TWM474485U - 電生理訊號擷取裝置 - Google Patents

Description

電生理訊號擷取裝置

本創作係相關於一種電生理訊號擷取裝置，更特別地是，相關於一種藉由與可攜式裝置結合成一體而執行電生理訊號擷取的裝置。

現代人對生理狀態的檢測需求越來越高，造就許多可攜式生理檢測裝置的誕生，例如，Omron的攜帶型心電計HCG-801，TOSHIBA的心電圖記憶裝置SCS-H10/H20等。

但若必須為此而隨身攜帶一台生理檢測裝置，卻顯得有些麻煩，尤其是，一般人很可能已經擁有許多可攜式電子裝置，例如，行動電話、MP3播放器、PDA等，多增加一台可攜式生理檢測裝置將使負擔更重，也因此，現今的可攜式電子裝置已朝向功能整合的形式發展，例如，行動電話可同時提供通話、音樂播放、記事、照相等功能，以減少攜帶上的負擔，所以，若也能將生理檢測功能結合於可攜式電子裝置上，則將有助於提高攜帶方便性，自然可使檢測裝置的使用率提升。

US 6,546,232，US 7,433,718等提供了將電極直接設置於行動電話上的可能性，但這卻表示此一功能限制了使用者對行動電話的選擇，而此仍可能降低使用者的購買意願。

因此，的確有需要提供能與一般常見之可攜式電子裝置相結合的電生理訊號擷取裝置，不但可以突破購買選擇上的限制，也可以直接利用電子裝置本身既有的硬體，降低成本。

本創作的目的即在於提供一種藉由與可攜式裝置相結合而達成電生理訊號擷取的裝置，以藉由隨身攜帶的特性而提高電生理訊號檢測裝置的使用率。

本創作的另一目的在於提供一種電生理訊號擷取裝置，其在進行檢測前會與可攜式裝置結合並形成一整體，以提供手持模式的生理檢測。

本創作的再一目的則是在於提供一種電生理訊號擷取裝置，其可直接利用與其結合之可攜式裝置的操作介面進，而減少自身的體積、重量，也減輕使用者的負擔。

為了達成上述之目的，本創作係提供一種用以與一可攜式裝置結合的電生理訊號擷取裝置，其包括一與該可攜式裝置之外殼相對應且可相結合的殼體；位於該殼體表面的至少二電極；以及一電路配置，包括一連接至該等電極的類比訊號處理模組，以經由該等電極而取得類比電生理訊號，並加以適當處理，例如，放大、濾波等，一處理模組，包括一類比/數位轉換器，用以將經處理的類比電生理訊號進行數位化，以及一處理器，其預載有一程式，以操控電生理訊號擷取並處理數位電生理訊號，以及一用以與該可攜式裝置進行溝通的通訊模組，其中，在進行電生理訊號擷取之前，該電生理訊號擷取裝置係與該可攜式裝置結合成為一單一整體，以利於手持式操作。

因此，本創作係利用外加的方式賦予一般常見之可攜式裝置擷取電生理訊號的能力，且更於外型結構上設計為二者可結合為一單一整體，以藉此減少攜帶上的負擔，也增加使用方便性，此外，更由於電極是位於殼體表面，故此結合後的整體相當適合於手持的操作模式。

在此，可攜式裝置可以是，但不限於，行動電話、PDA、MP3播放器、衛星導航、相機/攝影機、可攜式/掌上型遊戲器等各種使用者經常會隨身攜帶的電子裝置，而基於各種可攜式裝置的尺寸各異，根據本創作之電生理訊號擷取裝置的機械結構亦設計為能進行調整以適應不同的尺寸。此外，該殼體上電極的數量、位置、種類等也可因應檢測不同之電生理訊號而有所變化，例如，藉由更換具不同電極配置的殼體，而特別地是，電極可實施為可拆式，以進行更換，其中，生理電極可檢測的生理訊 號包括，但不限於，心電訊號、肌電訊號、腦電訊號、皮膚阻抗值、及皮膚導電度。

另外，根據本創作之電生理訊號擷取裝置更可包括一連接埠，以進一步連接電極/感測器，進而增加可應用範圍，例如，增加同類電生理訊號之檢測電極能夠讓檢測更詳盡，而增加用於不同類電生理訊號之電極、或其他感測器，就能同時提供二種以上的生理訊號，彼此相互參照，此外，藉由此外加電極/感測器的形式，也提供使用者不限於手持模式的操作。

