TWI688368B - 穿戴式健康監測裝置 - Google Patents

Abstract

一種穿戴式健康監測裝置，包括：監測本體；穿戴件，連接於監測本體外部；生物特徵監測模組，設置於監測本體內，包含光電傳感器、壓力傳感器及氣壓血壓器，氣壓血壓器嵌設於嵌置座體之嵌置槽部中定位，包含有集氣致動器及彈性氣囊，集氣致動器供輸氣體給彈性氣囊，彈性氣囊得以充氣而彈性位移凸出於監測本體外，以貼合使用者皮膚組織，並使壓力傳感器進行皮膚組織下血管收縮脈動量測，以產生偵測訊號並轉換為一健康數據資訊輸出，健康數據資訊提供光電傳感器之監測校正演算，以調整輸出精準之健康數據資訊。

Description

穿戴式健康監測裝置

本案係關於一種穿戴式裝置，尤指一種具備生物特徵監測模組來實施健康量測，並能以光學式血壓量測搭配充氣式血壓量測之穿戴式健康監測裝置。

在講求快速及個人壓力日益龐大的現今社會中，對於追求個人健康之意識逐漸抬頭發展中，是以一般人會衍生想經常性地監測或檢視自身的健康情形。一般而言，傳統對於人體生理健康資訊的數據量測主要透過固定的血壓計、或是體積龐大的檢測儀器，此等檢測儀器中通常包含馬達型的流體泵、氣囊袋、感測器、洩氣閥、電池…等元件，其中馬達型的流體泵容易產生摩擦損耗的情形，且該等元件組裝後之體積龐大，不利用經常性的使用，然若是採以體積較小的馬達型的流體泵，則其損耗速度將更快、並會消耗更多的能源。

為了要便於一般人可經常性的監測自身的健康情形，且使監測裝置便於攜帶，目前市面上穿戴式之健康監測裝置與日俱增。但以市面上常見的穿戴式健康監測裝置來看，其通常採以光學偵測之方式來進行檢測，然而，此光學偵測之方式之精準度不高，故時常導致誤差值產生，而無法有效取得可信數據，如此一來，使用者無法取得自身健康的相關準確數據，容易造成判定上的誤差。通常來說，欲感測一待測者之 生理資訊，通常會選擇如頭部、心臟部位、手腕或是腳腕等位置進行監測，該等位置係為人體中最易感測到脈搏血壓以及心跳等資訊之位置，是以透過在這些位置進行感測，可快速且有效地瞭解到待測者的生理健康資訊。然而，如前所述，若是採以光學偵測的穿戴式健康監測裝置，則會因為其精準度不高而導致難以採信其所檢測出來的數據資料，但若採用前述一般坊間可信度較高的血壓器或是其他測量儀器，則又因該等儀器之體積過於龐大，而無法達到輕、薄、可攜式之目標。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，可使個人健康監測裝置達到體積小、微型化、便於攜帶、省電、且精準度高之穿戴式健康監測裝置，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的在於提供一種穿戴式健康監測裝置，藉由監測本體嵌入生物特徵監測模組來實施健康量測，以及利用光電傳感器來實施光學血壓量測，且能利用氣壓血壓器及壓力傳感器搭配來實施充氣式血壓量測，並以充氣式血壓量測監測健康數據資訊作為光學血壓量測量測前之校正基礎，提供更可靠且能隨時、隨地精準量測之功效，並可進一步透過控制模組將健康數據資訊傳輸至外部連結裝置儲存、紀錄，以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形，且能夠即時通報處理或回報救護之處理措施。