TWM620068U - 睡眠感測裝置 - Google Patents
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Abstract
本創作提供一種睡眠感測裝置,包括心電感測器及至少一種生理資料檢測裝置。中央處理電路提供應用程式,將該心電感測器產生的心電波形信號轉換成呼吸波形信號。該中央處理電路並配備計時器,可將時間資料即時附加在該呼吸波形信號及該外界生理資料檢測裝置的感測資料。該睡眠感測裝置可將感測資料不間斷的傳送給外界電腦設備。
Description
本創作是關於一種睡眠感測裝置,尤其是睡眠期間生理數據感測裝置。本創作提供一種確保感測資料不會中斷、遺落的睡眠感測裝置。
近來,睡眠品質已經成為健康重要的話題。許多專家都認為維持良好的睡眠品質有助於保持健康,預防疾病。但確實有許多人有不同種類,不同程度的睡眠障礙。
睡眠障礙是指睡眠的量或質超出標準範圍,或是在睡眠期間發生臨床症狀,例如夢遊,呼吸中止等。其中,睡眠呼吸中止症(Sleep Apnea and Hypopnea Syndrome,SAHS)是最具危險性的睡眠障礙。臨床研究顯示睡眠呼吸中止症對人體精神及心血管方面都會造成不良影響。習知技術透過多重生理參數檢測儀(Polysomnography,PSG)監控睡眠品質,取得感測數據,據以提出改善或治療計畫。
睡眠品質檢測的難題在於檢測期間病患有相當長的時間處於睡眠狀態。在檢測期間,多重生理參數檢測儀頻繁檢測睡眠結構和睡眠呼吸事件相關參數的數值;為了記錄參數需要在病患身上貼附、連接多數電極。在傳統技術下,取得睡眠結構的描述數值通常需要同時測量多路腦電信號、兩路眼動電
信號和一路頦肌電信號。檢測睡眠呼吸事件則需要同時測量病人的口鼻氣流、胸呼吸、腹呼吸和血氧等生理信號。大量的電極、電線與儀器,導致病人承受重大的生理、心理負荷。不但不易得到正確的數值,也嚇阻了大部分的潛在病患接受檢驗。
習知技術曾經提出各種解決方案,以簡化睡眠檢測設備,尤其是睡眠感測裝置。
專利公開案US20190388024A1揭示一種「檢測、評估和治療打鼾、睡眠呼吸暫停和睡眠呼吸不足的裝置」,該裝置包括麥克風、脈搏血氧計及軸加速度計,用來收集使用者睡眠時的生理資訊,發出控制信號,以及記錄處理過程與結果。
專利公開案CN105748043A揭示一種「睡眠品質監測方法及裝置、可穿戴設備」,該裝置以採集感測器採集生理特徵資料。所述採集感測器包括以下感測器中的一種或幾種:加速度感測器、陀螺儀感測器、磁力計感測器、心電感測器和光電心率感測器。該方法包括對所採集的所述生理特徵資料進行預處理,得到至少一條睡眠特徵資訊;及根據所述睡眠特徵資訊和預先建立的評分模型,獲得用戶的睡眠品質指數。
專利公開案CN104257353A揭示一種「睡眠呼吸暫停綜合症檢測系統」,該系統包括阻抗式呼吸檢測模組、心電信號檢測模組、加速度檢測模組、口鼻呼吸檢測模組。所使用的傳感器包括用於探測口鼻呼吸氣流的熱敏電阻感測器,探測人體胸部呼吸和心電圖信號的正電極、負電極。
專利公開案CN200987666Y揭示一種「可擕式睡眠監測裝置」,該裝置包括單片機及與單片機電連接的記錄記憶體,單片機輸入端接有血氧感測器及心律傳感器,還設有可該裝置固定在手腕上的連接部件。
利用心電信號換算呼吸監測信號,是近年來推出的睡眠監測技術。其中一種理論是認為,人呼吸時人腦呼吸中心(Respiratory Center)會有訊號溢傳(Spillover)至腦部血管中心(Vasomotor Center)。該溢傳訊號經由自律神經(交感神經(Sympathetic Nerve)及副交感神經(Para-Sympathetic Nerve))的回饋(Reflex)機制,造成心率及心臟收縮力會隨呼吸週期作規律的增加與減少。因此,只要能精確記錄動脈血壓波型,再計算及分析心率變化,就可換算出當時的呼吸頻率及波型。
