TWI777099B - 檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本揭示內容關於一種檢測裝置，包含感測器與處理器。感測器包含複數個感測元件。感測器用以透過該些感測元件接觸使用者手腕上的複數個部位，以取得複數個感測訊號。處理器電性連接於感測器，且用以控制該些感測元件對該些部位施加壓力，並接收感測器回傳的感測訊號。處理器在檢測週期中漸進地調整感測元件輸出的壓力。

Description

檢測裝置

本揭示內容關於一種檢測裝置，特別是根據電氣訊號取得感測數值之裝置。

脈診，是中醫師利用食指、中指、無名指等三根手指的指尖，觸按病患手腕，透過量測脈搏以進行診斷的方式。脈診為中醫四診「望、聞、問、切」中的切診。目前市面上已有「脈診儀」可檢測人體的脈搏，並整理為脈像，但是檢測效果並不精確。

本揭示內容之一態樣為一種檢測裝置，包含感測器與處理器。感測器包含複數個感測元件。感測器用以透過該些感測元件接觸使用者手腕上的複數個部位，以取得複數個感測訊號。處理器電性連接於感測器，且用以控制該些感測元件對該些部位施加壓力，並接收感測器回傳的感測訊號。處理器在檢測週期中漸進地調整感測元件輸出的壓力。

據此，透過連續且漸進地調整壓力，即可精確地取得感測訊號。此外，透過感測訊號的相對大小，將更 有利於判斷脈像對應的症狀。

100‧‧‧檢測裝置

110‧‧‧感測器

111‧‧‧第一感測元件

112‧‧‧第二感測元件

113‧‧‧第三感測元件

120‧‧‧處理器

130‧‧‧感測電路

140‧‧‧充洩氣控制單元

141‧‧‧氣管

150‧‧‧記憶單元

151‧‧‧波形資料

152‧‧‧症狀資料

160‧‧‧讀取電路

A1‧‧‧檢測平台

A2‧‧‧檢測本體

A3‧‧‧顯示螢幕

St1~St3‧‧‧感測訊號

Se1~Se3‧‧‧電性訊號

H1~H3‧‧‧部位

H1L~H3L‧‧‧部位

H1R~H3R‧‧‧部位

HP‧‧‧檢測點

I1L~I3L‧‧‧檢測圖像

I1R~I3R‧‧‧檢測圖像

I6‧‧‧檢測圖像

M0‧‧‧脈像

M1~M3‧‧‧脈像

D121‧‧‧顏色顯示資料

Dr‧‧‧第一顯示色

Db‧‧‧第二顯示色

G1~G3‧‧‧氣囊

S901~S909‧‧‧步驟

第1A圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的檢測裝置之外觀示意圖。

第1B圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的檢測裝置的結構示意圖。

第2圖為手腕上各部位及檢測圖像的示意圖。

第3圖為根據本揭示內容之部分實施例檢測出的壓力變化與脈像示意圖。

第4圖為根據本揭示內容之部分實施例檢測出的壓力變化與脈像示意圖。

第5圖為根據本揭示內容之部分實施例之壓力變化示意圖。

第6圖為根據本揭示內容之部分實施例依照顏色顯示資料轉換出檢測圖像的示意圖。

第7圖為根據本揭示內容之部分實施例所檢測出的檢測圖像示意圖。

第8A及8B圖為根據本揭示內容之部分實施例所檢測的左右手檢測圖像示意圖。

第9圖為根據本揭示內容之部分實施例的檢測流程示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

於本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」時，可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

在脈診原理中，人體手腕上有「寸、關、尺」三個部位，其中「關」部在中間，「寸、尺」則在兩旁，三個部位位於同一軸線上。此外，依據中醫醫理，左右兩手「寸、關、尺」的脈像各自對應於不同的臟腑。例如：左手「寸」代表心、左手「關」代表肝膽、左手「尺」代表腎。右手「寸」代表肺、右手「關」代表脾胃、右手「尺」代表腎。

