TWI603709B - Dynamic cardiovascular activity monitoring method and apparatus and system using the same - Google Patents
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Description
本發明相關一種動態心血管活動監測方法及使用該方法的裝置及系統,特別地是,相關於一種根據生理訊號的訊號品質而改變演算、操作、及資料處理方式的方法、裝置及系統。
現代人越來越注重自己的健康,尤其是心血管方面的健康,而與心血管健康最相關的就是心臟,為了瞭解心臟的狀況,於醫院中進行詳細的心電圖檢查是最為傳統的檢查方式,其可透過檢視心電波形的方式而觀察出大部分的心臟疾病,例如,心律不整、心肌梗塞、心室肥大等,甚至可分辨出心臟疾病的型態,例如,心室型或心房型心律不整、或左心室或右心室肥大等,只是,這樣的方式,不但受限於時間、地點,對患者而言亦較為麻煩,此外,因為有些心臟疾病,例如,心律不整,需要在發作的當下進行檢測才可取得有用的心電圖,因此,反而有其限制。
而為了能夠取得發生心律不整時的心電圖,醫師一般會讓患者進行的其中一種檢測是運動心電圖,也就是,利用運動時心臟負荷會增加而容易誘發出心律不整的概念,讓患者於醫院中直接進行運動,例如,於跑步機上跑步,並同時間檢測心電圖,希望可以抓到心律不整發作的瞬間,另外,醫師也常讓患者進行至少24小時配戴霍特式心電圖機(Holter)的檢測,希望能以長時間測量的方式抓住可能隨時出現的心律不整症狀。
但這些方式對使用者而言,仍有其不便之處,舉例而言,24小時的霍特式心電圖機雖可全時的紀錄下心電圖,但卻無法即時得知結果,必須在整個測量結束後,回到醫院將裝置中所記錄的資料下載並分析後,才能知道是否有紀錄到症狀,所以常常有的情形是,等到患者可以察看分析結果時發現,24小時或更多時間的配戴記錄中並未出現心律不整症狀,等於浪費了時間與精力進行檢測,而且,這樣的心電圖檢測,必須透過專業醫護人員的協助才能設置,並需要長時間黏貼電極於身上,容易產生皮膚不適;再者,長時間的檢測將產生大量的資料,無論是儲存裝置內、或是上傳至雲端,皆會消耗大量的儲存空間,至於事後分析與解讀的進行,則無論是傳統上由醫護人員人工進行分析解讀,或是現今採用雲端計算的方式,都是需要耗費大量計算資源才能完成。
另外,運動心電圖的檢測也同樣很有可能因在醫院中運動期間沒有出現心律不整的症狀而徒勞無功。
近年來出現的是可隨身使用的心電圖檢測裝置,其讓使用者可在平時有需要時,例如,覺得心臟不舒服時,隨時進行短時間的檢測,例如,30秒至數分鐘,以記錄下心電圖,而讓醫師可進行診斷。只是其亦有所限制,舉例而言,由於在使用此種型態的裝置進行測量時,身體移動對心電訊號的良好與否有很大的影響,所以,使用者必須在靜止狀態下進行檢測才能取得有用的心電圖,而且由於記錄時間很短,故只適合偶爾進行檢測,無法長期且連續地提供相關心臟的資訊。
另一種可連續取得心臟資訊的選擇是心率監測裝置,其藉由檢測脈波變化而得出心率,這樣的裝置的優點是適合長時間配戴,因為其
通常採用的是光感測器(optical sensor),只需接觸皮膚即可進行測量,安裝容易,亦不會造成皮膚不適。
現在,一般常見的心率監測裝置是穿戴式運動心率監測裝置,其通常利用腕帶、臂帶、或胸帶而配戴於身上,可讓使用者在運動期間配戴,在移動情形下提供配戴者的心率變化,以幫助使用者掌握自身的運動強度,只是,也由於這樣的使用目的,限制了其資訊提供的內容。首先,為了克服移動可能性極高的測量環境,這樣的裝置一般僅具有提供平均心率的功能,例如,不斷平均前後10秒內的心率所得出的平均心率,並無法即時反應使用者的心率,而且,由於需要經過平均後才能提供數值,故亦一直存在著顯示延遲的問題,也就是,即使使用者未處於運動或移動狀態,上述的問題依然存在,因此,這樣的裝置顯然僅適合在運動期間使用,若是要用於日常生活中連續取得心率資訊,以長期觀察心臟狀態,則不適合。
由上述可知,在欲取得心血管相關資訊的情形下,若採用Holter以取得連續心電圖,就必須面臨長期黏貼電極的不方便及不舒適,例如,無法自行安裝,可能出現皮膚不適,但短時間的心電圖取得卻又必須受限於較高的操作環境限制,例如,身體移動對訊號清晰度的影響大,需於靜止情形下測量,無法用於長期訊號取得;另外,若想利用穿戴式運動心率監測裝置來監測平日自身的心臟情形,則只能獲得受限的資訊,例如,僅平均心率,無法取得用以進一步分析的足夠資訊,例如,即時心率。
此外,長時間生理監測最常遇到的問題之一就是電量消耗過大,例如,需要至少24小時以上進行偵測的連續心電圖,或是需要持續發光、電量消耗較大的光感測器偵測,而當電量需求大時,所需配備的電池
體積亦相對的需要變大,對使用者而言將是負擔的增加。
因此,確實有需要一種能夠解決上述缺點的穿戴式心血管活動監測裝置,可提供使用者心血管資訊,且可讓使用者在方便、舒適的使用情形下,長期監控自身的心血管情形。
本發明的目的即在於提供一種動態心血管活動資訊提供方法,其可根據所取得之生理訊號的品質不同而採用不同的運算式,進而動態地提供不同的心血管活動相關資訊。
本發明的另一目的在於提供一種動態心血管活動資訊提供方法,其藉由提供不同的演算式而最大化提供予使用者之生理資訊內容的正確性。
本發明的另一目的在於提供一種穿戴式動態心血管活動監測裝置,其透過穿戴方式提供連續取得生理訊號的基礎,再配合可對應於不同生理訊號品質的多種演算式,進而獲得動態的生理資訊。
本發明的再一目的在於提供一種穿戴式動態心血管活動監測裝置,其可於運動期間配戴使用,且可在訊號品質足夠高時提供即時心率以及其他進一步的心血管相關資訊,以改善習知技術僅能提供平均心率以及顯示延遲的缺點。
本發明的再一目的在於提供一種穿戴式動態心血管活動監測裝置,其可透過日常連續配戴的檢測方式,提供使用者長時間的心血管活動資訊,適合用於居家看護領域。
本發明的又一目的在於提供一種頸戴形式的動態心血管活動
監測裝置,其以一頸戴結構作為穿戴於一使用者之肩頸部上的媒介,以利於生理訊號的連續取得。
本發明的又一目的在於提供一種眼鏡形式的動態心血管活動監測裝置,其以藉由一使用者之二耳廓以及一鼻子而支撐的一眼鏡結構作為穿戴於頭上的媒介,以利於生理訊號的連續取得。
本發明的又一目的在於提供一種耳戴形式的動態心血管活動監測裝置,其以一耳戴結構作為穿戴於一使用者之至少一耳廓上的媒介,以利於生理訊號的連續取得。
本發明的又一目的在於提供一種指戴形式的動態心血管活動監測裝置,其以一指戴結構作為穿戴於一使用者之一手指上的媒介,以利於生理訊號的連續取得。
本發明的又一目的在於提供一種腕戴形式的動態心血管活動監測裝置,其以一腕戴結構作為穿戴於一使用者之一手腕上的媒介,以利於生理訊號的連續取得。
10‧‧‧心電電極
12‧‧‧PPG感測器
14‧‧‧附加結構
16‧‧‧心電電極
18‧‧‧連接埠
圖1顯示根據本發明一較佳實施例的動態心血管活動監測方法的流程圖;圖2顯示耳廓內面構造示意圖;圖3a-3b顯示根據本發明較佳實施例,耳戴形式裝置的實施可能方式;圖4顯示根據本發明一較佳實施例,頸戴形式裝置的實施可能方式;圖5a-5b顯示根據本發明較佳實施例,眼鏡形式裝置的實施可能方式;圖6a-6b顯示根據本發明較佳實施例,指戴形式裝置的示意圖;
圖7a-7c顯示根據本發明較佳實施例,指戴形式裝置的實施可能方式;圖8顯示取得標準十二導極心電圖的電極接觸位置示意圖;圖9a-9b顯示根據本發明較佳實施例,指戴形式裝置的示意圖;以及圖10顯示根據本發明一較佳實施例,透過連接埠外接電極的示範性實例。
為了能以最方便且有效的方式提供使用者在日常生活中監控自身的心血管活動,根據本發明的穿戴式動態心血管活動監測裝置,採用的是同時具有至少兩種運算式的設計,以讓穿戴於身上的裝置可因應日常生活的不同活動,而具選擇性提供最合適的資訊內容。
因此,在本發明中,該穿戴式動態心血管活動監測裝置除了實施為可配戴於使用者身上,透過至少一生理感測元件而取得相關於心血管活動的生理訊號外,尚可在取得生理訊號後,判斷得出該生理訊號的訊號品質,並根據該訊號品質而決定是否要對生理訊號執行計算,以及要執行的演算式為何,而在利用所選擇之演算式進行計算之後,再藉由一資訊提供介面而提供使用者相對應的資訊內容。因此,根據本發明的該穿戴式動態心血管活動監測裝置的處理器中預載了至少二個演算式,一第一演算式以及一第二演算式,以因應不同的訊號品質而選擇性地執行。
在此,本發明採用訊號品質判斷資訊的原因在於,希望可以提供正確的心血管資訊給使用者。一般習知的心率監測裝置在不考慮訊號品質的情形下,很容易因是以品質不佳的訊號作為分析基礎而導致提供給使用者的心血管資訊不正確,例如,錯誤的心率資訊,反而造成使用者的困擾,因此,若能先瞭解訊號品質的高低,就可避免這樣的情形,也讓使
