傳感器模塊及其使用方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于傳感器模塊及其使用方法和用途，且特別是有關(guān)于一種用以同時(shí)測量心電信號(hào)和脈波信號(hào)的傳感器模塊及其使用方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]通過生物信號(hào)自我測量的方法，受測者可以在任何時(shí)間監(jiān)測自己的生理狀態(tài)，減緩醫(yī)療資源壓力并提供受測者所需要的醫(yī)療關(guān)注。目前，有許多醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用可以同時(shí)得到心電圖(electrocard1graphy ;ECG)和動(dòng)脈脈波。一般來說，要找到動(dòng)脈(燒動(dòng)脈)的位置，受測者需要先感受脈博并將傳感器接觸到正確的位置上。在傳統(tǒng)上，ECG電極和脈波傳感器為個(gè)別獨(dú)立安裝的兩個(gè)裝置，且傳感器必須通過系帶系住或是通過魔鬼氈(velcro)黏附，這樣受測者對(duì)于隨后貼附的ECG電極才會(huì)感到自在。然而，這是一道繁復(fù)的步驟。
[0003]因此，目前亟需要一種傳感器裝置，其在操作上不需要以系帶固定，就能夠同時(shí)測量心電信號(hào)以及脈波信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種傳感器模塊，用來同時(shí)測量一受測者的心電信號(hào)和脈波信號(hào)。此傳感器模塊包括:一第一電極，具有一第一表面以及與第一表面相對(duì)的一第二表面；一可變形接觸傳感器，具有一第一表面以及與第一表面相對(duì)的一第二表面，其中第一電極和可變形接觸傳感器的第一表面被配置為面向受測者的一待測區(qū)域；一可壓縮材料，配置在第一電極和可變形接觸傳感器的至少一第二表面上；一第二電極，與第一電極可操作連接(operatively connected)。
[0005]在一些其他實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種如前述的傳感器模塊的使用方法。此方法包括:將傳感器模塊放置于受測者的待測區(qū)域上，且利用一只手定位傳感器模塊，并以至少一根手指接觸第二電極以同時(shí)測量心電信號(hào)及脈波信號(hào)。
[0006]又在一些其他實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種如前述的傳感器模塊的用途。此用途包括:通過計(jì)算心電信號(hào)和脈波信號(hào)之間的一抵達(dá)時(shí)間差來測量脈波傳導(dǎo)時(shí)間(pulsetransit1n time ；PTT)及由其導(dǎo)出的指數(shù)(indices)。
[0007]本發(fā)明通過配置在第一電極和可變形接觸傳感器之間的可壓縮材料進(jìn)行自我調(diào)整，以使第一電極和可變性接觸傳感器能夠與受測者待測區(qū)域的各種輪廓相符，同時(shí)測量心電信號(hào)以及脈波信號(hào)。
[0008]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下:
【附圖說明】
[0009]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例顯示一傳感器模塊的剖面圖；
[0010]圖1B?IC為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例顯示一傳感器模塊于測量過程中的剖面圖；
[0011]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例顯示一傳感器模塊的剖面圖；
[0012]圖2B?2C為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例顯示一傳感器模塊于測量過程中的剖面圖；
[0013]圖3A、4A為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例顯示一傳感器模塊的剖面圖；
[0014]圖3B?3C、4B?4C為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例顯示一傳感器模塊于測量過程中的剖面圖；
[0015]圖5A?5C為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例顯示傳感器模塊的仰視圖；
[0016]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例顯示一傳感器模塊于測量過程中的示意圖；以及
[0017]圖7表示受測者的脈波信號(hào)、心電信號(hào)、以及主動(dòng)脈血壓信號(hào)。
[0018]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0019]10a、10b、10c、1d ?傳感器模塊；
[0020]12?第一電極；
[0021]14?可變形接觸傳感器；
[0022]16?可壓縮材料；
[0023]18?第二電極；
[0024]20?待測區(qū)域；
[0025]121、141 ?第一表面；
[0026]122、142 ?第二表面；
[0027]211、212 ?輪廓；
[0028]F?外力；
[0029]Sll?橈動(dòng)脈脈波信號(hào)；
[0030]S23?心電信號(hào)；
[0031]S40?主動(dòng)脈脈波信號(hào)；
[0032]T40、T41?參考時(shí)間點(diǎn)；