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種穿戴式健康監測裝置，包括：一監測本體，包含有一嵌置座體、一監測區槽口及一蓋板，該嵌置座體具有一凹陷之嵌置槽部，且該嵌置槽部底部連通一通氣槽及一排氣流道，而該監測區槽口設置於鄰近該嵌置座體一側，以 及該蓋板封蓋於該嵌置槽部底部，且對應於該通氣槽位置設有一連通之開槽口，對應於該排氣流道位置設有一連通之排氣孔，對應於該監測區槽口位置設有一透光罩；一穿戴件，連接於該監測本體外部；一生物特徵監測模組，設置於該監測本體內，包含一光電傳感器、一壓力傳感器及一氣壓血壓器，其中該光電傳感器、該壓力傳感器置設定位於該監測區槽口進行監測，而該氣壓血壓器嵌設於該嵌置座體之該嵌置槽部中定位，包含有一集氣致動器及一彈性氣囊，該彈性氣囊壓縮定置於該嵌置槽部之該通氣槽、該蓋板之該開槽口中，該集氣致動器供輸氣體給該彈性氣囊，該彈性氣囊得以充氣而彈性位移凸出於該蓋板外，以貼合使用者皮膚組織，並使該壓力傳感器進行該皮膚組織下血管收縮脈動量測，以產生偵測訊號轉換一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊提供該光電傳感器之監測校正演算，以調整輸出精準之健康數據資訊。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種穿戴式健康監測裝置，包括：一監測本體，包含有一嵌置座體、一監測區槽口及一蓋板，該嵌置座體具有一凹陷之嵌置槽部，且該嵌置槽部底部連通一通氣槽及一排氣流道，以及該嵌置座體一側設置一氣囊通道，供與該通氣槽連通，而該監測區槽口設置於鄰近該嵌置座體一側，以及該蓋板封蓋於該嵌置槽部底部，且對應於該排氣流道位置設有一連通之排氣孔，對應於該監測區槽口位置設有一透光罩；一穿戴件，連接於該監測本體外部，該穿戴件之內側環繞一彈性氣囊，該彈性氣囊入口端埋設於該嵌置座體之氣囊通道中連接定位；一生物特徵監測模組，設置於該監測本體內，包含一光電傳感器、一壓力傳感器及一氣壓血壓器，其中該光電傳感器、該壓力傳感器置設定位於該監測區槽口進行監 測，而該氣壓血壓器嵌設於該嵌置座體之該嵌置槽部中定位，包含有一集氣致動器、一集氣閥座、一腔板及一閥片，該集氣閥座具有一集氣槽，該集氣槽對應連通該嵌置座體之該通氣槽、該氣囊通道，而該集氣致動器供輸氣體由該集氣槽通過該通氣槽、該氣囊通道給該彈性氣囊，該彈性氣囊得以充氣而彈性位移凸出於該穿戴件之內側環繞，以貼合使用者皮膚組織，並使該壓力傳感器進行該皮膚組織下血管收縮脈動量測，以產生偵測訊號轉換一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊提供該光電傳感器之監測校正演算，以調整輸出精準之健康數據資訊。

