TWI702030B - 主動式按壓脈搏量測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種主動式按壓脈搏量測裝置，其主要是利用一按壓感測器感測一按壓層受到的按壓壓力，且依據所述按壓壓力生成一按壓訊號，而當該按壓層受到所述按壓壓力時，則會連動一感測體朝一脈位按壓，使該感測體朝一脈搏感測器的位置擠壓，如此，即可透過該脈搏感測器藉由該感測體的移動狀況生成一脈搏訊號。藉此，除了可透過採集該按壓訊號及該脈搏訊號，以將所述按壓壓力及脈搏訊號同步顯示至一顯示端外，且還可達成大量的採集該按壓訊號及該脈搏訊號，以利於後續脈搏訊號分析的功效。

Description

主動式按壓脈搏量測裝置

本發明係關於一種量測按壓力道及脈搏訊號的技術，尤指一種同時量測按壓力道及脈搏訊號之主動式按壓脈搏量測裝置。

人體的循環系統中，對於診斷心血管相關的疾病方法，在西醫方面常見的有心電圖、血管攝影術、超音波照影術、侵入式導管血壓波形量測等方式，而傳統中國醫學方面亦有其他診脈方法，且此方法亦是許多研究欲將之科學化的目標。

一般，在人的手腕上的動脈有二條(即橈骨動脈和尺骨動脈)，大拇指下端的是橈骨動脈，一般是診脈時所取用的位置。中醫脈診即是透過探尋橈動脈的搏動所得到資訊，以判斷人體內外的生理病理變化。有些研究認為這些資訊與血液的流變狀態、分配比例及心臟的頻率、節律等參數有關，因此中醫脈診的內容豐富，是值得探究的一種診斷方法。

中醫對脈診的定義與西醫對血壓的定義具有相似之處，兩者皆是從血管外施以壓力，而後逐漸降低壓力，以觀察血管的反應狀態。傳統中醫脈診乃是透過醫者手指之指腹放至腕部橈骨動脈位置，同時利用三指施予特殊按壓技巧，利用輕、中、重的手指按壓力道，以按壓人體手腕附近之吋、關、尺感知脈象變化，經由綜合所有訊息以輔助病證之診斷。

現今，雖已有量測脈搏的相關裝置或儀器，以利用量測脈搏的技術，將脈搏訊號顯示給量測者得知，但，其並無法有效模擬中醫在量測被量測者時的按壓力道，以獲取透過所述按壓力道所得到的脈搏訊號，因此，當被量測者利用量測脈搏的相關裝置或儀器進行脈搏的量測時，則無法利用習知的脈搏量測裝置採集到中醫所需的脈搏訊號。

有鑑於此，本領域亟需一種能採集中醫在量測被量測者的脈搏時，所施予的按壓力道以及透過所述按壓力道所得到的脈搏訊號，以解決習用技術之問題。

為解決前揭之問題，本發明之一目的在於提供一種主動式按壓脈搏量測裝置，透過同時採集按壓訊號及脈搏訊號，以將該按壓訊號及該脈搏訊號同步顯示至一顯示端，且還可大量的採集該按壓訊號及該脈搏訊號，以利於後續脈搏訊號分析。

為達上述之目的，本發明係提供一種主動式按壓脈搏量測裝置，其包括：一按壓層；一按壓感測器，其設置與該按壓層相貼合，以感測該按壓層受到的按壓壓力，且該按壓感測器依據所述按壓壓力生成一按壓訊號；一間隔層，其設置與該按壓感測器相貼合，且該間隔層內部設有一變形空間；一脈搏感測器，其設置與該間隔層相貼合，當該脈搏感測器受到量測壓力時，受到所述量測壓力的部分該脈搏感測器則於該變形空間內變形； 一感測體，其設於該脈搏感測器上，且位於與該變形空間相正對的位置上，該感測體一端接觸於一手腕的一脈位上；其中，當該按壓層受到所述按壓壓力時，則會連動該感測體朝該脈位按壓，而該感測體則會受到按壓該脈位後所產生的所述量測壓力，以使得該感測體朝該脈搏感測器的位置擠壓，且被該感測體擠壓的部分該脈搏感測器則會在該變形空間內變形；其中，當該感測體按壓至該脈位上時，該感測體則會隨著該脈位的跳動狀況移動，該脈搏感測器則藉由該感測體的移動狀況生成一脈搏訊號。