用者可獲得即時且正確的心血管資訊。
該訊號品質的判斷方式是,在取得生理訊號的同時,亦會取得一訊號品質相關資訊,而當該訊號品質相關資訊符合一預設條件時,例如,穩定度、清晰度、訊號雜訊比(S/N比,Signal to noise ratio)等高於一預設值時,表示訊號品質高,而當該訊號品質相關資訊不符該預設條件時,例如,穩定度、清晰度、S/N比等低於一預設值時,則表示訊號品質低;至於演算式的選擇則是根據訊號品質的判斷結果而決定,該第一演算式在訊號品質不符合該預設條件時執行,以及該第二演算式在訊號品質符合該預設條件時執行。在此,不受限地是,該預設條件可實施為多個,以將訊號品質分類的更細,更有利於產生更正確的生理資訊,而且,亦可實施為有複數個演算式,而在實施為不同預設條件時,從中選擇適合的演算式進行計算,另外,表示訊號品質的方式亦可有不同的選擇,例如,可利用一品質指數(quality index)來表示,或者也可藉由品質等級(quality level)來表示,沒有限制。
此外,進一步地,在決定該訊號品質時,還會判斷所取得的訊號是否適合執行計算,例如,使用者身體移動過於激烈而造成訊號品質太差,此時,該處理器就可選擇不執行任何計算,並待訊號品質恢復至足以執行演算式時,才執行演算式的選擇。
影響訊號品質的因素有很多,而不同的因素對訊號產生的影響也不同,例如,生理訊號的人為干擾源(artifacts)及/或雜訊(noises),生理感測元件設置的穩定度,裝置本身所帶來的干擾,周圍環境所帶來的干擾等都是可能的因素,其中,使用者的生理訊號出現人為干擾源及/或雜
訊是很常見的情形,尤其當使用者正在移動或運動時,不過,由於根據本發明的裝置本意就在於讓使用者穿戴於身上持續進行檢測,因此,使用者出現身體移動是自然且被預期的情形;另外,生理感測元件出現設置未完全的情形,例如,與皮膚間的接觸不足或不夠穩定,也是很常見的情形之一,但只要特別注意就可以被避免;此外,來自外部的干擾,例如,裝置本身之連接線的擺動、或是外在環境的電磁波干擾等都可能為所取得的生理訊號帶來雜訊,故也都是需要考慮到的因素,因此,影響訊號品質的因素有許多可能,沒有一定的限制。
而且,較佳地是,該訊號品質除了作為決定要採用哪一種演算法的基礎外,亦可作為另一種資訊而顯示予使用者,舉例而言,當使用者處於靜止時,品質指數/等級卻顯示為低,則使用者就可因為這樣的提醒而知道可能是因生理感測元件設置未完全所造成的品質不佳,進而即時進行調整;或者,該訊號品質也可作為使用者於安裝或測量期間的操作指引,例如,當使用者將裝置安裝到身上時,可透過訊號品質資訊判斷是否已正確安裝,或是,當有需要手動進行測量時,也可透過即時提供的訊號品質資訊而得知當下的操作是否正確,因此,無論何種狀況,都將可減少因為不當操作而產生的誤差。
再者,有關該訊號品質相關資訊的選擇亦有許多可能。舉例而言,在一較佳實施例中,可直接藉由分析由該生理感測元件所取得的生理訊號,例如,可利用頻率分析(Frequency Domain Analysis)的方式,如傅立葉轉換(FFT,Fast Fourier Transform)而決定是否含有人為干擾源(artifact)及/或雜訊(Noises),或者,藉由分析血管之容積或壓力變化、
或是分析心電圖等,而得出配戴者的身體移動情形,以作為該訊號品質相關資訊;在一另一較佳實施例中,可藉由增設一動作感測元件來偵測配戴者的身體移動情形,而作為該訊號品質相關資訊,例如,可具有一活動模式預設條件,例如,活動強度,及/或單位時間的活動量等,當動作感測元件偵測到身體動作所造成的裝置/生理感測元件活動模式不符合該預設條件時,即將此時所取得之生理訊號的訊號品質視為低,另一方面,若符合,則視為訊號品質高,且不受限地是,預設條件可實施為多個,並且,由於身體移動可能僅是短暫的時間,故亦可設置為,單位時間內上述的不符合情形超過一定次數才視為訊號品質低,以有利於產生更正確的生理資訊;在又一較佳實施例中,可藉由在生理感測元件與皮膚之間,增設一接觸感測元件而偵測生理感測元件的設置情形,例如,兩者間的接觸是否足夠,這同樣可作為該訊號品質相關資訊,且也可透過設置預設條件的方式而讓判斷結果更完善;在一再一實施例中,則可藉由設置電極的方式取得品質相關資訊,例如,可偵測肌電訊號(EMG)而得知肌肉的緊張度,或可偵測皮膚阻抗(impedance)或皮膚導電度而得知皮膚接觸的情形等,再配合設置不同的預設條件,就讓訊號品質的判斷更為有效。因此,根據所取得之訊號的不同,該訊號品質相關資訊亦可有所變化,所根據的預設條件亦會有所調整,故不受限制,並且,需注意地是,上述的舉例並不限於單獨使用,亦可合併使用,例如,可同時設置動作感測元件及壓力感測元件,以讓訊號品質的判斷更容易,完全沒有限制。在此,該動作感測元件可以是,例如,動作感測器、加速度器等一般常見之用於偵測移動的感測器,另外,該接觸感測元件亦可以有許多選擇,例如,壓力感測器、觸動開關、
觸控感應器等,因此沒有限制。
此外,所提供的生理資訊內容,除了依訊號品質、所使用的演算式而決定外,亦相關於所使用之生理感測元件。一般而言,可取得相關於心血管資訊的生理感測元件包括,但不限於,光容積變化(PPG,photoplethysmography)感測器,壓力傳感器,以及心電電極,舉例而言,PPG感測器及壓力傳感器可取得心率相關資訊,其中,PPG感測器是利用光容積變化原理而取得光信號的感測器,其可通過偵測脈搏的連續變化而得知心率序列,而壓力感測器則是可透過偵測心臟跳動所產生的動脈或身體(如胸腔)的振動而取得心率資訊,例如,藉由設置於脈搏處,另外,PPG感測器亦可取得相關血氧的資訊,例如,當具有紅外線(Infrared)以及紅色光線(Red)兩種光源時,可取得血氧濃度(SPO2),而心電電極則可取得心電圖,以提供相關心臟活動的各種資訊,且進一步地,可以所獲得的心率資訊(來自脈波訊號及/或心電圖者)為基礎,而提供有關HRV(Heart Rate Variability,心跳變異率)及自律神經活動情形等資訊,也因此,當所使用的生理感測元件不同時,所適用的演算式亦有所不同。
在此,需注意地是,由於根據本發明的裝置是實施為穿戴於使用者身上的形式,因此,所使用的生理感測元件只要是能藉由穿戴行為而穩定設置即可,並不受限於特定的形式。
接下來即敘述在本發明概念中,如何根據不同的訊號品質而提供不同的演算式,以提供使用者各種相應的生理訊息。在此,需先行說明的是,由於無論是所擷取生理訊號的種類、使用者於穿戴生理檢測裝置期間的行為、或是所採用的演算式的選擇,都會因各種狀況而有所不同,
因此,在接下來的敘述中,為避免混淆,於訊號品質低時所採用的演算式將統稱為第一演算式,所提供的生理資訊統稱為第一生理資訊,而於訊號品質高時所採用的演算式則統稱為第二演算式,所提供的生理資訊則統稱為第二生理資訊。
請參閱第1圖,其為根據本案一較佳實施例的訊號處理流程圖,其以PPG感測器及/或心電電極所能取得的心率資訊為主。當取得生理訊號後,在決定訊號品質時,會先決定訊號品質是否不足以執行計算,例如,其中一種狀況是,根據訊號品質相關資訊得出訊號品質不良是由於感測器/電極發生脫落或接觸不良,例如,發現訊號中斷、失去生理特徵等,在此情形下,將不執行計算/分析,並透過該資訊提供介面而提醒使用者此現象,另一方面,也會持續偵測感測器/電極的設置情形是否改善,並於恢復時重新開始計算/分析。
另一種情狀況是,根據訊號品質相關資訊得出訊號品質不良是由於使用者移動所致,例如,動作感測元件偵測到大量、長時間的移動,在此情形下,若移動已造成生理訊號無法進行分析,則不進行計算/分析,並通知使用者是因移動太大而無法計算/分析,此時,較佳地是,進一步提供使用者相關動作感測元件的資訊,例如,活動強度及/或活動量等,以作為使用者的參考,且同樣地,在此情形下,也可持續監測使用者的移動情形,並於訊號品質恢復時,例如,移動減緩/停止時,重新開始計算/分析;另一方面,若移動所造成的雜訊及/或人為干擾源等可透過執行程式而被移除,且經移除程序後的生理訊號仍具生理意義,則在此情形下,較佳地是,於執行移除程序後,以一段時間之平均數據的方式提供予使用者,例如,
平均心率,其中,取得平均數據的方法有多種選擇,例如,可利用頻域分析的方式,或者,也可利用移動平均(moving average),或取去頭尾平均數(trimmed mean)等方式而取得平均數據,而讓使用者仍能瞭解生理狀態的大致變化趨勢,或者,替代地,也可在訊號品質不良時,利用縮減取樣(down sampling)的方式處理所取得的生理訊號,除了達到資料壓縮的目的外,也可節省計算資源及電力消耗,故同樣是可行的方法,另外,較佳地是,在提供平均數據的同時,亦提供訊號品質指數,讓使用者也瞭解據以計算此平均數據的生理訊號品質為何。再者,在進行訊號處理時,亦可使用常見的數位訊號處理程序(Digital Signal Processing),例如,拉普拉斯(Laplace)轉換,傅立葉(Fourier)轉換,以及希爾伯特(Hilbert)轉換,Z轉換等,因此,沒有限制。
