TWM622782U - 指戴式生理裝置及系統 - Google Patents

Abstract

本創作相關於一種指戴式生理裝置及系統，其中，該指戴式生理裝置包括殼體，可調式指戴結構，控制單元，至少一發光源以及至少一光檢測器，以及振動模組，透過該可調式指戴結構，該指戴式生理裝置被設置於使用者的手指上，以在使用者的睡眠期間，取得該使用者的血液生理訊號，並根據該血液生理訊號，可獲得該使用者的一呼吸事件相關資訊，以及該振動模組根據該呼吸事件相關資訊而產生振動，以對該使用者產生振動警示。

Description

指戴式生理裝置及系統

本創作相關於一種指戴式生理裝置及系統，特別地是，相關於一種適合於睡眠期間使用且可用於評估及/或改善睡眠呼吸障礙的指戴式生理裝置及系統。

在手指所取得的血液生理資訊可用來瞭解許多的人體生理狀況，例如，血氧濃度，心率等，且常見於許多生理監測設備中，例如，病患監測，多重睡眠生理檢查(PSG)，睡眠呼吸中止症篩選，以及許多穿戴形式生理健康監測裝置。

現今的指戴式光感測裝置存在的主要問題是如何固定，以及如何在長時間配戴的情形下，讓使用者覺得舒適並取得穩定的訊號品質。習知指戴式光感測裝置最常見使用的探頭形式是如圖1A-1B所示的夾式探頭，利用機械夾力或彈性而使探頭固定於指尖，但正如所知，由於必須有一定的固定力，以確保光感測器與指尖皮膚的接觸，長期使用下來很容易造成指尖血液不流通的情形，即使於指夾內部設置了較柔軟具彈性的部分，此種情形仍僅能部分獲得改善，再加上設置位置於指尖，亦較容易因為手部動作而出現脫落的情形，因此，通常被使用於短時間的測量。

另一種光感測器探頭是如CN106236106A所述的指環式探頭，其藉由採用彈性材質形成指環而提供適應不同粗細的手指及部位，另亦藉由使一部份的指環變薄的方式而達成維持指環對不同粗細手指皆可施力的效果。 這樣的設計雖已大幅改善了習知夾式探頭的缺點，但仍有需要改進的地方，例如，其指環為了適應不同的粗細手指，預留了空間，因此存在著設置穩定度不足且容易鬆脫的隱憂，再加上其信號發生傳感器與信號接收傳感器的設置位置容易因手指粗細不同而改變位置，難以確保每次測量時傳感器與皮膚的接觸皆能達到理想狀態，故亦存在有測量上的不確定性。

再一種是如CN100518630C所述的指環式生理信息監測裝置，文中圖1-11揭示了其彈性手指支撐帶除了可調整長度外，亦被用以設置發光裝置以及接收裝置，而如此設置方式的隱憂則是，當透過支撐帶調整長度時，將影響到發光裝置及/或接收裝置的設置穩定性，例如，彈性帶體在拉緊並出現形變時，其上的發光/接收裝置與手指間的接觸即受到影響，導致不穩定的訊號品質。

因此，確實有需要一種不僅能保留習知技術的優點，亦能改進其缺失的指戴式生理裝置。

本創作的目的在於提供一種指戴式生理檢測裝置，其具有可調整的指戴結構，可適應不同尺寸的手指，且同時具有微調功能，可進一步適應隨時間而動態變化的手指圍，並對所承載的生理感測元件施以朝向手指皮膚的輕微壓力，以達成接觸穩定最大化及高品質生理訊號間的平衡。

本創作的另一目的在於提供一種指戴式生理檢測裝置，其可透過整體結構的設計而達成可在手指的不同部位取得生理資訊的效果。

本創作的再一目的在於提供一種指戴式生理裝置及系統，其指戴結構可撓曲且不易脫落的特性適合於睡眠期間使用，且配合所取得的生理訊號，可用來評估及/或改善睡眠呼吸障礙。

本創作的又一目的在於提供一種指戴式生理裝置及系統，其中，該指戴式生理裝置包括殼體，可調式指戴結構，控制單元，至少一發光源以及至少一光檢測器，以及振動模組，透過該可調式指戴結構，該指戴式 生理裝置被設置於使用者的手指上，以在使用者的睡眠期間，取得該使用者的血液生理訊號，並根據該血液生理訊號，可獲得該使用者的一呼吸事件相關資訊，以及該振動模組根據該呼吸事件相關資訊而產生振動，以對該使用者產生振動警示。

100:殼體

101:第一自由端

102:第二自由端

103:柱體

1031:定位限位部

104:定位孔洞

105:孔洞

201:魔鬼氈毛面

202:魔鬼氈勾面

300:容置空間

400:可撓曲部分

401:結合孔洞

402:結合柱體

4021:結合限位部

403:結合件

500:光感測器

601:防脫落件

700:手指

701:血管

702:指骨

81:紅外光源

82:紅光源

83:綠光源

90、91、92:光檢測器

圖1A-1B顯示習知技術的指戴式光感測探頭；

圖2顯示根據本案指戴式生理檢測裝置的電路示意圖；

圖3A-3B顯示根據本案一實施例的可調指戴生理檢測裝置的示意圖；

圖4顯示根據本案另一實施例的可調指戴生理檢測裝置的示意圖；

圖5顯示根據本案再一實施例的可調指戴生理檢測裝置的示意圖；

圖6A-6H以及圖7A-7B顯示根據本案較佳實施例，可撓曲部分與不可撓曲部分相結合的可能實施方式；

圖8A-8B顯示根據本案較佳實施例，不可撓曲部分上光感測器的設置情形；

圖9A-9C顯示根據本案較佳實施例，不可撓曲部分設置於不同指節的實施示意圖；

圖10顯示手部血管分布圖；

圖11A-11C顯示根據本案較佳實施例，不可撓曲部分設置於手指不同部位的實施示意圖；

圖12A-12C顯示根據本案較佳實施例，光感測器中發光源以及光檢測器的可能實施方式；以及

圖13顯示PPG訊號及其時域特徵。

請參閱圖2，其為根據本案指戴式生理檢測裝置的電路示意圖。

首先，根據本創作的生理檢測裝置會包括至少一光感測器，電連接至一控制單元，並受該控制單元的控制而運作，進而取得血液生理資訊。

而如圖2中所示，生理檢測裝置內所有的元件皆連接至控制單元，其中，該控制單元包含至少一微控制器/微處理器，並預載有程式，以掌控硬體元件之間的溝通，該控制單元可達成不同硬體元件與連接至本案生理檢測裝置的外部應用程式/外部裝置間的訊號傳輸，並且，其亦讓裝置的行為可進行編程，以回應不同的操作情況，以及該微控制器/微處理器亦會利用內部計時器(未顯示)來產生時間戳記或時差、或用來控制操作。

本案中，光感測器是指同時具有發光源，例如，LED，以及光檢測器，例如，光電二極體(photodiode)，的感測器，且正如所熟知，其是利用PPG(photoplethysmography，光體積變化描記圖)原理，透過發光源發出光線進入人體組織，且光檢測器會接收穿透血管中血液、或經血液反射的光線，之後，再透過取得光線因血液所發生的容積變化而可獲得血液生理訊號，故一般稱由光感測器所取得的血液生理訊號為PPG訊號，其中，PPG訊號會包括快速移動分量(AC Component，AC分量)，反應透過動脈傳送之心肌收縮所產生的脈波，以及慢速移動分量(DC Component，DC分量)，反應組織血液體積的較慢變化，例如，呼吸胸腹起伏，交感及副交感神經活動所造成的影響；另外，透過分析PPG訊號也可獲得相關血管硬度以及血壓等生理資訊；再者，經生理實驗得知，PPG脈波在經頻域分析後可得各臟腑與心率產生諧波共振的情形，因而可將此脈波心率諧波共振分布應用於中醫的診斷以及人體血液循環的監測，例如，肝及肝經與心跳頻率之第一諧波相關，腎及腎經與心跳頻率之第二諧波相關，脾及脾經心跳頻率之第三諧波相關，肺及肺經心跳頻率之第四諧波相關，以及胃及胃經心跳頻率之第五諧波相關。