[0033]PTT?脈波傳導(dǎo)時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例顯示一傳感器模塊1a的剖面圖。用來同時(shí)測量一受測者的心電信號(hào)和脈波信號(hào)的傳感器模塊1a包括:一第一電極12、與第一電極12可操作連接(operatively connected) 一第二電極18、一可壓縮材料16、以及配置在第一電極12和第二電極18之間的一可變形接觸傳感器14。第一電極12具有一第一表面121以及與第一表面相對(duì)的一第二表面122，可變形接觸傳感器14具有一第一表面141以及與第一表面相對(duì)的一第二表面142，其中，第一電極12和可變形接觸傳感器14的第一表面121和141被配置為面向受測者的待測區(qū)域?？蓧嚎s材料16配置在可變形接觸傳感器14的第二表面142上。
[0035]用來接收心電信號(hào)的第一電極12和第二電極18可由一硬性的(rigid)、導(dǎo)電的材料形成，例如:金屬、電鍍塑膠(electroplating plastics)、或前述的組合。測量完畢后，電極12和14可清洗或消毒，因此，傳感器模塊1a可重復(fù)使用。
[0036]用來檢測脈波信號(hào)的可變形接觸傳感器14可包括膠體(colloid)、軟性橡膠、軟性塑膠、軟聚合物、液態(tài)娃膠(liquid silicone rubber)、聚二乙基娃氧燒(polydimethylsiloxane ；PDMS)、或前述的組合?？勺冃谓佑|傳感器14的厚度可為Imm?10mm，例如:8mm?10mm。在一實(shí)施例中，可變形接觸傳感器14是由聚二乙基硅氧烷(PDMS)所形成，其厚度為8_?？勺冃谓佑|傳感器14為不可壓縮的，因此其對(duì)于待測區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化很敏感，例如:受測者的脈搏振動(dòng)。
[0037]可壓縮材料16可包括像是泡棉(foam)、彈簧、空氣、或前述組合的材料。在第一實(shí)施例中，可壓縮材料16配置在可變形接觸傳感器14的第二表面142上，且在測量過程中，可變形接觸傳感器14可相對(duì)于受測者的待測區(qū)域進(jìn)行移動(dòng)(movable)，而可壓縮材料16可變形(或被壓縮)以與受測者待測區(qū)域的輪廓相符。應(yīng)注意的是，因?yàn)榇郎y區(qū)域皮膚下，像是血管或骨頭，具有不同的形態(tài)，所以待測區(qū)域也可具有不同的輪廓。例如，圖1B和圖1C為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例顯示傳感器模塊于測量過程中的剖面圖。待測區(qū)域20可具有一平坦的輪廓211，如圖1B所示；或者，待測區(qū)域20可具有一不規(guī)則的輪廓212，如圖1C所示。傳感器模塊1a可通過配置在可變形接觸傳感器14和第二電極18之間的可壓縮材料16進(jìn)行自我調(diào)整，以與各種輪廓相符。第一實(shí)施例的詳細(xì)測量過程將在以下描述。
[0038]在圖1B中，以一外力F按壓傳感器模塊1a以進(jìn)行測量?？勺冃谓佑|傳感器14向上移動(dòng)以與待測區(qū)域20的輪廓211相符，且可壓縮材料16平均地被壓縮。因此，第一電極12和可變形接觸傳感器14皆與受測者的待測區(qū)域20接觸。類似的，在圖1C中，以一外力F按壓傳感器模塊1a以進(jìn)行測量。然而，在這種情況下，待測區(qū)域20具有一不規(guī)則的輪廓212。如圖1C所示，可變形接觸傳感器14相對(duì)于受測者的待測區(qū)域20的輪廓212產(chǎn)生形變并移動(dòng)，且可壓縮材料16不平均地被壓縮。從而，第一電極12和可變形接觸傳感器14皆與受測者的待測區(qū)域20接觸。
[0039]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例顯示一傳感器模塊1b的剖面圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例不同的地方在于，可壓縮材料16位于第一電極12的第二表面122上。因此，在第二實(shí)施例中，第一電極12在測量過程中可相對(duì)于受測者的待測區(qū)域20產(chǎn)生移動(dòng)。例如，圖2B和圖2C為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例顯示傳感器模塊于測量過程中的剖面圖。雖然待測區(qū)域20可如圖2B所示具有一平坦的輪廓211，或是如圖2C所示具有一不規(guī)則的輪廓212，傳感器模塊1b可通過配置在第一電極12和可變形接觸傳感器14之間的可壓縮材料16進(jìn)行自我調(diào)整，以與各種輪廓相符。第二實(shí)施例的詳細(xì)測量過程將在以下描述。
[0040]在圖2B中，以一外力F按壓傳感器模塊1b以進(jìn)行測量。第一電極12向上移動(dòng)以與待測區(qū)域20的輪廓211相符，且可壓縮材料16平均地被壓縮。因此，第一電極12和可變形接觸傳感器14皆與受測者的待測區(qū)域20接觸。類似的，在圖2C中，以一外力F按壓傳感器模塊1b以進(jìn)行測量。然而，在這種情況下，待測區(qū)域20具有一不規(guī)則的輪廓212。如圖2C所示，第一電極12相對(duì)于受測者的待測區(qū)域20的輪廓212產(chǎn)生形變并移動(dòng)，且可壓縮材料16不平均地被壓縮。從而，第一電極12和可變形接觸傳感器14皆與受測者的待測區(qū)域20接觸。
[0041]圖3A和圖4A為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例顯示傳感器模塊1c和1d的剖面圖。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例不同的地方在于，可壓縮材料16位于第一電極12和可變形接觸傳感器14的第二表面122和142上。因此，在第三實(shí)施例中，第一電極12和可變形接觸傳感器14在測量過程中，皆可相對(duì)于受測者的待測區(qū)域20產(chǎn)生移動(dòng)。在第三實(shí)施例中，可采用各種第一電極12和可變形接觸傳感器14的配置。例如，在一些實(shí)施例中，可變形接觸傳感器14可內(nèi)埋于第一電極12中，如圖3A所示。在其他實(shí)施例中，第一電極12可內(nèi)埋于可變形接觸傳感器14中，如圖4A所示。又例如，可至少有一個(gè)第一電極12內(nèi)埋于可變形接觸傳感器14中。雖然圖4A?4C顯示兩個(gè)