較佳地，所述之主動式按壓脈搏量測裝置進一步包括：一隔層結構，其設於該按壓感測器與該間隔層之間，且位於與該變形空間相正對的位置上，其中，該隔層結構將該按壓感測器與該間隔層之間相分隔有一間距，以提供該脈搏感測器於該變形空間及該間距的空間內變形。

較佳地，該按壓感測器係為力敏電阻壓力感測器(Force Sensing Resistor,FSR)；該脈搏感測器係為聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)壓電薄膜感測器。

較佳地，所述之主動式按壓脈搏量測裝置進一步包括：一殼體，該殼體係將該按壓層、該按壓感測器、該間隔層、該脈搏感測器及該感測體容設於內，其中該殼體設有一按壓部，該按壓部係提供使用者直接按壓該按壓層。

較佳地，該殼體一面與一蓋體連接，使該按壓層、該按壓感測器、該間隔層、該脈搏感測器及該感測體容設於該殼體與該蓋體之間， 其中，該蓋體設有一穿透部，該穿透部提供該感測體穿過該蓋體，使該感測體一端接觸於該手腕的該脈位上。

較佳地，該按壓感測器將該按壓訊號傳輸予一微處理器，該脈搏感測器將該脈搏訊號傳輸予該微處理器，其中，該微處理器對該按壓訊號及該脈搏訊號進行依處理程序後，則將該按壓訊號及該脈搏訊號傳輸予一顯示端，以顯示該按壓訊號及該脈搏訊號的數據資料。

較佳地，該微處理器進一步將該按壓訊號及該脈搏訊號傳輸予一儲存裝置，以儲存該按壓訊號及該脈搏訊號。

解決前揭之問題，本發明之另一目的在於提供一種主動式按壓脈搏量測裝置，透過同時採集按壓訊號及脈搏訊號，以將該按壓訊號及該脈搏訊號同步顯示至一顯示端，且還可大量的採集該按壓訊號及該脈搏訊號，以利於後續脈搏訊號分析。

為達上述之另一目的，本發明係提供一種主動式按壓脈搏量測裝置，其包括：一按壓層；至少三按壓感測器，各該按壓感測器設置與該按壓層相貼合，以感測該按壓層受到的至少三按壓壓力，各該按壓感測器依據對應的所述按壓壓力生成一按壓訊號；一間隔層，其設置與該按壓感測器相貼合，且該間隔層內部設有至少一變形空間；至少三脈搏感測器，各該脈搏感測器設置與該間隔層相貼合，當任一該脈搏感測器受到量測壓力時，受到所述量測壓力的部分該脈搏感測器則 於該變形空間內變形；至少三感測體，各該感測體設於相對應的各該脈搏感測器上，且位於與該變形空間相正對的位置上，各該感測體接觸於一手腕上與任一該感測體相對應的每一脈位上；其中，當該按壓層受到任一所述按壓壓力時，則會連動相對應的該感測體朝相對應的該脈位按壓，而該感測體則會受到按壓該脈位後所產生的所述量測壓力，以使得該感測體朝相對應的該脈搏感測器的位置擠壓，使得被該感測體擠壓的部分該脈搏感測器則會在該變形空間內變形；其中，當任一該感測體按壓至相對應的該脈位上時，該感測體則會隨著該脈位的跳動狀況移動，而被該感測體擠壓的該脈搏感測器則藉由該感測體的移動狀況生成一脈搏訊號。