一般而言，根據光感測器所包含發光源以及光檢測器之種類以及數量的不同，可取得的血液生理資訊亦有所不同，舉例而言，該光感測器可包括至少一發光源，例如，LED或多個LED，較佳地是，綠光/紅外光/ 紅光，以及至少一光檢測器，以取得脈搏速率/心率以及呼吸胸腹起伏等血液生理資訊；其中，在測量脈搏速率/心率時，綠光以及波長在綠光以下的可見光，例如，藍光、白光，是當前測量心率的主要使用光源，且主要著重在AC分量部分的解讀，另外，有關呼吸胸腹起伏對於血液的影響則是，當一個人呼吸時，胸部空腔內的壓力(所謂的胸內壓)會隨著每次呼吸改變，其中，吸氣時，胸腔會擴張而造成胸內壓減少，因而將空氣抽進肺部，在呼氣期間，胸內壓增加並迫使空氣排出肺部，這些胸內壓的改變亦會造成經由靜脈回到心臟之血液量以及心臟打入動脈之血液量的改變，而此部分的改變可藉由分析PPG訊號的DC分量而得知。

或者，該光感測器也可包括至少二發光源，例如，多個LED，較佳地是，綠光/紅外光/紅光，以及至少一光檢測器，以取得血氧濃度(SPO2)，脈搏速率/心率，以及呼吸胸腹起伏等血液生理資訊，其中，測量血氧濃度時，需要兩個不同波長的光射入組織中，利用血液中含氧血紅素(HbO2)以及非含氧血紅素(Hb)對兩種波長的光有不同的吸收程度，而在接收經穿透、反射的光後，兩者比較的結果可決定血氧濃度，因此，血氧濃度的測量通常對於光感測器的設置位置有較多的限制，以光線能確實打入動脈中的位置為佳，例如，手指，手掌內面，腳趾，腳掌等，而兩種不同波長則可為，例如，紅光以及紅外光，或是兩種波長的綠光，如波長分別為560nm以及577nm的綠光，因此，可依需求而選用合適的光源，沒有限制。

上述各種光源的波長範圍為，紅光波長約介於620nm至750nm之間，紅外光波長約大於750nm，以及綠光波長約介於495nm至580nm之間，而用於進行測量時，通常採用，舉例而言，紅光波長660nm，紅外光波長895nm、880nm、905nm或940nm，以及綠光波長510~560nm或577nm，然而，需注意地是，在實際使用時，根據使用目的的不同，也可採用 其他波長的光源，例如，當只欲取得心率時，波長小於綠光的其他可見光源，亦即，波長小於580nm的可見光，例如，藍光，亦是選擇之一，而且，除了利用特定波長的單光源之外，也可使用包含該波長的複合光源，例如，白光；再者，在取得心率時，為了消除雜訊，例如，環境雜訊，穿戴期間身體動作所產生的雜訊等，也可設置複數個光源(且波長不限，可皆為綠光，也可利用其他波長的光源)，並透過將不同光源所取得的PPG訊號間，透過數位訊號處理，如適應性濾波器(Adaptive Filter)或彼此相減等計算而達到消除雜訊的目的，故沒有限制。

而該控制單元則至少還會包括用以達成生理訊號取得的類比前端(AFE)電路，以執行，例如，類比數位轉換，放大，濾波，以及本領域具通常知識者所熟知的用於其他各種訊號處理的硬體及/或軟體，由於此為習知的內容，故不贅述。

另外，根據本案的指戴式生理檢測裝置還可包括一無線傳輸模組，例如，藍芽，BLE，Zigbee，WiFi，RF或其他通訊協定，及/或一USB介面，以與一外部裝置進行無線溝通，其中，該外部裝置可包括，但不限於，智慧手機，平板電腦，筆記型電腦，個人電腦，或智慧型穿戴裝置，例如，智慧手錶，智慧手環，智慧眼鏡等，而無線溝通則使得資訊可在裝置間交換，也使得資訊回饋、遠端控制、及監測等操作可進行。

再者，根據本案的指戴式生理檢測裝置亦可包括一電力模組，例如，鈕釦型電池(button cell)，鹼性電池，或可充電鋰電池，或者，替代地，具有充電模組，例如，感應充電電路，或者，藉由，可選擇地，USB埠或彈簧頂針(pogo pin)進行充電；另外，具選擇地，根據本案的指戴式生理檢測裝置也可包括一資訊提供單元，較佳地是，一LCD或LED顯示元件，以顯示，例如，統計資訊，分析結果，儲存的事件，操作模式，進程，電池狀態，或更多資訊；以及根據本案的指戴式生理檢測裝置還可包 括資料儲存單元，較佳地是，一記憶體，例如，一隨機存取記憶體(RAM)，或一內部快閃記憶體，或一可移除記憶磁碟，以儲存取得的生理訊號/資訊。

此外，需注意地是，一般而言，指戴式生理檢測裝置主要可分成兩種類型，一是，該控制單元與光感測器間分設於不同殼體中，並透過連接線形成電連接的形式，另一則是，該控制單元與光感測器落在同一個殼體內的形式，而在本案接下來的敘述中，有關結構變化以及操作行為等內容，則皆適用於此兩種類型，沒有限制。

接著，根據本案的指戴式生理檢測裝置還會包括一指戴結構，用來將光感測器設置於手指上，以使該至少一光感測器可被穩定地設置於手指皮膚表面上，進而確保血液生理資訊的取得。

正如前述，本案除了希望能夠改善配戴時的舒適度外，也希望提供能根據使用需求不同而積極因應的生理檢測裝置，以達到可全天候使用的目的，因此，根據本案生理檢測裝置的整體結構及內部元件配置都有著與習知技術不同的設計。

首先，就整體結構方面，本案較佳地是將戒指區分為兩部分：一不可撓曲部分，以及一可撓曲部分，其中，不可撓曲部分用來承載光感測器，可撓曲部分則用來將不可撓曲部分固定於手指上。而採用如此配置的原因則敘述如下：

眾所周知，封閉的圓形或是開放的C型是一般戒指的戒環多會採用的形狀，雖然人體的手指的橫切面並非正圓形，但當戒指只被作為裝飾用途時，只需確保戒指不脫落即可，兩者間形狀的吻合並非絕對必要，但是，當進一步將光感測器形成為戒指形式時，兩者間形狀的不吻合卻會帶來極大的不良影響。

舉例而言，通常硬式戒指在選擇尺寸時，最需考慮的是能通過手指的關節，且許多人在配戴戒指時，是藉由關節與非關節部分間的圓周差 異來防止戒指脫落，因此，當戒指通過關節後，很常有的情形是，戒環以較為鬆弛的狀況環繞著指節，而這卻是進行生理測量時最不樂見的情形，因為，一般而言，光感測器與皮膚間的間隙越小，所取得的訊號越佳，且尤其較佳地是，根據研究顯示，若可對光感測器施加輕微的壓力，使其與皮膚間更為貼合，將可達到更佳的效果；另外，人體的手指隨著生理狀況的不同，隨時可能變化不同的尺寸，例如，身體循環狀態、變胖、變瘦等皆可能影響手指指圍大小，例如，眾所週知，即使同一天之內，指圍也可能有明顯變化，因此，一般硬式戒指的不可撓曲性將無法適應動態變化的指圍，亦不能調整與皮膚接觸的壓力，不易取得穩定良好的訊號。而這也是習知戒指式生理檢測裝置即使提供了大範圍的產品尺寸可供選擇，亦難以確保光感測器之設置穩定度及所取得訊號之品質的原因。

據此，本案採用可撓曲部分以及可調整戒圍的設計來解決這方面的問題。

請參閱圖3A-3B，其為根據本案一實施例的可調指戴生理檢測裝置的示意圖，其具有自由的兩端，一第一自由端101以及一第二自由端102，亦即，當其未被設置於手指上時，呈現開放的帶狀，當欲設置於手指上進行測量時，則可透過該第一自由端與該第二自由端的相互結合，而形成一環體，以套設於手指上；也因此，該指戴結構的至少一部份，尤其是需要彎曲形成環體的該第一自由端以及該第二自由端，會是由可撓曲材質所製成，例如，矽膠，橡膠，可彎曲塑膠，布料等，沒有限制，除了能夠配合手指彎曲外，也能藉由材質本身的彈性及/或伸縮性對手指產生施力，有助於固定，也有助於光感測器的設置。