此外,動脈血壓的波峰及波谷也會隨著呼吸週期而升降,醫學上稱為動脈血壓呼吸波(Arterial Respiratory Waves)。此血壓呼吸波與呼吸時橫隔膜(Diaphragm)的運動有關。如能精確記錄動脈血壓波型,就可藉由分析動脈血壓呼吸波的變化,換算出呼吸頻率及波型。專利公開案US20060195035A1就揭示一種應用上述技術原理提出的「非侵入性橈動脈血壓波型量測系統及其應用」。
本案申請人在TW 110115192專利申請案中提出一種「睡眠感測裝置,睡眠感測資料蒐集平台,及睡眠品質分析系統」。該發明提供一種睡眠感測裝置,包括心電感測器及至少一種生理資料檢測裝置。中央處理電路提供應用程式,將該心電感測器產生的心電波形信號轉換成呼吸波形信號。該中央處理電路並配備計時器,可將時間資料即時附加在該呼吸波形信號及該外界生理資料檢測裝置的感測資料。
上述TW 110115192專利申請案的睡眠感測裝置及系統確實提出一種可以解決習知技術的難題的方案。也就是結構簡單、配戴方便,適合長期監測睡眠,尤其是在夜間、居家的睡眠監測的睡眠感測裝置,以及用來接收、儲存、處理多種生理資訊的平台與系統。但是,睡眠監測,尤其是夜間、居家的睡眠監測,無法避免的問題是無法拘束受測者的身體自由。例如,許多睡眠障礙的患者,有夜間頻尿的困擾。在睡眠監測期間可能必須多次如廁。更嚴重的情況則是夢遊或者失眠。在夢遊或失眠期間,受測者會離開臥床,甚至離開臥房或離家。導致該睡眠感測裝置所測得的生理資訊傳送中斷。待受測者回房或回床,雖然可以再次開機、對頻,但期間中斷的量測資訊可能已經喪失。再者,受測者當時處於及其疲憊的狀態,通常不會執行麻煩的重開機、對頻程序。導致當天的量測資訊全部喪失參考價值。
目前業界亟需一種新穎的睡眠感測裝置,該裝置可以簡化的結構,提供睡眠品質的檢測。
同時也需要有一種能避免因為傳輸中斷,尤其是長時間中斷,導致資料遺失的睡眠感測裝置。
本創作的目的就是在提供一種新穎的睡眠感測裝置,該裝置可以簡化的結構,提供睡眠品質的檢測。
本創作的目的也在提供一種可擴充的睡眠感測裝置,可以根據需要,增加或減少睡眠檢測的感測項目。
本創作的目的也在提供一種能避免因為傳輸中斷,尤其是長時間中斷,導致資料遺失的睡眠感測裝置。
本創作的目的也在提供一種應用上述睡眠感測裝置達成睡眠檢測的睡眠感測資料蒐集平台,以及根據該感測資料分析睡眠品質的睡眠品質分析系統。
本創作提供一種睡眠感測裝置,該睡眠感測裝置包括:外殼,提供一個容置空間;貼附元件,附接在該外殼,並提供一個感測面,用於貼附在人體或動物皮膚;該感測面提供至少一電極,用於感測經由該皮膚傳達的心電信號;心電感測器,連接該至少一電極,用以接收及處理由該電極感測的心電信號,產生心電波形信號;中央處理電路,連接該心電感測器,用以接收並處理該心電波形信號;儲存裝置,連接該中央處理電路,用以儲存該中央處理電路送來的資料或將儲存的資料供給該中央處理電路;無線通信電路,連接該中央處理電路,用以與特定外界生理資料檢測裝置及/或外界電腦設備建立無線通信通道,以接收該外界生理資料檢測裝置送來的感測資料,或將該中央處理電路提供的信號或感測資料傳送至外界電腦設備;其中,該中央處理電路提供應用程式,用以將該心電波形信號轉換成呼吸波形信號,儲存在該儲存裝置,其中,該中央處理電路提供應用程式,用以將該無線通信電路所收到的外界生理資料檢測裝置的感測資料轉換成預定格式,儲存在該儲存裝置,且該中央處理電路並提供計時器,用以產生時間資料,即時附加在該呼吸波形信號,及即時附加在該感測資料;