較佳地，所述之主動式按壓脈搏量測裝置進一步包括：一隔層結構，其設於各該按壓感測器與該間隔層之間，且位於與該變形空間相正對的位置上，其中，該隔層結構將各該按壓感測器與該間隔層之間相分隔有一間距，以提供各該脈搏感測器於該變形空間及該間距的空間內變形。

解決前揭之問題，本發明之再一目的在於提供一種可方便穿戴的主動式按壓脈搏量測裝置，以便於使用者使用。

為達上述之再一目的，本發明係提供一種如上所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其中，該按壓層、該按壓感測器、該間隔層、該脈搏感測器及該感測體係容設於該殼體與該蓋體之間，該殼體與一帶體相連接，使該帶體套於該手腕上時，該殼體及該蓋體則位於該脈位上。

100:主動式按壓脈搏量測裝置

200:顯示端

300:儲存裝置

1:殼體

11:按壓部

2:按壓層

3:按壓感測器

31:按壓訊號

4:隔層結構

41:間距

5:間隔層

51:變形空間

6:脈搏感測器

61:脈搏訊號

7:感測體

8:蓋體

81:穿透部

9:手腕

90:微處理器

圖1繪示本發明之立體俯視示意圖；圖2繪示本發明之立體仰視示意圖；圖3繪示本發明之分解圖；圖4繪示本發明之按壓示意圖；圖5繪示本發明之訊號傳遞方塊圖；圖6繪示本發明之移除外殼、按壓層、按壓感測器的立體圖；圖7繪示本發明之立體截面圖；圖8繪示圖7之脈搏感測器變形狀態示意圖；圖9繪示本發明之另一實施例之立體圖。

以下將描述具體之實施例以說明本發明之實施態樣，惟其並非用以限制本發明所欲保護之範疇。

請參閱圖1至圖3，其係為本發明之立體俯視示意圖、立體仰視示意圖、以及分解圖。如圖所示，本發明主要係由一按壓層2、一按壓感測器3、一間隔層5、一脈搏感測器6、以及一感測體7所組成，其中，該按壓層2主要是被設置以接受使用者的手指所施予的按壓壓力，如此，該按壓層2係可利用軟性材質的矽膠層，以使得使用者利用手指按壓該按壓層2時，可模擬手腕皮膚的觸感。

該按壓感測器3可為力敏電阻壓力感測器(Force Sensing Resistor,FSR)，其設置與該按壓層2相貼合，更具體來說，該按壓感測器3 係設置於當該按壓層2接收手指按壓的所述按壓壓力時，該按壓層2移動的按壓方向上，如此，當該按壓層2接收手指按壓的所述按壓壓力，該按壓感測器3則可感測到該按壓層2所受的所述按壓壓力，其後再依據所述按壓壓力所生成的力生成一按壓訊號。

該間隔層5設置於該按壓感測器3與該脈搏感測器6之間，以使得該按壓感測器3與該脈搏感測器6之間具有一隔離空間，該間隔層5內部則設有一變形空間51，以提供該脈搏感測器6於該變形空間51內變形。

該脈搏感測器6可為聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)壓電薄膜感測器，其是被設置以接收量測脈搏跳動所產生的量測壓力，當該脈搏感測器6接收到所述量測壓力的部份時，其部份的該脈搏感測器6則會於該變形空間51內變形。

該感測體7則設置於該脈搏感測器6上，且位於與該變形空間51相正對的位置上，而該感測體7一端則接觸於一手腕的一脈位(脈搏位置)上，如此，當該按壓層2受到所述按壓壓力時，則會連動該感測體7朝該脈位按壓，而該感測體7則會受到按壓該脈位後所產生的所述量測壓力，以使得該感測體7朝該脈搏感測器6的位置擠壓，且被該感測體7擠壓的部分該脈搏感測器6則會在該變形空間51內變形，又當該感測體7按壓至該脈位上時，該感測體7則會隨著該脈位的跳動狀況移動，此時，該脈搏感測器6則可藉由該感測體7的移動狀況生成一脈搏訊號。