在此情形下，可撓曲部分所環繞形成的弧度將能夠不同於不可撓曲部分，因而可不受限於傳統硬式戒指一般為正圓形的固定形狀，故非常有助於提升戒指整體與手指表面間的服貼度，再加上，手指的非關節部分 原本即存在受力可變形的可能，更讓可撓曲部分的彈性能展現出最大的適應性。

接著，為了使該第一自由端與該第二自由端可相互結合，以形成環體，該第一自由端以及該第二自由端上設置有相互配對的調整機構，第一調整機構以及第二調整機構，如圖3A-3B及圖4所示，該第一自由端上具有一定位件，以及該第二自由端上具有複數個定位結構，因此，當定位件與定位結構相互結合時，該指戴結構即可形成一環體。

如此設計的優勢在於，當該定位件與不同位置的定位結構結合時，所形成的環體大小即不同，並有不同的環繞周長，如此一來，即產生可調節環體尺寸的效果，並可適應不同的手指尺寸，例如，同一使用者的不同手指，或是不同使用者的手指，或是不同時間的同一手指，因而無須受限於已經購買的尺寸，相當具有優勢。

因此，透過可調整尺寸的環體以及可撓曲材質的使用，根據本案的可調式指戴結構在配戴完成的同時，不但可完成光感測器的配置，還能自然地對配戴的手指產生朝向手指橫切面圓心的施力，進而使光感測器達到穩定貼合手指皮膚的狀態，是相當具優勢的方式。

定位件以及定位結構的實施方式有各種可能。在一實施例中，如圖3A-3B所示，該可調式指戴結構的帶體實施為具有複數個孔洞，其中，在第一自由端101上設置有至少一柱體103作為定位件，而第二自由端102上的孔洞則作為定位孔洞104，以及，具選擇性地，該至少一柱體穿過定位孔洞的前端可進一步具有一定位限位部1031，具有稍微大於定位孔洞直徑的寬度，以幫助該至少一柱體的固定，因此，透過該至少一柱體穿過該第二自由端上的定位孔洞，該可調式指戴結構就可形成環體，以套設於手指上，且藉由使該至少一柱體穿過不同的定位孔洞，可達成不同圓周大小的環體，在操作使用上相當方便，其中，該至少一柱體可實施為複數個， 以有更好的固定及定位效果，且形狀沒有限制，例如，可為圓柱，角柱、方柱等各種形狀，以及該至少一定位孔洞也同樣可為各種形狀，因此，沒有限制。

另外，該第一自由端上亦可實施有孔洞105分布，如此一來，該至少一柱體將可實施為可移除的形式，如圖所示，柱體實施為扣合於孔洞內的形式，提供了使用者自行調整位置的可能性，此外，也讓兩帶體有對稱的外觀，提升美感，同時，多個孔洞也有助於提升透氣度及增加舒適性。

又，還可進一步實施為，在定位孔洞外額外設置孔洞105，以獲得進一步達到提升透氣度的效果，尤其手部是活動頻繁的部位，除了服貼性及取樣效果之外，還需考慮長時間配戴所可能遇到的各種問題，而這樣減少帶體與皮膚間之接觸面積的方式，確實能有效降低配戴所可能產生的悶熱感，再加上如此的實施方式適用於各種材質，例如，矽膠，橡膠，織物等，故是相當具優勢的選擇；另外，也可提供指戴結構微調的效果，這是因為，孔洞的設置能使帶體長軸向的限制力變小，因而可撓曲的效果之外，再額外產生可小範圍彈性伸縮的效果，而這樣的效果則有助於讓指戴結構更加貼合手指，也等於讓不可撓曲部分所承載的光感測器能更穩定地貼近皮膚，尤其可實現輕微對光感測器施加壓力的最佳效果，也讓所形成環體的尺寸能更為適應手指尺寸於日常生活中所可能產生的微幅變化。

其中，特別地是，基於不同手指間的尺寸以及不同使用者的手指尺寸大小有一定的差異，正如一般市面上戒指細分為多個尺寸一樣，再加上手指較小的橫切面周長使得可進行調整的範圍亦小，故在本案的較佳實施例中，每個孔洞的直徑大小以及相鄰孔洞間的距離有其最佳範圍，例如，較佳地是，孔洞的直徑介於0.5-1.5公釐之間，而相鄰孔洞間的距離，則較佳地是圓心與圓心間距離介於2-3公釐之間，申請人經實驗後發現，如此的距離配置，可無斷差的適應各種尺寸的手指。

在另一個實施例中，如圖4所示，定位件以及定位結構實施為該可調式指戴結構的帶體上的魔鬼氈毛面201以及魔鬼氈勾面202，在此，毛面除了如圖所示地設置為分段的形式外，亦可連續設置，例如，設置一段毛面，或是直接利用具毛面效果的識物形成該帶體，無論採用何種形式，皆可達到可適應各種尺寸手指的效果，因此，沒有限制，而且，在一實施例中，較佳地是，該帶體可進一步實施為利用具伸縮性的織物製成，例如，含萊卡纖維的布料，就可藉由布料本身而提供小範圍的伸縮效果，同樣有助於讓指戴結構更加貼合手指，有助於使光感測器與皮膚間的間隙降至最低，進而達到輕微施壓的最佳設置狀態，且更進一步，在一實施例中，還可於布料開設一孔洞，並利用將殼體卡合於其中的方式進行固定，進一步達到簡化製程的效果。

在此，需注意地是，上述有關可撓曲部分的實施方式僅作為舉例之用，而非作為限制，任何可調整形成環體之尺寸且具伸縮彈性的可撓曲指戴結構，皆屬本案所欲主張的範圍，不受限制。

另一方面，本案除了採用可撓曲部分來達到任意變化環體尺寸且提供穩定固定貼合力量，以及可伸縮彈性來達成對於光感測器的輕微施壓的效果外，亦配合採用了不可撓曲部分，如圖3A-3C以及圖4中所示之殼體100，一來提供保護作用，例如，可防止光感測器、電路等受壓損壞，二來提供發光源及光檢測器間固定的相對位置，再來則可透過堅硬的特性進一步使得藉由可撓曲部分所產生的向心施力能夠平均分布，讓光感測器與手指間的接觸更為平均穩定，進而避免如習知技術設置於可撓曲部分時可能產生的接觸面不穩定的情形。

首先，因應如此之具可撓曲部分之指戴結構的設計，本案設置於不可撓曲部分中之發光源以及光檢測器實施為彼此相鄰設置，如圖12A-12C所示，如距離小於8mm，且較佳為設置於同一平面上，如此一來， 無論所形成的環體大小如何改變，發光源與光檢測器之間的相對位置都不會變，可改善前述習知技術中可能因手指尺寸改變而產生位移的潛在不確定因素，也讓取樣穩定性高上許多。

在此，需注意地是，上述發光源以及光檢測器相鄰設置的取樣方式，即為前述所謂的反射取樣方式，然而，正如前述，本案所採用的發光源及/或光檢測器的數量可為複數，因此，根據排列方式的不同，光線的發射與接收角度會有所不同，有各種可能的實施方式，故只要是發光源與光檢測器相鄰排列設置，且各個發光源及光檢測器間需設置用來防止發光源的光線未經過人體而直接漏光至光檢測器上造成輸出訊號容易飽和現象的光障(light barrier)者，皆為本案所主張的範疇，不受限於本文中所列舉的實施例內容。

而可撓曲部分與不可撓曲部分間的結合方式則有許多可能。在一實施例中，該指戴結構實施為具有一容置空間300，如圖5所示，以容置一殼體100，而該殼體中則設置有該光感測器，該控制單元，以及其他電路元件，如此一來，透過該殼體所具有的硬度，該容置空間以及該殼體即形成不可撓曲部分，其中，該殼體可實施為具有內部空間以容置電路元件的形式，也可實施為利用於電路外部填充如樹脂等可故化材質而形成硬殼的形式，且可選擇性地，該殼體可實施為可移除形式；或者，再進一步，也可如圖9A所示，該容置空間實施為與該不可撓曲部分的殼體外部結構相互卡合，以達到限位及固定的效果，因此，沒有限制。

