TWI803240B

TWI803240B - 生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統

Info

Publication number: TWI803240B
Application number: TW111109138A
Authority: TW
Inventors: 李世婕; 藍峻彬; 鍾易軒; 熊彥翔
Original assignee: 英華達股份有限公司
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-05-21
Also published as: WO2023142707A1; TW202329882A; CN114305443A

Abstract

本發明揭露一種生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統。生理特徵偵測裝置包含帶體、心電感測器、動作感測器及處理模組。帶體用以設置於使用者的身體。心電感測器用以感測使用者的心臟的電生理狀態，並產生心電感測資訊。動作感測器用以感測使用者的姿態，並產生動作感測資訊。處理模組能依據先後接收的多筆動作感測資訊，判斷使用者的姿態是否改變，且處理模組判定使用者的姿態改變時，處理模組將依據心電感測資訊，判斷使用者是否發生心律不整的情況。當處理模組判定使用者發生心律不整的情況，則發出心律異常警示資訊。

Description

生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統

本發明涉及一種生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統，特別是一種用來設置於使用者身體上的生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統。

對於長期需要臥床的病患而言，必須定時地透過相關人員進行翻身，否則容易出現褥瘡、壓瘡等問題，在實務中，長期臥床的病患，由平躺的姿勢突然轉換姿勢時，容易發生心律不整的問題。但協助病患翻身的看護人員，難以察覺病患發生心律不整的情況，而可能導致嚴重的後果。

本發明公開一種生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統，主要用以改善現有相關技術中，相關人員不容易察覺，需要長期臥床的病患，在翻身的過程中，發生心律不整的情況。

本發明實施例在於提供一種生理特徵偵測裝置，其用以提供一使用者穿戴，生理特徵偵測裝置包含：一帶體、一心電感測器、一動作感測器及一處理模組。帶體用以固定於使用者的身體；心電感測器設置於帶體，心電感測器用以感測使用者的心臟的電生理狀態，並產生相應的一心電感測資訊；動作感測器設置於帶體，動作感測器用以感測使用者的姿態，並產生相應的一動作感測資訊；處理模組設置於帶體，處理模組電性連接心電感測器及動作感測器，處理模組能接收心電感測資訊及動作感測資訊；其中，當處理模組依據先後接收的多筆動作感測資訊，判定使用者的姿態改變時，處理模組將控制心電感測器作動，並接收心電感測資訊；當處理模組依據心電感測資訊判定使用者發生心律不整的情況時，則發出一心律異常警示資訊。其中，動作感測器為三軸加速度傳感器，動作感測資訊包含一X軸重力資料、一Y軸重力資料、一Z軸重力資料；處理模組能依據一預設翻身時程資訊，每間隔一預設間隔時間，即執行一次一翻身監控程序：依據一預定時間內所接收的所有動作感測資訊，判斷使用者的姿態是否改變；當處理模組判定使用者的姿態於預定時間內沒有改變時，處理模組將發出一未翻身警示資訊。其中，處理模組執行翻身監控程序時，若處理模組判定使用者狀態改變，則利用Z軸重力資料，計算出一翻身角度，並判斷翻身角度是否介於一預設角度範圍；若判定翻身角度不介於預設角度範圍，則發出一未達預定角度警示資訊，以提示使用者翻身角度不在預設角度範圍內；若判定翻身角度位於預設角度範圍內，則利用心電感測器所傳遞的心電感測資訊，判斷使用者是否發生心律不整的情況。

本發明實施例在於提供一種生理特徵偵測系統，其包含：一偵測程式及至少一個本發明的生理特徵偵測裝置。偵測程式能被一電子裝置執行；處理模組能與執行有偵測程式的電子裝置通訊連線，處理模組能傳遞心電感測資訊、動作感測資訊及心律異常警示資訊至執行有偵測程式的電子裝置，而偵測程式能將心電感測資訊及動作感測資訊儲存於電子裝置，且偵測程式能控制電子裝置顯示心電感測資訊、動作感測資訊中的至少一個；當執行有偵測程式的電子裝置接收異常警示資訊時，偵測程式能控制電子裝置執行顯示異常警示資訊、發出聲音、產生震動、發出光束中的至少一種動作。