本發明進一步包括一隔層結構4，其設於該按壓感測器3與該間隔層5之間，且位於與該變形空間51相正對的位置上，其中，雖該間隔層5已設於該按壓感測器3與該脈搏感測器6之間，且藉由該變形空間51予該脈 搏感測器6於該變形空間51內變形，但因上述之該按壓層2、該按壓感測器3、該間隔層5、該脈搏感測器6、該感測體7之間係為層疊式的結構關係，且該間隔層5具體為一盤狀的間隔結構，故僅藉由該間隔層5可能無法提供足夠的變形空間51給該脈搏感測器6變形，或是該間隔層5無法有效間隔該按壓感測器3與該脈搏感測器6，如此，該隔層結構4即可提供該按壓感測器3與該間隔層5之間相分隔有一間距，以更進一步地提供該脈搏感測器6於該變形空間51及該間距的空間內變形。

然而，依據上述所論，雖將該隔層結構4設置於該按壓感測器3與該間隔層5之間可有效改善僅設置該間隔層5時可能發生的問題，但該隔層結構4並非必須設置的元件，舉例來說，該間隔層5可將厚度增加後，即可提供更大的變形空間51以及提供更加的間隔功用，因此，上述揭露之該隔層結構4並非用於限制本發明欲保護之專利範圍。

本發明進一步包括一殼體1，該殼體1具體為一凹槽式的殼體，以使得該殼體1凹陷的部分可具有一容置空間，以容置相關元件於內，如此，該殼體1即可將該按壓層2、該按壓感測器3、該隔層結構4、該間隔層5、該脈搏感測器6及該感測體7容設於內，且該殼體1上係設有一按壓部11以提供使用者直接按壓該按壓層2。

該殼體1的開放面上則與一蓋體8連接，使該按壓層2、該按壓感測器3、該隔層結構4、該間隔層5、該脈搏感測器6及該感測體7容設於該殼體1與該蓋體8之間，其中，該蓋體8設有一穿透部81以提供該感測體7穿過該蓋體8，使該感測體7一端接觸於該手腕的該脈位上。

請再參閱圖4至圖8，其係為本發明之按壓示意圖、訊號傳遞 方塊圖、移除外殼、按壓層、按壓感測器的立體圖、立體截面圖、以及圖8之脈搏感測器變形狀態示意圖。如圖所示，當使用者利用手指對該按壓層2施予所述按壓壓力時，該按壓層2則會因受有所述按壓壓力而向下移動，而設於該按壓層2下方的該按壓感測器3則會相對地受到所述按壓壓力，以依據所述按壓壓力所產生的力生成該按壓訊號31，同時，當所述主動式按壓脈搏量100測裝置受到所述按壓壓力時，則會使得所述主動式按壓脈搏量測裝置100朝該手腕9的位置(亦如下方位置)擠壓，而與該脈位相接觸的該感測體7則會連動地朝該脈位按壓，以使得該感測體7受到按壓該脈位後所產生的所述量測壓力，透過所述量測壓力推動該感測體7，該感測體7則會被推動而朝該脈搏感測器6的位置擠壓，且被該感測體7擠壓的部分該脈搏感測器6則會在該變形空間51(及該間距41)內變形，如此，該感測體7與該脈位按壓式地接觸時，即可感測到該脈位的跳動狀態，且與所述跳動狀態相連動，該脈搏感測器6則可感測到該感測體7的移動狀態，以生成該脈搏訊號61。