再者，若是能利用該可攜式裝置中的處理器來操控電生理訊號擷取，則該電生理訊號擷取裝置之中亦可不設置處理器，當然，在此情形下，該可攜式裝置需具備一程式，以執行相對應的生理訊號擷取，至於該程式則是能夠利用下載獲得；更進一步地，在該可攜式裝置中具有類比訊號處理模組及/或類比/數位轉換器的情形下，根據本創作的該電生理訊號擷取裝置將可獲得簡化；甚至，該電生理訊號擷取裝置可以實施為單純地僅利用電連接介面連接該可攜式裝置，以將電極所擷取的生理訊號直接送至該可攜式裝置，再由該可攜式裝置執行所有的處理。

〔本創作〕

10‧‧‧電生理訊號擷取裝置

100‧‧‧電路配置

102‧‧‧類比訊號處理模組

104‧‧‧處理模組

1041‧‧‧類比/數位轉換器

1042‧‧‧處理器

106‧‧‧通訊模組

11‧‧‧殼體

12‧‧‧電極

13‧‧‧連接器

14‧‧‧連接埠

15‧‧‧電極/感測器

16‧‧‧血氧感測器

20‧‧‧可攜式裝置

21‧‧‧螢幕

22‧‧‧鍵盤

第1圖係顯示根據本創作一較佳實施例，一電生理訊號擷取裝置與一可攜式裝置相結合的一示意圖。

第2A圖~第2F圖係顯示根據本創作之該電生理訊號擷取裝置與該可攜式裝置的可能結合情形。

第3圖係顯示根據本創作一較佳實施例，該電生理訊號擷取裝置的一電路示意圖。

第4A圖係顯示根據本創作一較佳實施例，該電生理訊號擷取裝置連接額外電極的一示意圖。

第4B圖係顯示根據本創作一較佳實施例，該電生理訊號擷取裝置連接一感測器的一示意圖。

本案將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態。

一般使用者會每日隨身攜帶的可攜式裝置，包括，但不限於，行動電話、MP3播放器、PDA、衛星導航、相機、攝影機、可攜式/掌上型遊戲器等，而本創作就在於提供能在結構上與這些可攜式裝置合為一體的電生理訊號擷取裝置，不但提高攜帶方便性，也增加生理檢測的執行機率。

請參閱第1圖，其係顯示根據本創作一較佳實施例，一可與一可攜式裝置20相結合之電生理訊號擷取裝置10的一示意圖。如圖所示，該電生理訊號擷取裝置10在殼體11表面具有二電極12，且其殼體11係實施為具有一與該可攜式裝置20之外殼相對應的結合結構，以與該可攜式裝置20結合成一單一整體的造型，所以，當結合完成後，使用者即可透過該電生理訊號擷取裝置10表面的電極12而進行電生理檢測。

在此，該電生理訊號擷取裝置與可攜式裝置的結合可有各種形式，舉例而言，可以利用磁力相吸、黏性貼附、及/或殼體結構結合的方式，其中，殼體結構結合的方式包括，但不限於，滑槽，插槽，扣合，及利用殼體材質彈性再配合結構進行限位等，甚至可以直接利用兩裝置間的連接器13(例如，USB連接器)(如第2A圖所示)而達成限位，因此，沒有任何限制，主要在於提供二者間的緊密結合。

而且，該電生理訊號擷取裝置之殼體造型也可以有所變化，舉例而言，該電生理訊號擷取裝置由下向上扣住該可攜式裝置的三邊(第1圖)，該電生理訊號擷取裝置包覆該可攜式裝置的側面三邊(第2A圖以及第2B圖)，該電生理訊號擷取裝置完整接收該可攜式裝置(第2C圖以及第2D圖)，該電生理訊號擷取裝置結合於該可攜式裝置的側面(第2E圖)，或該電生理訊號擷取裝置結合於該可攜式裝置的底部(第2F圖)等，都是可以實施的方式，主要在於電生理訊號擷取裝置與可攜式裝置結合後，能 夠提供手持模式的操作，且電極能位於適當的位置，故無任何限制。在此，該可攜式裝置的體積係有利於手持模式的操作，也使殼體表面電極的使用更為容易。

另外，由於各種可攜式裝置的尺寸可能不同，因此，該電生理訊號擷取裝置也可實施為具有能夠適應不同尺寸的可調整機械結構，例如，可調整長、寬等，以提供最大可適性。

並且，該電生理訊號擷取裝置上的電極無論在數量、種類、位置、構造上都可因需求不同而有所變化。首先，該電生理訊號擷取裝置可增設參考電極及/或接地電極；另外，電極的數量、位置都可因檢測訊號改變而變化，例如，一種可能是利用更換不同殼體的方式作改變，另一種可能則是，該電生理訊號擷取裝置上的電極直接設計為可拆卸式，以方便更換電極種類，例如，乾式電極、濕式電極，或是變更電極位置；再者，電極結構更可加入不同的設計，例如，可提供能讓使用者感知施力是否足夠的結構段差，或是藉由外加壓力感測元件而偵測施力大小等，以提供使用者操作是否恰當的指示。

