TWM447213U - 穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置 - Google Patents

Description

穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置

本創作係一種穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，尤指一種藉由量測使用者之心律以分析其情緒狀態，並產生回饋訊號，用以舒緩使用者憂鬱或焦慮之情緒者。

按，隨現代化生活型態的轉變，社會中銀髮族獨居的情況持續增加；銀髮族於面臨獨自孤寂生活、兒女嫁娶離家等生活型態的改變時，可能會因孤單無助、失去自主權等而變得憂鬱消極，除了少子化社會對銀髮族帶來的衝擊外，科技快速發展使原本簡單、規律的生活，變得繁複與多變，故對銀髮族而言，此變化容易造成其生活與社會環境脫節，進而產生心理上的焦慮不安。

據查，長期處於焦慮之情緒下，將影響其家庭、人際、工作、學習、飲食、睡眠及健康，多數時候將感到注意力難以集中和記憶力減退，且容易表現出迴避社交場合和社交活動，長期累積之下，將對身體機能產生帶來負面之影響，而引致重大疾病；除了生理方面退化外，情緒障礙則是另一個銀髮族常見的心理問題，憂鬱(depression)和焦慮(anxiety)係高齡者最常見的不良情緒狀況；憂鬱與焦慮係屬心理失調的狀態；憂鬱 的特徵為心情憂傷及寂寞、自尊降低及自責、心理及身體動作遲緩、人際關係退縮、尋死之傾向等；而焦慮係主觀持續性地感受到恐懼、害怕、牽掛、總預期將發生不測之事之妄想；除了精神上的感受外，或出現身體器官不適症狀，如腸胃不適、心悸、呼吸困難等；因此，日常生活中的自我情緒管理對銀髮族而言相當重要，如何調適與控制銀髮族的情緒，使其擺脫憂鬱、焦慮及消極態度，係值得省思且急需解決的問題。

習用提供一種連續ECG(Electrocardiograph，心電圖)監測系統，其係強調24小時不分晝夜的連續式監控功能，如長時間監測病患心跳、睡眠品質和精神狀態等；然而，對銀髮族而言，他們並非完全無行為能力，並不需要時時刻刻監測其生理狀況，其將對銀髮族造成心理壓力，且易產生負面情緒；多數心電圖系統多係採用濕式電極，不僅不適合外出攜帶，長期將電極貼在身上，無法讓皮膚適時的透氣，將造成皮膚紅腫發炎，甚至發生過敏反應；且濕式電極是一種消耗性的材料，使用一段時間即須更換，長久下來耗材的負擔費用，將造就一筆可觀的金錢成本。

再者，習用另提供一種生理機能監測裝置，係監控使用者之心電圖、心跳、心肺音、呼吸、血氧濃度、體溫、汗溼程度、血壓、肌電圖、人體電阻、人體生物元素含量以及肢體動作等資訊，並將所述資訊之量測結果呈現於一顯示螢幕，供醫護人 員或家屬監測之；惟其並無法偵測使用者之情緒，亦無法供使用者穿戴，且該生理機能監測裝置往往體積極為龐大，故不利於攜帶，而若為持續監控使用者，而令使用者行動範圍受限，更容易讓使用者產生焦躁之情緒，若使用者因情緒焦慮而引發疾病，或行為產生偏差，將無法透過該生理機能監測裝置而知會醫護人員或家屬以即時舒緩並制止之，其將影響使用者之健康安全，且易造成醫護人員及家屬之困擾。