本發明實施例在於提供一種照護系統，其包含：多個本發明的生理特徵偵測裝置及一使用者操作程式，使用者操作程式用以提供一電子裝置執行；各個生理特徵偵測裝置能與執行有使用者操作程式的電子裝置通訊連線，而各個生理特徵偵測裝置能傳遞一使用者資訊、心電感測資訊及動作感測資訊，至執行有使用者操作程式的電子裝置，而使用者操作程式能控制電子裝置顯示各個使用者資訊及對應於各個使用者資訊的心電感測資訊及動作感測資訊。

綜上所述，本發明的生理特徵偵測裝置、生理特徵偵測系統及照護系統，通過心電感測器、動作感測器及處理模組的相互配合，及利用心電感測器的心電感測資訊，判斷使用者是否發生心律不整等設計，可以在穿戴有生理特徵偵測裝置的使用者姿態改變時，即時地對其進行心律偵測，並在發現使用者發生心律不整的情況時，發出心律異常警示資訊，從而讓相關醫護人員可以即時地發現穿戴有生利特徵偵測裝置的使用者發生心律不整的問題。

100:生理特徵偵測系統

1:偵測程式

2:生理特徵偵測裝置

21:帶體

22:心電感測器

221:心電感測資訊

222:電極片結構

223:電線

224:電極貼片

23:動作感測器

231:動作感測資訊

2311:X軸重力資料

2312:Y軸重力資料

2313:Z軸重力資料

24:處理模組

241:心律異常警示資訊

242:姿態資訊

243:預設翻身時程資訊

244:翻身偵測結果資訊

245:未翻身警示資訊

246:久臥警示資訊

247:計時資訊

248:未達預定角度警示資訊

249:記錄資訊

250:心肌炎警示資訊

251:使用者資訊

26:溫度感測器

261:溫度感測資訊

A、B:電子裝置

200:照護系統

3:使用者操作程式

圖1為本發明一實施例的生理特徵偵測系統的方塊示意圖。

圖2為本發明一實施例的生理特徵偵測裝置的示意圖。

圖3為本發明一實施例的生理特徵偵測裝置設置於使用者身上的示意圖。

圖4為三軸加速度傳感器的X、Y、Z軸重力資料與時間的圖表示意圖。

圖5為本發明一實施例的照護系統的方塊示意圖。

請參閱圖1及圖2，本實施例的生理特徵偵測系統100包含一偵測程式1及一生理特徵偵測裝置2。偵測程式1能被一電子裝置A執行。在實際應用中，電子裝置A可以是智慧型手機、各式電腦、伺服器等，而偵測程式1可以是能被智慧型手機、電腦執行的應用程式，但不以此為限。在一實施例中，生理特徵偵測裝置2可以與兩種以上的電子裝置A相連線，其一電子裝置A是穿戴有生理特徵偵測裝置2使用者的家屬的手機、平板電腦等，另一電子裝置A是護理站的電腦、手機、平板電腦等。

生理特徵偵測裝置2包含：一帶體21、一心電感測器22、一動作感測器23及一處理模組24。帶體21用以固定於使用者的身體。心電感測器22設置於帶體21，其用以感測使用者的心臟的電生理狀態，並產生相應的心電感測資訊221。參圖2，在一實施例中，心電感測器22包含有兩個電極片結構222、一電線223及一電極貼片224，兩個電極片結構222設置於帶體21，電線223的一端設置於帶體21，其另一端連接電極貼片224，兩個電極片結構222及電線223分別與處理模組24(或是心電感測器22的處理器)電性連接。

如圖3及圖4所示，使用者將帶體21穿戴於腰部時，電極片結構222對應貼附於使用者的肚臍的兩旁，而電極貼片224貼附於使用者的心臟周圍。通過電極片結構222、電線223及電極貼片224的設計，可以有效地量測到使用者的心臟的電生理狀態，而處理模組24則能依據心電感測資訊221，得到使用者的平均心率及心電圖。