另外，該第一自由端以及該第二自由端也可實施為結合於殼體相對兩側，如此一來，該殼體即單獨形成了該不可撓曲部分，在此情形下，同樣有許多可能。

舉例而言，在一實施例中，如圖6A-6H所顯示之可撓曲部分與不可撓曲部分的剖面圖及可撓曲部分的示意圖，可利用結合孔洞401以及結 合柱體402達成兩者間結合，在圖6A-6D中，該結合柱體被實施為位於該不可撓曲部分的一殼體100上，而相對地，該結合孔洞則實施為位於該可撓曲部分400上，因此，透過該殼體上的結合柱體穿過該可撓曲部分上的該結合孔洞，該可撓曲部分就可被固定於該殼體上；另外，在圖6E-6H中，該結合柱體則是由另外採用的一結合件403所承載，在此情形下，則是該殼體以及該可撓曲部分上皆相應地會具有結合孔洞，以供該結合柱體同時穿過並達成固定效果，例如，利用材質、結構而達成相互緊配及相互干涉的效果，而該結合件除了如圖6E-6H中所示地以自圖的左向右的穿過結合孔洞外，也可實施為自圖的右邊向左穿過，沒有限制。

且特別地是，該結合柱體以及該結合孔洞的設置方式是，該結合柱體的長軸方向與配戴手指部位表面的法線方向大約呈平行，以及該結合孔洞的孔洞於該可撓曲部分上所形成的面則與配戴手指部位表面的法線方向大約呈垂直，而透過這樣的方式，無論是相結合或彼此拆開都可方便地達成，是一具優勢的選擇。

另外，該結合柱體穿過結合孔洞的前端可進一步具有一結合限位部4021，具有大於結合孔洞直徑的寬度，以幫助該結合柱體的限位及固定，例如，可形成L刑(圖6C)或T形(圖6A)，或是其他形狀(圖6E、6G)；以及該結合件的材質有較大的選擇範圍，例如，可採用硬材質，如金屬、塑膠，也可採用將硬度調製為較的軟材質，如橡膠、矽膠等；此外，該結合孔洞以及該結合柱體則可實施為各種形狀，例如，圓形、方形、多邊形、不對稱形狀等，因此，沒有限制。

替代地，也可利用其他的形式達成兩者間的結合，例如，圖7A顯示採用滑槽的情形，以及圖7B顯示採用卡合部的情形，例如，可利用設置轉軸，如金屬轉軸，而與兩側的殼體卡合；另外，也可透過結構的設計而在製造的同時完成兩者間的結合，例如，可使殼體分為上下兩部分，並將 帶體直接夾設於上下兩部分間，也可利用埋入射出的方式來達成帶體與殼體間的結合。

而且，上述的各種結合結構可實施於殼體的兩側，也可實施於單側，也可兩側分別使用不同的結合結構等，因此，可以有各種可能，且即使根據前述實施例而產生衍生結構變化，只要可達成兩者間的結合及固定亦屬本案所欲主張的範圍，不受限制。

再進一步，較佳地是，該不可撓曲部分可實施為具有一內凹表面，以貼近手指的人體工學結構，亦即，手指設置位置處橫切面的外周，例如，此內凹表面與手指橫切面的外周至少部分重疊，且重疊的部分至少包含有光感測器的設置位置，如此一來，設置於不可撓曲部分上的光感測器，就可藉由此內凹表面而更順利地貼近手指表面，進而使得生理資訊的取得更為穩定。

在此，該內凹表面不限為何種形式，例如，可以是弧形，多邊型，不規則形等，皆為可行，並且，較佳地是，該內凹表面設置光感測器500的位置處，進一步具有形狀變化，例如，可於局部實施為平面(圖8A)或突起(圖8B)等，以加強光感測器與皮膚的服貼性及接觸穩定性，也同時提升取樣訊號的品質。因此，重點在於，內凹所形成的空間可容置手指，且設置於內凹表面上的光感測器可達成與手指的穩定接觸，故不受限於上述所列舉的形狀。

當該不可撓曲部分實施為具有內凹表面時，除了採用一般常見的平面電池外，例如，矩形電池，鈕釦電池外，在一實施例中，較佳地是，也可採用弧形電池，更加符合手指弧度，將有助於減少該不可撓曲部分的厚度。

而在該不可撓曲部分實施為具有內凹表面時，較佳地是，該內凹表面所形成的弧度能夠適應不同的手指尺寸，例如，同一使用者的不同手 指，或不同使用者的手指，舉例而言，可以選擇一般戒指的尺寸分布中，落在中間偏大範圍的尺寸，例如，美國戒指尺寸的10-12號，並以此弧度作為基礎而進行變化，再配合上光感測器是被設置於單一的位置，例如，該內凹表面的中間處，如此一來，中間偏大的尺寸除了能夠確保較粗的手指尺寸能夠套入外，同樣也能讓具有光感測器的不可撓曲部分與較細尺寸手指間達成良好接觸，有助於擴大可適用手指尺寸的範圍。

另外，該具內凹表面不可撓曲部分的長軸方向長度，亦即，其弧度覆蓋手指橫切面外周的範圍，同樣也相當重要，舉例而言，覆蓋範圍過大可能造成能適應的手指尺寸範圍變小，覆蓋範圍過小則可能使得穩定感及定位性降低，因此，較佳地是，例如，選擇覆蓋手指橫切面外周的約180度的範圍，或約120度範圍，或約90度的範圍，或介於60-210度之間的適合範圍，沒有限制。

因此，該不可撓曲部分只要殼體的形狀、體積等適合手指人體工學，即使是採用如塑膠的堅硬殼體，亦可透過指戴結構的可撓曲環體尺寸調整及彈性微調服貼度而設置於手指表面，這對生產製造而言亦相當具優勢。

而同樣可行地，該不可撓曲部分亦可實施為不具內凹表面，如圖5及圖9A所示，在此情形下，只要該不可撓曲部分的底部能夠被限制在一般手指寬度的範圍內，則透過可調整尺寸之可撓曲部分所帶來的使用優勢，同樣可適應不同的手指尺寸，而設置於在其下方的光感測器則同樣可與手指間有良好且穩定的接觸，並取得所需訊號，且不會對配戴的手指產生過大的負擔，因此，皆為可行的方式，且接下來以具內凹表面之不可撓曲部分為主的實施例敘述，同樣適用於不具內凹表面的不可撓曲部分，沒有限制。

再者，為了使光線能順利地自發光源進入手指並反射回光檢測 器，設置於光感測器及手指間的材質應選擇為可透光材質，亦即，發光源所發出的光源波長可穿透的材質，例如，可透光的鏡片(lens)、可透光的封裝材料、可透光的殼體的一部份等，沒有限制。

另一方面，由於本案的生理檢測裝置採用環繞手指的類戒指形式，故配戴位置一般會落在近節指骨或中節指骨所在的指節，如圖9A所示，然而，不受限地，透過本案所採用之可撓曲部分可進行尺寸調整，且可提供朝向手指橫切面圓心方向的施力以及微幅的彈性伸縮，即使設置於遠節指骨所在指節，如圖9B所示，亦可輕易達到良好的固定效果，且為了進一步確保設置的穩定性，當被設置於遠節指骨所在指節時，該指戴結構還可進一步具有一防脫落件601，如圖9C所示，以提供更為安心的使用體驗；另外，當設置於指尖時，同樣較佳地是，除了可採用如3A-3B所舉例說明之可調式指戴結構外，也可採用具伸縮性的織物作為可撓曲部分，以及採用魔鬼氈的勾面及毛面作為定位件及定位結構，以藉由織物的柔軟特性而達到穩定服貼的效果，因此，沒有設置位置限制，可依實際使用需求而選擇。

再者，該指戴結構還可實施為可更換的形式，例如，實施為複數個指戴結構皆可與同一個殼體結合，以更換為不同帶體長度，及/或更換為不同調整機構等，以更大範圍地適應各種手指及手指位置的尺寸差異，例如，男性與女性手指的粗細差異，同一使用者之較粗手指與較細手指間的尺寸差異，以及近節指骨所在指節以及遠節指骨所在指節的尺寸差異等，舉例而言，如圖6A-6H所示的形式，使用者手動操作即可輕易地執行可撓曲部分與不可撓曲部分間的結合與解除，因而可進行不同長度帶體的更換，且特別地是，當採用如此之可方便更換的結構時，該不可撓曲部分即使實施為不具兩自由端，如圖6C-6D及6G-6H所示，而是提供複數種長度選擇，並由使用者選擇最適合自身手指尺寸的長度進行安裝，同樣是相當 具優勢的形式。因此，有各種可能，不受所舉實施例的限制。