接著，請參閱第3圖，其係顯示根據本創作一較佳實施例，該電生理訊號擷取裝置的電路示意圖。在此實施例中，該電生理訊號擷取裝置10的電路配置100包括一類比訊號處理模組102，連接至電極12，以取得類比電生理訊號，一處理模組104，內含一類比/數位轉換器(A/D Converter)1041，以將所取得的類比電生理訊號轉換為數位類比訊號，以及一處理器1042，用於進行控制及處理，以及一通訊模組106，用以與該可攜式裝置進行溝通。

其中，該類比生理訊號處理模組102可先行對生理訊號進行處理，例如，放大、濾波等處理，然後，經處理之類比生理訊號會進入該類比/數位轉換器1041，以進行數位化；該處理器1041是作為控制中心，且可預載有一程式(program)，以執行電生理訊號的處理、計算、分析等；而該通訊模組106則是將計算、分析結果傳送至該可攜式裝置20，以顯示於該可攜式裝置20所具有的顯示器之上。在此較佳實施例之中，該電生理 訊號擷取裝置10本身具有處理器1041，能自行運作電生理訊號擷取，再利用與可攜式裝置20間之溝通，而利用可攜式裝置的操作介面，例如，螢幕21、鍵盤22等。此外，根據一另一較佳實施例，該類比訊號處理模組、該類比/數位轉換器、及/或該處理器也可以被設置於該殼體11之外，並利用連接線相連接(未顯示)，因此，沒有任何限制。

在此，該電生理訊號擷取裝置10與該可攜式裝置20間是藉由處理器而相互溝通，且此溝通可為有線、或無線，其中，若為有線溝通(例如，USB、UART、Ethernet、1394、或其他有線連接介面)，則二者在相結合時需同時達成電連接，若為無線溝通(例如，藍芽(Bluetooth)、無線USB、WiFi、IrDa、或其他無線傳輸介面)，則可以不需要。另外，較有利地是，在該可攜式裝置實施為可連接數據網路(有線或無線)、或可連接PSTN(公眾電話網路)的情形下，檢測結果將可(即時、或於事後)傳送至醫護人員、上傳至網站等，以獲得進一步的分析結果，且更重要地是，可下載不同的程式，以執行不同種類的生理檢測，因此，藉由該電生理訊號擷取裝置所具備的生理電極，只要配合上適當的程式，使用者可執行不同種類的電生理訊號擷取，例如，心電訊號、肌電訊號、腦電訊號、皮膚阻抗值、皮膚導電度等，而且，如前所述，使用者可以藉由更換不同的殼體而得到適合不同種類電生理檢測的電極配置位置。

另外，較佳地是，該電生理訊號擷取裝置更可具有一連接埠14，以再連接至少一電極/感測器15，則配合上原先所具有的生理電極，該電生理訊號擷取裝置10的應用將更為廣泛，例如，可外接更多電極以擷取相同或不同的電生理訊號(第4A圖)，或外接感測器，如，血氧感測器16(第4B圖)，且特別地是，當連接較多電極/感測器15時，也可如第4A圖所示的，額外使用一接線盒(Junction Box)30，以增加應用的可能性。此外，該電生理訊號擷取裝置10可實施為自身具有電源，例如，電池，或也可實施為經由電連接而自該可攜式裝置20取得電力。

再者，根據本創作的另一較佳實施例，該電生理訊號擷取裝置10亦可不具有處理器，而是藉由該可攜式裝置20中的處理器而執行檢 測程序、處理數位生理訊號等，在此情形下，該類比/數位轉換器1041可以設置於該電生理訊號擷取裝置10、或是該可攜式裝置20之中，差別在於生理訊號是數位化後再傳送至該可攜式裝置、或是直接以類比的形式傳送至該可攜式裝置；另外，此時，該可攜式裝置中的處理器同樣需要具備一相對應的程式(如上所述，亦可藉由下載的方式取得)。更進一步地，該類比訊號處理模組102與該類比/數位轉換器1041都可直接設置於該可攜式裝置20之中，以讓該電生理訊號擷取裝置10成為與該可攜式裝置20利用電連接介面相互連接之單純可拆卸式的電極結構。

綜上所述，本創作提供一種電生理訊號擷取裝置，其於殼體表面具有電極，並藉由與一般可攜式電子裝置相結合，而達成可握持的操作模式，因此，使用者無須為了檢測需求而額外攜帶大體積的可攜式檢測裝置，而是可以將本創作的電生理訊號擷取裝置外加在既有的可攜式電子裝置上，如此就可在不大幅增加體積/重量的情形下，額外獲得新的功能。

