TWM541281U - 血流偵測裝置及其血流偵測器 - Google Patents

Description

血流偵測裝置及其血流偵測器

本案係有關於一種偵測器，特別是一種血流偵測裝置及其血流偵測器。

近年來，核磁造影技術被應用在觀察腦部活動情形，以輔助精神科醫師進行判斷，然而核磁造影設備昂貴，且量測時的噪音與環境容易對病患產生壓力。

本案一實施例提供一種血流偵測器，包含：披覆片、至少一光發射器、至少一光接收器、姿態感測器及訊號輸出介面。披覆片包含一偵測表面。光發射器設置於披覆片，而自偵測表面向外發光。光接收器設置於披覆片，而外露於偵測表面以接收偵測表面外部光線。姿態感測器設置於披覆片，以偵測血流偵測器之姿態變化。訊號輸出介面連接於光接收器及姿態感測器，以輸出光接收器與姿態感測器之偵測訊號。

本案一實施例提供一種血流偵測裝置，包含前述之血流偵測器及一計算裝置。計算裝置電連接該血流偵測器之訊號輸出介面，以接收光接收器與姿態感測器之偵測訊號。

根據本案實施例之血流偵測器，生產成本低廉且容易施行於受測者。同時，姿態感測器之訊號可讓光接收器之訊號更加優化，有助於光接收器訊號之判讀。

圖1及圖2為本案一實施例之血流偵測器10之不同角度之立體圖，圖3為本案一實施例之血流偵測器10之方塊示意圖。血流偵測器10包含披覆片100、光發射器200、光接收器300、姿態感測器400及訊號輸出介面500。在此，以複數個光發射器200與複數個光接收器300為例說明，但本案實施例非限於此，亦可僅有一個光發射器200與一個光接收器300。

披覆片100呈長形，包含一偵測表面110，偵測表面110用以披覆於受測者的頭上。如圖6、圖7所示，係示意血流偵測器10披覆於受測者的額頭位置。然而，本案並非限定血流偵測器10必須限制在披覆於受測者的額頭位置。在另一實施例中，血流偵測器10可披覆於受測者的後頭部（如圖8所示）。意即，可根據欲觀察受測者的腦部活動位置來設置血流偵測器10。在一些實施例中，血流偵測器10可擺放在其他地方，如軀幹、四肢等位置，用以測量肌肉運動的含氧量與耗氧量變化，能用以分析判斷受測者的肌肉特性，而能得知受測者是適合需爆發力強的運動或需肌耐力強的運動。如圖9所示，係為血流偵測器10擺放在上臂之示意圖。於另一實施例中，血流偵測器10亦可擺放於大腿、小腿處（圖未示）。

在一實施例中，血流偵測器10係透過膠黏方式固定於受測者體表。但本案實施例非以此為限，亦可透過綁帶等其他方式來固定。

如圖1及圖2所示，光發射器200設置於披覆片100，而可自該偵測表面向外發光。在此，為了使光線穿透受測者的皮膚而進入皮下血管，光發射器200輸出光的波長為紅光、近紅外光之波長範圍。光接收器300設置於披覆片100，而外露於偵測表面110以接收偵測表面110外部光線。換言之，當血流偵測器10可披覆於受測者體表，則光接收器300接收到的光線為經過受測者體表反射之光發射器200輸出之光。在本實施例中，光發射器200與光接收器300係以成對方式設置。意即，一個光發射器200與一個光接收器300為一組，相鄰的設置。然而，本案之實施例並非限定光發射器200與光接收器300為一對一對應關係。在一實施例中，光發射器200與光接收器300亦可為一對多的對應關係。亦即，一個光發射器200對應多個光接收器300；或者一個光接收器300對應多個光發射器200。

在一實施例中，前述紅光、近紅外光的波長可以介於750~860nm之間。在另一實施例中，前述紅光、近紅外光的波長是介於800~820nm之間。在又一實施例中，前述紅光、近紅外光的波長是介於750~770nm之間、介於805~815nm之間或介於840~860nm之間。

在一實施例中，光發射器200輸出其中一個前述波長範圍。在另一實施例中，光發射器200輸出兩個或兩個以上的前述波長範圍。例如：一個光發射器輸出750~860nm與800~820nm兩種波長範圍之光。在此，光發射器200係具有兩個光源，以輸出兩種波長範圍之光。在一實施例中，光發射器200是同時輸出此兩種波長範圍之光。在另一實施例中，光發射器200是交替切換此兩種波長範圍之光。

在一實施例中，此些光發射器200與光接收器300係以線型排列，特別是沿通過披覆片100中央的長軸排列 。

姿態感測器400同樣設置於披覆片100，用以偵測該血流偵測器10之姿態變化。如圖3所示，姿態感測器400包含三軸加速度計410及三軸陀螺儀420。三軸加速度計410用以量測三軸方向上的加速度，三軸陀螺儀420用以量測三軸方向上的角速度。透過三軸加速度數值與三軸角加速度數值，可精準計算出血流偵測器10的姿勢角與移動、轉動變化。

訊號輸出介面500連接於光接收器300及姿態感測器400，以輸出光接收器300與姿態感測器400之偵測訊號。在一實施例中，訊號輸出介面500為無線通訊介面，無線通訊介面可例如為藍牙、zigbee、無線網路等。在另一實施例中，訊號輸出介面500為有線通訊介面，有線通訊介面可例如為串列周邊介面（SPI）、通用輸入輸出（GPIO）等。血流偵測器10可經由訊號輸出介面500連接至外部電腦裝置，係透過訊號輸出介面500取得光接收器300與姿態感測器400之偵測訊號，據以分析受測者之腦血流活動。透過腦血流活動狀況可推估腦活動情形，比如血液流動較多的地方，代表該區域的腦活動較活躍。

