TWI653032B - 心電監測裝置及其血壓監測系統 - Google Patents

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TWI653032B
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Abstract

本發明提供一種心電監測裝置，包括一裝置本體、複數個電極及一控制器，該裝置本體用以貼附於使用者的胸口位置，該複數個電極係設置於該裝置本體上，該控制器係設置於該裝置本體上並連接至該複數個電極以獲得使用者的心電波型。本發明之心電監測裝置可用於血壓監測系統，用以監測使用者血壓。

Description

心電監測裝置及其血壓監測系統
本發明係關於一種心電監測裝置，且特別係一種可用於24小時血壓監測搭配使用之心電監測裝置，以監測使用者血壓變化。
醫學領域中，24小時動態血壓測量的技術於高血壓預防醫學上係具有其相當重要的意義，動態測量可以即時追蹤情緒/飲食/抽菸等偶發情況對使用者的血壓所造成的影響，更重要的是，動態血壓測量甚至可以經由監測的數據分析患者的病況，早期發現使用者是否有罹患高血壓或是邊界高血壓的可能性。
鑒於科技之進步，血壓計已逐步發展至可用於體積小的血壓計，以供居家使用、或設置在穿戴式裝置上，方便使用者能自行隨時監控血壓高低。其中，穿戴式血壓監測裝置的發展日趨進步，使用者僅需在身上設置感測器並連接穿戴式裝置便可隨時看到血壓變化，例如中國發明專利公布號第106419980A號之穿戴式血壓裝置，其藉由在使用者胸口設置電極以偵測心電及使用穿戴式手腕裝置偵測脈波，並經由手腕裝置換算出血壓後，得 到血壓參數，此血壓裝置能全天24小時監測使用者血壓變化。
至今，已發展出許多穿戴式血壓監測裝置，能24小時監測使用者血壓變化，然而目前的穿戴式血壓監測裝置在使用上具有不便利性之問題；穿戴式血壓監測的感測原理係利用量測心電波型及脈搏波型並運算獲得血壓值，因此需要有設置在使用者胸口的複數個電極以感測心電波型，及設置在手臂或手腕的脈波感測裝置以感測脈搏波型，但目前的穿戴式血壓監測裝置的複數個電極多為分散式貼附在胸口皮膚，使用者在使用時須反覆設置電極，才可找到能量測心電波型的電極設置位置，在使用上並不方便；另外，更重要的是，錯誤的電極排列會造成量測時的雜訊，導致心電訊號中的R波峰值被雜訊干擾而無法量測到正確的脈搏傳導速度及正確的心電波型，更進而無法量測到正確的血壓值。此外，使用線路連接電極及脈搏感測裝置，會讓使用者在穿戴時不舒適，也可能會有使用者在活動式線路斷聯的問題。
因此，本發明的目的，在於提供一種心電監測裝置及其血壓監測系統，可讓使用者在穿戴血壓監測裝置時具有舒適性及準確性。
為達到上述之目的，本發明係提供一種心電監測裝置，包括一裝置本體，用以貼附於使用者的胸口位置；複數個電極，係設置於該裝置本體上，其至少包括一右側電極(RA)、一左側電極(LA)及一接地電極(G)，該右側電極及該左側電極係設置於該 裝置本體的右側及左側位置，該接地電極係設置於靠近該右側電極且非介於該右側電極及該左側電極中間的一側；以及一控制器，係設置於該裝置本體上並連接至該複數個電極，以獲得使用者的心電波型。
進一步地，該控制器係經由無線傳輸模組將該心電波型傳送至第三方控制器。
本發明另提供一種血壓監測系統，包括一心電監測裝置，係用以貼附於使用者的胸口位置，該心電監測裝置包括一裝置本體、以及複數個設置於該裝置本體上用以獲取心電波型的電極；以及一脈搏偵測裝置，係用以供使用者穿戴於手部對應於橈動脈的位置上，該脈搏偵測裝置係包括一用以獲取脈搏波型的感測器；其中，經由設置於選自該心電監測裝置、該脈搏偵測裝置及一行動裝置之任一項或二者以上之裝置的一控制器，依據該心電波型及該脈搏波型計算獲得使用者的血壓參數；且該心電監測裝置、該脈搏偵測裝置及該行動裝置之間係經由無線傳輸連接。
進一步地，本發明之血壓監測系統中，該複數個設置於該裝置本體上用以獲取心電波型的電極至少包括一右側電極(RA)、一左側電極(LA)及一接地電極(G)，該右側電極及該左側電極係設置於該裝置本體的右側及左側位置，該接地電極係設置於靠近該右側電極且非介於該右側電極及該左側電極中間的一側。
進一步地，該裝置本體進一步具有可定位該使用者胸口劍突的定位標誌及方格子。
進一步地，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為水平排列在對應該使用者劍突右側上方的位置，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方並與該右側電極(RA)及該接地電極(G)呈水平排列的位置。
進一步地，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為水平排列在對應該使用者劍突右側上方的位置，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方且介於該右側電極(RA)及該接地電極(G)與劍突之間的位置。