有鑑於此，本創作人特地針對ECG監測系統及生理機能監測裝置加以研究及改良，期以一較佳設計改善上述問題，並在經過長期研發及不斷測試後，始有本創作之問世。

緣是，本創作係為解決習用之ECG(Electrocardiograph，心電圖)監測系統係24小時連續式監控，將對銀髮族造成心理壓力，且易產生負面情緒；連續型心電圖系統之濕式電極，無法讓皮膚適時的透氣，將造成皮膚紅腫發炎、引發過敏反應、且其係屬耗材，長期之下將累積大量之成本；而習用之生理機能監測裝置，無法偵測使用者之情緒，亦無法供使用者穿戴、不利於攜帶，因而令使用者行動範圍受限，導致容易讓使用者產生焦躁之情緒，將影響使用者之健康安全，且亦造成醫護人員及家屬之困擾等缺失。

為達致以上目的，吾等創作人提供一種穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其包含：一穿戴本體，其設有至少一ECG(Electrocardiography，心電圖)量測模組，該ECG量測模組係檢測心律並產生一ECG訊號；一HRV(Heart rate variability，心率變異度)分析模組，其與該ECG量測模組呈電性連結，該HRV分析模組係接收並分析所述ECG訊號，並傳輸一對應所述ECG訊號之情緒值；以及，一生理回饋模組，其連結於該HRV分析模組，該生理回饋模組設有一情緒定值，該生理回饋模組係接收該情緒值，並於所述情緒值符合該情緒定值時對應輸出一回饋訊號者。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該ECG量測模組更設有一第一電極及一第二電極，且該穿戴本體為衣物，所述第一電極及第二電極係設於該穿戴本體之適處。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該第一電極及第二電極係設於該穿戴本體於使用者之手部可搆及之處。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該穿戴本體更設有衣襬，且所述第一電極及第二電極係設於所述之衣襬。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該第 一電極及第二電極為乾式電極。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該生理回饋模組更設有一記憶單元，其該記憶單元係用以儲存所述之情緒值。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，該生理回饋模組更設有一遠端傳輸單元，該遠端傳輸單元連結一遠端主機，該遠端傳輸單元係將所述情緒值傳輸至該遠端主機。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該穿戴本體為衣物，該穿戴本體更設有一口袋，且該ECG量測模組、HRV分析模組及生理回饋模組係設於所述穿戴本體之口袋內。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該生理回饋模組更設有一音訊播放單元，該生理回饋模組係藉由該音訊播放單元輸出所述回饋訊號，且該音訊播放單元設於該穿戴本體表面，而所述回饋訊號係聲音訊息或紓壓音樂。

據上所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該生理回饋模組更設有一顯示螢幕，該生理回饋模組係藉由該顯示螢幕輸出所述回饋訊號，該顯示螢幕係對應呈現所述心律、ECG訊號及情緒值。

藉由上述設置，本創作透過使用者接觸ECG量測模組之第一及第二電極，以擷取使用者之心律，並即時進行HRV分析之以判定使用者情緒狀態，所述第一及第二電極係設於該穿戴本體之使用者手部可搆及之處，利用自主式情緒管理的概念，讓使用者以非連續的方式使用本創作，意即，係於具有需求時方須進行操作所述第一及第二電極，且第一及第二電極為乾式電極，因此皮膚無需長期與電極接觸，可大幅降低過敏發生的機會，並能減少ECG量測模組及HRV分析模組於分析、運算處理時之電力耗損，較於習用連續式監控系統之ECG監測系統更為節能；並於情緒值符合該情緒定值時，該生理回饋模組以聽覺或視覺之方式提供生理回饋功能，如：以聲音訊息或紓壓音樂以舒緩其負面情緒；亦可藉由該顯示螢幕呈現其心跳、ECG及情緒值。

本創作亦可藉由記憶單元儲存所述之情緒值，及透過遠端傳輸單元將所述情緒值傳輸至該遠端主機，以利醫護人員或家屬追蹤監控，以了解該使用者之情緒狀態；綜觀上述，顯見本創作確實具有舒緩使用者情緒、減輕家屬照顧的負擔、提供醫護人員或家屬於監控時之便利性及促進相關醫療照護產業之發展之功效者。

本創作係一種穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其實施手段、特點及其功效，茲舉數種較佳可行實施例並配合圖式於下文進行詳細說明，俾供鈞上深入瞭解並認同本創作。