本揭示內容的檢測裝置100能同時偵測手腕上的多個部位，同時以漸進方式調整施壓力道的大小，以精確地偵測出脈像(即，一段時間內的脈搏變化)。請參閱第1A及1B圖所示，為根據本揭示內容之部份實施例所繪示的檢 測裝置100示意圖。第1A圖為檢測裝置100的外觀示意圖，第1B圖為檢測裝置100的結構示意圖。檢測裝置100包含檢測平台A1及裝置本體A2，檢測平台A1供使用者將手腕放置其上。裝置本體A2上對應於檢測平台A1的位置設有感測器110，包含複數個感測元件111~113。裝置本體A2內部設有處理器120。處理器120電性連接於感測器110，用以執行檢測程序。

請參閱第1A、1B及2圖所示，感測器110用以透過感測元件111~113接觸使用者的手腕H上的複數個部位H1~H3(例如：前述中醫上所稱的「寸、關、尺」等三個位置)，以取得複數個感測訊號St1~St3。在部份實施例中，感測元件111~113包含壓電材料，當感測元件111~113接觸到部位H1~H3時，根據部位H1~H3上的反饋力道，感測元件111~113的電氣特性(如：電壓、電流或電阻)將因為壓電材料而改變。感測訊號St1~St3即為此變化的電氣特性。由於本領域人士能理解感測器110與處理器120之技術原理(如：發明人過去申請之專利I638145)，故在此不另贅述。

處理器120電性連接於感測器110，且用以控制感測元件111~113對部位H1~H3施加壓力，並接收感測器110回傳的感測訊號St1~St3。處理器120可根據感測訊號，確認出檢測數據(如：脈搏強弱或快慢)。處理器120控制感測元件111~113的方式將於後續段落中詳述。

請參閱第2圖所示，在部份實施例中，檢測裝置100用以分別檢測使用者的左手、右手手腕。意即，第一次 檢測時，檢測裝置100可先檢測左手的「寸、關、尺」部位H1L~H3L，接著再檢測右手的「寸、關、尺」部位H1R~H3R。此外，感測元件111~113可抵靠在該些部位H1L~H3L、H1R~H3R的整個區域上，亦可抵靠在其中一個檢測點HP上。檢測裝置100可以圖像化顯示出檢測結果(如：檢測圖像I1L~I3L及I1R~I3R)，詳細內容於後續段落中說明。

請參閱第1~3圖所示，在一個檢測週期(如：6秒鐘)中，處理器120漸進地調整感測元件111~113輸出的壓力(例如：施加的壓力由60毫米汞柱上升至240毫米汞柱)。同時，處理器120會接收感測器110回傳的感測訊號St1~St3，並將感測訊號St1~St3在檢測週期中的變化分別紀錄為脈像。如第3圖所示，測元件111~113朝部位H1~H3施加的壓力會以漸進方式提昇(例如：每一秒提昇30毫米汞柱)，且每一個感測訊號的變化將被紀錄為脈像M0。

據此，由於檢測裝置100係連續地且漸進地對部位H1~H3施壓以檢測脈搏，故能精確地紀錄脈搏的完整變化。此外，更因為檢測裝置100會同時對多個部位進行同步檢測，因此能夠一併紀錄不同部位、在同一時間點下的相對脈搏大小，以便進行更深入且精確的分析。

此外，由於本揭示內容之檢測裝置100係在檢測週期中，透過感測元件111~113不間斷地施壓，以檢測到連續的脈像變化(即，感測訊號St1~St3)，因此，透過脈像的相對大小關係，可更精確地供中醫師進行診斷分析。如第4圖所示，脈像M1~M3分別為不同測試者在相同測試條 件下的脈搏變化。脈像M1~M3會隨著患者的性別、年齡與身體狀況而有差異，因此，透過紀錄連續的脈像變化，方能透過相對的大小，避免判斷上的偏差。同時，也可檢測出特殊的脈像(如：滑脈、豆脈、芤脈)。