根據手指內血管的分佈圖(請參閱圖10)以及圖11A-11C的手指剖面圖可知，手指內動脈血管的分布位置是落在手指兩側偏向掌心的方向，也就是，落在手指橫切面下半部。

在此情形下，若欲取得血氧濃度及其他生理資訊，如前所述地，可採用兩種波長的光源，例如，兩種波長的綠光，或紅外光以及紅光，其較佳地是將光感測器設置於手指橫切面的下半部，確保入射光與反射光路徑穿過動脈，以確定取得足夠之訊號品質，另一方面，若只需取得脈搏速率/心率時，則可採用單種波長光源，如綠光，紅外光，紅光等，且可設置於在手指橫切面的上半部或下半部，也就是，血氧濃度的取得有較嚴格的限制，除了需要兩種波長光源外，還需要將光感測器設置於接近動脈的手指橫切面下半部，另一方面，脈搏速率/心率的取得至少只需單種波長光源即可達成，且取樣位置的限制較小，然而，亦可增設多個或多種波長的光源，以獲取更佳的訊號品質，故無限制。

而如此差異甚鉅的兩種檢測需求，在習知技術中通常難以利用同一種檢測裝置來達成，但透過本案的可調式指戴生理檢測裝置，這樣的目標即變得可行。

這是因為，本案的可調式指戴生理檢測裝置是由不可撓曲部分以及可調整環體尺寸的可撓曲部分兩者所組合形成，因此，具優勢地是，該不可撓曲部分將可根據測量需求的改變而變換不同的設置位置，亦即，動態地改變測量位置，也因此，在光源選擇、配置位置、及操作方式相互配合的情形下，前述兩種測量將皆可執行，不再受限於單種測量方式，因而可實現全天候使用的指戴式生理檢測裝置。

在實際使用時，舉例而言，如圖11A-11C所示，只需簡單地根據欲取得生理資訊的種類而移動該不可撓曲部分的位置，就可獲得不同的生 理資訊，如此一來，無論是檢測血氧濃度的需求、或是檢測其他血液生理資訊的需求，都可被滿足，例如，當需要取得血氧濃度時，可移動該不可撓曲部分而使光感測器落在動脈血管701所在的位置，亦即，手指700橫切面的下半部，例如，旋轉90度至側面(圖11A)，或是旋轉更大的角度至指腹(圖11B)，以使該光感測器能夠準確地自血管的位置取得訊號，另外，當欲取得其他血液生理資訊時，例如，心率時，則取樣位置的限制變小，例如，手指橫切面的上半部(圖11C)亦可取得，相當方便；再者，另一種可能的情形是，根據使用時機、欲取得訊號種類、及訊號品質差異而移動該不可撓曲部分的位置，舉例而言，以同一食指而言，遠節指骨所在指節是常見的血氧濃度取得位置，且即使將光感測器設置於遠節指骨所在指節的上半部，亦可能取得血氧濃度(圖9B、9C)，而近節指骨或中節指骨所在指節則適合在日常活動期間進行配戴(圖9A)。

所以，透過該可撓曲部分所提供的彈性，以及其兩自由端可相互調整結合位置並達成動態調整環體尺寸的特性，無論該不可撓曲部分被設置於手指的哪個位置，皆能獲得良好的固定，亦使該光感測器與皮膚間的貼合達成穩定，並確保訊號品質。

也因此，本案所提供的可調式指戴生理檢測裝置實現了全天候都適合使用且皆能取得高品質生理訊號及合適生理資訊的目標，舉例而言，在白天活動期間，為了不妨礙手部動作，可將光感測器設置於手指橫切面的上半部，取得心率等，以讓使用者瞭解活動期間的生理變化，也方便察看經由資訊提供單元所提供的各種資訊，再者，如此的造型與一般戒指類似，美觀且不顯突兀，相當適合日常使用，另一方面，在睡眠期間，由於手部活動需求較少，故即使將光感測器設置於手指橫切面下半部、或是設置於遠節指骨所在指節亦無妨礙，此時，除了心率外，就還可進一步取得血氧濃度，以瞭解更多與睡眠相關的資訊，例如，睡眠期間是否出現睡眠 呼吸中止症狀以及睡眠品質等資訊。

而且，即使在白天活動期間有血氧濃度的監測需求，由於所形成環體尺寸能夠自由調整，故可透過更換配置位置來進行測量，例如，平常測量心率時習慣配戴於無名指，而有血氧濃度測量需求時，除了可直接向下旋轉至手指下半部進行測量外，也可更換至如食指或大拇指上，利用此兩手指間較不影響手部抓握的較大空間而放置該不可撓曲部分，例如，食指朝向大拇指的側面，如此一來，即使長時間測量亦為可行，突破使用時機的限制，且食指或大拇指中較粗的血管也因有較大的血流量，可提供訊號雜訊比(S/N Ratio)較佳的訊號，另外，若僅需進行短時間的測量，也可移至遠節指骨所在指節，同樣是可行的方式，而且，只需透過調整帶體的結合位置即可輕易完成，相當具有優勢。

因此，對使用者而言將是操作簡易、方便，且功能多樣的隨身生理檢測設備。

接下來則敘述如何配置發光源及光檢測器，以達到最大化使用功能的效果。

由於本案主要的目標是在任何情況下皆能取得所希望的血液生理資訊，因此，如何選擇及配置發光源，以及如何設置光檢測器就變得很重要。

在一實施例中，本案的指戴式生理檢測裝置實施為同時具有三種波長的光源，例如，第一發光源產生第一波長的光，如紅外光源，第二發光源產生第二波長的光，如紅光源，以及第三發光源產生第三波長的光，如綠光源，舉例而言，圖5A-5C顯示了三種波長光源與光檢測器的排列可能，其中，在圖12A中，單個紅外光源81以及單個紅光源82與其中一個光檢測器91被用來取得血氧濃度，而綠光源83則實施為二個，並與另一個光檢測器92用來取得心率；在圖12B中，各一個紅外光源81、紅光源82、及 綠光源83與單個光檢測器90被用來取得血氧濃度以及心率；在圖12C中，單個光檢測器90除了與單個紅光源82以及單個紅外光源81取得血氧濃度外，亦與三個綠光源83取得心率。

在其他實施例中，三種波長光源亦可實施為其他選擇，例如，第一波長、第二波長、以及第三波長的光皆實施為綠光，或是，第一波長以及第二波長的光實施為綠光以及第三波長的光實施為紅外光或紅光等，因此，沒有限制；再者，上述的發光源及光檢測器排列方式亦僅作為舉例之用，可根據實際需求而有不同的排列方式，同樣沒有限制。

由上述可發現，綠光的發光元件被實施為複數個，例如，二個或三個發光元件，而如此之設置方式所帶來的優勢是，由於心率的測量多在日常活動期間，有較大的機率出現因手部活動、晃動而影響光感測器與皮膚間的貼合，因此，如此多個發光元件的設置可達到進一步補償的效果，當其中某個發光元件所發出的光無法順利被反射進入光檢測器時，尚有另一個位置的發光元件可利用，或是當多個發光元件皆可取得訊號時，也可增加反射路徑，有助於取得訊號雜訊比佳且高品質的訊號，故無論是在訊號取得或生理資訊方面，都有正面的幫助。

在另一實施例中，則實施為具有二種波長的發光源，例如，紅光及紅外光，正如前述，除了可取得血氧濃度外，紅光或紅外光亦可用於取得心率，或是實施為兩種波長的綠光，同樣適合本案可動態移動不可撓曲部分之位置的新穎實施方式。

另外，在光檢測器的選擇上，在檢測血氧濃度時，由於環境中含其他光源，因此，較佳地是，接收紅外光的光檢測器可選擇較小的尺寸，以避免因環境光而飽和；另一方面，用以接收綠光的光檢測器，則可選擇較大的尺寸，增加有效反射光，並進一步採取可阻隔其他光源，如低頻紅外光，的製程，以取得具較佳S/N比的訊號。