首先，請參閱第一圖至第五圖所示，其係本創作之第一實施例，本創作係一種穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其包含：一穿戴本體1，其係為衣物，該穿戴本體1設有至少一ECG(Electrocardiography，心電圖)量測模組2，該ECG量測模組2設有一第一電極21及一第二電極22，該第一電極21及第二電極22為乾式電極，所述第一電極21及第二電極22係設於該穿戴本體1於使用者之手部可搆及之處；該穿戴本體1更設有衣襬11，且所述第一電極21及第二電極22係設於所述之衣襬11；該ECG量測模組2係檢測使用者之心律並產生一ECG訊號；一HRV(Heart rate variability，心率變異度)分析模組3，其與該ECG量測模組2呈電性連結，該HRV分析模組3係接收並分析所述ECG訊號，並傳輸一對應所述ECG訊號之情緒值；以及，一生理回饋模組4，其連結於該HRV分析模組3，該生理回饋模組4設有一情緒定值，該生理回饋模組4係接收該情緒值，並於所述情緒值符合該情緒定值時對應輸出一回饋訊號 者；該生理回饋模組4設有一音訊播放單元41，該生理回饋模組4係藉由該音訊播放單元41輸出所述回饋訊號，且該音訊播放單元設於該穿戴本體1表面，而所述回饋訊號係聲音訊息或紓壓音樂；該生理回饋模組4設有一記憶單元42及一遠端傳輸單元43，該記憶單元42係用以儲存所述之情緒值，而該遠端傳輸單元43連結一遠端主機5，該遠端傳輸單元43係將所述情緒值傳輸至該遠端主機5；該穿戴本體1設有一口袋12，且該ECG量測模組2、HRV分析模組3及生理回饋模組4係設於所述穿戴本體1之口袋12內。

觀上述，由於人體係屬導電體，所以電流亦會透過人體組織的傳導而流經全身，故透過使用者接觸第一電極21及第二電極22，即可藉以擷取人體之心律；而心臟係透過微弱的電流訊號傳遞，進而收縮及舒張，隨心臟竇房結(SinoAtrial node,SA Node)衝動所引起的一連串動作電位(action potential)依序為心房去極化(depolarization)、心房再極化(repolarization)、心室去極化及心室再極化產生PQRST波，如第二圖所示，其係ECG於時間(time(sec))對電壓振幅(amplitude voltage)之關係圖，ECG量測模組2記錄該電流訊號即為ECG訊號，由ECG訊號中可以發現，心室去極化所對應的R波訊號強度最大，因此可採兩個R波間的間隔時間作為心臟搏動速率參考依據，而兩個R波間的間隔時間稱之為R-R Intervals；而HRV 分析即是以固定時間內R-R Intervals之間隔時間變異程度的計算為依據；HRV之分析方法可分成兩種：時域(time domain)分析以及頻域(frequency domain)分析；在時域分析中主要是計算有限長度的ECG訊號中，所有R-R Intervals的變化，一段時間擷取下來的ECG訊號，並找出每一次心跳的R波，進而將ECG訊號轉變為R-R Intervals Graph(R波間隔走勢圖)；R-R Intervals的頻域分析則係把心跳間期隨時間而變動的訊號轉換成心跳間期的頻譜。

