TWM502449U - 穿戴式肌力量測裝置 - Google Patents

Description

穿戴式肌力量測裝置

本創作與生物特徵資訊之量測有關，特別是關於一種簡單易用且可即時顯示結果而又不妨礙運動進行的穿戴式肌力量測裝置。

隨著時代的演進，健身運動已成為現代人愈來愈重視的日常活動之一。一般而言，在進行健身運動的過程中，人體之肌力的變化算是最顯著的健身運動效果之一，因此，對於人體於健身運動過程中之肌力變化的量測結果便成為判斷健身運動效果的重要參考資訊。

然而，傳統上所採用的肌電圖量測方式仍存在著下列諸多缺點，亟待克服：

(1)量測單元須採用可黏貼式的氯化銀電極，並透過電解質的膠體將訊號經由皮膚傳導到量測單元，才能達到訊號的傳導穩定性並保護氯化銀電極能夠穩定地固定於皮膚上。

(2)由於傳統的肌電圖量測裝置之體積與重量均無法達到可攜帶的程度，並且量測單元通常透過傳輸導線耦接至肌電圖量測裝置，導致其被侷限於僅能量測可原地進行的運動種類。

(3)耦接於量測單元與肌電圖量測裝置之間的傳輸導線在健身運動的過程中常會因晃動造成訊號基礎線的飄移，但若將傳輸導線加以固定，卻可能影響運動時的靈活度。

(4)量測單元所採用的氯化銀電極雖可黏貼於皮膚上，但黏膠還是會造成人體的不舒適感，且無法重複使用，形成浪費。

(5)量測單元的量測區域大小往往受限於電極面積大小，雖可準確定位肌肉束的位置，但一般使用者通常需要相關專業人士之協助才能減少量測單元量測位置的落差，無法輕易地自行操作並進行準確的健身效果評估。

由上述可知：目前對於肌力健身效果的評估上仍缺乏一種簡單易用且可即時顯示結果而又不妨礙運動進行的肌力量測裝置。

有鑑於此，本創作提出一種穿戴式肌力量測裝置，藉以解決先前技術所述及的問題。

根據本創作之一具體實施例為一種穿戴式肌力量測裝置。於此實施例中，穿戴式肌力量測裝置包括環狀帶體與量測單元。環狀帶體包括容置部、第一導電部、第二導電部與複數個量測電極，其中第一導電部與第二導電部分別設置於環狀帶體的上下兩側，並且複數個量測電極耦接第一導電部與第二導電部。量測單元設置於容置部。量測單元包括第一接觸部與第二接觸部，當環狀帶體環繞於肢體上且第一接觸部與第二接觸部分別相對應地接觸到第一導電部與第二導電部時，量測單元進行電極阻抗值與皮膚乾濕度之量測。

