單元14或/及警示單元21發出電壓異常低壓警示。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1‧‧‧節能生理檢測貼片裝置

10‧‧‧生理檢測貼片單元

11‧‧‧無線通訊單元

12‧‧‧身分辨識單元

2‧‧‧接收主機

Claims (10)

1. 一種節能生理檢測貼片裝置，其包含：一生理檢測貼片單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該生理檢測貼片單元用以檢測一受測者之至少一生理資料；一無線通訊單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該無線通訊單元電性連接於該生理檢測貼片單元，如此該無線通訊單元無線傳輸該生理檢測貼片單元所檢測之生理資料至一接收主機；及一溫差發電單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該溫差發電單元電性連接於該生理檢測貼片單元及無線通訊單元，而利用該溫差發電單元貼附於一受測者之皮膚表面，以便利用體溫與環境溫度之間產生一電壓值，且利用體溫與環境溫度之間所產生之該電壓值計算一體溫值；其中該溫差發電單元之電力選擇供應至該生理檢測貼片單元及無線通訊單元，以便利用該溫差發電單元之電力進行操作。
2. 依申請專利範圍第1項所述之節能生理檢測貼片裝置，其中該溫差發電單元選自一溫差發電晶片。
3. 一種節能生理檢測貼片裝置，其包含：一生理檢測貼片單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該生理檢測貼片單元用以檢測一受測者之至少一生理資料；一溫差發電單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上，該溫差發電單元電性連接於該生理檢測貼片單元；及一輔助電源單元，其設置於該生理檢測貼片裝置上；其中該溫差發電單元之電力選擇供應至該生理檢測貼片單元，以便利用該溫差發電單元之電力進行操作，在該溫差發電單元之電壓低於一預定電壓時，利用該輔助電源單元進行輔助供電。
4. 依申請專利範圍第3項所述之節能生理檢測貼片裝置，其中該輔助電源單元選自一微型電池或一鈕扣式鋰電池。
5. 依申請專利範圍第1或3項所述之節能生理檢測貼片裝置，其中該節能生理檢測貼片裝置另包含一身分辨識單元或一警示單元。
6. 一種節能生理檢測貼片操作方法，其包含：提供一溫差發電單元連接於一生理檢測貼片單元及一無線通訊單元；利用該溫差發電單元貼附於一受測者之皮膚表面，以便利用體溫與環境溫度之間產生一電壓值，且利用體溫與環境溫度之間所產生之該電壓值計算一體溫值；將該溫差發電單元之電壓值供應至該生理檢測貼片單元及無線通訊單元；及利用該生理檢測貼片單元檢測該受測者之至少一生理資料，利用該無線通訊單元進行無線傳輸該生理檢測貼片單元所檢測之生理資料至一接收主機。
7. 一種節能生理檢測貼片操作方法，其包含：提供一溫差發電單元連接於一生理檢測貼片單元及一無線通訊單元；利用該溫差發電單元貼附於一受測者之皮膚表面，以便利用體溫與環境溫度之間產生一電壓值；將該溫差發電單元之電壓值供應至該生理檢測貼片單元及無線通訊單元；在該溫差發電單元之電壓低於一預定電壓時，利用一輔助電源單元進行輔助供電；及利用該生理檢測貼片單元檢測該受測者之至少一生理資料，利用該無線通訊單元進行無線傳輸該生理檢測貼片單元所檢測之生理資料至一接收主機。
8. 依申請專利範圍第6或7項所述之節能生理檢測貼片 操作方法，其中將該體溫值與一預定體溫值進行比對，以便發出體溫異常高溫或低溫警示。
9. 依申請專利範圍第7項所述之節能生理檢測貼片操作方法，其中該輔助電源單元選自一微型電池或一鈕扣式鋰電池。
10. 依申請專利範圍第6或7項所述之節能生理檢測貼片操作方法，其中該溫差發電單元電性連接一微型溫差電池。