在此,需要注意地是,如上所述,因訊號品質不佳而採用的第一演算式將可實際情形的不同而有不同的選擇,可以是上述的單一或任意組合,不受限於特定的處理方式。
因此,透過上述的方式,即使是在訊號品質不佳的狀況下,亦可讓使用者獲得正確且即時的生理資訊,並瞭解裝置實際運作的情形為何,且更進一步,很重要地是,這樣的運作模式還可達到省電、節省儲存空間、減少事後計算資源等效益,例如,雲端儲存空間以及雲端計算資源。
進一步地,透過訊號品質的判斷,而可達到省電的效果。由於根據本發明裝置的主要目的在於進行連續生理監測,例如,8小時、24小時的連續監測,因此,其中一個相當關鍵的重點即是電力是否足以提供長時間的運作,且由於大部分情況下,穿戴式裝置的體積多決定於電池的大
小,因此,若可減少電力的消耗,亦有利於減少使用者穿戴裝置時的負擔。
據此,透過上述的方式,當判斷出當前生理訊號的品質不足以進行分析時,就可進一步藉由降低、停止生理感測元件的電量消耗而達到省電的效果,舉例而言,在一實施例中,PPG感測器的發光強度直接影響的是所取得之生理訊號的振幅大小,故通常可透過加強發光強度而克服環境光源所造成的干擾,但當造成訊號品質不佳的是其他原因時,例如,感測器設置出現鬆脫、身體移動過大等情形,則不容易透過改變發光強度而獲得改善,因此,在此情形下,在訊號品質無法獲得改善前,就可降低發光強度、甚至停止發光而達到降低電量消耗,其中,若採用的是降低發光強度的方式,將可在節省電力消耗的同時亦持續監測訊號品質是否已改善,待改善後再恢復發光強度,而在停止發光的情形下,則可藉由定期地啟動PPG感測器來監測訊號品質是否已改善,待恢復後再重新啟動生理感測元件的偵測動作,而且,PPG感測器暫停發光即表示訊號的取樣已停止,故還可減少資料量與所需儲存空間;再者,在另一較佳實施例中,也可在訊號品質為低時,透過改變生理感測元件之取樣率的方式,例如,降低心電訊號及/或脈波訊號的取樣率,而達到省電的效果,一般而言,高取樣率有利於取得精準的分析結果,但當訊號品質不佳時,則不需要太高的取樣率,故可透過降低取樣率的方式僅取得粗略心率資訊、及/或用來作為訊號品質的判斷,以降低電力消耗,並且,也可減少資料量及所需儲存空間、以及節省計算時間及資源,是相當具效率的方式。
再者,亦具優勢地是,為了事後分析而進行的儲存動作,亦可在發現訊號品質不足以進行分析時(無論生理感測元件是否改變發光強
度、停止取樣、或降低取樣率)被暫時停止,例如,發現感測器/電極已脫落時,可停止記錄訊號,並標記此現象,如此一來,不但可節省儲存空間,大幅減少無效的訊號,也減少事後計算/分析所需的計算資源,例如,雲端的計算資源,並且,也減少需要介入的人力成本,相當具有優勢。
然而,特殊地是,當裝置的應用目的不同時,也有可能實施為相反的情形,舉例而言,其中一種運動生理監測裝置的目的是在於持續、不中斷地產生心率資訊,因此,當發現有劇烈移動時,反而會加強發光強度,以期藉由提高S/N比而儘可能地從中分辨出心率特徵,因此,在訊號品質低時如何改變發光強度並無一定的限制,可依目的不同而有不同的選擇。
另一方面,當訊號品質為高時,即表示所取得之生理訊號的生理特徵清楚且S/N比高,故自然可對其進行更多的分析,不再受到限制,也因此,可提供更詳盡的生理資訊內容。
以PPG訊號為例,當訊號品質高時,將可分辨出每一個心跳,精準地計算每個心跳間的時間間隔,以取得精準心率(beat-to-beat heart rate),進而得出心率變化(Heart Rate variation),因此,首先,最直接可提供地是,即時心率值,讓使用者掌控即時的心臟活動變化。
接著則是可進行有關心律不整的分析,透過分析心率變化可篩選出是否有心律不整可能事件,例如,早發性收縮(Premature Beats),心房顫動(AF,Atrial Fibrillation),心跳過快(Tachycardia)、心跳過慢(Bradycardia)、心跳暫停(Pause)等各種症狀,其中,很重要的一個症狀是心房顫動,其是心臟快速而不規則的跳動,可能是短暫的一段時間,也可能是較長的一段時間,且已知心房顫動會增加心臟衰竭(heart failure)、
中風(stroke)等疾病的危險性,故是非常重要的一個指標。在此情形下,雖然有些心律不整的類型無法完全被區分,例如,早發性收縮包括有發生於心房的早發性心房收縮(Premature atrial contractions,PAC),以及發生在心室的早發性心室收縮(Premature ventricular contractions,PVC)兩種類型,仍需透過觀察心電圖波形而進行判定,但透過觀察心率的變化,仍可解讀出是否出現心律不整可能事件,並達到預先篩選的目的,通知使用者出現心律不整的相關特徵,而透過這樣的通知,使用者即知需要進一步諮詢醫生,進行更詳盡的檢查,例如,可透過顯示心律不整可能事件之累積次數的方式而告知使用者,所以,較佳地是,根據本發明的裝置可提供一通知訊息,以即時地在出現嚴重的心律不整可能事件時通知使用者,然而,由於偶發的某些類別心律不整乃屬於正常生理現象,因此,為了不造成使用者的困擾,也可實施為達到預設次數後,例如,特定時間內累積發生了特定次數以上,才通知使用者,在未達預設次數前,則僅提供而不通知,例如,僅顯示於螢幕上今日已累積的次數,並且此預設次數可實施為由程式內建、或是由使用者自行設定等,沒有限制。
再者,進一步地,透過分析心率,可獲得HRV以及自律神經活動的資訊,而此兩項資訊則是與許多的心血管疾病以及人的身體狀態有著密切的關係,例如,發生心肌梗塞前的一段時間,例如,2-3天,自律神經活性會變得非常低,因此,若可事先得知此一情形,就有機會避免心肌梗塞的發生;另外,透過分析心率,還可獲得相關RSA(Respiratory Sinus Arrhythmia,呼吸性竇性心律不整)的資訊,進而得知使用者的呼吸變化,
而由於透過有意識地調整呼吸可影響自律神經,因此,透過這樣的資訊,可幫助使用者改善自律神經活動。此外,當採用的PPG感測器具有多個光源時,將可獲得有關血氧濃度的資訊。
在此,需要特別說明地是,一般在計算HRV時,當採用頻域(frequency domain)分析方法時,通常需要3-5分鐘的連續生理訊號作為基礎,但由於本發明裝置是實施為穿戴形式,故可預期所取得的生理訊號中可能存在許多因身體移動所造成的波動、或中斷,因此,特別地是,可以採用時域(time domain)分析的方式,由於3個以上連續心跳即可取得時域分析的心率變異率(HRV)資訊有效值,故即使發生訊號中斷亦可進行分析,且此分析是使用統計的方法,時序關係並非必要,如此一來,在較低的訊號品質下,仍可進行時域分析以取得HRV以及自律神經活動的相關生理資訊,是相當適合的方法。
接著,再以心電訊號為例,由於心電圖是最傳統的心率取得來源,因此,上述藉由分析PPG訊號取得心率而能提供的資訊,亦皆為透過分析心電訊號所能提供的內容,例如,即時心率,相關心律不整資訊,HRV及自律神經活動資訊,以及相關RSA資訊等,故在此即不贅述。
而相較於脈波訊號,心電圖最大的特徵就在於其能提供心跳波形,因此,在判斷心律不整時,就可透過觀察心電圖波形中P波及/或QRS波的形狀是否出現異常而判斷收縮是來自心室或心房的部位,而清楚的分辨PAC以及PVC,另外,也可知道是否具有心律不整以外的症狀,例如,透過觀察ST值(ST level)可得知是否具有心肌梗塞症狀,或觀察QRS波的振幅而得知是否有心室肥大等。
在此,需要注意地是,第二演算式的選擇同樣不受限制,可以是上述的任何組合,尤其,由於第二演算式所能提供的生理資訊更為詳盡,因此,使用者可以有更多的空間選擇自己需要的生理資訊內容,完全沒有限制。
另外,當已因訊號品質為高而選擇第二演算式時,除了上述的各種分析外,也可實施為在輸入的生理訊號種類不只一種時,例如,包括了PPG訊號及心電圖時,提供可僅分析其中一種生理訊號的選擇,例如,僅就PPG訊號進行分析,或是選擇分析心電圖等,以提供更符合需求的資訊。
此外,雖然在前面的敘述中,第一生理資訊的提供主要在訊號品質為低的時候,但較佳地是,該第一生理資訊也可在生理訊號品質為高時提供,而讓使用者可獲得更多資訊,至於第一與第二生理資訊分別要於何時提供,則可實施為由使用者自行設定,或是隨時藉由手動方式啟動等,可視使用需求而不同,沒有限制。
再者,亦需注意地是,選擇使用第一演算式(訊號品質低)以及第二演算式(訊號品質高)的基礎是即時地,亦即,完全依照所取得之訊號品質而決定,沒有特定的時段限制。
至於如何將資訊(包括訊號品質資訊,生理資訊,以及通知訊息等)提供予使用者,則有許多選擇。首先,由於本發明的裝置是實施為穿戴於使用者身上的形式,因此,其中一種較佳方式是,將資訊提供介面亦穿戴於使用者身上,例如,藉由與裝置結合、或是與穿戴結構結合的方式,如此一來,使用者就只需要單個穿戴動作就可完成所有的設置,在此,可選擇的資訊提供方式包括觸覺、聽覺、及/或視覺可感知的形式,例