進一步地，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為垂直排列在對應該使用者劍突右側上方的位置且該右側電極(RA)在該接地電極(G)的上方，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方並與該接地電極(G)呈水平排列的位置。
是以，本發明係比起習知技術具有以下優勢功效：
1.本發明心電監測裝置為一設有複數個電極的裝置結構，且具有無線傳輸，可讓使用者在設置於胸口時，電極不會因使用者活動而改變位置，影響心電波型。
2.本發明心電監測裝置及使其血壓監測系統係使用無線傳輸將心電波型及脈搏波型傳送至運算血壓值的單元，不同於過往使用有線線路傳輸，造成的使用者穿戴於身上會有線路 造成穿戴不舒適或線路被勾到造成傳輸不穩定的情況，影響血壓監測值。
3.本發明心電監測裝置及其血壓監測系統利於使用者可24小時監測血壓變化，適於居家、急診室、術前術後加護病房、醫院病房或診所等醫療院所。
100‧‧‧心電監測裝置
10‧‧‧裝置本體
20‧‧‧電極
201‧‧‧右側電極(RA)
202‧‧‧接地電極(G)
203‧‧‧左側電極(LA)
30‧‧‧控制器
301‧‧‧連接線路
40‧‧‧定位標誌
401‧‧‧使用者胸口劍突
41‧‧‧右側電極(RA)及使用者身體中線的水平距離
42‧‧‧左側電極(LA)及使用者身體中線的水平距離
43‧‧‧右側電極(RA)與左側電極(LA)及使用者胸口劍突的垂直距離
50‧‧‧方格子
501‧‧‧垂直輔助線
60‧‧‧脈搏偵測裝置
70‧‧‧行動裝置
圖1為本發明之心電監測裝置外觀示意圖。
圖2為本發明之心電監測裝置使用方式示意圖。
圖3為本發明之心電監測裝置及其血壓監測系統(一)示意圖。
圖4為本發明之心電監測裝置及其血壓監測系統(二)示意圖。
圖5為本發明之心電監測裝置的電極排列方式(一)示意圖。
圖6為本發明之心電監測裝置的電極排列方式(一)的心電圖。
圖7為本發明之心電監測裝置的電極排列方式(二)示意圖。
圖8為本發明之心電監測裝置的電極排列方式(二)的心電圖。
圖9為本發明之心電監測裝置的電極排列方式(三)示意圖。
圖10為本發明之心電監測裝置的電極排列方式(三)的心電圖。
圖11為本發明之心電監測裝置的右側電極(RA)、左側電極(LA)及使用者胸口劍突的距離長短示意圖。
有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必照實際比例繪製，該等圖式及其比例並非用以限制本創作之範圍，在此先行敘明。
請參閱「圖1」至「圖4」，係本發明心電監測裝置的外觀及使用方式示意圖，如圖所示：本發明提供一種心電監測裝置100，包括一裝置本體10、複數個電極20及一控制器30。
所述的該裝置本體10係用以貼附於使用者的胸口位置，其進一步具有可定位該使用者胸口劍突的定位標誌40及方格子50於該裝置本體的兩側面，且該方格子50更包括有一穿越該定位標誌40的垂直輔助線501。當使用者使用該心電監測裝置100時，可利用該定位標誌40及該垂直輔助線501先與該使用者胸口的劍突401及身體中線對齊，並利用該方格子50排列設置該複數個電極20於該裝置本體10後，將該心電監測裝置100貼附於該使用者的胸口，並使該定位標誌40及該垂直輔助線501與使用者胸口的劍突401及身體中線對齊後，開始進行心電測量。
所述複數個電極20係設置於該裝置本體10上，其至少包括一右側電極(RA)201、一左側電極(LA)202及一接地電極(G)203；該右側電極(RA)201及該左側電極(LA)202係設置於該裝置本體10的右側及左側位置，該接地電極(G)203係設置於靠近該右側電極(RA)201且非介於該右側電極(RA)201及該左側電極(LA)202中間的一側。
所述控制器30係設置於該裝置本體10上並由連接線路301連接至該複數個電極20，以獲得使用者的心電波型。進一步地，該控制器係經由無線傳輸模組將該心電波型傳送至第三方控制器，該第三方控制器可為穿戴於手部的脈搏偵測裝置60或行動裝置70等(如智慧型手機或平板電腦等)，於本發明中不予以限制，在此先予以說明；具體例如該控制器30係經由無線傳輸模組耦合於一供使用者穿戴於手部的脈搏偵測裝置60，並經由該控制器30、該脈搏偵測裝置60、或一無線連接於該控制器及該脈搏偵測裝置的行動裝置70依據該心電波型及該脈搏偵測裝置所獲得的脈搏波型計算獲得使用者的血壓參數，亦即，該心電波型可由該控制器30、該脈搏偵測裝置60或該行動裝置70所計算完成。因此該心電監測裝置100可搭配有該脈搏偵測裝置60進行使用、或是搭配有該脈搏偵測裝置60及該行動裝置70進行使用。