其特徵在於:該中央處理電路建置成:在接收到一外界電腦設備的預定請求指令後,將該儲存裝置中標示為「未讀取」的感測資料,傳送給該外界電腦設備。
在本創作的較佳實施例中,該睡眠感測裝置包含至少一種外界生理資料檢測裝置,該外界生理資料檢測裝置無線通信連結該無線通信電路,並為選自下列裝置中的至少一種:血氧計、血糖計、體溫計、血壓計、肌電儀(包含:眼電、頰肌電、四肢肌電等)、腦電計、呼吸流量計、麥克風、胸/腹張力帶等。該外界生理資料檢測裝置較佳為血氧計。
在本創作的較佳實施例中,該睡眠感測裝置包含至少兩種外界生理資料檢測裝置,該外界生理資料檢測裝置無線通信連結該無線通信電路,並為選自下列裝置中的至少兩種:血氧計、血糖計、體溫計、血壓計、肌電儀(包含:眼電、頰肌電、四肢肌電等)、腦電計、呼吸流量計、麥克風、胸/腹張力帶等。該外界生理資料檢測裝置較佳為血氧計與體溫計,或血氧計與血糖計。該外界生理資料檢測裝置當中的一種或多種也可以內建在該外殼內,並以有線通信連接到該無線通信電路或該中央處理電路。
在本創作的較佳實施例中,該中央處理電路提供應用程式,以透過該無線通信電路與外界電腦設備建立通信通道,以交換資料。在本創作另一些較佳實施例中,該睡眠感測裝置另提供通信介面,附接在該外殼,用以與外界電腦設備建立通信通道,以交換資料。
在本創作的特定實施例中,該心電感測器為獨立的感測裝置,包裝在外殼中。該外殼提供貼附元件,以附貼在皮膚上。使外殼感測表面上的電極與皮膚緊密接觸,感測經由皮膚傳達的心電信號。含該中央處理電路、儲存裝置、無線通信電路的睡眠感測器包裝在另一個第二外殼中。該心電感測器並
提供第二無線通信電路,用來與該睡眠感測器的無線通信電路建立通信通道,交換資料。
本創作也提供一種睡眠感測資料蒐集平台,可以連接該睡眠感測裝置,以收集該睡眠感測裝置的偵測資料。
本創作也提供一種睡眠品質分析系統,該系統連接該睡眠感測資料蒐集平台,並提供有用的應用程式,可以存取該資料蒐集平台的睡眠感測資料,分析睡眠品質,並自動提出改善建議。
上述及其他本創作的目的與優點,可由以下詳細說明,並參照圖式,而更形清楚。
100:睡眠感測裝置
10:外殼
11:貼附元件
11A:感測面
13:心電感測器
14、14’:貼片
15、15’:電極
20:中央處理電路
22:儲存裝置
23:無線通信電路
24:天線
25:通信介面
31、32:外界裝置
41、42、43:外界電腦設備
R:讀取指標
W:寫入指標
圖1顯示本創作睡眠感測裝置一種實施例的方塊圖。
圖2A-2G顯示一種適用在本創作睡眠感測裝置感測資料寫入讀出方法一種實施例資料記錄結構示意圖。
以下依照圖式說明本創作的數種實施例。但實施例的說明目的只是用來說明本創作可能的實施方式,並不能用來限制本創作的範圍。
圖1顯示本創作睡眠感測裝置一種實施例的方塊圖。圖中所示的睡眠感測裝置100包含一個用來將該睡眠感測裝置100各個模組或元件容置在其中的外殼10,以及附接在該外殼10上的貼附元件11。該外殼10的材質並無任何限制,通常是金屬或塑膠,或其組合,例如電鍍組合。該外殼10的形狀也無任何
限制。通常可為圓盤形、橢圓盤型、方盒形等。其他的材質、形狀都可適用在本創作。通常,較適用的形狀以扁平為宜。較適用的材質為軟性材質,以利隨身體形狀變化。但該特徵並非任何技術限制,只要能夠將該睡眠感測裝置100的相關模組及/或元件容納在其中即可。且在本創作的一些實施例中,該睡眠感測裝置100的部分模組及/或元件還可以分別全部或部分裸露在該外殼10外部。也不會影響其功能。
貼附元件11的功能之一是將含有該睡眠感測裝置100各個模組或元件的外殼10,附貼到人體、動物或其他物體上,尤其是皮膚上。由於本創作的應用領域是睡眠感測裝置,該貼附元件11主要是將該外殼10附貼到人體。因此,該貼附元件11提供至少一個,例如二個貼片14、14’,用來黏貼於該人體或動物上。該貼片14、14’也可為吸盤或黏性吸盤。