前述「漸進地」調整壓力，係指感測元件111~113所施加的壓力會從初始數值逐步上升(或下降)，而未中斷施壓。壓力的調整可為步階變化(如：第0~1秒為60毫米汞柱、第1~2秒為90毫米汞柱)、亦可為線性式的變化(如：第1~2秒中，壓力從60毫米汞柱逐漸上升為90毫米汞柱)。

在部份實施例中，感測元件110包含第一感測元件111、第二感測元件112及第三感測元件113。感測元件111~113分別被氣囊G1~G3所帶動位移，進而朝部位H1~H3施壓。例如：第一感測元件111用以對第一部位H1施加第一壓力。第二感測元件112用以對第二部位H2施加第二壓力。第三感測元件113用以對第三部位H3施加第三壓力。第一感測元件111、第二感測元件112及第三感測元件113之構型及位置分別對應於該些部位H1~H3，使得該些感測元件111~113能同時接觸在部位H1~H3，而不互相牴觸。

在部份實施例中，感測元件111~113還分別包含由壓電材料所製成的壓電薄膜。例如：感測元件111~113上用以接觸部位H1~H3的表面貼覆有壓電薄膜。當感測元件111~113被處理器120控制，而朝該些部位H1~H3方向位移且施壓時，壓電薄膜用以根據對應部位H1~H3的反饋力，產生電性訊號Se1~Se3(如：電壓)。

在部份實施例中，檢測裝置100還包含感測電路130。感測電路130電性連接於感測元件111~113，以接收電性訊號Se1~Se3，並將電性訊號Se1~Se3轉換為感測訊號St1~St3。處理器120接收感測電路130傳來的感測訊號St1~St3後，即可判斷出脈搏大小，並整理為脈像。在其他部份實施例中，感測電路130包含轉換電路(如：類比數位資料轉換器ADC(Analog to Digital Converter))，用以將電性訊號Se1~Se3由類比形式轉換為數位形式，並輸出感測訊號至處理器120。

在部份實施例中，檢測裝置100還包含充洩氣控制單元140。處理器120係傳送控制訊號Sc至充洩氣控制單元140，使得充洩氣控制單元140透過氣管141輸出對應的氣壓至氣囊G1~G3(如：控制氣管141上氣閥的充放氣大小)，以分別推動不同感測元件111~113朝下位移且施壓。在部份實施例中，感測元件111~113係活動地安裝於感測器110內的軌道，使得感測元件111~113能隨著氣囊G1~G3內壓力的變化，而被朝下推動位移。

請參閱第5圖所示，為檢測裝置100於檢測週期中，控制第一壓力的示意圖。在部份實施例中，處理器120將第一壓力依序控制於複數個加壓值P1~P5中。該些加壓值P1~P5隨著加壓時間T0~T5逐漸遞增，且每個加壓值P1~P5的持續時間相同(即，第4圖中每個加壓時間點T1~T5的時間間隔)。同理，處理器120亦可於檢測週期中，將第二壓力及第三壓力以漸進方式調整。

在部份實施例中，處理器120除了控制該些感測元件111~113的加壓值外，還會同步紀錄時間。意即，處理器120將紀錄第一感測元件111被分別控制於不同加壓值P1~P5時的加壓時間T0~T5(如：可紀錄時間的長度或時刻)，且紀錄對應於該些加壓時間T0~T5的感測訊號之大小。在其他部份實施例中，檢測裝置100還在顯示面板A3上顯示出當前的施壓時間、或剩餘的檢測週期時間(如：顯示「距離檢測結束還剩4秒」)。

在其他部份實施例中，處理器120亦可使用線性變化的方式，漸進地提昇感測元件111~113的壓力。處理器120可紀錄第一壓力的變化速度(如：壓力隨時間變化的斜率)，以及紀錄第一感測元件111於檢測週期中的位移距離(即，第一感測元件111接觸到部位H1後的下壓距離)。