所述的無線傳輸模組包含例如藍芽通訊(Bluetooth)、紅外線通訊(IR)、近場通訊(NFC)、超寬頻(UWB)、無線區域網路(WLAN)、無線千兆聯盟(WiGig)、紫蜂(ZigBee)、無線通 用序列匯流排(Wireless USB)或無線保真(Wi-Fi)，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。
於本實施態樣中，所述的供使用者穿戴於手部的脈搏偵測裝置60係以錶的形式呈現，除了錶的形式外，供使用者穿戴於手部的脈搏偵測裝置60亦可以透過健康手環、運動手環的方式呈現，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。此外，該脈搏偵測裝置60可設有處理心電波型、脈搏波型及血壓參數的軟件，例如流動應用程式(mobile application，app)，以完成運算、記錄及顯示該心電波型、脈搏波型及血壓參數。
於本實施態樣中，所述的行動裝置70係以手機的形式呈現，除了手機的形式外，行動裝置70亦可以平板型電腦、筆記型電腦的方式呈現，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。此外，該行動裝置70可設有處理心電波型、脈搏波型及血壓參數的軟件，例如流動應用程式(mobile application，app)，以完成運算、記錄及顯示該心電波型、脈搏波型及血壓參數。
另外，所述控制器30、所述的供使用者穿戴於手部的脈搏偵測裝置60及所述的行動裝置70可進一步地設置儲存器，將該心電波型、脈搏波型及血壓參數紀錄於該儲存單元，該儲存器包含記憶卡等具有記憶功能的元件，具體例如快閃卡(Compact Flash Card，CF卡)、安全數位記憶卡(Secure Digital Card，SD卡)、多媒體儲存卡(Multi-Media Card)、智慧型媒體卡(Smart Media Card，SM卡)、快閃記憶卡(Memory Stick，MS卡)、迷你安全數位 記憶卡(mini Secure Digital Card，mini SD卡)等，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。
請參閱「圖5」至「圖9」，係本發明心電監測裝置的電極排列方式(一)至(三)及其心電波型圖(一)至(三)，如圖所示：於一較佳實施態樣中，如圖5所示，當該心電監測裝置100貼附於使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)201及該接地電極(G)202為水平排列在對應該使用者創突401右側上方的位置，該左側電極(LA)203係在對應該使用者劍突401左側上方並與該右側電極(RA)201及該接地電極(G)202呈水平排列的位置，照此電極排列方式所獲得的心電圖如圖6所示。
於另一較佳實施態樣中，如圖7所示，當該心電監測裝置100貼附於使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)201及該接地電極(G)202為水平排列在對應該使用者劍突401右側上方的位置，該左側電極(LA)203係在對應該使用者劍突401左側上方且介於該右側電極(RA)201及該接地電極(G)202與劍突401之間的位置，照此電極排列方式所獲得的心電圖如圖8所示。
於另一較佳實施態樣中，如圖9所示，當該心電監測裝置100貼附於使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)201及該接地電極(G)202為垂直排列在對應該使用者劍突401右側上方的位置且該右側電極(RA)在該接地電極(G)203的上方，該左側電極(LA)203係在對應該使用者劍突401左側上方並與該接地電極(G)203呈水平排列的位置，照此電極排列方式所獲得的心電圖如圖10所示。
於上述之較佳實施例中，所述的使用者劍突401右側上方的右側電極(RA)201及使用者劍突401左側上方左側電極(LA)203的設置位置會因使用者的胸口大小而有所差異，如圖11所示，右側電極(RA)及使用者身體中線的水平距離41一般約為10~60mm，左側電極(LA)及使用者身體中線的水平距離42一般約為10~60mm，一般右側電極(RA)與左側電極(LA)及使用者胸口劍突的垂直距離一般約為50~100mm，但因使用者個體差異而異，因此本發明並不侷限此等距離範圍。
請參閱「圖3」及「圖4」，係本發明血壓監測系統(一)及(二)的示意圖，如圖所示：本發明提供一種血壓監測系統400，包括一心電監測裝置100及一脈搏偵測裝置60；其中，經由一設置於選自該心電監測裝置100、該脈搏偵測裝置60及一行動裝置70之任一項或二者以上之裝置的一控制器(圖3及4即係以設置於該心電監測裝置100的控制器30為例)依據該心電波型及該脈搏波型脈搏波型計算獲得使用者的血壓參數，即該心電監測裝置100、該脈搏偵測裝置60及該行動裝置70至少一者設有該控制器，或該心電監測裝置100、該脈搏偵測裝置60及該行動裝置70其中二者或三者皆可設有該控制器。且，該心電監測裝置100、該脈搏偵測裝置60及該行動裝置70之間係經由無線傳輸連接。