此外,該貼附元件11也提供一個感測面11A,用來直接或間接接觸人體、動物或其他物體的表面,特別是人體的表面,亦即皮膚。在該感測面11A上提供至少一個,例如兩個電極15、15’,用來感測人體產生,透過皮膚傳達到該感測面11A的心電信號。應注意的是,在此所謂的「接觸」,是指與該接觸表面物理上的接觸(直接接觸),或隔空接觸(間接接觸)。只要能將該皮膚所傳達的心電信號傳送到該感測電極15、15’即可。該貼附元件11另一個功能,是將該感測面11A附貼到該人體或動物皮膚表面,接受該表面所傳達的震動、運動或其他變化,例如溫度、平坦度等。
圖1也顯示,在該睡眠感測裝置100的外殼10內,配備心電感測器13。,心電感測器13連接該至少一電極15、15’,用以接收及處理由電極15、15’感測的心電信號,產生心電波形信號。該外殼10內還配備中央處理電路20,連接該心電感測器13,用接收並處理該心電波形信號。
該心電感測器13也可配置在該外殼以外,以另一個外殼包圍,並提供一個感側面,配置至少一電極,以感側接觸面傳來的心電信號。再以有線或無線方式傳輸給該睡眠感測裝置本體。但是在本創作的較佳實施例中,該心電感測器13是配置在外殼10內,與該中央處理電路20、儲存裝置22形成單一裝置。這種設計可以節省裝置所占空間以及製造費用。
根據本創作的一種較佳實施例,該中央處理電路20提供應用程式,用以將該心電波形信號轉換成呼吸波形信號,儲存在儲存裝置22。該儲存裝置22也配置在該外殼10內,並連接該中央處理電路20,用以儲存該中央處理電路20送來的資料,或將儲存的資料供給該中央處理電路20。
關於將心電波形信號轉換成呼吸波形信號的技術,已經有多種已知技術發表。例如前述專利US20060195035A1就是一種適例。此外,大立雲康公司也提供一種可以將心電波形信號轉換成呼吸波形信號的裝置。根據心電波形信號轉換得到呼吸波形信號,不但準確,還可以免除使用妨礙睡眠的呼吸探測器。習知技術所使用的呼吸探測器必須在睡眠過程中全程固定在鼻孔,足以妨礙睡眠,導致睡眠感測結果難達正確。
具有上述特徵的裝置,可稱為心跳呼吸感測裝置。可以感測配戴者的心電信號,產生心電波形信號及呼吸波形信號。相關技術已為業界的成熟技術。此行業人士均能根據以上的說明,經過必要的修改後達成。其技術詳情不須在此贅述。
無線通信電路23配置在該外殼10內,用來提供無線通信功能。該無線通信電路23提供一天線24,並連接該中央處理電路20,用來與特定外界裝置31、32建立無線通信通道。該外界裝置31可能是一個生理資料檢測裝置,該外界裝置32則可能是一個智慧手機、平板電腦、個人電腦等。當然,也可以是
任何具備無線通信功能的裝置。無線通信電路23與外界裝置建立通信通道後,可接收該外界裝置31,例如為外界生理資料檢測裝置,以及該外界裝置32,例如為智慧手機、平板電腦、個人電腦等送來的信號或資料,或將該中央處理電路20送來的信號或資料傳送至外界,例如該外界裝置31、32。該無線通信通道可為使用任何已知的無線通信規約的通道,例如IEEE 802.11a,IEEE 802.11b,IEEE 802.11g,IEEE 802.11n,Bluetooth,SigBee等通信規約,以及其他通信規約。
具有上述技術特徵及功能的無線通信電路,已是業界已知的技術。本行業專家不難根據以上說明,完成該裝置。
本創作的睡眠感測裝置100還可以包括電源模組(未圖示)。電源模組可以包括一個蓄電池,以及電源管理電路,特別是節電電路。電源模組將電功率提供給上述各個電路、模組,以及其他包含在該外殼10內的用電元件。
本創作的一項重要技術特徵在於與該外界裝置31、32相關的設計。