動作感測器23設置於帶體21，其用以感測使用者的姿態，並產生相應的動作感測資訊231。處理模組24設置於帶體21，並電性連接心電感測器22及動作感測器23，處理模組24接收心電感測資訊221及動作感測資訊231。

處理模組24能與電子裝置A通訊連線，且其能傳遞心電感測資訊221及動作感測資訊231至電子裝置A；偵測程式1能將心電感測資訊221及動作感測資訊231儲存於電子裝置A，且偵測程式1能控制電子裝置A顯示心電感測資訊221、動作感測資訊231中的至少一個。

需說明的是，生理特徵偵測裝置2與電子裝置A可以通過無線傳輸技術(例如藍牙、WI-FI^®等)進行通訊連線，但不以此為限，在不同的實施例中，生理特徵偵測裝置2與電子裝置A可以是通過遠端伺服器而相互連線。

處理模組24依據先後接收的多筆動作感測資訊231，判斷使用者的姿態是否改變，且處理模組24判定使用者的姿態改變時，處理模組24執行心律監控程序：控制心電感測器22作動，並利用心電感測器22所傳遞的心電感測資訊221，判斷使用者是否發生心律不整的情況。

當處理模組24判定發生心律不整的情況，發出心律異常警示資訊241至電子裝置A；電子裝置A接收心律異常警示資訊241時，偵測程式1控制電子裝置A顯示心律異常警示資訊241，而相關人員則可以觀看到類似「目前偵測到使用者心律不整」等內容。此外，偵測程式1接收心律異常警示資訊241時，偵測程式1還可以控制電子裝置A執行震動、發出光束及發出預定聲音(例如：偵測到心律不整)中的至少一種動作。

依上所述，本實施例的生理特徵偵測裝置2，通過心電感測器22及動作感測器23的設置，配合心律監測程序等設計，可以在使用者姿態改變時，對使用者進行心電偵測，據以即時地判斷使用者是否出現心律不整的問題，並於發現心律不整的問題時，發出心律異常警示資訊241，以協助相關照護人員瞭解使用者即時的心律狀態。

在一實施例中，動作感測器23是三軸加速度傳感器，而動作感測資訊231包含X軸重力資料2311、Y軸重力資料2312及Z軸重力資料2313。請參圖4，處理模組24能依據X軸重力資料2311、Y軸重力資料2312及Z軸重力資料2313，判斷使用者是處於平躺狀態、左躺狀態、右躺狀態或坐起狀態。

在實際應用中，處理模組24依據動作感測資訊231判斷出穿戴生理特徵偵測裝置2的使用者當前狀態(平躺狀態、左躺狀態、右躺狀態或坐起狀態)後，處理模組24傳遞姿態資訊242至電子裝置A，偵測程式1將姿態資訊242儲存於電子裝置A並控制電子裝置A顯示姿態資訊242。

在一實施例中，處理模組24可依據預設翻身時程資訊243，每間隔一預設間隔時間(例如30分鐘，但不以此為限)執行翻身監控程序：依據預定時間內所接收的動作感測資訊231，判斷使用者的姿態是否改變。預設翻身時程資訊243可以是由電子裝置A傳遞至處理模組24，或者，生理特徵偵測裝置2包含有輸入裝置(例如按鈕等)，而使用者可以通過操作輸入裝置以產生預設翻身時程資訊243。該預設翻身時程資訊243中包含有預設時間，也可以包含有翻身方向(例如左翻、右翻等)。

當處理模組24執行翻身監控程序，而依據先後接收的多筆動作感測資訊231，判定使用者的姿態改變時，處理模組24執行心律監控程序；使用者翻身時發生心律不整的情況，相關人員即可以通過電子裝置A得知。