所述的心電監測裝置100可係用以貼附於使用者的胸口位置，該心電監測裝置包括一裝置本體10、以及複數個設置 於該裝置本體10上用以獲取心電波型的電極201、202及203，具體例可為本發明之心電監測裝置，其電極具有上述本發明之複數個電極排列方式。
所述的脈搏偵測裝置60於本實施態樣中係以錶的形式呈現，除了錶的形式外，該脈搏偵測裝置60亦可以透過健康手環、運動手環的方式呈現，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。
於本實施態樣中，所述的行動裝置70係以手機的形式呈現，除了手機的形式外，行動裝置70亦可以平板型電腦、筆記型電腦的方式呈現，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。
所述的無線傳輸連接包含例如藍芽通訊(Bluetooth)、紅外線通訊(IR)、近場通訊(NFC)、超寬頻(UWB)、無線區域網路(WLAN)、無線千兆聯盟(WiGig)、紫蜂(ZigBee)、無線通用序列匯流排(Wireless USB)或無線保真(Wi-Fi)，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。
另外，所述控制器30、所述的脈搏偵測裝置60及所述的行動裝置70可進一步地設置儲存單元，將該心電波型、脈搏波型及/或血壓參數紀錄於該儲存單元，該儲存單元包含記憶卡等具有記憶功能的元件，具體例如快閃卡(Compact Flash Card，CF卡)、安全數位記憶卡(Secure Digital Card，SD卡)、多媒體儲存卡(Multi-Media Card)、智慧型媒體卡(Smart Media Card，SM卡)、快閃記憶卡(Memory Stick，MS卡)、迷你安全數位記憶卡(mini Secure Digital Card，mini SD卡)等，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。
本發明中所述的「血壓參數」是利用量測心臟動脈的脈搏傳導速度以及手腕的脈搏壓力之間的關係，進一步確定血壓參數，即須有脈波傳導速度及校正參數以獲得血壓參數；其中，該血壓值包含舒張壓、收縮壓及平均動脈壓。本發明中血壓參數的平均動脈壓計算方式可由任意之計算方式，於本發明中不予以限制，在此先予以說明。其中，於較佳實施例中，平均動脈壓可藉由下式(I)或(II)所獲得： L為使用者的動脈血流脈波，從心臟主動脈出口經由手臂到手腕撓動脈的路徑長度(path length)；TPA為脈波抵達時間，係經由心電訊號中的R波峰值與脈搏訊號中波峰值之間的時間差而獲得，或經由心電訊號中的R波谷值與脈搏訊號中波谷值之間的時間差而獲得；a、b及c為校正參數，該校正參數a範圍為0.01至0.15，例如但不限於：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15；該校正參數b範圍為0.01至0.15，例如但不限於：0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.11、0.13、0.15；該校正參數c範圍為1至1000，例如但不限於：1、10、100、1000。於一更佳實施態樣中，該校正參數a為0.02-0.04；該校正參數b為0.02至0.04；該校正參數c為1。
L為使用者的動脈血流脈波，從心臟主動脈出口經由手臂到手腕撓動脈的路徑長度(path length)；TPA為脈波抵達時間，係經由心電訊號中的R波峰值與脈搏訊號中波峰值之間的時間差而獲得，或經由心電訊號中的R波谷值與脈搏訊號中波谷值之間的時間差而獲得；A、B及C為校正參數，該校正參數A範圍為0.01至0.15，例如但不限於：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15；該校正參數B範圍為0.1至1.0，例如但不限於：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0；該校正參數C範圍為1至1000，例如但不限於：1、10、100、1000。