在本創作的一些較佳實施例中,該外界裝置31、32是至少一種外界生理資料檢測裝置。該外界生理資料檢測裝置可為選自下列裝置中的至少一種或至少二種:血氧計、血糖計、體溫計、血壓計、肌電儀(包含:眼電、頰肌電、四肢肌電等)、腦電計、呼吸流量計、麥克風、胸/腹張力帶等。該外界生理資料檢測裝置較佳為血氧計。也可為血糖計與體溫計,或血氧計與血糖計。該外界生理資料檢測裝置31經由無線通信通道,連結該無線通信電路23。在應用上,可以將該無線通信電路23配置成可以自動搜尋在無線通信所及範圍內的外界裝置31、32,開啟自動連線程序,建立無線通信通道。
根據本創作的實施例,該中央處理電路20提供應用程式,用以將該無線通信電路23所收到的外界生理資料檢測裝置31、32的感測資料轉換成預定格式,儲存在該儲存裝置22。
上述外界生理資料檢測裝置31、32以及其他型態的外界生理資料檢測裝置都是已知的儀器。通常包括一個感測模組,用來感測例如血氧量、血糖值、體溫、血壓、肌電信號,轉換成預定形式的信號;一個無線通信模組,用來將該感測模組的感測結果資訊,傳送到外界;以及電源管理模組,提供蓄電池,對該外界生理資料檢測裝置的各個模組供電。所使用的感測器,處理電路等,也是業界所知。相關技術詳情均不需在此贅述。
此外,用來將外界生理資料檢測裝置31、32的感測資料轉換成預定格式的應用程式,也屬已知。此行業人士不難從已知的應用程式中,挑選合用的工具,或經適當的修改,應用到本創作。
上述各電路、模組等,除外界裝置31、32之外,可以全部配置在一片電路板上,收容在該外殼10中。如前所述,該外殼10材質以軟性為佳。在這種情形下,該電路板也以軟性電路板為最佳選擇。所形成的睡眠感測裝置100容易配合使用者身體形狀變形,除提高舒適度外,更可提升感測的正確性。
本創作的睡眠感測裝置100可以用來與多種外界生理資料檢測裝置31、32有線或無線連線,交換資料。在一些較佳實施例中,中央處理電路20提供計時器(未圖示),用以產生時間資料,即時附加在該呼吸波形信號。換言之,該中央處理電路20每接收到一筆呼吸波形信號時,就該當時的時間資料,附加在該呼吸波形信號中。
此外,該中央處理電路20也配置應用軟體,以將時間資料即時附加在該外界生理資料檢測裝置31、32的感測資料。換言之,該中央處理電路20每接收到一筆由外界生理資料檢測裝置31、32,例如血糖計送來的感測資料時,就該當時的時間資料,附加在該筆感測資料中。並將相關的感測資料檔都存放在該儲存裝置22備用。
在本創作的設計下,所有的感測資料都附有當時的時間資料,可以指示資料取得時間,並可據以重建不同種類之間的相對關係。
圖1還顯示該睡眠感測裝置100另提供通信介面25,附接在該外殼10,用以與外界電腦設備41-43建立通信通道,以交換資料。該外界電腦設備可能是智慧手機41、平板電腦42、個人電腦43等,並可經由網際網路連線到具備巨大儲存空間與高速運算能力的伺服器級電腦(未圖示)。該通信介面25可為有線通信介面或無線通信介面。如為有線介面,較好為USB介面,或為Type C介面。如為無線通信介面,較好為短距離無線通信介面,例如Bluetooth。在本創作的較佳實施例中,該通信介面25為Bluetooth介面。
具有上述技術特徵的全部或一部的睡眠感測裝置100,可以配戴在使用者身上,以貼片14、14’黏貼在靠近心臟部位的皮膚,以感測電極15、15’感測透過皮膚傳達的心電信號。該心電信號由心電感測器13處理後,轉送至該中央處理電路20,轉換成呼吸波形信號,儲存在該儲存裝置22。該心電信號或心電波形信號也可儲存在該儲存裝置22。
該睡眠感測裝置100開機時自動搜尋通信範圍內的外界裝置31、32。搜尋結果顯示外界裝置31為血氧計,外界裝置32為體溫計,均已經配戴在使用者身上。該無線通信電路23即經由預定的協商程序,與該外界裝置31、32