如,振動,聲音,語音,發光,顏色變化,文字顯示等,不受限制,例如,可藉由設置振動模組,發聲元件,發光元件,顯示元件等而達成,其中尤其具有優勢地是,採用振動的方式,由於根據本發明的裝置旨在於執行連續生理狀態監測,因此,使用者多會希望將裝置穿戴於較不顯眼的位置,而振動即是最適合此種狀況的資訊提供方式之一。
或者,替代地,資訊亦可透過一外部裝置而提供予使用者,舉例而言,根據本發明的裝置可透過有線或無線的方式將欲提供的資訊傳送至該外部裝置,並透過該外部裝置所具有的資訊提供介面而將資訊提供予使用者,例如,該外部裝置可以是智慧型手機,平板電腦,智慧手錶等可攜式電子裝置,並與根據本發明的裝置藉由耳機插孔、或藍芽等方式而相互連接,如此一來,即亦可利用振動,聲音,語音,發光,顏色變化,文字顯示等方式而讓使用者即時得知自己的生理狀態,同樣相當具方便性。
再者,亦具優勢地是,根據本發明的裝置可進一步提供一觸發按鍵,以讓使用者可在欲得知自身的生理狀況時,透過按壓或觸碰的動作而主動啟動資訊的提供,而不是被動的等待。
另外,有關對訊號的處理,亦有多種可能。舉例而言,在一較佳實施例中,可由穿戴於身上的裝置進行計算、分析、及資訊提供;或者,在另一較佳實施例中,當實施為與外部裝置相連接(可以是有線或無線連接)時,可由穿戴於身上的裝置進行計算、分析,而由外部裝置提供資訊給使用者,或可將所取得的生理訊號、訊號品質相關資訊等即時傳輸至外部裝置,而由外部裝置進行計算、分析、及資訊提供;或者,在另一較佳實施例中,會將訊號先儲存下來,留待之後再計算、分析,例如,於
睡眠期間進行的檢測,通常會採先行儲存的方式,在此情形下,生理訊號可直接儲存於裝置中,例如,可儲存於記憶體中,再透過有線或無線傳輸的方式傳輸至外部裝置,或可儲存SD卡中,再由外部裝置讀取SD卡而取得所儲存的資料,或者也可傳輸至外部裝置進行儲存,至於訊號品質相關資訊,則亦可先行儲存,待事後分析時才決定訊號品質指數/等級等,或者,也可先行決定訊號品質指數/等級並標記於所取得的生理訊號上,沒有限制。
在又一較佳實施例中,所取得的生理訊號、訊號品質相關資訊則是被傳送至雲端儲存系統,再由雲端進行大數據運算,例如,可由穿戴裝置直接上傳、或是透過該外部裝置連接網路而上傳至一網路伺服器,且可實施為即時上傳、或是先儲存後再上傳的形式,沒有限制,另外,該網路伺服器在進行運算後,還可根據生理資訊及/或訊號品質資訊而產生報告,以讓使用者可以更清楚地瞭解檢測結果。據此,可以有各種可能的實施方式,可依實際需求不同而改變。
由於本發明的目的在於提供連續生理監測,例如,8小時,24小時的長時間監測,故無可避免地,會產生大量的資料量,儲存於裝置內,而當需要進行如上述的資料傳輸時,尤其是透過無線傳輸方式進行時,資料量的大小將直接影響傳輸的時間,在此情形下,根據本發明的訊號品質判斷程序即可帶來縮短傳輸時間的優勢,舉例而言,在經過本發明的訊號品質判斷程序後,若發現訊號品質不佳,正如前述,可能採取,例如,降低取樣率、停止取樣、停止紀錄/儲存生理訊號,及/或利用縮減取樣的方式處理生理訊號等手段,故一方面可省電,另一方面亦可減少資料量,而減少資料量除了影響儲存空間以及計算資源外,亦相當重要地就是縮短資料
傳輸時間,因為,除了長時間監測無可避免地資料量大外,當具有多種生理感測元件時,資料量將是倍數成長,因此,有效地降低資料量將有助於大幅地減少傳輸時間,尤其,現今的穿戴裝置多是採用無線傳輸方式,例如,藍芽,以降低接線的複雜度,故多會受限於其資料傳輸頻寬,若無法有效降低資料量,將會浪費大量的時間在資料傳輸上。
另外,進一步地,還可根據訊號品質判斷的結果而決定是否要進行傳輸,例如,若判斷結果顯示生理訊號品質過差,則可實施為不將資料傳輸至外部裝置或網路伺服器進行計算(無論資料量是否已被減少),同樣可透過這樣的方式節省計算資源。
至此,本發明透過在取得生理訊號的同時亦取得品質相關資訊的方式,使得生理訊號的處理程序可動態地根據訊號品質而有所因應,以最大化提供予使用者之生理資訊的正確性,並且,亦可根據訊號品質而改變生理訊號的取樣程序,進一步即時地改變生理監測裝置的操作方式,以達到省電、減少資料量及儲存空間、縮短資料傳輸時間、以及節省計算資源等多重的功效。
在實際實施時,為了取得連續訊號,根據本發明的裝置可透過一穿戴結構而穿戴於使用者身上,例如,可藉由頭戴結構、眼鏡、耳戴結構、胸帶、貼片、衣服、頸戴結構、腕戴結構、臂戴結構、指戴結構等,而設置於頭部、耳朵、胸部、頸部、手腕、手臂、手指、或指尖上等位置,沒有限制,可根據取得生理訊號的生理感測元件的種類及欲設置的位置,以及使用者的實際需求而改變。
另外,根據本發明的裝置可具有一殼體,以將電路(例如,
一般用於生理訊號擷取裝置的類比訊號處理器、類比數位轉換器、過濾器、放大器等,在此省略)容置於其中,再由該穿戴結構承載設置於使用者身上,或者,替代地,電路也可直接設於該穿戴結構內,而不另外設置殼體,此外,該生理感測元件可設置於殼體上、穿戴結構上、或藉由一連接線延伸而出等,同樣沒有限制。
當採用PPG感測器時,根據本發明的心血管活動監測裝置可以設置的位置包括,但不限於,頭部、耳朵、頸部、手腕、手臂、手指、以及胸膛等,其測量的方式是,光發射元件發射特定波長的光線進入皮膚下方血管,光線在穿透血液或經血液反射後被一光偵測器所接收,並藉由分析吸光值的變化而得知血流因心臟搏動所產生的變化,以推得心率變化。因此,只要是可透過PPG感測器取得血液生理訊號的位置皆屬本發明的應用範疇,沒有限制。
或者,也可採用心電電極,以取得心電圖,在此情形下,根據本發明的心血管活動監測裝置的設置位置包括,但不限於,頭部、耳朵、頸部、手臂、手腕、手指以及胸膛等,舉例而言,可採用傳統貼片電極,也可利用胸帶將兩個電極設置於胸膛,或是透過適應人體各部位的各種穿戴結構而將二個電極設置於使用者身上,以達到連續取得心電訊號的目的。因此,只要是不妨礙使用者的實施方式皆屬本發明的應用範疇。
當然,也可同時具有多個生理感測元件,舉例而言,可同時設置PPG感測器以及心電電極,或是分別設置於不同位置的多個PPG感測器(例如,手臂及手腕,或手腕與手指等),而藉由這樣的設置,就可透過兩個訊號之間的比較及/或校正,而讓資訊的提供更具彈性,例如,當僅其中
一個訊號出現異常時,可在比較後捨棄該出現異常的訊號,如此一來,品質指數將不會被降低,亦不會因此而啟始第二演算式的計算,使用者仍然可以獲得較多的資訊內容。
再者,當具有多個生理感測元件時,亦可實施為其中一個生理感測元件僅在特定情形下才被啟動進行訊號擷取。舉例而言,在一較佳實施例中,根據本發明的穿戴式動態心血管活動監測裝置可同時具有PPG感測器以及心電電極,且實施方法為,當平時於穿戴身上時,雖然心電電極已接觸皮膚,但僅持續地透過該PPG感測器取得心率資訊,例如,品質指數為低時提供平均心率,以及品質指數為高時提供即時心率,心律不整可能事件,以及自律神經活動情形資訊,而心電電極則僅在該品質指數顯示為高時,才被致能為可使用,也就是,心電圖僅在穩定的狀態下才進行量測,以讓穩定狀態下所能提供的資訊更為多元。在此,該心電圖的測量則可實施為自動開始,或是由使用者進行設定致能的時機,或是由使用者手動啟動等,沒有限制。
或者,在另一較佳實施例中,在同時具有PPG感測器及心電電極的情形下,當根據本發明的裝置穿戴於身上時,該心電電極的至少其中之一實施為未接觸皮膚,而是讓使用者自行決定在有需要時手動進行接觸而測量心電圖,舉例而言,當裝置設置於頭部、耳朵、頸部、手腕、手指、手臂上時,可以將一個電極設置於接觸皮膚的穿戴結構內側,而另一電極則位在可由外部進行接觸的位置,因此,當有需要進行檢測時,使用者就可透過手按壓接觸外部電極、或是移動裝置而使外部電極接觸身體其他部位等動作而達成心電圖的測量。
且特別地是,上述的方式尤其適合於心律不整的監測,正如先前所述,PPG感測器可用於監測及篩選是否出現心律不整可能事件,因此,透過這樣的配置,在PPG感測器連續取得脈波訊號的情形下,透過執行第二運算式,將可得知是否出現心律不整可能事件,此時,只要透過資訊提供介面通知使用者發現心律不整可能事件,就可提醒使用者即時進行心電訊號檢測,舉例而言,可透過振動、聲音、或螢幕顯示等方式通知使用者出現心律不整可能事件,而使用者收到通知後,只需舉起手接觸外露的電極就可開始心電訊號擷取,如此一來,不但可確認心律不整是否真的發生,亦可即時記錄下可能發生問題的心電圖,相當有助於醫師於事後進行解讀及判斷。然而,如前所述,由於偶發的某些類別心律不整乃屬於正常生理現象,因此,為了不造成使用者的困擾,可實施為特定類別的心律不整才發出通知,也可實施為達到預設次數後,例如,特定時間內累積發生了特定次數以上,才通知使用者,在未達預設次數前,則僅提供而不通知,例如,僅顯示於螢幕上今日已累積的次數,並且此預設次數可實施為由程式內建、或是由使用者自行設定等,沒有限制。