在一實施例中，處理模組24執行翻身監控程序後，還可以進行記錄程序：將執行翻身監控程序後的結果記錄為翻身偵測結果資訊244，且處理模組24能將翻身偵測結果資訊244傳遞至電子裝置A，而相關人員可於電子裝置A觀看翻身偵測結果資訊244，據以瞭解穿戴有生理特徵偵測裝置2的使用者是否於表定的時間進行特定方向的翻身。

當處理模組24執行翻身監控程序，判定使用者的姿態沒有依照預設翻身時程資訊243的時程於預定時間內改變時，處理模組24發出未翻身警示資訊245至電子裝置A，而相關人員則能於電子裝置A顯示未翻身警示資訊245。

在一實施例中，處理模組24執行翻身監控程序，而判定使用者的姿態於預定時間內已經改變時，處理模組24執行計時程序：開始計時，並在計時超過預設姿態維持時間(例如是120分鐘，但不以此為限)時，傳遞久臥警示資訊246至電子裝置A；電子裝置A顯示久臥警示資訊246。

處理模組24執行計時程序後，可以產生計時資訊247，且處理模組24能將計時資訊247傳遞至電子裝置A，偵測程式1將計時資訊247儲存於電子裝置A，且偵測程式1能控制電子裝置A顯示計時資訊247；當相關人員利用執行有偵測程式1的電子裝置A顯示計時資訊247時，例如可以觀看到類似「當前姿態及維持時間：平躺32分鐘」等內容。

在一實施例中，處理模組24執行翻身監控程序時，處理模組24是執行以下步驟：一狀態轉換步驟：依據一預定時間內所接收的所有動作感測資訊231，判斷使用者的姿態是否改變，例如：由平躺狀態改變為右躺狀態或左躺狀態；若處理模組24判定使用者有狀態改變，則處理模組24將利用Z軸重力資料2313，計算出一翻身角度θ，並執行以下步驟：翻身角度判斷步驟：判斷翻身角度θ是否介於一預設角度範圍；若判定翻身角度θ超出預設角度範圍，則發出一未達預定角度警示資訊248，以提示使用者翻身角度θ不在預設角度範圍中。相反地，若判定翻身角度θ位於預設角度範圍內，則執行心律監控程序。

具體來說，翻身角度θ為XZ平面旋轉角度，坐起角度φ為ZY平面旋轉角度。翻身角度θ、坐起角度φ與動作感測資訊231的關係為：X軸重力資料=重力常數*sinθcosφ；Y軸重力資料=(-1)*重力常數*sinθsinφ；Z軸重力資料=重力常數*cosθ。

處理模組24接收動作感測資訊231後，可以是利用關係式：翻轉角度θ=arcos(Z軸重力資料/重力常數)，來計算出翻轉角度θ，並可帶入推導出坐起角度φ。預設角度範圍例如介於85~95度，可依據需求設計，於此不加以限制。

處理模組24通過動作感測資訊231，不但會判斷使用者是否依據預設翻身時程進行預設方向的翻身動作外，還會進一步判斷使用者的翻身角度是否位於預設角度範圍。舉例來說，預設翻身時程是15點30分向左翻身90度，處理模組24通過分析於15點25~35分所收到的動作感測資訊231，來判斷使用者是否進行向左翻身90度的動作；若判定使用者沒有進行向左翻身，或是有向左翻身但翻身角度未達90度，則處理模組24向電子裝置A發出未翻身警示資訊245或未達預定角度警示資訊248。