1:監測本體

11:螢幕

12:嵌置座體

121:嵌置槽部

122:通氣槽

123:排氣流道

124:氣囊通道

13:監測區槽口

14:蓋板

141:開槽口

142:排氣孔

143:透光罩

144:封蓋部

2:穿戴件

3:生物特徵監測模組

31:驅動電路板

32:光電傳感器

33:壓力傳感器

34:阻抗傳感器

35:發光元件

36:氣壓血壓器

361:集氣致動器

362:集氣閥座

362a:集氣槽

362b:下部集氣腔室

362c:下部卸壓腔室

362d:集氣通孔

362e:連通流道

362f:集氣閥座凸部

362g:卸壓通孔

363:腔板

363a:上部集氣腔室

363b:上部卸壓腔室

363c:腔板凸部

363d:連通腔室

363e:連通孔

364:閥片

364a:閥孔

365:彈性氣囊

365a:壓板

4:控制模組

41:微處理器

42:通信器

42a:物聯網通訊元件

42b:資料通訊元件

43:全球定位系統元件

5:皮膚組織

6:骨骼

7:血管

8a:連網中繼站

8b:雲端資料處理裝置

8c:行動通訊連結裝置

10:微型泵

101:進流板

101a:進流孔

101b:匯流排槽

101c:匯流腔室

102:共振片

102a:中空孔

102b:可動部

102c:固定部

103:壓電致動器

103a:懸浮板

103b:外框

103c:支架

103d:壓電元件

103e:間隙

103f:凸部

104:第一絕緣片

105:導電片

106:第二絕緣片

107:腔室空間

第1圖所示為本案之穿戴式健康監測裝置之外觀示意圖。

第2A圖所示為本案穿戴式健康監測裝置內組裝生物特徵監測模組之剖面示意圖。

第2B圖所示為本案穿戴式健康監測裝置之監測本體背面示意圖。

第3圖所示為本案穿戴式健康監測裝置實施穿戴量測示意圖。

第4A圖所示為本案氣壓血壓器之剖面示意圖。

第4B圖至第4C圖所示為第4A圖所示氣壓血壓器之充氣作動示意圖。

第4D圖為第4A圖所示氣壓血壓器之卸壓作動示意圖。

第5A圖所示為本案微型泵之分解示意圖。

第5B圖所示為本案微型泵另一角度視得之分解示意圖。

第6A圖所示為本案微型泵之剖面示意圖。

第6B圖所示為本案微型泵另一較佳實施例之剖面示意圖。

第6C圖至第6E圖為第6A圖所示微型泵之作動示意圖。

第7圖所示為本案氣壓血壓器於人體上實施量測示意圖。

第8圖所示為本案穿戴式健康監測裝置之控制模組之連結傳輸示意圖。

第9圖所示為本案穿戴式健康監測裝置之彈性氣囊另一實施例組配關係之剖面示意圖。

第10圖所示為本案穿戴式健康監測裝置之彈性氣囊另一實施例組配於穿戴件上示意圖。

第11圖所示為本案穿戴式健康監測裝置之彈性氣囊另一實施例組配於穿戴件上充氣膨脹示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第1圖、第2A圖及第2B圖，本案之穿戴式健康監測裝置可供使用者穿戴於手腕部位進行健康監測。於本實施例中，穿戴式健康監測裝置包含有一監測本體1、一穿戴件2、一生物特徵監測模組3以及一控制模組4。

於本實施例中，穿戴件2係可為軟性或是硬性材質所構成之環形帶狀結構，例如可為矽膠材質、塑膠材質、金屬材質或是其他可運用之相關材質，並不以此為限，其主要用以環繞套設於穿戴使用者之特定部位上，例如：手腕或是腳腕，但不以此為限。至於穿戴件2兩端之連接方式可採以魔鬼氈之黏貼方式、或是以凸凹對接之扣接方式、或是採以一般穿戴件常用的扣接環之形式，甚至於其亦可為一體成型之環狀結構等，其連接方式係可依照實際施作情形而任施變化，並不以此為限。

於本實施例中，監測本體1包含有一螢幕11、一嵌置座體12、一監測區槽口13及一蓋板14，其中螢幕11設置於監測本體1之上表面，以用於顯示健康資訊，但不以此為限；且於本實施例中，螢幕11係可為但不限為觸控式螢幕，供穿戴使用者可觸控螢幕11以選擇所欲顯示之資訊，然該等資訊係可包含穿戴使用者之健康資訊、時間資訊、來電顯示資訊…等之至少其中之一；嵌置座體12設置於監測本體1底部，具有一凹陷之嵌置槽部121，且嵌置槽部121底部連通一通氣槽122及一排氣流道123；監測區槽口13為設置於監測本體1底部而鄰近嵌置座體12一側；以及蓋板14為封蓋於嵌置槽部121底部，且對應於通氣槽122位置設有一連通之開槽口141，以及對應於排氣流道123位置設有一連通之排氣孔142，以及對應於監測區槽口13位置設有一封蓋之透光罩143。