請參閱第2圖所示，檢測裝置100還包含記憶單元150。記憶單元150電性連接於處理器120，且用以儲存複數個波形資料151及對應的複數個症狀資料152。波形資料151為各種不同的脈像資料檔，症狀資料152則分別對應於至少一個波形資料151，用以紀錄可能的症狀。處理器120用以將感測訊號St1~St3與多個波形資料151相比對，以取得與感測訊號St1~St3相對應的至少一波形資料152，且取得與至少一波形資料151相對應的症狀資料152。

舉例而言，若其中一筆波形資料151的脈像為「體質脈」，則對應的症狀資料152可為「裡虛」、「裡熱」，或者「心悸」、「失眠」、「排便不順」等。在其他部份實 施例中，症狀資料152內尚可包含對應的食療建議，例如：「天麻什錦粥」、「龍眼冰糖茶」的食譜。因此，若檢測裝置120測量發現感測訊號St1~St3的脈像所對應的症狀為「裡虛」、「裡熱」，則可透過顯示螢幕A3，直接呈現出食療建議。

在部份實施例中，檢測裝置100還包含讀取電路160。讀取電路160可為USB介面電路、或者無線網路電路，用以與外界進行資料傳輸，以便使用者儲存檢測結果。

請參閱第6圖所示，在部份實施例中，處理器120還用以根據感測訊號St1~St3產生複數個檢測圖像。處理器120可以不同顏色來紀錄感測訊號St1~St3之大小。處理器120可根據顏色顯示資料D121，將紀錄到的感測訊號以圖像化方式呈現。例如：紅色為檢測到強烈脈搏、藍色為微弱脈搏等。如第6圖所示，顏色顯示資料D121包含第一顯示色Dr及第二顯示色Db。第一顯示色Dr及第二顯示色Db分別屬於不同色系，例如第一顯示色Dr為紅色、第二顯示色Db為藍色。第一顯示色Dr及第二顯示色Db分別對應於感測訊號St1~St3的不同強度，使得處理器120可根據第一顯示色Dr及第二顯示色Db，將感測訊號St1~St3轉換為顏色顯示，如第6圖所示的檢測圖像I6。

請參閱第1A、1B、2及7圖，第7圖為根據本揭示內容的部份實施例，對部位H1進行檢測後取得的檢測圖像示意圖。第7圖中之數字代表第一感測元件111施加的壓力強度(毫米汞柱)，圖中的色塊區域則為檢測圖像。由檢測圖像I71~I78的面積，可得知檢測到脈搏的區域。由圖像I71 ~I78的灰階(或顏色)，可得知檢測到脈搏的強弱。

請參閱第8A及8B圖所示，分別為檢測左手、右手脈像後得到的檢測圖像。檢測圖像I1L對應於左手之部位H1 L(如：「寸」)、檢測圖像I2L對應於左手之部位H2 L(如：「尺」)、檢測圖像I3L對應於左手之部位H3L(如：「關」)。同樣地，檢測圖像I1R對應於右手之部位H1R(如：「寸」)、檢測圖像I2R對應於右手之部位H2R(如：「尺」)、檢測圖像I3R對應於右手之部位H3R(如：「關」)。

請參閱第9圖所示，為便於理解，在此以流程圖的方式，說明檢測裝置100執行的步驟如下。首先，在步驟S901中，檢測裝置100判斷使用者的手腕是否已定位於檢測平台A1上。在部份實施例中，檢測平台A1上可設有偵測元件，以確認手腕的定位。在步驟S902中，處理器120判斷是否開始新的檢測流程。意即，若處理器120在當前的一段預定時間之前(如：1分鐘內)並未執行過檢測，則視為新的檢測流程將開始。此時，在步驟S903中，處理器120控制感測器110朝下位移，以抵靠到使用者手腕H上，且感測元件111~113接觸到部位H1~H3。