因此，在光源波長的選擇以及數量上，可以有各種變化，只要能達到取得所需生理資訊的效果，皆為可實施的形式，沒有限制。

在此，需注意地是，根據圖10手部血管分布圖及圖11的手指剖面圖中可看出，手指的中央是指骨702，故當被設置於手指橫切面的上半部取得心率時，例如，使用綠光或紅外光時，較佳地是避開正中央的位置，並設置於手指上半部具有較豐富生理組織及較高血流量的左右兩側，以取得訊號雜訊比較佳的訊號；另外，較佳地是，將多個發光源的排列為平行於或垂直於血管的方向，亦即，手指的長軸方向，以使得不同光源間穿過血管的路徑差異減小，有助於取得提高訊號品質。

進一步地，根據本案的指戴式生理檢測裝置，除了利用光感測器取得血液生理資訊，也可配備其他的生理感測元件，以取得其他生理資訊。

在一實施例中，可藉由設置電極電連接至控制單元而取得電生理訊號，其中，電極可設置於戒指內側接觸手指的表面上，也可設置於戒指外側表面，舉例而言，當於內側及外側皆設置電極時，透過使外側的電極接觸身體的其他部位，例如，軀體、另一上肢、下肢、頭部等，將可執行心電訊號的測量；當於內側設置二個電極時，則可自手指取得皮膚電訊號，此情形尤其需要上述的旋轉動作，因為皮膚電訊號測量的是隨著由自律神經中交感神經的活性所決定之汗腺狀態而改變的皮膚阻抗，而手部內側則具有豐富的汗腺分布，以手指來說，就是橫切面的下半部，因此，藉由旋轉動作，就能自由地將電極旋轉至手指橫切面的下半部，更有助於皮膚電訊號的擷取。

因此，本案的指戴式生理檢測裝置亦可實施為根據不可撓曲部分之設置位置的不同而取得不同種類的生理訊號，舉例而言，在該不可撓曲部分上同時設置有光感測器以及電極的情形下，就可透過變換位置而分別取得血液生理訊號以及電生理訊號，例如，可在手指上半部以及下半部取 得心率，以及在手指下半部取得皮膚電訊號，或者，也可以在手指下半部取得血氧濃度，以及在手指上半部以及下半部取得心電訊號等；另外，也可用來取得不同心臟投影角度的心電訊號，例如，當該不可撓曲部分設置於手指上半部時，可利用另一手觸碰戒指外側的外露電極進行心電訊號擷取，以取得兩上肢所形成的心臟投影角度心電訊號，亦即，肢體導程中的導程I，而當設置於手指下半部時，則操作上較方便地是，透過配戴裝置的手觸碰身體軀幹而使外露電極接觸軀幹皮膚，如此則可取得上肢與軀幹所形成的心臟投影角度心電訊號，例如，LA-V5導程或LA-V6導程，故皆為可實施且對於日常生理監測相當有幫助的組合。

在另一實施例中，也可設置溫度感測器，以取得使用者的體溫資訊及/或環境溫度資訊，尤其實施為戒指形式時，使用者有很大的機率會於日常生活中使用，因而可用於監測日常的體溫變化，幫助使用者更瞭解自身的生理變化，或是提供環境溫度變化。

在此，需注意地是，在手指上半部可取得的生理資訊包括，但不限制於，心率/脈搏速率，心電資訊，肌電資訊等，在手指下半部可取得的生理訊號則包括，但不限制，血氧濃度，心率/脈搏速率，皮膚電資訊，心電資訊，肌電資訊，溫度等，因此，上述的組合僅為舉例說明，而非限制，可根據實際使用需求而選擇。

在另一實施例中，則是可增設加速度器，例如，三軸(MEMS)加速度器，以定義裝置於三度空間的姿勢，而其則是會直接相關於使用者的身體姿勢，其中，該加速度器會回傳於所有x,y,z三個維度方向中所測得的加速度數值，而根據這些數值，將可衍生而得各種有關姿勢、移動的資訊，例如，在日常生活中，可用來記錄使用者的日常活動(actigraph)，例如，移動距離，計步，卡路里消耗等；而在睡眠期間，則可藉由瞭解手部的活動情形而提供有關身體動作的資訊，例如，翻身，是否已入睡，睡眠 狀態等資訊，不但對於瞭解使用者的身體狀態有幫助，也可在解讀其他生理訊號時作為輔助，例如，利用適應性濾波器用來移除PPG訊號中因身體動作所產生的雜訊，進而有更正確的判斷。

根據另一方面的構想，本案的指戴式生理檢測裝置亦相當適合於睡眠期間使用。

如前所述，根據光感測器所取得的PPG訊號，能夠取得如脈搏速率/心率、血氧濃度、胸腹呼吸起伏等血液生理資訊，而這些血液資訊則同樣有助於解讀許多睡眠期間的生理現象，例如，在睡眠研究領域中，相當受重視的一種症狀是睡眠呼吸障礙，而光感測器所能提供的血液生理資訊則有助於瞭解睡眠呼吸障礙。

其中一種睡眠呼吸障礙是睡眠呼吸暫停(Sleep Apnea)，其一般有三種類型：阻塞型睡眠呼吸暫停(Obstructive Sleep Apnea，OSA)，中樞型睡眠呼吸暫停(Central Sleep Apnea，CSA)，以及混合型睡眠呼吸暫停(Mixed Sleep Apnea，MSA)，以下統稱為呼吸事件(Breathing Event)。

阻塞型睡眠呼吸暫停(OSA)之主要特徵為於睡眠期間，由於上呼吸道完全或局部阻塞而形成一段時間內呼吸氣流減少或中止之現象，而且，通常伴隨血氧濃度的飽和度下降(desaturation)，OSA是一種常見的睡眠呼吸障礙，中年人口中約有25~40%受到影響。

中樞型睡眠呼吸暫停(CSA)是因大腦驅動肌肉進行呼吸的機制出現問題所造成，使得呼吸肌肉的神經驅動出現短時間的停止，且這些從10秒到2至3分鐘不等的瞬變可能會持續整個晚上的時間，中樞型睡眠呼吸暫停，類似於阻塞型睡眠呼吸暫停，會在睡眠期間導致逐漸窒息，結果造成個體自睡眠中被短暫的喚醒(arousal)，並同時恢復正常呼吸功能，且亦與阻塞型睡眠呼吸暫停類似的是，中樞型睡眠呼吸暫停可導致心律不整、高血壓、心臟病和心力衰竭等疾病。

混合型睡眠呼吸暫停(MSA)是指阻塞型睡眠呼吸暫停以及中樞型睡眠呼吸暫停兩者混合出現的情形。

呼吸暫停缺氧指數(Apnea Hypoxia Index，AHI)是睡眠呼吸暫停嚴重程度的一個指標，其結合了呼吸暫停(apnea)和低通氣(hypopnea)的數量，以給出可同時評估睡眠(呼吸)中斷次數以及氧飽和度程度(血氧水平)的一整體睡眠呼吸暫停嚴重程度評分，其中，AHI是通過將呼吸暫停和低通氣事件的總數除以睡眠小時數而計算獲得，通常AHI值分為，每小時5-15次為輕度，每小時15-30次為中度，每小時>30為重度。

除了AHI之外，研究證實，評估或檢測睡眠呼吸暫停的另一個重要指標是氧飽和度不飽和指數(Oxygen Desaturation Index，ODI)，其是指睡眠期間每小時血中氧氣水平從基線下降一定程度的次數，一般而言，ODI的表示方式有，氧飽和下降3%的次數(ODI3%)以及氧飽和下降4%的次數(ODI4%)兩種，ODI與AHI不同的是，AHI還包括了可能引起睡眠喚醒(awaken)或覺醒(arousal)，但並未影響氧氣水平的事件，而經研究證實，ODI與AHI以及睡眠呼吸暫停間有一定的相關性，可有效用於診斷OSA，而由於ODI是自血氧濃度計算而得，故ODI亦屬於血液生資訊的一種。