在一實施例中，處理模組24能執行一拍背偵測步驟：依據多筆動作感測資訊231所分別包含的多筆X軸重力資料2311之間的差值、多筆Y軸重力資料2312之間的差值或多筆Z軸重力資料2313之間的差值，判斷使用者是否被拍背。若多筆X軸重力資料2311之間的差值、多筆Y軸重力資料2312之間的差值或多筆Z軸重力資料2313之間的差值介於一預設範圍之間震盪，則處理模組24判定使用者被拍背，並將產生相應的一記錄資訊249至執行有偵測程式1的電子裝置A，偵測程式1則會將記錄資訊249儲存於電子裝置A，且偵測程式1能控制電子裝置A顯示記錄資訊249。具體來說，若處理模組24判斷先後接收的Z軸重力資料彼此間的差值介於0g~0.5g之間規律震盪，則處理模組24將判定使用者被拍背。舉例來說，處理模組24先後接收的Y軸重力資料2312介於-0.3g~-1g，且先後接收的Z軸重力資料2313之間的差值介於0g~0.5g間規律震盪，代表使用者處於左躺狀態，且醫護人員對使用者進行拍背的狀態；處理模組24先後接收的Y軸重力資料2312介於0.3g~1g，且接收的Z軸重力資料2313之間的差值介於0g~0.5g間規律震盪，則代表使用者處於右躺狀態，且醫護人員對使用者進行拍背的狀態。上述僅以Z軸重力資料2313規律震盪作為拍背判斷之示例，但不以此為限制，在一實施例中，亦可以於處理模組先後接收的X軸重力資料或Y軸重力資料之間的差值介於0g~0.5g間規律震盪時，判斷醫護人員對使用者進行拍背的狀態。其中，g為重力常數值。

本實施例的生理特徵偵測裝置2通過動作感測器23、預設翻身時程資訊243、處理模組24所執行的翻身監控程序、翻身角度判斷步驟及拍背偵測步驟等設計，可以有效地偵測、判斷使用者是否於預設的時間向預設的方向翻身，且使用者是否被拍背，如此，可以有效地提醒相關醫護人員，準時地對穿戴有生理特徵偵測裝置2的使用者進行翻身及拍背，且處理模組24執行各程序及步驟時，都會進行相關記錄，或是向電子裝置A發送相關的警示資訊，因此，相關醫護人員將難以進行記錄造假，而病患家屬將可以簡單地通過電子裝置A來觀看相關護理人員是否準時地協助病患翻身及拍背。

在其中一實施例中，生理特徵偵測裝置2還可以包含溫度感測器26以感測使用者的體溫，並產生相應的溫度感測資訊261。處理模組24電性連接溫度感測器26並接收溫度感測資訊261，且處理模組24能依據溫度感測資訊261判斷使用者的體溫是否超過一預設溫度。

當處理模組24依據溫度感測資訊261，判定使用者的體溫超過預設溫度時，處理模組24將執行心律監控程序，並於判定使用者發生心律不整的情況時，將發出心肌炎警示資訊250，藉此，提醒相關人員穿戴有生理特徵偵測裝置2的使用者可能發生心肌炎的問題。

在實際應用中，處理模組24能將溫度感測資訊261傳遞至電子裝置A，且偵測程式1能控制電子裝置A顯示溫度感測資訊261。

請參閱圖5，其顯示為本實施例的照護系統200的示意圖。照護系統200適用於長照機構、醫療院所，照護系統200包含多個生理特徵偵測裝置2及一使用者操作程式3。關於各個生理特徵偵測裝置2的詳細說明，請參閱前述實施例。使用者操作程式3用以提供一電子裝置B執行。該電子裝置B例如是長照機構或醫療院所的護理站的電腦，但不以此為限。

各個生理特徵偵測裝置2能與電子裝置B通訊連線，而各個生理特徵偵測裝置2能傳遞一使用者資訊251(例如:使用者姓名、性別等，用來識別使用者身份的資料)、心電感測資訊221、動作感測資訊231及前述實施例中的各種資訊至電子裝置B，而使用者操作程式3能控制電子裝置B顯示各個使用者資訊251及對應於各個使用者資訊251的心電感測資訊221及動作感測資訊231。

也就是說，護理站的電腦(即電子裝置B)顯示各個生理特徵偵測裝置2所傳遞的使用者資訊251、心電感測資訊221、動作感測資訊231等各種資訊時，而護理人員可以於護理站的電腦，直接觀看到病患的姓名(使用者資訊251)、即時姿態(平躺、左躺、右躺、坐起)、心電資料(心跳、心電圖)、體溫、前次拍背的時間、下次需要翻身的時間等內容，以及處理模組24所產生的任何警示資訊。