如圖3所示，血流偵測器10更可包含訊號預處理電路600，設置於光接收器300、姿態感測器400與訊號輸出介面500之間。訊號預處理電路600用以預處理光接收器300與姿態感測器400之偵測訊號，供訊號輸出介面500輸出。訊號預處理電路600可以包含用來消除雜訊之濾波器及類比數位轉換器等。特別是，訊號預處理電路600還可根據姿態感測器400之偵測訊號校正光接收器300之偵測訊號。在此，可利用如卡爾曼濾波器等遞歸率波器來實現訊號之校正，以去除受測者移動、肢體擺動等雜訊的干擾。

如圖4所示，血流偵測器更可包含控制單元700。控制單元700電連接光發射器200，以控制一個或多個光發射器200的出光強弱。藉此，可因應不同體表皮膚厚度或膚色提供不同的出光強弱。或者，可控制光發射器200的出光時點與期間（即出光頻率），可讓光發射器200在適當的時機發光。控制單元700可為微處理器等可程式化的控制晶片，或是硬體電路。

參照圖5，在一實施例中，血流偵測器10還可配合計算裝置800使用。計算裝置800透過有線或無線方式電連接血流偵測器10之訊號輸出介面500，以接收光接收器300與姿態感測器400之偵測訊號，並根據姿態感測器400之偵測訊號校正光接收器300之偵測訊號。藉此，可如同前述訊號預處理電路600之訊號處理方式，根據三軸加速度數值與三軸角加速度數值，抵消光接收器300之偵測訊號上的雜訊。具此，計算裝置800可取得較準確的光訊號，從而可據以獲取血流的資訊。在此，計算裝置800可為個人電腦、平板電腦、手機等具有運算能力之電子裝置。

綜上所述，根據本案實施例之血流偵測器與血流偵測裝置，生產成本低廉且容易施行於受測者。同時，姿態感測器之訊號可讓光接收器之訊號更加優化，有助於光接收器訊號之判讀。

10‧‧‧血流偵測器
100‧‧‧披覆片
110‧‧‧偵測表面
200‧‧‧光發射器
300‧‧‧光接收器
400‧‧‧姿態感測器
410‧‧‧三軸加速度計
420‧‧‧三軸陀螺儀
500‧‧‧訊號輸出介面
600‧‧‧訊號預處理電路
700‧‧‧控制單元
800‧‧‧計算裝置

[圖1]為本案一實施例之血流偵測器之立體圖（一）。 [圖2]為本案一實施例之血流偵測器之立體圖（二）。 [圖3]為本案一實施例之血流偵測器之方塊示意圖（一）。 [圖4]為本案一實施例之血流偵測器之方塊示意圖（二）。 [圖5]為本案一實施例之血流偵測裝置之方塊示意圖。 [圖6]為本案一實施例之血流偵測器之使用示意圖（一）。 [圖7]為本案一實施例之血流偵測器之使用示意圖（二）。 [圖8]為本案另一實施例之血流偵測器之使用示意圖。 [圖9]為本案又一實施例之血流偵測器之使用示意圖。

10‧‧‧血流偵測器

100‧‧‧披覆片

110‧‧‧偵測表面

200‧‧‧光發射器

300‧‧‧光接收器

400‧‧‧姿態感測器

Claims (12)

1. 一種血流偵測器，包含： 一披覆片，包含一偵測表面； 至少一光發射器，設置於該披覆片，而自該偵測表面向外發光； 至少一光接收器，設置於該披覆片，而外露於該偵測表面以接收該偵測表面外部光線； 一姿態感測器，設置於該披覆片，以偵測該血流偵測器之姿態變化；及 一訊號輸出介面，連接於該至少一光接收器及該姿態感測器，以輸出該至少一光接收器與該姿態感測器之偵測訊號。
2. 如請求項1所述之血流偵測器，其中該姿態感測器包含一三軸加速度計及一三軸陀螺儀中之一或其結合。
3. 如請求項1所述之血流偵測器，其中該訊號輸出介面為無線通訊介面。
4. 如請求項1所述之血流偵測器，其中該訊號輸出介面為有線通訊介面。
5. 如請求項1所述之血流偵測器，更包含一控制單元，電連接該至少一光發射器，以控制該至少一光發射器中的至少一者的出光強弱或出光頻率。
6. 如請求項1所述之血流偵測器，更包含一訊號預處理電路，設置於該至少一光接收器、該姿態感測器與該訊號輸出介面之間，以預處理該至少一光接收器與該姿態感測器之該偵測訊號，供該訊號輸出介面輸出。
7. 如請求項6所述之血流偵測器，其中該訊號預處理電路根據該姿態感測器之該偵測訊號校正該至少一光接收器之該偵測訊號。
8. 如請求項1所述之血流偵測器，其中該光發射器發出的光之光波長介於750~860nm之間。
9. 如請求項8所述之血流偵測器，其中該光發射器發出的光之光波長介於750~770nm之間、介於805~815nm之間、介於840~860nm之間中之一或其任意組合。
10. 如請求項8所述之血流偵測器，其中該光發射器發出的光之光波長介於800~820nm之間。
11. 一種血流偵測裝置，包含： 如請求項1至10中任一項所述之血流偵測器；及 一計算裝置，電連接該血流偵測器之該訊號輸出介面，以接收該至少一光接收器與該姿態感測器之該偵測訊號，並根據該姿態感測器之該偵測訊號校正該光接收器之該偵測訊號。
12. 一種血流偵測裝置，包含： 如請求項1至10中任一項所述之血流偵測器；及 一計算裝置，電連接該血流偵測器之該訊號輸出介面，以接收該至少一光接收器與該姿態感測器之該偵測訊號。