而且,採用此種方式的另一個優勢在於,為了事後解讀所儲存下來的資料量可大量的減少。雖然心電圖確實可提供最詳盡的心臟活動資訊,但相對地,亦表示其資料量較大,因此,在需要長時間連續監測的需求下,這樣的方式,就可在確保重要的心臟事件不遺漏地被記錄下來的同時,亦省下大量儲存空間及計算資源,也可縮短資料傳輸時間。
所以,較佳地是,根據本發明裝置的該通知訊息,亦可實施來通知使用者手動進行心電圖測量,而該通知訊息的產生時機則可以有各
種可能,例如,當該品質指數顯示為高時,通知使用者現在適合進行心電訊號的擷取,或是,當分析PPG感測器所取得的訊號後發現心率出現異常時,例如,出現心律不整可能事件時,通知使用者手動進行能提供更多資訊之心電圖訊號的測量等,都是可能的情形,不受限制。
此外,進一步地,當同時具有PPG感測器以及心電電極時,由於可得出脈波從心臟傳至光感測器之感測位置所需的時間,也就是所謂的脈波傳遞時間(Pulse Transit Time,PTT),其已知與影響血壓高低之動脈血管硬度有關,再加上,藉由將PPG感測器設置於不同的位置,可透過計算兩處脈波傳遞的時間差而獲得相關脈波傳播速度(Pulse Wave Velocity,PWV)的資訊,如此一來,將可透過其與血壓值間特定的關係而計算出參考的血壓值。
據此,根據本發明的概念,首先,使用者將裝置穿戴於身上,並完成生理感測元件的設置,以開始生理訊號及品質相關資訊的擷取;接著,當接收到包含生理訊號及品質相關資訊的輸入後,處理器立即判斷訊號品質為高或低,並以此作為基礎而決定要採用的演算式,並在運算後,立即將當前訊號品質所能得出的資訊提供給使用者,而當訊號品質出現變化時,處理器即自動重新判斷可採用的演算式,並即時提供相應的生理資訊給使用者。因此,透過這樣的流程,使用者只需配戴上裝置,安置好生理感測元件,並開始進行監測即可,無須特別注意自身的動作,更不需要因為出現了症狀而需急忙使用另一台裝置進行檢測。
舉例而言,使用者可在配戴根據本發明穿戴式動態心血管活動監測裝置的情形下從事運動,例如,慢跑,而在運動期間,由於處理器
會自行根據品質指數而判斷所要採用的演算式為何,例如,當正在跑步時,可能造成裝置的振動幅度過大,造成訊號品質下降,因此,使用者能看到的資訊可能僅限於平均心率等非即時反應生理狀況的數值,而當跑步告一段落後,使用者停下來休息時,由於使用者不再移動,訊號品質高,此時,就可有更多有關心血管的資訊可提供給使用者,例如,即時心率,相關心律不整的資訊,有關HRV及自律神經活動的資訊,以及有關呼吸的資訊等,而剛運動完的時間也是使用者最在意自己之心血管狀況的時候,更是好發心臟問題的時間,這樣的裝置完全可以滿足使用者的需求,提供便利性。
在另一較佳實施例中,使用者可在睡覺時配戴根據本發明的穿戴式動態心血管活動監測裝置,例如,頭上、手腕上或手指上等,以於睡眠期間持續的進行訊號的收集。在此情形下,首先,由於使用者正處於睡眠期間,因此,相較於即時顯示,更需要的是記錄下整晚的訊號,以供醒來後讓使用者或是醫護人員進行診斷,例如,可以透過分析心電圖、及/或由PPG感測器取得的心率資訊而瞭解是否發生心律不整,也可獲得HRV而得知自律神經活動情形,進而判斷睡眠階段、睡眠深度等。
另外,也可在所採用之PPG感測器具有多個光源的情形下,記錄下血氧濃度的變化,以判斷是否出現睡眠呼吸中止事件,例如,呼吸暫停(Apnea)以及淺呼吸(Hypopnea),而呼吸變化直接影響的就是血液中的氧氣濃度,因此,藉由所取得的血氧濃度變化,就可將本發明的穿戴式動態心血管活動監測裝置應用於睡眠呼吸中止事件的偵測,更增加其實用性。
在此,替代地,除了採用穿戴形式外,也很適合採用其他形
式的感測器,例如,床墊壓力感測器亦可取得因心臟跳動所產生的振動、或是床邊的電磁感應裝置可測得因心電所產生的電磁場變化等。
再者,透過該品質相關資訊的內容,還可得知使用者的睡眠情形,例如,可透過分析心率訊號的方式,或是在採用動作感測元件的情況下,間接或直接地獲得身體移動的資訊,例如,翻身的頻率,進而判斷睡眠品質的好壞等,因此,除了原先具有之提供心血管相關資訊的功能外,只需對原本提供的訊號進行不同的分析,就可進一步地提供相關睡眠品質、睡眠深度的資訊。
而且,具優勢地是,透過根據本發明的訊號品質紀錄,醫護人員在事後解讀/分析訊號時,可減少察看品質不佳訊號的時間,例如,使用者有可能在睡眠期間因移動而導致生理感測元件鬆脫,此可清楚地反應於訊號品質紀錄中,因此,醫護人員只需在解讀/分析前先瞭解訊號品質的整體狀況,或是觀察每一訊號區段所標記的訊號品質,並選擇訊號品質足以進行分析的區段,可大量節省時間及資源。
在又一較佳實施例中,使用者可在進行放鬆、生理回饋、或呼吸訓練時,配戴著根據本發明的穿戴式動態心血管活動監測裝置,此時,由於身體多半處於靜止的狀態,故可預期所取得的心率訊號品質相對較高,也因此可獲得較多的生理資訊,例如,可取得即時心率,HRV變化,自律神經的活動情形,以及呼吸情形等,而這些則都是放鬆、生理回饋、及/或呼吸訓練程序中會出現變化的生理資訊,因此,相當適合應用於這些程序來瞭解所達到效果。
在再一較佳實施例中,使用者可在日常生活中配戴根據本發
明的穿戴式動態心血管活動監測裝置,除了可長期記錄作為健康管理之用,藉由連接上網路,例如,可實施為穿戴於身上的裝置直接連網,或透過一外部裝置而連網,可將所取得的心血管相關資訊傳送至遠端,例如,遠端醫護中心或醫護人員,舉例而言,可定期地上傳資料,或者,亦可在偵測到心臟出現問題時,例如,發現心律不整可能事件時,即時地將心臟出現問題的情形通知遠端,或者,也可以透過在裝置上增設緊急按鈕,讓使用者按壓而緊急求救,不受限制。
因此,藉由取得訊號品質相關資訊並決定訊號品質的方式,根據本發明的裝置就可在不同的操作情況下提供不同的資訊,讓使用者透過同一個裝置就可獲得最大的使用效益。
以下即舉例說明實際實施時的可能實施方式。
首先,根據本發明的心血管活動監測裝置亦可實施為耳戴形式,而生理感測元件則實施為同時具有PPG感測器以及心電電極。
在現代人的生活中,耳機的使用越來越普遍,尤其在搭乘大眾交通工具、行走期間,很常使用耳機聽音樂,因此,採用耳戴形式不但不顯突兀,亦可自然融入日常生活中,而且,更具優勢地是,直接實施為與耳機相結合的形式,例如,與用來聽音樂的耳機,或是用來收發聲音的耳機麥克風等相結合,且亦不限於是雙邊耳戴或單邊耳戴形式,或是採用耳塞或耳掛形式,如此一來,還可直接利用耳機作為資訊提供介面,以將生理資訊、通知訊息等提供予使用者,相當具便利性。
在採用耳戴形式的情形下,PPG感測器及心電電極的設置位置根據耳戴結構的不同有許多選擇,而在此要特別說明的位置是,請參閱圖2
所示的耳廓(auricle,亦稱為pinna)結構,其中,在耳廓內面的耳甲艇(superior concha)及耳甲腔(inferior concha)的周圍,有自耳甲底部(concha floor)(亦即,平行於頭顱的平面)向上連接至對耳輪(antihelix)以及對耳屏(antitragus)的一垂直區域,稱為耳甲牆(concha wall),此耳朵的天然生理結構正好提供了垂直於耳甲底部的一連續平面,另外,緊接於耳甲牆下方,位於對耳屏以及耳屏之間的耳屏間切跡(intertragic notch),以及緊鄰的耳屏(tragus),同樣提供了垂直於耳甲底部的接觸區域。
當以此區域作為電極接觸位置時,固定電極所需要的力量,將會是平行於耳甲底部的力量(亦即垂直於該耳甲牆方向的力量),尤其,當實施為耳塞形式時,透過耳塞與耳廓內面之凸起與凹陷間的抵頂力量,就能自然地同時達成生理感測元件與此垂直區域間的穩定接觸,在使用上相當具方便性。
另外,耳廓背面的接觸位置也具有同樣的優勢,尤其一般常見耳掛結構在實施時通常都會在耳廓的前方及後方分別設置一部件,並透過兩者間的相互作用力而達到固定於耳廓上的效果,因此,當生理感測元件的接觸位置選擇在耳廓背面時,將正好符合相互作用力的施力方向,自然就能達成電極與耳廓背面皮膚間的穩定接觸。
據此,在此實施例中,當PPG感測器實施為藉由該耳戴結構而設置於耳朵上及/或耳朵附近時,其設置位置可依耳戴結構的實際實施情形而改變,例如,當該耳戴結構實施為耳塞形式時,可被設置於耳道內、耳道口、耳甲腔、耳甲艇、耳甲牆、耳甲底部、耳屏、耳屏間切跡、對耳屏等位置,亦即,耳塞設置於耳廓內面時可接觸到的位置,或者,當該耳戴
結構實施為耳掛形式時,PPG感測器可被設置於耳後部件上,以自耳廓背面,耳廓與頭顱間V型凹陷,或耳廓附近的頭顱取得訊號,或者,也可實施為耳塞配合耳掛的結構,再或者,也可實施為耳夾的形式,以夾設於耳垂上,因此,沒有限制。