在步驟S904中，處理器120透過充洩氣控制單元140帶動感測器110，使得感測器110連續且漸進地對部位H1~H3施壓。在步驟S905中，處理器120將接收感測器110回傳的感測訊號St1~St3，並紀錄感測元件111~113的施壓力道、位移深度、脈搏變化速度、感測區域面積。

在步驟S906中，處理器120紀錄前述資料， 並判斷是否雙手都已完成檢測。若是，則在步驟S907中顯示出檢測結果。例如：以圖像化顯示脈像，或者顯示出對應的食療建議，以供使用者參考。

前述各實施例中的各項元件、方法步驟或技術特徵，係可相互結合，而不以本揭示內容中的文字描述順序或圖式呈現順序為限。

雖然本發明內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧檢測裝置

110‧‧‧感測器

120‧‧‧處理器

140‧‧‧充洩氣控制單元

141‧‧‧氣管

A1‧‧‧檢測平台

A2‧‧‧檢測本體

A3‧‧‧顯示螢幕

Claims (10)

1. 一種檢測裝置，包含：一感測器，包含複數個感測元件，其中該感測器用以透過該些感測元件接觸使用者的手腕的複數個部位，以取得複數個感測訊號；以及一處理器，電性連接於該感測器，且用以控制該些感測元件對該些部位施加壓力，並接收該感測器回傳的該些感測訊號，其中該處理器更用以：在一檢測週期中連續漸進地調整該些感測元件輸出的壓力；以及控制該些感測元件在一檢測週期中輸出的壓力以步階式依據複數個加壓值漸進地增加，該些加壓值包含60毫米汞柱至240毫米汞柱之間的十個相異加壓值，該感測元件輸出的壓力在其中一個加壓值維持一持續時間，並以步階式變化至另一個加壓值維持該持續時間。
2. 如請求項1所述之檢測裝置，其中該些感測元件包含：一第一感測元件，用以對該些部位中的一第一部位施加一第一壓力；一第二感測元件，用以對該些部位中的一第二部位施加一第二壓力；以及一第三感測元件，用以對該些部位中的一第三部位施加一第三壓力。
3. 如請求項2所述之檢測裝置，其中在該檢測週期中，該處理器係將該第一壓力依序控制於該些加壓值，且該些加壓值逐漸遞增。
4. 如請求項3所述之檢測裝置，其中該些加壓值的時間長度相同。
5. 如請求項4所述之檢測裝置，其中該處理器用以紀錄該第一感測元件被控制於該些加壓值時的複數個加壓時間及對應於該些加壓時間的該些感測訊號。
6. 如請求項5所述之檢測裝置，其中該處理器還用以紀錄該第一壓力的一變化速度，以及該第一感測元件於該檢測週期中的一位移距離。
7. 如請求項6所述之檢測裝置，其中該些感測元件分別包含由壓電材料所製成的一壓電薄膜，該壓電薄膜用以根據該些部位的反饋力，產生複數個電性訊號；該檢測裝置還包含：一感測電路，電性連接於該些感測元件，以接收該些電性訊號，並轉換為該些感測訊號。
8. 如請求項1所述之檢測裝置，其中該處理器 還用以根據該些感測訊號產生複數個檢測圖像，且該些檢測圖像中係以不同顏色紀錄該些感測訊號之大小。
9. 如請求項1所述之檢測裝置，還包含：一記憶單元，電性連接於該處理器，且用以儲存複數個波形資料及對應的複數個症狀資料，其中該處理器用以將該些感測訊號與該些波形資料相比對，以取得與該些感測訊號相對應的至少一波形資料，且取得與該至少一波形資料相對應的症狀資料。
10. 如請求項1所述之檢測裝置，還包含：一充洩氣控制單元，用以控制一氣囊的壓力，以帶動該些感測元件。

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