綜上所述，本發明心電監測裝置為一設有複數個電極的裝置結構，且具有無線傳輸，可讓使用者在設置於胸口時，電極不會因使用者活動而改變位置，影響心電波型；且，本發明之心電監測裝置的電極排列可改善習知的電極排列位置會有嚴重雜訊干擾的問題，導致心電波型中的R波峰值被雜訊干擾，而無法具有清晰的R波峰值，造成無法量測脈搏傳導速度，進而無法準確量測到血壓值另外，本發明心電監測裝置及使用其之血壓監測系統係使用無線傳輸將心電波型及脈波參數傳送至運算血壓值的單元，不同於過往使用線路傳輸，造成的使用者穿戴於身上會有線路造成穿戴不舒適、或線路被勾到造成傳輸不穩定的情況，影響血壓監測值。再者，本發明心電監測裝置及使用其之血壓監測系統利於使用者可24小時監測血壓變化，適於居家、急診室、醫院病房、加護病房或診所等醫療院所。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

Claims (11)

  1. 一種心電監測裝置，包括：一裝置本體，用以貼附於使用者的胸口位置；複數個電極，係設置於該裝置本體上，其至少包括一右側電極(RA)、一左側電極(LA)及一接地電極(G)，該右側電極及該左側電極係分別設置於該裝置本體的右側及左側位置，該接地電極係設置於靠近該右側電極且非介於該右側電極及該左側電極中間的一側；以及一控制器，係設置於該裝置本體上並連接至該複數個電極，以獲得使用者的心電波型。
  2. 如請求項1所述之心電監測裝置，其中，該控制器係經由無線傳輸模組將該心電波型傳送至第三方控制器。
  3. 如請求項2所述之心電監測裝置，其中，該裝置本體進一步具有可定位使用者胸口劍突的定位標誌及方格子。
  4. 如請求項2或3所述之心電監測裝置，其中，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為水平排列在對應該使用者劍突右側上方的位置，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方並與該右側電極(RA)及該接地電極(G)呈水平排列的位置。
  5. 如請求項1或2所述之心電監測裝置，其中，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為水平排列在對應該使用者劍突右側上方的位置，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方且介於該右側電極(RA)及該接地電極(G)與劍突之間的位置。
  6. 如請求項1或2所述之心電監測裝置，其中，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為垂直排列在對應該使用者劍突右側上方的位置且該右側電極(RA)在該接地電極(G)的上方，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方並與該接地電極(G)呈水平排列的位置。
  7. 一種血壓監測系統，包括：一心電監測裝置，係用以貼附於使用者的胸口位置，該心電監測裝置包括一裝置本體、以及複數個設置於該裝置本體上用以獲取心電波型的電極；以及一脈搏偵測裝置，係用以供使用者穿戴於手部對應於橈動脈的位置上，該脈搏偵測裝置係包括一用以獲取脈搏波型脈搏波型的感測器；其中，經由設置於選自該心電監測裝置、該脈搏偵測裝置及一行動裝置之任一項或二者以上之裝置的一控制器，依據該心電波型及該脈搏波型脈搏波型計算獲得使用者的血壓參 數；且該心電監測裝置、該脈搏偵測裝置及該行動裝置之間係經由無線傳輸連接。
  8. 如請求項5所述之血壓監測系統，更進一步地該複數個設置於該裝置本體上用以獲取心電波型的電極至少包括一右側電極(RA)、一左側電極(LA)、及一接地電極(G)，該右側電極及該左側電極係設置於該裝置本體的右側及左側位置，該接地電極係設置於靠近該右側電極且非介於該右側電極及該左側電極中間的一側。
  9. 如請求項7所述之血壓監測系統，其中，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為水平排列在對應該使用者劍突右側上方的位置，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方並與該右側電極(RA)及該接地電極(G)呈水平排列的位置。
  10. 如請求項7所述之血壓監測系統，其中，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為水平排列在對應該使用者劍突右側上方的位置，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方且介於該右側電極(RA)及該接地電極(G)與劍突之間的位置。
  11. 如請求項7所述之血壓監測系統，其中，當該心電監測裝置貼附於該使用者的胸口位置時，該右側電極(RA)及該接地電極(G)為垂直排列在對應該使用者劍突右側上方的位置且該右側電極(RA)在該接地電極(G)的上方，該左側電極(LA)係在對應該使用者劍突左側上方並與該接地電極(G)呈水平排列的位置。
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