至於心電電極,以二個為例,其中一個心電電極實施為位在,當該耳戴結構設置於耳朵上時會與耳朵或耳朵附近的頭部皮膚接觸的位置,如此一來,透過穿戴該耳戴結構的動作就可完成電極的接觸,而可設置的位置則與上述PPG感測器相同,例如,耳垂、耳道內、耳道口、耳甲腔、耳甲艇、耳甲牆、耳甲底部、耳屏、耳屏間切跡、對耳屏、耳廓背面、耳廓與頭顱間V型凹陷、及/或耳廓附近的頭顱等,也因此,此一心電電極可實施為與PPG感測器相結合。
而另一個心電電極的設置則有多種選擇,舉例而言,其可同樣設置於該耳戴結構上,但不與耳朵或耳朵附近皮膚接觸的位置,以讓電極呈現外露的狀態,因而可讓使用者利用上肢進行接觸,例如,手指觸碰,如圖3a所示,在此情形下,使用者只要在需要進行測量時舉手觸碰電極10,就可即時取得心電訊號,相當方便,而這樣的設置方式特別具有優勢的利用方式是,以PPG感測器進行連續偵測,並持續根據訊號品質資訊而提供即時生理資訊予使用者,以讓使用者可在有需要,例如,出現心律不整症狀時,即時地檢測並記錄下心電訊號,不但有助於瞭解實際生理狀況,更有助於醫師的事後診斷。
或者,替代地,也可透過連接線而將另一個心電電極設置至身體的其他部位,例如,肩頸部、胸部、手臂、手腕、手指等,此時,若
再配合另一個穿戴結構,則兩個心電電極即皆藉由穿戴結構而維持與皮膚間的接觸,例如,頸戴結構,臂戴結構,腕戴結構,指戴結構(如圖3b所示),胸帶等,如此一來,將可實現連續心電訊號擷取,可根據訊號品質資訊而決定要提供予使用者的生理資訊為何以及是否要儲存所取得的心電訊號等,以減少資料量以及所需儲存空間,另外,再加上可在心電訊號上標記訊號品質,還可降低事後分析所需花費的計算、時間資源,相當具優勢。
在此,需注意地是,兩個耳朵都是可以選擇的設置心電電極的位置,然而,經實驗後得知,外露電極或延伸電極的接觸位置對於信號品質有相當程度的影響,其中,當左上肢觸碰外露電極時、或延伸電極設置於左上肢時,所獲得的心電信號的品質遠優於接觸右上肢所取得的信號,尤其以電極分別接觸左耳以及左上肢有最佳的訊號品質,因此,在以接觸耳朵的方式而進行心電訊號測量時,較佳地是利用左上肢接觸外露電極或延伸電極,以避免因接觸右上肢而造成信號品質不良,進而導致分析產生誤判。
首先,在一較佳實施例中,如圖4所示,根據本發明的裝置實施為頸戴形式,所採用的生理感測元件為一PPG感測器。
在此,如圖中所示,特別地是,不同於一般常見的PPG感測器設置位置,例如,指尖、耳垂,在此實施例中,PPG感測器被結合於該頸戴結構上,並透過該頸戴結構而被設置於頸部後方,以進行連續脈波訊號的擷取。
當在決定PPG感測器的測量位置時,最需要考慮的是於該位置所能取得之訊號的強度及品質,因其對分析結果有著極大的影響,故在此
考量下,經由實驗測試得知,當採用頸戴形式時,頸戴結構所能觸及的生理位置,再配合頸戴結構與人體接觸的特性,頸後是可取得強度高且品質佳之PPG訊號的位置,因此,本發明採用頸部後方此一新穎而有效的測量位置作為PPG感測器的設置位置。
而且,由於項鍊是一般人日常生活中會配戴的飾品,透過頸戴的形式,使用者可在日常生活中自然地使用,不顯突兀,而且,即使長時間使用也不增加負擔,故相當適合用於生理訊號的連續偵測。
在此,該PPG感測器可透過直接結合於該頸戴結構上的方式,或如第4圖所示,可透過結合在該頸戴結構所承載的一殼體上的方式而設置於頸部後方,而無論採用何種方式,較佳地是,採用符合頸部後方人體工學的材質及/或結構,舉例而言,該頸戴結構可實施為長度較短,剛好圍繞頸部,減少位移,或者,也可將該頸戴結構接觸頸部後方的部分實施為符合頸部的曲度、及/或採用彈性材質製成,例如,矽膠,橡膠,泡棉,記憶金屬,可撓曲塑膠材質等,以增加服貼性,減少位移,另外,同樣較佳地是,當PPG感測器是設置於殼體表面時,殼體的形狀實施為符合頸部的曲度、及/或殼體採用彈性材質製成,因此,沒有限制,只要能增加PPG感測器設置於頸部後方之穩定性的方式屬本發明的範疇。
或者,替代地,也可透過該頸戴結構而將一殼體置於鎖骨下方、胸前、或腹部前方,因此,藉由該殼體及其內容物重量所帶來的拉力,頸後的PPG感測器可獲得穩定的力量,在此,需要注意地是,在此情形下,PPG感測器仍可透過殼體而設置於頸後,形成前後皆具殼體的狀況,故不受限制。
再者,只要配合設置振動模組、發聲元件、發光元件、顯示元件等,就可即時將相關的生理資訊提供予使用者,例如,透過振動、發聲、顏色變化、文字顯示等方式,相當方便。
此外,進一步地,根據本發明的頸戴裝置亦適合設置心電電極,以取得心電訊號,在此,可實施為僅單獨設置心電電極,或者也可實施為與PPG感測器一起設置,沒有限制。
再者,根據本發明的心血管活動監測裝置亦可實施為眼鏡形式,其中,生理感測元件實施為同時具有PPG感測器以及心電電極。
近年來,眼鏡已不再限於近視患者配戴,逐漸成為裝飾配件,是一般人日常生活中常見且經常使用的配件,因此,採用眼鏡形式同樣有助於提升使用者的接受度。在此所敘述的眼鏡結構是指,藉由耳廓以及鼻子作為支撐點而設置於頭上、且會與頭部及/或耳朵之皮膚產生接觸的穿戴結構,因此,不限於一般的眼鏡結構,亦包括其變形,舉例而言,可以是對頭顱兩側具夾力的結構,或實施為兩邊鏡腳不對稱的形式,例如,一邊鏡腳於耳廓後方具有彎曲部分,另一邊鏡腳則不具彎曲部分僅架於耳廓上方,並且,亦可不具鏡片,因此,有各種可能性,沒有限制。
PPG感測器可設置於眼鏡結構上貼近頭顱及/或耳朵的位置,例如,鼻梁,山根,兩眼間區域,太陽穴,耳廓背面,耳廓與頭顱間V型凹陷,以及耳廓附近的頭顱等;至於心電電極的設置,與前述相似,可將一個心電電極設置於眼鏡結構會與頭顱及/或耳朵皮膚接觸的位置,例如,鼻梁,山根,兩眼間區域,太陽穴,耳廓背面,耳廓與頭顱間V型凹陷,以及耳廓附近的頭顱,因此,進一步實施為與PPG感測器相結合,而另一
電極10則可設置於眼鏡結構的外露表面以供使用者的手部觸碰,如圖5a所示,或是利用連接線延伸而出接觸身體其他部位,例如,肩頸部、胸部、手臂、手腕、手指等,且亦可進一步配合另一個穿戴結構而達成長時間設置電極的可能。
至於電極及PPG感測器與眼鏡結構的結合方式,則有各種可能,舉例而言,可將電極、PPG感測器、及所需電路(例如,處理器,電池,無線傳輸模組等)直接嵌設於眼鏡結構中,例如,眼鏡腳、眼鏡框架中;或者,也可透過附加結構而達成電極、PPG感測器、電路的配置,例如,如圖5b所示,該附加結構14可實施為延伸自單邊的眼鏡腳,以使PPG感測器12、一個電極10接觸單側耳廓附近的接觸點,並將另一個電極提供於附加結構的外露表面上,以供觸碰,而所需電路則可依需求而部分或全部設置於眼鏡結構或該附加結構中,另外,進一步地,該附加結構可實施為可移除形式,以讓使用者具選擇性地可在有需要時再將附加結構結合至眼鏡結構上進行偵測。因此,可以有各種可能,沒有限制。
此外,特別地是,在採用眼鏡形式的情形下,只需於眼鏡結構上設置發聲元件及/或收音元件(例如,麥克風),就可讓眼鏡結構具有耳機及/或麥克風的功能,或者,也可利用由眼鏡腳延伸出耳機的方式,在此,特別地是,所採用的發聲元件、耳機除了可以是一般常見的空氣傳導形式外,亦可採用骨傳導形式,例如,可直接在鏡腳與頭骨接觸的位置處設置骨傳導揚聲器,或是從鏡腳延伸出骨傳導耳機,沒有限制,另外,也可設置振動模組、顯示元件、發光元件等,如此一來,就可直接利用眼鏡結構作為資訊提供介面,以將生理資訊、通知訊息等提供予使用者,相當具便
利性,至於訊息的提供則可透過聲音、振動、發光、鏡片顯示等各種方式,沒有限制。
更進一步地,當實施為可與一外部裝置相溝通時,例如,以耳機插孔、藍芽等有線或無線方式與智慧型手機、平板電腦、智慧手錶等進行溝通,則透過收音元件及發聲元件(空氣傳導式或骨傳導式),眼鏡就可進一步作為免持聽筒,以用於通話,此外,透過設置振動模組、發聲元件(空氣傳導式或骨傳導式)、顯示元件、發光元件等,眼鏡還可作為該外部裝置的訊息提供介面,例如,用來提供來電提醒、訊息通知等,至於訊息的提供同樣可透過聲音、振動、發光、鏡片顯示等各種方式,沒有限制。
此外,特別地是,還可進一步結合眼鏡結構及耳戴結構,以用來設置電極及/或光感測器,例如,可由眼鏡結構延伸出一耳塞或耳夾,或是眼鏡結構具有一連接埠,以電連接一耳塞或耳夾,或是耳戴結構可套設於眼鏡結構上等,如此一來,就有更多的實施可能性,舉例而言,可在眼鏡結構上與皮膚的接觸位置以及外表面各設置一電極,以供使用者在有需要時,利用上肢觸碰外露電極而取得心電訊號,然後,進一步地,使用者可在有需要時透過連接埠連接上一耳塞/耳夾,以藉由耳塞/耳夾上的PPG感測器取得連續血液生理資訊;或者,也可實施為電極/PPG感測器僅設置於耳戴結構上,且耳戴結構是透過與眼鏡結構相結合的方式設置於耳朵附近,而透過這樣的方式,等於提供了讓一般的眼鏡使用者可利用自有的鏡架而設置生理感測元件的方式,相當具有優勢。因此,可以實施為各種形式,沒有限制。
再者,根據本發明的心血管活動監測裝置亦可實施為指戴形
式,其中,生理感測元件實施為同時具有PPG感測器以及心電電極。