建立無線通信通道,定時接收該外界裝置31、32送來的生理感測資料。根據本創作的設計,該中央處理電路20每收到一筆生理感測資料,就即時附加當時的時間,經由必要的處理後,儲存在該儲存裝置22。
如前所述,本創作生理資料檢測裝置較好通過短距離無線通信通道,與該外界電腦設備41-43連線,以交換資訊。具體而言,在這種較佳實施例中,該生理資料檢測裝置是經由短距離無線通信通道,向該外界電腦設備41-43提供感測資料或感測資料檔。在這種實施例中,該中央處理電路20是建置成:回應該外界電腦設備41-43的有效請求,將儲存裝置22中尚未提供給對應的外界電腦設備41-43的感測資料或感測資料檔,提供給該外界電腦設備41-43。
在這種實施例中,該外界電腦設備41-43可以建置應用程式,用來接收由該生理資料檢測裝置所提供的感測資料或感測資料檔。具體而言,是定時或不定時對已知的生理資料檢測裝置發出詢問,並於該生理資料檢測裝置後,發出該有效的請求。這種在外界電腦設備41-43上建置應用程式,以繼續從生理資料檢測裝置接收感測資料的技術,已為習知。任何有經驗的專業人士都可利用現有技術開發出具有相同或類似功能的應用軟體,以供使用者建置在電腦設備中。且在該生理資料檢測裝置側所需的應用程式,以及生理資料檢測裝置開發者必須提供給該應用程式開發者的資訊,例如任體介面規格,都是本行業已知技術。其技術詳情不須在此贅述。
如前所述,本創作睡眠感測裝置100配戴在人體後,通過短距離無線通信通道向外界電腦設備41-43不斷的提供感測資料或感測資料檔。在監測過程中,受測者可以自由離開該外界電腦設備41-43,進行睡眠以外的其他活動。可能另受測者離床的活動除了上廁所、飲食之外,還可能包括失眠、夢遊或緊
急事故等。習知技術為了保護資料傳輸不致中斷,通常會設定使中央處理電路20在該期間繼續傳送資料。不過,外界電腦設備41-43並不會收到這段期間所傳送的資料。
此外,當受測者回到床上後,如果離床時間過久,超過設定時間,就必須重新開機,對頻。才能使睡眠感測裝置100繼續傳送感測資料或感測資料檔,或使外界電腦設備41-43可以接收到該資料。但事實上,中斷期間的感測資料已經遺失。當晚的感測其實已經沒有意義。
為了解決習知技術的缺點,根據本創作的較佳實施例,該儲存裝置22採取特殊設計,例如以循環編號的資料區塊的格式,依照資料區塊的編號順序在資料區塊填入感測資料或感測資料檔。圖2A-2G就顯示一種適用在本創作睡眠感測裝置感測資料寫入讀出方法一種實施例資料記錄結構示意圖。在這種資料儲存架構中,圖2A顯示該儲存裝置22供存放感測資料或感測資料檔的感測資料儲存區的資料區塊編號方式示意圖。如圖所示,在該感測資料儲存區中,資料區塊的順序編號是將感測資料儲存區的所有資料區塊視為如環形排列,給予循環編號。亦即將所有區塊編號為0~N-1,順序為0、1、2、...、N-1、然後回到0。每個資料區塊的大小視儲存裝置的特性而定。以TOSHIBA的eMMC快閃記憶體為例,最佳資料區塊大小為4K。因此,512MB的記憶空間就可以分成131,072個資料區塊。(N=131,072)。
在該儲存裝置22設定寫入指標W,初始值為0。每當資料寫滿一個資料區塊,就將W的值加1。亦即向後移動一格寫入:W←(W+1)MOD N。
圖2B即表示儲存裝置22對感測資料儲存區編號0的資料區塊寫入感測資料或感測資料檔的過程示意圖。圖中顯示在資料區塊0寫入資料的進程。
在讀取方面,在該儲存裝置22設定讀取指標R,初始值也為0。每當讀取完一個資料區塊,就將R的值加1。亦即向後移動一格讀取:R←(R+1)MOD N。