於本創作之一實施例中，量測單元根據量測到的電極阻抗值與皮膚乾濕度判斷電極接觸狀態之優劣。

於本創作之一實施例中，環狀帶體包括可伸縮的固定布料，用以配合肢體之穿戴需求進行鬆緊的調整，使環狀帶體與肢體緊密接觸。

於本創作之一實施例中，環狀帶體包括可重複氈黏的固定綁帶，用以將環狀帶體固定於肢體上並進行微調，使環狀帶體於肢體進行運動時也不會鬆脫掉落。

於本創作之一實施例中，第一導電部與第二導電部分別設置於環狀帶體之外表面的上下兩側。

於本創作之一實施例中，複數個量測電極包括第一對量測電極與第二對量測電極，第一對量測電極與第二對量測電極分別成對地設置 於環狀帶體之內表面的上下兩側。

於本創作之一實施例中，第一對量測電極是由導電纖維紡織品構成之訊號傳輸介面，以成對方式環繞肢體上的大部分肢端肌群。

於本創作之一實施例中，第二對量測電極是由導電纖維紡織品構成之阻抗量測介面，以成對方式環繞肢體上的大部分肢端肌群。

於本創作之一實施例中，量測單元進一步包括按鈕，用以透過按壓按鈕之時間長短控制量測單元處於不同的量測模式下。

於本創作之一實施例中，量測單元的不同量測模式包括肌電圖量測、心電圖量測及具有生物特徵之資訊量測。

於本創作之一實施例中，第一導電部、第二導電部、第一接觸部與第二接觸部均是金屬連接點。

於本創作之一實施例中，量測單元透過扣具或磁力設置於環狀帶體之容置部。

於本創作之一實施例中，肌力量測裝置進一步包括無線發報器，無線發報器設置於量測單元或環狀帶體上，用以接收量測單元所量測到的電極阻抗值與皮膚乾濕度，並作為傳輸媒介將電極阻抗值與皮膚乾濕度即時傳送至無線接收裝置。

於本創作之一實施例中，當量測單元之第一接觸部與第二接觸部直接與肢體接觸時，量測單元量測關於肢體的具有生物特徵之資訊。

相較於先前技術，本創作所提供的穿戴式肌力量測裝置具有下列優點：

(1)穿戴式肌力量測裝置可於使用者運動的過程中即時量測其肌肉活性並透過計算後顯示運動功效之評估或針對肌肉疲勞之程度適當提出警示，以減少運動傷害的可能。

(2)穿戴式肌力量測裝置可採用金屬或其他導電材質混紗製成之纖維紡織品作為訊號傳輸介面。由於其觸感與衣物相似且可重複使用及水洗，故不會影響使用者運動時之感受，同時還能減少耗材的浪費。

(3)設置於環狀帶體上之電極的面積可依不同的量測部位進行調整，並以環繞方式穿戴於量測部位的整個肢端肌群上，不需像傳統的 電極裝設時需準確定位，可有效減少傳統上由於裝設位置的誤差所造成的訊號差異，即使是不具專業知識的人士也能輕易地穿戴完成。

(4)量測單元可透過扣具或磁力依附於環狀帶體上，故能免除傳統上由於導線晃動所造成的移動雜訊干擾，並且由於拆裝方便，可迅速於不同肢體上進行量測。

(5)量測單元可結合無線發報器作為傳輸媒介將生物訊號即時傳送至無線接收裝置上，由於無線傳輸可配對至不同的智慧型裝置，故亦可將健身效果之指標資訊即時提供給訓練指導員，以供參考。無線發報器可貼附或設置於環狀帶體或量測單元，不會對於運動種類造成任何限制，即使待測者是在開闊的場地進行健身運動，仍可獲取健身效果之指標資訊。

(6)量測單元可透過多電極方式同時進行電極的接觸狀況之量測，並根據量測到的電極阻抗值與皮膚乾濕度判斷電極接觸狀態之優劣，以定量化健身的效果指標。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1‧‧‧肌力量測裝置

10‧‧‧環狀帶體

12‧‧‧量測單元

100‧‧‧容置部

101‧‧‧可伸縮的固定布料

102‧‧‧可重複氈黏的固定綁帶

103A~103B‧‧‧第一導電部

103C~103D‧‧‧第二導電部

104‧‧‧第一對量測電極

105‧‧‧第二對量測電極

121A~121B‧‧‧第一接觸部

121C~121D‧‧‧第二接觸部

122‧‧‧量測單元

123‧‧‧按鈕

2‧‧‧上肢

3‧‧‧無線接收裝置

圖1繪示根據本創作之一實施例的穿戴式肌力量測裝置包括環狀帶體與量測單元之示意圖。

圖2繪示圖1中之環狀帶體的內側示意圖。

圖3繪示圖1中之量測單元設置於環狀帶體上的示意圖。

圖4繪示待測者進行運動時圖3中之穿戴式肌力量測裝置環繞著待測者的上肢之示意圖。

現在將詳細參考本創作的示範性實施例，並在附圖中說明所述示範性實施例的實例。另外，在圖式與實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構件是用來代表相同或類似部分。

在下述諸實施例中，當元件被指為「連接」或「耦接」至另一元件時，其可為直接連接或直接耦接另一元件，或可能存在介於其間的元件。術語「電路」或「單元」可表示為至少一元件或多個元件，或者主動地且/或被動地而耦接在一起的元件以提供合適功能。術語「訊號」可表示為至少一電流、電壓、負載、溫度、資料或其他訊號。