當該按壓感測器3生成該按壓訊號31，該脈搏感測器6生成該脈搏訊號61後，一微處理器90則會接收該按壓訊號31及該脈搏訊號61，以對該按壓訊號31及該脈搏訊號61進行一處理程序後，再傳輸予一顯示端200，以透過該顯示端200顯示該按壓訊號31及該脈搏訊號61的數據資料，該微處理器90進一步還可將該按壓訊號31及該脈搏訊號61傳輸予一儲存裝置300(該顯示端200及該儲存裝置300可為同一裝置，例如利用筆電進行顯示及儲存的功用)，以儲存該按壓訊號31及該脈搏訊號61。如此，透過該儲存裝置300即可收集大量的該按壓訊號31及該脈搏訊號61，以取得大量的按壓力道資訊，以及透過相對應按壓力道所取得的脈搏資訊，以利於後續脈搏 訊號的分析。

請參閱圖9，其係為本發明之另一實施例之立體圖。如圖所示，通常中醫在量測脈搏時，會針對人體手腕附近之寸、關、尺的脈位進行測量，如此，為使本發明能達成同時測量人體手腕的寸、關、尺脈位，本發明係提供設置有至少三按壓感測器、至少三脈搏感測器、以及至少三感測體的另一實施例，來達成同時量測三個脈位的功用。其結構關係可如下所示：本發明之另一實施例所提供的主動式按壓脈搏量測裝置100係包括：一按壓層2；至少三個該按壓感測器，各該按壓感測器設置與該按壓層2相貼合，以感測該按壓層2受到的至少三個按壓壓力，各該按壓感測器依據對應的所述按壓壓力生成一按壓訊號；一間隔層，其設置與該按壓感測器相貼合，且該間隔層內部設有至少一變形空間；一隔層結構，其設於各該按壓感測器與該間隔層之間，且位於與該變形空間相正對的位置上，其中，該隔層結構將各該按壓感測器與該間隔層之間相分隔有一間距，以提供各該脈搏感測器於該變形空間及該間距的空間內變形；至少三個該脈搏感測器，各該脈搏感測器設置與該間隔層相貼合，當任一該脈搏感測器受到一量測壓力時，受到所述量測壓力的部分該脈搏感測器則於該變形空間及該間距內變形； 至少三個該感測體，各該感測體設於相對應的各該脈搏感測器上，且位於與該變形空間相正對的位置上，各該感測體貼合於一手腕上與任一該感測體相對應的每一脈位上；其中，當該按壓層2受到任一所述按壓壓力時，則會連動相對應的該感測體朝相對應的該脈位的位置按壓，而該感測體則會受到按壓該脈位後所產生的所述量測壓力，以使得該感測體朝相對應的該脈搏感測器的位置擠壓，使得被該感測體擠壓的部分該脈搏感測器則會在該變形空間及該間距內變形；其中，當任一該感測體按壓至相對應的該脈位的位置上時，該感測體則會隨著該脈位的跳動狀況移動，而被該感測體擠壓的該脈搏感測器則藉由該感測體的移動狀況生成一脈搏訊號。

如此，當使用者利用三隻手指按壓該按壓層2時，該按壓層2則會受到三個所述按壓壓力，且三個所述按壓壓力則會個別對應的按壓到每一個該按壓感測器，以使各該按壓感測器可透過接收到的各個所述按壓壓力，以個別生成該按壓訊號(共生成三個該按壓訊號)。

而當所述主動式按壓脈搏量測裝置受到各所述按壓壓力時，則會使得所述主動式按壓脈搏量測裝置朝該手腕的位置擠壓，而與該脈位相接觸的各該感測體則會連動且各別地朝不同的一脈位(例如寸、關、尺)按壓，以使得各該感測體受到按壓各該脈位後所產生的量測壓力，透過所述量測壓力推動各該感測體，各該感測體則會被推動而朝與各該感測體相對應的該脈搏感測器(例如第一感測體對應第一脈搏感測器，第二感測體對應第二脈搏感測器等)的位置擠壓，且被該感測體擠壓的部分各該脈搏感測器則會在該變形空間(及該間距)內變形，如此，各該感測體與各該脈位按 壓式地接觸時，即可感測到各該脈位的跳動狀態，且與所述跳動狀態相連動，各該脈搏感測器則可感測到各該感測體的移動狀態，以個別生成一脈搏訊號(共生成三個該脈搏訊號)，進而達到同時量測三個重要脈位的功用。