在此,選擇手指作為設置心血管監測裝置之位置的主要原因在於,指戴形式對一般使用者而言,就如同配戴戒指一樣,不但是熟悉且無須重新學習的使用方式,且長時間配戴亦不會感到負擔。而且,特別地是,手指由於生理結構的關係,可取得相當良好的PPG訊號,故特別適合用於心率、SPO2的連續測量,而SPO2的偵測則更可用來瞭解於睡眠中因呼吸中止症所造成的血氧濃度下降,故可進一步用於偵測睡眠呼吸中止事件。
指戴形式的實施形式有許多可能,例如,如圖6a所示,可實施為單純指戴結構的形式,或者,也可實施為如圖6b所示,於指戴結構上再結合一殼體的形式,另外,指戴結構於手指上的設置位置亦可依需求而有所不同,可以是指尖或是其他指節,其中,較佳為近節指骨或中節指骨所在的指節,以避免因位置接近手指末端而發生因手部動作脫落的情形,因此,可視實際實施情形而定,沒有限制。
如圖所示,PPG感測器12以及一個心電電極16會被設置於當裝置透過指戴結構被設置於手指上時,會因穿戴動作而與該手指皮膚接觸的一表面上,如此一來,只要直接將指戴結構結合於手指上即可完成PPG感測器的設置,以及電極與皮膚間的接觸。
至於另一個電極10則是位在該裝置上除了上述表面外的另一表面上,例如,可以是與該表面相對的表面,或是與其相鄰的表面上,只需注意是不會接觸該手指皮膚的位置即可。所以,當隨時有需要紀錄下心電圖時,只需再進行將外露的電極與設置指戴結構之手指所在肢體以外的
其他部分皮膚的接觸就可馬上進行心電訊號擷取,操作流程及動作簡單、自然又方便。
實際操作的方式有許多可能,例如,可由另一手去觸碰位在表面的外露電極10,如圖7a所示,或者,也可藉由移動戴有該裝置之手的方式而觸碰其他部分的皮膚,如圖7b顯示了將戒指接觸臉頰的操作情形,以及圖7c顯示了將戒指接觸軀幹的心電訊號擷取方式,因此,沒有限制,其中,根據實驗結果可知,在以手觸碰頭部進行測量時,以左手配戴指戴結構觸碰左半邊的頭部皮膚可取得尤其良好的生理訊號。
在此,特別地是,由於是採用指戴形式,因此讓使用者可藉由移動戴有該裝置的手去接觸身體其他部位的方式而達成心電訊號擷取迴路,帶來了更多操作可能性,也讓使用者可根據使用環境及需求的不同,而選擇適合的接觸位置,更具便利性。
所以,透過這樣的概念,使用者將可很方便地藉由接觸不同的位置,而取得不同投影角度的心電圖,有助於更精準地判斷心臟的狀況,圖8顯示了一般取得標準十二導極心電圖的接觸位置,藉由根據本發明的指戴式心血管監測裝置,使用者將可很方便地將裝置配戴於左手手指上,並透過接觸V1~V6各個量測點,而分別取得不同角度心臟的心電圖投影。
在進行心電圖測量時,每兩電極就可得出一個角度的心電圖,也就是,電極的設置位置決定了心電圖所反應之心臟電氣活動的投影角度,而由於心臟是立體的,且產生病變的心臟部位可能位在任何心臟位置,例如,心肌梗塞的檢查需要察看心電波形中是否出現因心肌壞死而出現的ST飄移,但往往可能因為其發生位置的關係而在某些角度下無法被察覺,
此時,就需要透過不同角度的心電圖才有可能檢查得出來,因此,取得不同角度之心電圖對於判斷心臟疾病有很大的幫助。
而位於外露表面電極同樣也可實施為透過連接線延伸而出接觸身體其他部位,例如,頭部、耳朵、肩頸部、胸部等,且亦可進一步配合另一個穿戴結構而達成長時間設置電極的可能,因此,沒有限制。
另外,根據本發明的心血管活動監測裝置亦可實施為腕戴形式,如圖9a-9b所示,生理感測元件則實施為PPG感測器以及心電電極。
採用腕戴形式是因為,對一般使用者而言,腕戴形式的監測裝置就如同配戴手錶一樣,是熟悉且無須重新學習的使用方式,接受度相當高,且還可實施為直接與手錶相結合,以進一步透過手錶作為資訊提供介面,例如,利用螢幕顯示、發光、產生聲音/語音的方式提供生理資訊、通知訊息等,輕鬆融入使用者的日常生活。
當採用腕戴形式時,一般而言,可實施為腕戴結構結合殼體的形式(圖9a),或是單純腕戴結構的形式(圖9b),而無論採用何種形式,裝置運作所需的電路是被設置於殼體及/或腕戴結構中。
如圖所示,PPG感測器12被設置於殼體及/或腕戴結構設置於手腕上時,面向手腕的一表面上,以在裝置透過腕戴結構而設置於手腕上時,可自手腕附近取得訊號,而同樣地,其中一個心電電極16亦會被設置於該表面上,其可實施為與PPG感測器相結合、或分開設置,沒有限制;另一個電極10則是可位於裝置除了該表面外的另一表面上,例如,可以是與該表面相對的表面,或是與其相鄰的表面,其中,較佳地是實施為與手錶的按鈕相結合,自然融入手錶的一般操作,在此,只需注意是不會接
觸該手腕所在肢體皮膚的位置即可,所以,當使用者覺得有需要時,可利用另一手進行觸碰,或者也可實施為透過連接線延伸而出接觸身體其他部位,例如,肩頸部、胸部、手臂、手腕、手指等,且亦可進一步配合另一個穿戴結構而達成長時間設置電極的可能。
在此,類似地,基於手腕可移動的特性,與指戴形式一樣,可讓使用者藉由移動配戴腕戴結構的手腕接觸身體其他部位的方式而取得心電訊號,例如,可由手腕移動而接觸胸膛、頭部等其他位置,增加使用方便性。
另外,需注意地是,無論實施為何種穿戴形式,耳戴形式、眼鏡形式、或腕戴形式,在設置心電電極時,除了選擇地採用供手部觸碰的外露電極、或是採用連接線連接的延伸電極外,亦可較佳地實施為同時具有兩者,舉例而言,如圖10所示的腕戴結構,其具有一連接埠18,以供電連接該延伸電極,因此,在實際實施時,可實施為該外露電極會在該延伸電極連接至該連接埠時自動失能,或者,也可通過一切換開關而讓使用者自行決定要啟動哪一個電極,實施方式不受限。
由於相較於位於裝置表面的電極,延伸電極可設置於其他接觸位置,因此就提供了取得不同心臟角度投影心電圖的可能,舉例而言,可利用左手觸碰戴於左耳耳戴結構的外露電極而取得一種心臟角度投影心電圖,亦可將延伸電極設置於胸膛、或右手上而取得另外兩種不同心臟角度投影心電圖;或者,也可利用右手觸碰戴左手腕戴結構上的電極而取得一種心臟角度投影心電圖,亦可將延伸電極設置於左邊耳朵而取得另一種心臟角度投影心電圖,而由於產生病變的心臟部位可能位於任何心臟位
置,例如,心肌梗塞的檢查需要察看心電波形中是否出現因心肌壞死而出現的ST飄移,但當病變發生位置在某些角度下無法被察覺時,不同角度的心電圖就有其必要性。
綜上所述,根據本發明的穿戴式動態心血管活動監測裝置,其藉由取得一訊號品質相關資訊,而作為分析生理訊號時選擇演算式的基礎,因而可針對不同的使用狀態,例如,使用者移動或靜止,或是生理感測元件的設置情況等,而提供不同生理資訊,最大化使用者可獲得的資訊內容,達到一機多用的目的。
而且,藉由本發明的設計,當使用於日常生活中時,使用者可以在測得任何心心血管狀況的當下就即時獲得資訊及通知,無須等回到家中或到醫院後才可進行下載及分析,對自身心血管健康的掌握度將可更為即時,更可因此而獲得提醒,以進一步諮詢醫生;並且,透過這樣的設計,無論採用眼鏡形式、耳戴形式、指戴形式、或腕戴形式,亦能在日常生活中長期的記錄配戴者的生理變化,相當適合應用於居家看護領域。
Claims (35)
- 一種動態心血管活動監測方法,該方法包括下列步驟:提供一生理感測元件;利用該生理感測元件取得使用者的一心血管活動相關生理訊號;取得一訊號品質相關資訊;提供複數個預設條件以及複數個演算式;比較該訊號品質相關資訊與該複數個預設條件,以決定一訊號品質;以及當該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第一預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第一演算式,以自該生理訊號產生一第一生理資訊;或當該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第二預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第二演算式,以自該生理訊號產生一第二生理資訊,其中,隨著該訊號品質的改變,該第一生理資訊及第二生理資訊的提供亦出現相應的改變。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其更包括下列步驟:根據該訊號品質而改變該生理感測元件的取樣率。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中,該生理感測元件實施為下列的的至少其中之一,包括:光容積變化感測器,壓力傳導器,以及心電電極。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中,該第一演算式執行下列的至少其中之一,包括:執行雜訊移除程序,以及計算平均心率。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中,該第二演算式執行下列的至少其中之一,包括:計算心率,計算心跳變異率,計算心率變化,分析自律神經活動情形,辨識心律不整事件,以及辨識睡眠呼吸中止事件。