本創作之操作狀態，請參閱第一圖至第五圖所示，由於該穿戴本體1為衣物，故亦可作為禦寒之用途，而使用者穿著所述穿戴本體1時，若使用者感到憂鬱或焦慮時，如第四圖所示，即以雙手握住該第一電極21及一第二電極22數秒，此時，該ECG量測模組2即感測該使用者之心律形成ECG訊號，並傳輸至HRV分析模組3，藉以分析該ECG訊號之情緒值，並傳予該生理回饋模組4比對該情緒值是否與情緒定值相符合，若為否，則生理回饋模組4不續行運作；而若為是，則如第五圖所示，該生理回饋模組4即藉由音訊播放單元41輸出所述之回饋訊號予使用者，且所述回饋訊號可為聲音訊息或紓壓音樂，如：數位提示的錄製(例如：太緊張囉、放輕鬆及深呼吸等語音提示訊息)、節奏引導呼吸調控方法，或選取及錄製輕鬆舒壓音樂，透過撥放較慢節奏的音樂讓使用者聆聽，並引導 使用者跟隨音樂節奏呼吸，以降低憂鬱、焦慮情況，並放鬆與舒緩緊張之情緒；據查，音樂可以透過大腦邊緣系統(limbic system)的反應來調節下視丘的功能及身體的運動，同時亦可透過網狀結構(reticular)來提高或降低中樞神經系統的活動，以達到身體的平衡；並能夠於潛意識轉換自主神經在視丘的反應，可使緊繃肌肉放鬆，降低身體的主要壓力激素-促腎上腺皮質激素(adrenocorticotrophic hormone,ACTH)的釋出，減少交感神經的活動；音樂亦可影響邊緣系統，喚起愉悅感覺，改善心理感受，減輕焦慮，使腦下垂體釋出較多的腦內啡(endorphins)，達到減輕疼痛的效果，由此可知特定節奏和旋律的音樂可以用來舒緩情緒並改善焦慮程度。

再者，本創作具有記憶單元42以儲存所述之情緒值，藉以記錄並分析使用者每日情緒之狀況，且本創作透過遠端傳輸單元43，可將情緒值傳輸至遠端主機5，有助於醫護人員或家屬透過該遠端主機5即能得知使用者之情緒，並可輔以追蹤、分析及治療，藉以減輕照料家屬之負擔，顯見本創作確實具有舒緩焦慮及憂鬱情緒之功效，且可利於醫護人員或家屬追蹤分析，因此具高度適用性及便利性，故可促進相關醫療照護產業之發展。

本創作之第二實施例，請參閱第六圖所示，其與第一實施例之差別在於，該生理回饋模組4係藉由視覺呈現，該生理回 饋模組4設有一顯示螢幕44，該生理回饋模組4係藉由該顯示螢幕44輸出所述回饋訊號，該顯示螢幕44係對應呈現所述心律、ECG訊號及情緒值；藉之，如第六圖所示，於操作該ECG量測模組2時，則可由顯示螢幕44呈現其心跳、ECG及情緒值，藉以知會使用者其情緒狀態。

是由上述說明及設置，顯見本創作主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本創作係藉由該穿戴本體1供使用者穿著，故具有高度攜帶時之便利性，且於使用者具有需求時方操作該ECG量測模組2之第一電極21及一第二電極22，皮膚無須長時間接觸該ECG量測模組2，再者，所述第一電極21及一第二電極22為乾式電極，故可大幅降低過敏之可能性，且於具有需求時方進行操作，藉以減少ECG量測模組2及HRV分析模組3於分析、運算處理時之電力耗損，較於習用連續式監控系統之ECG監測系統更為節能。

2.本創作可藉由該生理回饋模組4以聽覺或視覺，藉以生理回饋舒緩使用者之憂鬱、焦慮之情緒，而若係採聽覺方式，則該生理回饋模組4可係藉由音訊播放單元41輸出所述之回饋訊號予使用者，藉以紓緩使用者憂鬱、焦慮之情緒；而若係採視覺之方式，則該生理回饋模組4可藉由顯示螢幕44呈現 其情緒值或ECG，藉以知會予使用者其情緒狀態。

3.本創作藉由記憶單元42以儲存所述之情緒值，記錄並分析使用者每日情緒之狀況，並可透過遠端傳輸單元43，將情緒值傳輸至遠端主機5，有助於醫護人員或家屬遠端即能得知使用者之情緒，並可輔以追蹤、分析及治療，藉以減輕照料家屬之負擔，可利於醫護人員或家屬由遠端追蹤分析使用者之情緒狀態，因此具高度適用性及便利性，故可促進相關醫療照護產業之發展。