此外，上述之各實施例皆可由一殼體1及一蓋體將各元件容置於內，再由該殼體1連接一帶體，以透過該帶體環套至該手腕上，使所述主動式按壓脈搏量測裝置的該感測體可與該手腕上的該脈位接觸，以便於相關量測的動作。

藉由上述所揭露之技術，本發明係可改善先前技術無法利用習知的脈搏量測裝置採集到中醫所需的脈搏訊號的問題，以提供一種更為新穎及進步的主動式按壓脈搏量測裝置。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「順」、「逆」、「中心」、「橫向」、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1‧‧‧殼體

11‧‧‧按壓部

2‧‧‧按壓層

3‧‧‧按壓感測器

4‧‧‧隔層結構

41‧‧‧間距

5‧‧‧間隔層

51‧‧‧變形空間

6‧‧‧脈搏感測器

7‧‧‧感測體

8‧‧‧蓋體

81‧‧‧穿透部

Claims (7)

1. 一種主動式按壓脈搏量測裝置，其包括：一按壓層；一按壓感測器，其設置與該按壓層相貼合，以感測該按壓層受到的按壓壓力，且該按壓感測器依據所述按壓壓力生成一按壓訊號；一間隔層，其設置與該按壓感測器相貼合，且該間隔層內部設有一變形空間；一脈搏感測器，其設置與該間隔層相貼合，當該脈搏感測器受到量測壓力時，受到所述量測壓力的部分該脈搏感測器則於該變形空間內變形；一感測體，其設於該脈搏感測器上，且位於與該變形空間相正對的位置上，該感測體一端接觸於一手腕的一脈位上；其中，當該按壓層受到所述按壓壓力時，則會連動該感測體朝該脈位按壓，而該感測體則會受到按壓該脈位後所產生的所述量測壓力，以使得該感測體朝該脈搏感測器的位置擠壓，且被該感測體擠壓的部分該脈搏感測器則會在該變形空間內變形；其中，當該感測體按壓至該脈位上時，該感測體則會隨著該脈位的跳動狀況移動，該脈搏感測器則藉由該感測體的移動狀況生成一脈搏訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其進一步包括：一隔層結構，其設於該按壓感測器與該間隔層之間，且位於與該變形空間相正對的位置上，其中，該隔層結構將該按壓感測器與該間隔層之間相分隔有一間距，以提供該脈搏感測器於該變形空間及該間距的空間內變形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其中，該按壓感測器係為力敏電阻壓力感測器(Force Sensing Resistor,FSR)；該脈搏感測器係為聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)壓電薄膜感測器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其進一步包括：一殼體，該殼體係將該按壓層、該按壓感測器、該間隔層、該脈搏感測器及該感測體容設於內，其中該殼體設有一按壓部，該按壓部係提供使用者直接按壓該按壓層。
5. 如申請專利範圍第4項所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其中，該殼體一面與一蓋體連接，使該按壓層、該按壓感測器、該間隔層、該脈搏感測器及該感測體容設於該殼體與該蓋體之間，其中，該蓋體設有一穿透部，該穿透部提供該感測體穿過該蓋體，使該感測體一端接觸於該手腕的該脈位上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其中，該按壓感測器將該按壓訊號傳輸予一微處理器，該脈搏感測器將該脈搏訊號傳輸予該微處理器，其中，該微處理器對該按壓訊號及該脈搏訊號進行依處理程序後，則將該按壓訊號及該脈搏訊號傳輸予一顯示端，以顯示該按壓訊號及該脈搏訊號的數據資料。
7. 如申請專利範圍第6項所述之主動式按壓脈搏量測裝置，其中，該微處理器進一步將該按壓訊號及該脈搏訊號傳輸予一儲存裝置，以儲存該按壓訊號及該脈搏訊號。

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