圖2C即表示儲存裝置22從感測資料儲存區的資料區塊0讀取感測資料或感測資料檔的過程示意圖。圖中顯示在讀取完成資料區塊0後繼續讀取已經寫入資料的資料區塊1。此時寫入進程已經進展到資料區塊3。
當寫入進程到達資料區塊N-1後,接著對資料區塊0寫入。如此循環不已。在寫入過程中判斷感測資料儲存區的資料區塊是否已經寫滿。如是,就無法寫入。此時R=(W+1)MOD N。資料已滿,無法寫入。如圖2D左方所示。反之,在讀取進程中發現R=W。代表時資料為空,此時無法讀取。如圖2D右方所示。
為了確保資料在保存與傳輸過程中沒有毀損,該儲存裝置22提供檢查機制。可以使用任何已知方法進行檢查、重傳或重新寫入。適用的方法包括例如CRC檢查碼。圖2E、2F即表示本創作儲存裝置22資料正確檢查機制示意圖。如圖所示,若發現資料在保存時毀損(ECG上CRC檢查碼不吻合),則略過該資料區塊讀取下一資料區塊(R值加1),如圖2E所示。若資料在傳輸時毀損(外界電腦設備41-43如手機或電腦上CRC檢查碼不吻合),則重新讀取該資料塊。作法包括在接到手機或電腦請求重傳時,將R的值減1,往前一資料區塊移動,再讀取一次。如圖2F所示。
該儲存裝置22還可以提供快速清空功能。如將讀取指標R移動到與寫入指標W同,表示放棄所有尚未讀取的資料,騰出記憶空間儲存新的資料。圖2G即顯示該快速清空功能示意圖。
在上述資料儲存架構之下,該中央處理電路就可以建置成:在接收到一外界電腦設備的預定請求指令後,將該儲存裝置22中標示為「未讀取」的感測資料,亦即讀取所有讀取指標R的值小於寫入指標W的資料區塊,將讀取資料傳送給該外界電腦設備。在實際做法上,是將R與W之間的所有資料區塊內的資料,傳送給外界電腦設備41-43。在該外界電腦設備41-43建置應用程式,以與該睡眠感測裝置100建立無線通信通道,用以交換資訊。該應用程式並提供自動收集感測資料或感測資料檔的功能。可定時或不定時發出詢問,以預定、約定的指令,請求特定的一個或多個睡眠感測裝置100提供感測資料或感測資料檔。
在這種設計下,即使受測者因任何原因離開外界電腦設備41-43的信號範圍,該睡眠感測裝置100仍可繼續進行有效的量測,並在受測者回床後將期間的量測資料傳送給外界電腦設備41-43,以供參考、分析或上載到睡眠感測資料蒐集平台(詳後述)。不但不會漏失資料,且可得到代表受測者非睡眠狀態期間的生理資訊。
在本創作還提供一種睡眠感測資料蒐集平台,建置在可以網路存取的伺服器中。睡眠感測資料蒐集平台可供大量睡眠感測裝置連接,上載偵測資料。為達成上述目的,可以開發簡單的應用軟體,建置在智慧手機、平板電腦或個人電腦中。上載資料時,使用者可以在智慧手機、平板電腦或個人電腦中啟動該上載應用軟體,透過網際網路連接該睡眠感測資料蒐集平台伺服器,
登入特定的帳號。接者,使用者可將該睡眠感測裝置100的通信介面25連接到該智慧手機、平板電腦或個人電腦中的對應通信介面,使該睡眠感測裝置100將指定的資料傳送到該伺服器電腦,登錄到特定的帳號內。
具有上述技術特徵的睡眠感測資料蒐集平台,可供大量的睡眠感測裝置連接,蒐集非常大量的睡眠感測資料。
本創作的睡眠感測資料蒐集平台伺服器還可以建置睡眠品質分析應用程式,成為睡眠品質分析系統。使用者執行該睡眠品質分析應用程式後,可以從特定的帳戶取得該帳戶的睡眠感測資料,並以該睡眠品質分析應用程式對感測資料進行分析,得到睡眠品質的初步評估,以供專家進行診斷,進一部提供改善建議。
針對特定的睡眠品質相關現象,該睡眠品質分析應用程式也可能自動產生明確得評估結果。在這種情形,該睡眠品質分析應用程式還可以建置有用的演算法,針對評估結果自動提出改善建議。
100:睡眠感測裝置
10:外殼
11:貼附元件
11A:感測面
13:心電感測器
14、14’:貼片
15、15’:電極
20:中央處理電路