- 如申請專利範圍第5項所述之方法,更包括下列步驟:在出現至少一心律不整事件且符合一通知條件時,產生一通知訊息;以及藉由該通知訊息提醒該使用者進行一心電訊號檢測。
- 如申請專利範圍第5項所述之方法,其中,該心律不整事件為下列的至少其中之一,包括:早發性收縮,心房顫動,心跳過慢,心跳過快,以及心跳暫停。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中,在執行該第二演算式時亦執行該第一演算式。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其更包括下列步驟:根據該訊號品質而執行一縮減取樣程序。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其更包括下列步驟:儲存該心血管活動相關生理訊號以及該訊號品質相關資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其更包括下列步驟的至少其中之一:將該心血管活動相關生理訊號以及該訊號品質相關資訊傳送至一外部裝置;以及將該心血管活動相關生理訊號以及該訊號品質相關資訊透過一網路而傳送至一網路伺服器。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其更包括下列步驟的至少其中之 一:透過下列的其中一或多而取得該訊號品質相關資訊,包括:一動作感測器,一加速度器,一壓力感測器,一觸控感測器,一觸動開關,以及一對電極;以及分析該生理訊號而取得該訊號品質相關資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其更包括下列步驟:提供一資訊提供介面,以將下列的至少其中之一提供予該使用者,包括:該第一生理資訊,該第二生理資訊,以及該訊號品質。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法,其中,該資訊提供介面實施為位於一外部裝置上。
- 一種連續心血管活動監測系統,包括:一穿戴式動態心血管活動監測裝置,設置於一使用者身上,以自該使用者取得一心血管活動相關生理訊號以及一訊號品質相關資訊;以及一外部裝置,用以接收該心血管活動相關生理訊號以及該訊號品質相關資訊,包括:複數個預設條件以及複數個演算式;以及一處理器,被建構以:比較該訊號品質相關資訊與該複數個預設條件,以決定一訊號品質;在該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第一預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第一演算式,以自該生理訊號產生一第一生理資訊;以及在該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第二預設條件 時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第二演算式,以自該生理訊號產生一第二生理資訊;以及一資訊提供介面,根據該訊號品質的變化而將該第一生理資訊及/或該第二生理資訊提供予該使用者。
- 如申請專利範圍第15項所述之系統,其中,該外部裝置為下列的至少其中之一,包括:一個人電腦,一智慧型手機,一平板電腦,以及一智慧手錶。
- 如申請專利範圍第15項所述之系統,其中,該外部裝置進一步透過一網路而連接至一網路伺服器。
- 如申請專利範圍第15項所述之系統,其中,該穿戴式動態心血管活動監測裝置進一步根據該訊號品質相關資訊而執行該心血管活動相關生理訊號的一縮減取樣程序。
- 如申請專利範圍第15項所述之系統,其中,該穿戴式動態心血管活動監測裝置進一步根據該訊號品質相關資訊而決定下列的至少其中之一,包括:是否儲存該心血管活動相關生理訊號,以及是否將該心血管活動相關生理訊號傳送至該外部裝置。
- 一種連續心血管活動監測系統,包括:一穿戴式動態心血管活動監測裝置,設置於一使用者身上,以自該使用者取得一心血管活動相關生理訊號以及一訊號品質相關資訊;一外部裝置;以及一網路伺服器,包括複數個預設條件以及複數個演算式,並被建構以:透過該外部裝置而接收該心血管活動相關生理訊號以及該訊號品質相 關資訊,比較該訊號品質相關資訊與該複數個預設條件,以決定一訊號品質;在該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第一預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第一演算式,以自該生理訊號產生一第一生理資訊;以及在該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第二預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第二演算式,以自該生理訊號產生一第二生理資訊;以及一資訊提供介面,根據該訊號品質的變化而將該第一生理資訊及/或該第二生理資訊提供予該使用者。
- 如申請專利範圍第20項所述之系統,其中,該穿戴式動態心血管活動監測裝置進一步根據該訊號品質相關資訊而執行該心血管活動相關生理訊號的一縮減取樣程序。
- 如申請專利範圍第20項所述之系統,其中,該穿戴式動態心血管活動監測裝置進一步根據該訊號品質相關資訊而決定下列的至少其中之一,包括:是否儲存該心血管活動相關生理訊號,以及是否將該心血管活動相關生理訊號傳送至該外部裝置。
- 如申請專利範圍第20項所述之系統,其中,該外部裝置進一步根據該訊號品質相關資訊而執行該心血管活動相關生理訊號的一縮減取樣程序。
- 如申請專利範圍第20項所述之系統,其中,該外部裝置進一步根據該訊號品質相關資訊而決定下列的至少其中之一,包括:是否儲存該心血管活動相關生理訊號,以及是否將該心血管活動相關生理訊號傳送至該網路 伺服器。
- 一種穿戴式動態心血管活動監測裝置,設置於一使用者身上,包括:一穿戴結構;至少一生理感測元件,透過該穿戴結構而設置於該使用者身上,以自該使用者取得一心血管活動相關生理訊號;複數個預設條件以及複數個演算式;以及一處理器,被建構以:取得一訊號品質相關資訊;比較該訊號品質相關資訊與該複數個預設條件,以決定一訊號品質;在該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第一預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第一演算式,以自該生理訊號產生一第一生理資訊;或在該訊號品質相關資訊符合該複數個預設條件中的一第二預設條件時,對該生理訊號執行該複數個演算式中的一第二演算式,以自該生理訊號產生一第二生理資訊;以及根據該訊號品質的變化而動態地提供使用者該第一生理資訊及/或該第二生理資訊。
- 根據申請專利範圍第25項所述之裝置,其中,該穿戴結構實施為下列的至少其中之一,包括:頸戴結構,耳戴結構,眼鏡結構,指戴結構,以及腕戴結構。
- 根據申請專利範圍第25項所述之裝置,其中,該處理器進一步被建構以根據該訊號品質而改變該生理感測元件的取樣率。
- 根據申請專利範圍第25項所述之裝置,其中,該生理感測元件實施為下列的至少其中之一,包括:光容積變化感測器,壓力傳導器,以及心電電極。
- 根據申請專利範圍第28項所述之裝置,其中,該第一演算式執行下列的至少其中之一,包括:執行雜訊移除程序,以及計算平均心率。
- 根據申請專利範圍第28項所述之裝置,其中,該第二演算式執行下列的至少其中之一,包括:計算心率,計算心跳變異率,計算心率變化,分析自律神經活動情形,辨識心律不整可能事件,以及辨識睡眠呼吸中止事件。
- 根據申請專利範圍第30項所述之裝置,其中,該處理器進一步被建構以在出現至少一心律不整事件且符合一通知條件時,產生一通知訊息,以提醒該使用者進行一心電訊號檢測。
- 根據申請專利範圍第30項所述之裝置,其中,該心律不整事件為下列的至少其中之一,包括:早發性收縮,心房顫動,心跳過慢,心跳過快,以及心跳暫停。
- 根據申請專利範圍第25項所述之裝置,其中,在執行該第二演算式時亦執行該第一演算式。
- 根據申請專利範圍第25項所述之裝置,其中,該訊號品質相關資訊是透過下列的至少其中之一而取得,包括:一動作感測器,一加速度器,一壓力感測器,一觸控感測器,一觸動開關,以及一對電極;或者其中,該訊號品質相關資訊是透過分析該生理訊號而取得。
- 根據申請專利範圍第25項所述之裝置,其中更包括一資訊提供介面, 以將下列的至少其中之一提供予該使用者,包括:該第一生理資訊,該第二生理資訊,以及該訊號品質。
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