根據本創作之一實施例為一種肌力量測裝置。請參照圖1至圖3，圖1繪示此實施例之穿戴式肌力量測裝置的外觀示意圖；圖2繪示圖1中之環狀帶體的內側示意圖；圖3繪示圖1中之量測單元設置於環狀帶體上的示意圖。

如圖1至圖3所示，穿戴式肌力量測裝置1主要包括環狀帶體10與量測單元12兩部分。於實際應用中，環狀帶體10為一穿戴式的電極單元，可用來穿戴於待測者之不同肢體部位上並與待測肢體部位的皮膚形成緊密接觸，以進行量測。量測單元12為一可獨立運作的生物特徵資訊量測裝置，亦可與環狀帶體10結合而對待測肢體部位進行量測。

於此實施例中，環狀帶體10包括容置部100、可伸縮的固定布料101、可重複氈黏的固定綁帶102、第一導電部103A~103B、第二導電部103C~103D、第一對量測電極104及第二對量測電極105。其中，第一導電部103A~103B與第二導電部103C~103D分別設置於環狀帶體10之可伸縮的固定布料101外表面的上下兩側，並且第一對量測電極104及第二對量測電極105分別成對地設置於環狀帶體10之可伸縮的固定布料101內表面的上下兩側。第一對量測電極104及第二對量測電極105耦接第一導電部103A~103B與第二導電部103C~103D。容置部100為設置於可伸縮的固定布料101上的第一對量測電極104及第二對量測電極105所構成的容置空間。

於實際應用中，可伸縮的固定布料101用以配合不同體型的肢體穿戴需求進行鬆緊的調整，以使得設置於環狀帶體10之內表面的第一對量測電極104及第二對量測電極105能夠與受測者的肢體皮膚有較為緊密的接觸。至於可重複氈黏的固定綁帶102則用以對受測者的不同肢體部位的固定進行微調，使得環狀帶體10能夠固定於待測者的肢體上，即使待測者進行運動時也不會鬆脫掉落。

如圖1所示，第一導電部103A~103B設置於環狀帶體10之外表面的上側，而第二導電部103C~103D則設置於環狀帶體10之外表面的下側。第一導電部103A與103B可分別為訊號的輸入端與輸出端。第二導電部103C與103D可分別為訊號的輸入端與輸出端。於實際應用中，第一導電部103A~103B與第二導電部103C~103D均可以是金屬連接點，但不以此為限。

量測單元12包括第一接觸部121A~121B及第二接觸部121C~121D，其中第一接觸部121A~121B與第二接觸部121C~121D分別設置於量測單元12之一表面的上下兩側。其中，設置於量測單元12之表面上側的第一接觸部121A~121B與設置於環狀帶體10之外表面上側的第一導電部103A~103B彼此相對應，而設置於量測單元12之表面下側的第二接觸部121C~121D與設置於環狀帶體10之外表面下側的第二導電部103C~103D彼此相對應。

如圖2所示，第一對量測電極104與第二對量測電極105具有相同數量且分別相鄰設置。第一對量測電極104是由導電纖維紡織品構成之訊號傳輸介面，以成對方式環繞待測者之待測肢體上的大部分肢端肌群。實際上，第一對量測電極104可具有多種不同的量測功能模式，包含但不限定於肌電圖量測、心電圖量測及其他具有生物特徵之資訊量測。第二對量測電極105亦是由導電纖維紡織品構成之阻抗量測介面，亦以成對方式環繞待測者之待測肢體上的大部分肢端肌群。

如圖3所示，量測單元12可透過扣具或磁力方式設置於環狀帶體10的容置部100上，可避免傳統上由於導線晃動所造成的移動雜訊干擾，並且由於拆裝方便，可迅速於待測者的不同肢體部位上進行量測。當環狀帶體10環繞於待測者的待測肢體上且量測單元12上的第一接觸部121A~121B與第二接觸部121C~121D分別相對應地接觸到環狀帶體10上的第一導電部103A~103B與第二導電部103C~103D時，亦即當量測單元12上的第一接觸部121A、第一接觸部121B、第二接觸部121C與第二接觸部121D分別相對應地接觸到環狀帶體10上的第一導電部103A、第一導電部103B、第二導電部103C與第二導電部103D時，量測單元12即會開始進行包括肌 電圖量測、電極阻抗值與皮膚乾濕度等量測工作，以得到肌肉活性、電極阻抗值與皮膚乾濕度等相關數據。