大多數的OSA的患者在仰躺的睡姿時會產生更多的OSA事件，這是因為仰躺時上呼吸道更容易受重力影響而產生塌陷，在文獻中，正式被診斷為姿勢性OSA(Positional OSA，POSA)的依據是，AHI值於仰躺與非仰躺時的差值大於某一臨界值，例如，POSA其中一種常見的定義為，於仰躺時的AHI值大於非仰躺時的AHI值兩倍以上；由研究得知，POSA的普及率隨OSA之嚴重度增高而遞減，而70%~80%的POSA患者具輕度至中度的OSA的嚴重度，其中，亞洲的輕度OSA患者最高有87%可被歸類為POSA之患者。

另一種常見的睡眠呼吸障礙為打鼾，影響總人口中的20%~40%，此種產生噪音的症狀是由於睡眠時上呼吸道氣流通過時使得軟組織發生振動而產生，OSA以及嚴重的打鼾已被研究證實與諸多的臨床症狀高度相關，如白天嗜睡，憂鬱症，高血壓之形成，缺血性心臟疾病，腦血管疾病等，而其中，打鼾為OSA中最常伴隨出現的症狀，並且打鼾也被普遍認為是OSA發生之前兆現象，基於兩者的成因都和上呼吸道狹窄的生理現象有關，睡眠姿勢也同樣的影響了打鼾症狀的嚴重度。

根據研究顯示，伴隨著上呼吸道狹窄程度的演進，通常的情況是，先產生與睡眠姿勢相關的打鼾症狀，更嚴重時則即使非仰躺時也開始容易發生打鼾，並開始發展成輕度的OSA，且打鼾的發生與睡眠姿勢的相關性逐漸下降，更進一步，OSA嚴重度也由與睡眠姿勢相關的輕度至中度，最後變成與睡眠姿勢較不相關的重度情形。

睡眠姿勢訓練(Sleep positional Training，SPT)是一種可治療POSA及姿勢性打鼾的方法，近年已發展出新一代的姿勢訓練裝置，透過於身體的中軸線，例如，頸部、胸部或腹部，設置姿勢感測器，例如，加速度感測器，並在偵測到使用者之睡姿為仰躺時，經由產生微弱的振動警示，而促使使用者改變睡姿以避免仰躺，經由許多的研究報告指出，透過這種簡單卻有效的治療方式，即可避免患者於睡眠中仰躺，進而大幅降低OSA事件的發生數量。

只是，這樣的訓練方式尚有可改進的空間，例如，由於OSA或打鼾的患者有不同嚴重程度以及個體的生理差異性，故在進行訓練之前，若能提供評估功能，便能提供針對性的訓練方案以及有關訓練效果的預期資訊；此外，於SPT期間，若亦能提供睡眠及呼吸資訊，也將可藉此調整裝置的參數設定，以達到提高訓練效果的目的。

而本案的指戴式生理檢測裝置，如前所述，所取得的PPG訊號除 了可取得血氧濃度以計算ODI值外，另外，由於阻塞性睡眠呼吸中止亦會引起相對性的心跳過緩及PPG脈波振幅的增加，還有緊接在呼吸阻塞結束後所發生的心率迅速增加及強烈血管收縮，且根據研究，已有報告指出，對具睡眠呼吸障礙患者而言，相較於心率(HR/PPI)出現變化，呼吸事件和覺醒對PWA及/或PA所引起的變化更多。

其中，如圖13所示，PPI是指峰值間間隔(Peak-to-peak interval)：其定義為PPG訊號中兩個連續峰值之間的時間差。首先，檢測PPG訊號的每個週期的峰值(Peak.amp)，並將所有Peak.amp點的時間標記儲存在陣列緩衝器中，PPI被計算為連續Peak.amp點之間的時間差，為了獲得準確的結果，可設定PPI值的合理範圍，例如，PPI<0.5秒(>120次/分鐘)或PPI>1.5秒(<40次/分鐘)被認為是異常並且加以移除。

PWA是指脈波振幅(Pulse wave amplitude)：其定義為峰值振幅(Peak.amp)和波谷振幅(Valley.amp)之間的差值，Peak.amp和Valley.amp是每個PPG週期的最大和最小振幅點。首先，所有Peak.Amp和Valley.amp點都被檢測為PPG訊號的局部最大和最小點，若出現缺少Peak.amp點的情況時，緊接的Valley.amp點亦被捨棄，最後，通過從緊接在前的Peak.amp中減去Valley.amp來計算PWA。由於Peak.amp和Valley.amp點僅成對檢測，否則即捨棄，因此，將不會因其中一個值不見而導致PWA值出錯，此外，如果存在任何異常Peak.amp點，則通過PPI特徵提取中提到的濾波程序來排除它們。

PA是指脈波面積(Pulse Area)：脈波面積所代表的是由一個Peak.amp點以及兩個Valley.amp點所構成的三角區域。與PWA特徵的提取類似，所有Peak.amp和Valley.amp點都被檢測為PPG訊號中的局部最大點和局部最小點，而且，由於亦記錄了時間標記(即每個點的取樣數)，因此，脈波面積可從每個脈波波形計算而得。

呼吸信號RIIV(Respiratory Induced Intensity Variation，呼吸引起的強度變化)，是由呼吸同步血液容積變化所引起，可通過帶通濾波器(例如，0.13-0.48Hz，16級貝塞爾濾波器(16th degree Bessel filter))而從PPG訊號中濾波提取，其中，該濾波器會抑制PPG訊號中心臟相關的變化以及低於呼吸頻率的頻率，例如，交感神經活性及反應傳出迷走神經活動的反射性變化。

因此，為了偵測睡眠呼吸暫停/低通氣(hypopnea)事件及其起始(onset)，亦可利用由PPG波形導出的PPI，PWA，PA，以及來自光感測器的RIIV等各種呼吸事件相關資訊而作為指標。

再加上，本案可撓曲部分的採用，不但可讓裝置安定地設置於手指上，即使於睡眠期間亦不易脫落，穩定取得PPG訊號，也可讓光感測器與皮膚間有穩定的接觸，提升訊號品質，因此，相當適合應用於此。

舉例而言，在一實施例中，本案的指戴式生理檢測裝置可搭配設置於身體中軸線，例如，胸部，腹部，頸部，的一姿勢檢測裝置，例如，同樣具有控制單元且設置有加速度器的裝置，就可進一步測得睡眠期間的身體姿勢變化，例如，仰躺或非仰躺，綜合起來，就可判斷血液生理資訊，例如，血氧濃度，ODI值，PPI，PWA，PA，RIIV等，與睡眠身體姿勢的相關性，進而幫助使用者瞭解是否為姿勢性睡眠呼吸暫停，是否適合進行睡眠姿勢訓練。

之後，透過資訊提供單元，例如，可以是設置於指戴式生理檢測裝置上、或設置於該姿勢檢測裝置上、或設置於外部裝置上的資訊提供單元，例如，智慧型手機，個人電腦，智慧型穿戴裝置等，就可讓使用者得知上述的各種資訊，在使用上，相當方便；而且，血液生理資訊的計算及/或血液生理資訊與睡眠身體姿勢間相關性的計算，同樣可選擇地在指戴式生理檢測裝置、姿勢檢測裝置、及/或外部裝置上執行，沒有限制。

再進一步，在另一實施例中，若再增設振動模組，例如，落在指戴式生理檢測裝置上，或是落在姿勢檢測裝置上，就可提供前述的睡眠姿勢訓練，亦即，當偵測到使用者呈現仰躺姿勢時，提供振動警示，以使其改變為非仰躺姿勢，而且，除了可根據姿勢檢測裝置所取得的睡眠姿勢產生振動警示外，還可透過指戴式生理檢測裝置而得知SPT的效果如何，例如，睡眠呼吸暫停事件的發生次數是否減少，也可作為調整振動參數，例如，強度，頻率，持續時間等，的基礎，是相當具優勢的組合。

在另一實施例中，在該指戴式生理檢測裝置同時包括至少一發光源，至少一光檢測器，以及振動模組的情形下，其單獨使用亦可達到改善睡眠呼吸障礙的效果。如前所述，透過分析PPG訊號所取得的血氧濃度/ODI值及/或PPI，PWA，PA，RIIV等呼吸事件相關資訊可得知是否發生呼吸事件、及/或呼吸事件的起始，而若可在發生呼吸事件時及/或呼吸事件的起始，例如，血氧濃度/ODI值及/或呼吸事件相關資訊符合一預設條件時，提供振動警示，則使用者將會發生部分覺醒或喚醒，並中斷睡眠呼吸暫停，因而可阻止睡眠呼吸暫停的狀態。