此外，藉由更換不同種類的電生理訊號擷取裝置(電極配置位置不同)、或是藉由連接埠連接上額外的電極/感測器，再配合上(下載並)執行不同的程式，使用者可以改變生理檢測的種類，無須另行添購其他設備。

縱使本創作已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

10‧‧‧電生理訊號擷取裝置

11‧‧‧殼體

12‧‧‧電極

20‧‧‧可攜式裝置

Claims (23)

1. 一種電生理訊號擷取裝置，用以與一可攜式裝置相結合，包括：一殼體，具有與該可攜式裝置之外殼相對應的結合結構；至少二電極，位於該殼體的表面；以及一電路配置，包括：一類比訊號處理模組，連接至該等電極，以經由該等電極而取得類比電生理訊號；一處理模組，包括：一類比/數位轉換器，用以數位化所取得的類比電生理訊號；以及一處理器，預載有一程式，用以控制電生理訊號擷取並處理數位化之電生理訊號；以及一通訊模組，用以與該可攜式裝置進行溝通，其中，在進行電生理訊號擷取之前，該電生理訊號擷取裝置係與該可攜式裝置相結合成為一單一整體，以讓使用者在進行電生理訊號擷取時，可藉由手持該殼體而同時手持該可攜式裝置並同時接觸該至少二電極的至少其中之一。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電生理訊號擷取裝置係加以實施為與該可攜式裝置進行無線溝通。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該通訊模組係加以實施為藍芽模組、無線USB模組、WiFi模組、或IrDa模組。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該通訊模組係加以實施為USB、UART、乙太網路、或1394。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電生理訊號擷取電路、該類比/數位轉換器及該處理器的其中之一或多係設置於該殼體之外，並以連接線連接。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其更包括至少一連接埠，以連接至少一感測器/電極。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其更包括一參考電極及一接地電極的其中之一或多。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該可攜式裝置係為一行動電話、一個人數位助理(PDA)、一MP3播放器、一GPS衛星導航裝置、一相機、一攝影機、或一可攜式/掌上型遊戲器。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該可攜式裝置係提供該電生理訊號擷取裝置所需之電力。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其係可用於檢測下列生理訊號的其中之一或多：心電訊號、肌電訊號、腦電訊號、皮膚阻抗值、及皮膚導電度。
11. 根據申請專利範圍第1項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電生理訊號擷取裝置與該可攜式裝置係利用下列方式的其中之一或多進行結合：磁力相吸，黏性貼附，殼體結構結合，及利用連接器相結合。
12. 一種電生理訊號擷取裝置，用以與一可攜式裝置相結合，包括：一殼體，具有與該可攜式裝置之外殼相對應的結合結構；至少二電極，位於該殼體的表面；以及一電連接介面，用以連接該可攜式裝置，其中，在進行電生理訊號擷取之前，該電生理訊號擷取裝置係與該可攜式裝置相結合成為一單一整體，以讓使用者在進行電生理訊號擷取時，可藉由手持該殼體而同時手持該可攜式裝置並同時接觸該至少二電極的至少其中之一。
13. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該可攜式裝置的處理器係預載一程式，以執行該電生理訊號擷取。
14. 根據申請專利範圍第13項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電生理訊號擷取裝置更包括一類比訊號處理電路，以經由該至少二電極而取得類比電生理訊號，以及該可攜式裝置更包括一類比/數位轉換器，以數位化所取得的類比電生理訊號。
15. 根據申請專利範圍第13項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電生理訊號擷取裝置更包括一類比訊號處理電路，以經由該至少二電極而取得類比電生理訊號，以及一類比/數位轉換器，以數位化所取得的類比電生理訊號。
16. 根據申請專利範圍第13項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該可攜式裝置更包括一類比訊號處理模組，以經由該至少二電極而取得類比電生理訊號，以及一類比/數位轉換器，以數位化所取得的類比電生理訊號。
17. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電連接介面係加以實施為USB介面、UART介面、乙太網路介面、或1394介面。
18. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其更包括至少一連接埠，以連接至少一感測器/電極。
19. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其更包括一參考電極及一接地電極的其中之一或多。
20. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該電生理訊號擷取裝置與該可攜式裝置係利用下列方式的其中之一或多進行結合：磁力相吸，黏性貼附，殼體結構結合，及利用連接器相結合。
21. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該可攜式裝置係提供該電生理訊號擷取裝置所需之電力。
22. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其中，該可攜式裝置係為一行動電話、一個人數位助理(PDA)、一MP3播放器、一GPS衛星導航裝置、一相機、一攝影機、或一可攜式/掌上型遊戲器。
23. 根據申請專利範圍第12項所述之電生理訊號擷取裝置，其係可用於檢測下列生理訊號的其中之一或多：心電訊號、肌電訊號、腦電訊號、皮膚阻抗值、及皮膚導電度。