需說明的是，穿戴式肌力量測裝置1可透過第一對量測電極104與第二對量測電極105產生可程式化頻率之定電壓或定電流之波形來執行不同的量測功能。實際上，該些量測功能包含但不限定於電極阻抗量測、皮膚乾溼度量測及其他具生物特徵之阻抗資訊的量測。於待測者進行運動的期間，量測單元12持續透過第一對量測電極104與第二對量測電極105取得不同時間點的電極阻抗值與皮膚乾濕度之數據，並可根據皮膚乾溼度與電極阻抗值的變化情形研判電極接觸的狀態優劣。

於實際應用中，量測單元12可進一步包括按鈕123，用以透過例如按壓按鈕123之時間長短的方式來控制量測單元12處於不同的量測模式下，例如肌電圖量測、心電圖量測或具有生物特徵之資訊量測等模式，但不以此為限。此外，量測單元12亦可具有燈光提示功能，以燈光提示目前所在的量測模式。

於另一實施例中，肌力量測裝置1亦可進一步包括無線發報器122。實際上，無線發報器122可如同圖1及圖3所示設置於量測單元12內，亦可依附或設置於環狀帶體10上，不會對於運動種類造成任何限制，即使使用者是在開闊的場地進行健身運動，仍可獲取健身效果之指標資訊。

請參照圖4，圖4繪示待測者進行運動時圖3中之穿戴式肌力量測裝置環繞著待測者的上肢之示意圖。如圖4所示，當待測者進行運動時，環繞於其上肢2上的穿戴式肌力量測裝置1會依照上述方式量測到肌電圖量測資訊、心電圖量測資訊、電極阻抗值、皮膚乾濕度數值及其他具有生物特徵之資訊，並透過其無線發報器122作為傳輸媒介將上述資訊即時傳送至無線接收裝置3。

實際上，無線接收裝置3可以是智慧型手機、平板電腦或其他任何具有無線訊號接收功能之裝置，並無特定之限制。由於無線傳輸可同時配對不同的智慧型裝置，故穿戴式肌力量測裝置1亦可透過無線發報器122將待測者的健身效果指標資訊即時提供至運動訓練指導員的智慧型手機3，以供運動訓練指導員作為指導待測者時之參考依據。

於另一實施例中，設置有無線發報器122的量測單元12可使用電池作為其供電來源而成為一個獨立運作的小型化量測裝置。當量測單元12之第一接觸部121A~121B與第二接觸部121C~121D直接接觸到肢體時，量測單元12亦可量測關於肢體的具有生物特徵之資訊。

相較於先前技術，本創作所提供的穿戴式肌力量測裝置具有下列優點：

(1)穿戴式肌力量測裝置可於使用者運動的過程中即時量測其肌肉活性並透過計算後顯示運動功效之評估或針對肌肉疲勞之程度適當提出警示，以減少運動傷害的可能。

(2)穿戴式肌力量測裝置可採用金屬或其他導電材質混紗製成之纖維紡織品作為訊號傳輸介面。由於其觸感與衣物相似且可重複使用及水洗，故不會影響使用者運動時之感受，同時還能減少耗材的浪費。

(3)設置於環狀帶體上之電極的面積可依不同的量測部位進行調整，並以環繞方式穿戴於量測部位的整個肢端肌群上，不需像傳統的電極裝設時需準確定位，可有效減少傳統上由於裝設位置的誤差所造成的訊號差異，即使是不具專業知識的人士也能輕易地穿戴完成。