22:儲存裝置
23:無線通信電路
24:天線
25:通信介面
31、32:外界裝置
41、42、43:外界電腦設備
Claims (12)
- 一種睡眠感測裝置,該睡眠感測裝置包括:外殼,提供一個容置空間;貼附元件,附接在該外殼,並提供一個感測面,用於貼附在人體或動物皮膚;該感測面提供至少一電極,用於感測經由該皮膚傳達的心電信號;心電感測器,連接該至少一電極,用以接收及處理由該電極感測的心電信號,產生心電波形信號;中央處理電路,連接該心電感測器,用接收並處理該心電波形信號;儲存裝置,連接該中央處理電路,用以儲存該中央處理電路送來的資料或將儲存的資料供給該中央處理電路;及無線通信電路,連接該中央處理電路,用以與特定外界生理資料檢測裝置及/或外界電腦設備建立無線通信通道,以接收該外界生理資料檢測裝置送來的感測資料,及將該中央處理電路提供的信號或感測資料傳送至外界電腦設備;其中,該中央處理電路提供應用程式,用以將該心電波形信號轉換成呼吸波形信號,儲存在該儲存裝置,該中央處理電路提供應用程式,用以將該無線通信電路所收到的外界生理資料檢測裝置的感測資料轉換成預定格式,儲存在該儲存裝置,且該中央處理電路並提供計時器,用以產生時間資料,即時附加在該呼吸波形信號,及即時附加在該感測資料;其特徵在於:該中央處理電路建置成:在接收到一外界電腦設備的預定請求指令後,將該儲存裝置中標示為「未讀取」的感測資料,傳送給該外界電腦設備。
- 如申請專利範圍第1項的睡眠感測裝置,其中該儲存裝置提供感測資料儲存區,該感測資料儲存區建置成多數資料區塊,所有資料區塊以循環編號,即號數漸增直到最高值,且最高值的下一號為最低值;對資料區塊給予寫入指標W,資料寫入時由前次寫入的W資料區塊開始寫入,寫滿後寫入W+1資料區塊;且對資料區塊給予讀出指標R,在接收到該外界電腦設備的預定請求指令後,由前次讀出的R資料區塊開始寫入,該資料區塊讀完後讀出R+1資料區塊。
- 如申請專利範圍第2項的睡眠感測裝置,其中該儲存裝置進一步建置成:在R=(W+1)MOD N時判斷所有資料區塊都已寫滿,即停止寫入;且在R=W時判斷所有資料區塊均已讀完,即停止讀取。
- 如申請專利範圍第2項的睡眠感測裝置,其中該儲存裝置進一步建置成:在讀出一個資料區塊後清除所有寫入指標W小於讀出指標R的資料區塊。
- 如申請專利範圍第1或2項的睡眠感測裝置,其中該至少一種外界生理資料檢測裝置為選自下列裝置中的至少一種:血氧計、血糖計、體溫計、血壓計、肌電儀(包含:眼電、頰肌電、四肢肌電等)、腦電計、呼吸流量計、麥克風、胸/腹張力帶等。
- 如申請專利範圍第5項的睡眠感測裝置,其中該外界生理資料檢測裝置為血氧計。
- 如申請專利範圍第1或2項的睡眠感測裝置,其中該至少一種外界生理資料檢測裝置為選自下列裝置中的至少二種:血氧計、血糖計、體溫計、 血壓計、肌電儀(包含:眼電、頰肌電、四肢肌電等)、腦電計、呼吸流量計、麥克風、胸/腹張力帶等。
- 如申請專利範圍第7項的睡眠感測裝置,其中該外界生理資料檢測裝置為血氧計與體溫計,或血氧計與血糖計。
- 如申請專利範圍第1或2項的睡眠感測裝置,其中該外界生理資料檢測裝置當中的一種或多種內建在該外殼內,並以有線通信連接到該無線通信電路或該中央處理電路。
- 如申請專利範圍第1或2項的睡眠感測裝置,另包含在該外殼上提供的貼片載體,用來黏貼於該人體或動物上。
- 如申請專利範圍第1或2項的睡眠感測裝置,其中該無線通信電路通過短距離無線通信通道,與該外界電腦設備連線,以交換資訊。
- 如申請專利範圍第11項的睡眠感測裝置,其中該短距離無線通信通道為Bluetooth通道。
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