這種監測睡眠呼吸暫停的起始並定期及/或持續地短暫喚醒使用者的方式是一種用來預防睡眠呼吸暫停的生理回饋(biofeedback)程序，當使用者反復出現睡眠呼吸暫停時，如此的振動警示會使患者本能地學會在呼吸事件發生時進行幾次深呼吸，並恢復睡眠，且根據研究和實驗顯示，這種對於警示的條件反射可在一段時間內有效地減少或消除睡眠呼吸暫停。

因此，當根據本案的指戴式生理檢測裝置具備振動模組時，就具備了可進行如此之生理回饋程序的能力，提供了另一種改善睡眠呼吸障礙的選擇。

在一另一實施例中，透過進一步設置收音元件，以取得睡眠期間 的鼾聲資訊，根據本案的指戴式生理檢測裝置可有另具優勢的應用。該收音元件可以是一麥克風，設置於戴在手指上的指戴式生理檢測裝置中，或是設置於睡眠期間放置在身邊的其他裝置中，例如，智慧型手機、平板電腦等中的麥克風，因而可取得睡眠期間使用者的呼吸聲音，進而得知鼾聲資訊，之後，可根據是否發生鼾聲而產生振動警示，讓使用者出現覺醒(並改變身體姿勢)，進而中斷打鼾，在此情形中，可達到針對姿勢性打鼾的姿勢訓練，也可達到預防打鼾的生理回饋效果；或者，再進一步，可再增設姿勢檢測裝置，以精準地提供打鼾與身體姿勢之間的關係，將有助於調整振動警示的參數。

另外，進一步地，該振動模組可用來執行喚醒的動作，透過產生振動而讓使用者從睡眠狀態醒來，以及該加速度器可用來取得相關睡眠階段的資訊。

在此，需注意地是，上述的實施例中，無論是PPG訊號的分析、判斷是否出現呼吸事件、決定是否提供振動警示、及/或振動警示的參數調整等，是透過各種演算法來達成，且各種演算法則是，不受限制地，可實施為在指戴式生理檢測裝置中、在姿勢檢測裝置中、及/或在外部裝置中進行運算，透過無線傳輸模組的設置，複數個裝置間可進行無線溝通，而達到使用者最為方便的操作型態，故可依實際需求而有所變化，沒有限制。

綜上所述，根據本案的指戴生理檢測裝置，透過新穎的指戴結構設計，達成了可適應不同手指尺寸而調整環體大小的功能，且同時還能提供微調的效果，除了可更加貼合動態變化的指圍外，也進一步達到了對光感測器施以輕微壓力以提升所取得訊號的訊號雜訊比的目的，並且，透過不可撓曲部分與可撓曲部分組合形成指戴生理檢測裝置的設計，使得光感測器的設置穩定度獲得提升，等於確保了所取得生理訊號的品質，以及可於任何時間，例如，白天活動期間，睡眠期間，使用的優勢，再加上，藉由該不可撓曲部分於手指上的設置位置可根據需求而改變所帶來的取樣 多變性，因此，本案確實提供了改善習知技術且更為進步的技術內容。

100:殼體

300:容置空間

Claims (16)

1. 一種指戴式生理裝置，包括：一殼體；一可調式指戴結構，用以形成環繞一使用者的一手指的一環體，而將該殼體設置於該手指上，其中，該可調式指戴結構包括一第一自由端以及一第二自由端，以及根據該第一自由端以及該第二自由端相互結合位置的不同，可形成不同尺寸的環體；一控制單元；至少一發光源以及至少一光檢測器，電連接至該控制單元，並設置於該殼體的表面；一無線傳輸模組，電連接至該控制單元；以及一振動模組，電連接至該控制單元；其中，在該使用者的睡眠期間，該控制單元透過該至少一發光源以及該至少一光檢測器取得該使用者的血液生理訊號，並根據該血液生理訊號，而得出該使用者於該睡眠期間發生的至少一呼吸事件，以及該振動模組根據該至少一呼吸事件而產生振動，以對該使用者產生振動警示，進而達到改善睡眠呼吸暫停的效果。
2. 如請求項1之裝置，其中，該至少一發光源實施為至少二個發光源，以及該血液生理訊號進一步被作為基礎而得出該使用者的血氧濃度。
3. 如請求項1之裝置，其中，該控制單元透過該無線傳輸模組而與一另一裝置進行無線溝通，且該另一裝置包括一加速度器，並被設置於該使用者身體的中軸線上，以取得該使用者於睡眠期間的下列生理資訊的至少其中之一，包括：睡眠身體姿勢，以及睡眠階段。
4. 如請求項3之裝置，其中，該振動模組進一步根據該睡眠身體姿勢而產生振動警示。
5. 如請求項1之裝置，其更包括一收音元件，以取得該使用者於睡眠期間的鼾聲資訊。
6. 如請求項5之裝置，其中，該收音元件實施為下列的其中之一，包括：設置於該殼體中，並電連接至該控制單元，以及設置於一外部裝置中，且該外部裝置經由該無線傳輸模組而與該控制單元進行無線溝通。
7. 如請求項5之裝置，其中，該振動模組進一步被建構為根據該鼾聲資訊而產生振動警示。
8. 一種指戴式生理系統，包括：一生理裝置，包括：一不可撓曲部分，至少包括：一控制單元；至少一發光源以及至少一光檢測器，電連接至該控制單元；以及一無線傳輸模組，電連接至該控制單元；以及一可撓曲部分，被建構為與該不可撓曲部分相結合，並形成環繞一使用者的一手指的一環體，以使該不可撓曲部分設置於該手指上；一另一生理裝置，包括：一殼體；一另一控制單元；一加速度器，電連接至該另一控制單元；以及一無線傳輸模組，電連接至該另一控制單元；以及一資訊提供單元，其中，在該使用者的一睡眠期間，該控制單元透過該至少一發光源以及該至少一光檢測器取得該使用者的血液生理訊號，以及該另一控制單元透過該加速度器取得該使用者於該睡眠期間的身體姿勢資訊；該血液生理訊號被作為基礎而取得該使用者於該睡眠期間的至少一呼吸事件；以及該至少一呼吸事件與該身體姿勢資訊被作為基礎而瞭解該使用者於該睡眠期間是否出現姿勢性睡眠呼吸暫停，並透過該資訊提供單元而提供予該使用者，以及其中， 該指戴式生理系統更包括一振動模組，設置於該生理裝置及/或該另一生理裝置中，用以產生振動警示，以達到改善睡眠呼吸暫停的效果。
9. 如請求項8之系統，其中，該血液生理訊號被作為基礎而取得該使用者於睡眠期間的氧飽和度不飽和指數，並根據該氧飽和度不飽和指數而決定該至少一呼吸事件。
10. 如請求項8之系統，其中，該振動模組實施為根據該至少一呼吸事件而產生振動警示，以達到改善睡眠呼吸暫停的效果。
11. 如請求項8之系統，其中，該振動模組實施為在該身體姿勢資訊對應至該使用者處於仰躺姿勢時，產生振動警示，以進行睡眠姿勢訓練，並達到改善睡眠呼吸暫停的效果。
12. 如請求項8之系統，其更包括一收音元件，用以取得該使用者於睡眠期間的鼾聲資訊，並設置於下列其中之一中，包括：該生理裝置，該另一生理裝置，以及一外部裝置，以及該鼾聲資訊以及該身體姿勢資訊被作為基礎而瞭解該使用者於該睡眠期間是否出現姿勢性打鼾。
13. 如請求項12之系統，其中，該振動模組實施為在該收音元件偵測到鼾聲時，產生振動警示。
14. 如請求項8之系統，其中，該資訊提供單元實施為設置於下列的其中之一中，包括：該生理裝置，該另一生理裝置，以及一外部裝置。
15. 如請求項8之系統，其中，該可撓曲部分被建構為包括一第一自由端以及一第二自由端，並分別具有一第一調整機構以及一第二調整機構，以使該第一自由端與該第二自由端可具有不同的結合位置，進而實現具有不同周長的環體。
16. 如請求項8之系統，其中，該可撓曲部分與該不可撓曲部分實施為可移除，以及該可撓曲部分實施為複數個不同尺寸的可撓曲部分，以進行更換。

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