(4)量測單元可透過扣具或磁力依附於環狀帶體上，故能免除傳統上由於導線晃動所造成的移動雜訊干擾，並且由於拆裝方便，可迅速於不同肢體上進行量測。

(5)量測單元可結合無線發報器作為傳輸媒介將生物訊號即時傳送至無線接收裝置上，由於無線傳輸可配對至不同的智慧型裝置，故亦可將健身效果之指標資訊即時提供給訓練指導員，以供參考。無線發報器可貼附或設置於環狀帶體或量測單元，不會對於運動種類造成任何限制，即使待測者是在開闊的場地進行健身運動，仍可獲取健身效果之指標資訊。

(6)量測單元可透過多電極方式同時進行電極的接觸狀況之量測，並根據量測到的電極阻抗值與皮膚乾濕度判斷電極接觸狀態之優劣，以定量化健身的效果指標。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本 創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧肌力量測裝置

10‧‧‧環狀帶體

12‧‧‧量測單元

100‧‧‧容置部

101‧‧‧可伸縮的固定布料

102‧‧‧可重複氈黏的固定綁帶

103A~103B‧‧‧第一導電部

103C~103D‧‧‧第二導電部

104‧‧‧第一對量測電極

105‧‧‧第二對量測電極

121A~121B‧‧‧第一接觸部

121C~121D‧‧‧第二接觸部

122‧‧‧量測單元

Claims (14)

1. 一種肌力量測裝置，包括：一環狀帶體，包括一容置部、一第一導電部、一第二導電部與複數個量測電極，其中該第一導電部與該第二導電部分別設置於該環狀帶體的上下兩側，並且該複數個量測電極耦接該第一導電部與該第二導電部；以及一量測單元，設置於該容置部，該量測單元包括一第一接觸部與一第二接觸部，其中該第一接觸部與該第二接觸部分別設置於該量測單元的上下兩側，當該環狀帶體環繞於一肢體上且該第一接觸部與該第二接觸部分別相對應地接觸到該第一導電部與該第二導電部時，該量測單元進行一電極阻抗值與一皮膚乾濕度之量測。
2. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該量測單元根據量測到的該電極阻抗值與該皮膚乾濕度判斷電極接觸狀態之優劣。
3. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該環狀帶體包括一可伸縮的固定布料，用以配合該肢體之穿戴需求進行鬆緊的調整，使該環狀帶體與該肢體緊密接觸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該環狀帶體包括一可重複氈黏的固定綁帶，用以將該環狀帶體固定於該肢體上並進行微調，使該環狀帶體於該肢體進行運動時也不會鬆脫掉落。
5. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該第一導電部與該第二導電部分別設置於該環狀帶體之一外表面的上下兩側。
6. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該複數個量測電極包括一第一對量測電極與一第二對量測電極，該第一對量測電極與該第二對量測電極分別成對地設置於該環狀帶體之一內表面的上下兩側。
7. 如申請專利範圍第6項所述之肌力量測裝置，其中該第一對量測電極是由導電纖維紡織品構成之一訊號傳輸介面，以成對方式環繞該肢體上的大部分肢端肌群。
8. 如申請專利範圍第6項所述之肌力量測裝置，其中該第二對量測電極是由導電纖維紡織品構成之一阻抗量測介面，以成對方式環繞該肢體上的大部分肢端肌群。
9. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該量測單元進一步包括一按鈕，用以透過按壓該按鈕之時間長短控制該量測單元處於不同的量測模式下。
10. 如申請專利範圍第9項所述之肌力量測裝置，其中該量測單元的不同量測模式包括肌電圖量測、心電圖量測及具有生物特徵之資訊量測。
11. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該第一導電部、該第二導電部、該第一接觸部與該第二接觸部均是金屬連接點。
12. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中該量測單元透過扣具或磁力設置於環狀帶體之該容置部。
13. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，進一步包括一無線發報器，該無線發報器設置於該量測單元或該環狀帶體上，用以接收該量測單元所量測到的該電極阻抗值與該皮膚乾濕度，並作為一傳輸媒介將該電極阻抗值與該皮膚乾濕度即時傳送至一無線接收裝置。
14. 如申請專利範圍第1項所述之肌力量測裝置，其中當該量測單元之該第一接觸部與該第二接觸部直接與該肢體接觸時，該量測單元量測關於該肢體的具有生物特徵之資訊。