綜觀上述，本創作所揭露之技術手段不僅為前所未見，且確可達致預期之目的與功效，故兼具新穎性與進步性，誠屬專利法所稱之新型無誤，以其整體結構而言，確已符合專利法之法定要件，爰依法提出新型專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，當不能以此作為限定本創作之實施範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬於本創作專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧穿戴本體

11‧‧‧衣襬

12‧‧‧口袋

2‧‧‧ECG量測模組

21‧‧‧第一電極

22‧‧‧第二電極

3‧‧‧HRV分析模組

4‧‧‧生理回饋模組

41‧‧‧音訊播放單元

42‧‧‧記憶單元

43‧‧‧遠端傳輸單元

44‧‧‧顯示螢幕

5‧‧‧遠端主機

第一圖 係本創作第一實施例之立體示意圖。

第二圖 係ECG於時間對電壓振幅之PQRST波示意圖。

第三圖 係本創作之電路結構示意圖。

第四圖 係本創作第一實施例操作第一電極及一第二電極之使用狀態示意圖。

第五圖 係本創作第一實施例音訊播放單元播放時之使用狀態示意圖。

第六圖 係本創作第二實施例之顯示螢幕呈現心跳、ECG及情緒值的示意圖。

1‧‧‧穿戴本體

11‧‧‧衣襬

12‧‧‧口袋

2‧‧‧ECG量測模組

21‧‧‧第一電極

22‧‧‧第二電極

3‧‧‧HRV分析模組

4‧‧‧生理回饋模組

41‧‧‧音訊播放單元

Claims (10)

1. 一種穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其包含：一穿戴本體，其設有至少一ECG(Electrocardiography，心電圖)量測模組，該ECG量測模組係檢測心律並產生一ECG訊號；一HRV(Heart rate variability，心率變異度)分析模組，其與該ECG量測模組呈電性連結，該HRV分析模組係接收並分析所述ECG訊號，並傳輸一對應所述ECG訊號之情緒值；以及，一生理回饋模組，其連結於該HRV分析模組，該生理回饋模組設有一情緒定值，該生理回饋模組係接收該情緒值，並於所述情緒值符合該情緒定值時對應輸出一回饋訊號者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該ECG量測模組更設有一第一電極及一第二電極，且該穿戴本體為衣物，所述第一電極及第二電極係設於該穿戴本體之適處。
3. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該第一電極及第二電極係設於該穿戴本體於使用者之手部可搆及之處。
4. 如申請專利範圍第3項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該穿戴本體更設有衣襬，且所述第一電極及第二電極係設於所述之衣襬。
5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該第一電極及第二電極為乾式電極。
6. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該生理回饋模組更設有一記憶單元，其該記憶單元係用以儲存所述之情緒值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，該生理回饋模組更設有一遠端傳輸單元，該遠端傳輸單元連結一遠端主機，該遠端傳輸單元係將所述情緒值傳輸至該遠端主機。
8. 如申請專利範圍第1或6或7項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該穿戴本體為衣物，該穿戴本體更設有一口袋，且該ECG量測模組、HRV分析模組及生理回饋模組係設於所述穿戴本體之口袋內。
9. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該生理回饋模組更設有一音訊播放單元，該生理回饋模組係藉由該音訊播放單元輸出所述回饋訊號，且該音 訊播放單元設於該穿戴本體表面，而所述回饋訊號係聲音訊息或紓壓音樂。
10. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式生理監控與訊息傳遞裝置，其中，該生理回饋模組更設有一顯示螢幕，該生理回饋模組係藉由該顯示螢幕輸出所述回饋訊號，該顯示螢幕係對應呈現所述心律、ECG訊號及情緒值。