請繼續參閱第2A圖、第2B圖及第3圖所示，上述之生物特徵監測模組3設置於監測本體1內，包含一驅動電路板31、一光電傳感器32、一壓力傳感器33、一阻抗傳感器34、至少一發光元件35、一氣壓血壓器36。其中驅動電路板31架構定位於監測區槽口13處，以使光電傳感器32、壓力傳感器33、阻抗傳感器34、至少一發光元件35封裝定位於上，並提供所需求電性連接以及驅動控制訊號之線路傳導，以及驅動電路板31也提供氣壓血壓器36之電性連接及驅動訊號之控制；光電傳感器32、壓力傳感器33、阻抗傳感器34及每一發光元件35皆設置定位於驅動電路板31下方作監測用途使用，且蓋板14之透光罩143可封蓋監測區槽口13，使封裝於驅動電路板31下方之光電傳感器32、壓力傳感器33、阻抗傳感器34及每一發光元件35皆能受到封蓋保護防塵，並能透光偵測穿戴者皮膚組織5，以及接收偵測皮膚組織5折回光線產生偵測訊號；又，控制模組4也封裝於驅動電路板31上，並提供光電傳感器32、 壓力傳感器33、阻抗傳感器34、每一發光元件35及氣壓血壓器36之電性、驅動訊號之控制以及監測資訊接收與輸出；而光電傳感器32貼合使用者皮膚組織5後，可透過發光元件35所發射光源透射至皮膚組織5後，反射回的光源由光電傳感器32接收，並產生偵測訊號提供給控制模組4轉換為健康數據資訊輸出，而此健康數據資訊可以包含一心率數據、一心電圖數據及一血壓數據；壓力傳感器33貼合使用者皮膚組織5後，以產生偵測訊號提供給控制模組4轉換為健康數據資訊輸出，此健康數據資訊為一呼吸頻率數據及一血壓數據；阻抗傳感器34貼合使用者皮膚組織5後，以產生偵測訊號提供給控制模組4轉換為健康數據資訊輸出，此健康數據資訊為一血糖數據。

再請參閱第2A圖及第2B圖、第4A圖至第4D圖，氣壓血壓器36嵌設於嵌置座體12之嵌置槽部121中，氣壓血壓器36包含一集氣致動器361、一集氣閥座362、一腔板363、一閥片364及一彈性氣囊365。其中集氣閥座362架構承置於嵌置槽部121上，並於下方表面對應於通氣槽122位置凹設有一集氣槽362a，以及集氣閥座362於上方表面設置一下部集氣腔室362b及一下部卸壓腔室362c，集氣槽362a與下部集氣腔室362b之間具有一集氣通孔362d，供使集氣槽362a與下部集氣腔室362b彼此連通，下部集氣腔室362b與下部卸壓腔室362c在集氣閥座362之上方表面相隔設置，且下部集氣腔室362b與下部卸壓腔室362c之間設有一連通流道362c，供使下部集氣腔室362b與下部卸壓腔室362c彼此連通，下部卸壓腔室362c中具有一集氣閥座凸部362f，而集氣閥座凸部362f中心設有一卸壓通孔362g，連通下部卸壓腔室362c，且與蓋板14之排氣孔142連通，而彈性氣囊365定置於集氣槽362a中而封閉集氣槽362a，同時，彈性氣囊365壓縮定置於嵌置槽部121之通氣槽122、蓋板14之開槽 口141中，並與蓋板14保持同一平面而不外露，且彈性氣囊365與集氣槽362a、集氣通孔362d相連通，得以充氣而彈性位移凸出於蓋板14外，且彈性氣囊365膨脹端具有一壓板365a；又，腔板363承置於集氣閥座362上，且對應集氣閥座362之上表面分別設置有一與下部集氣腔室362b彼此對應封蓋之上部集氣腔室363a及一與該下部卸壓腔室362c彼此對應封蓋之上部卸壓腔室363b，而上部集氣腔室363a中設有一腔板凸部363c，腔板363在相對上部集氣腔室363a及上部卸壓腔室363b之表面凹設一連通腔室363d，集氣致動器361承置於腔板363上而封蓋連通腔室363d，且連通腔室363d貫通至少一連通孔363e，分別與上部集氣腔室363a及上部卸壓腔室363b連通；再者，閥片364設置於集氣閥座362與腔板363之間，而閥片364抵觸集氣閥座凸部362f而封閉卸壓通孔362g，且閥片364抵觸腔板凸部363c之位置設有一閥孔364a，且閥孔364a因抵觸腔板凸部363c而被封閉。

又請參閱第5A圖至第5B圖所示，上述之集氣致動器361為一微型泵10，微型泵10由一進流板101、一共振片102、一壓電致動器103、一第一絕緣片104、一導電片105及一第二絕緣片106依序堆疊組成。其中進流板101具有至少一進流孔101a、至少一匯流排槽101b及一匯流腔室101c，進流孔101a供導入氣體，進流孔101a對應貫通匯流排槽101b，且匯流排槽101b匯流到匯流腔室101c，使進流孔101a所導入氣體得以匯流至匯流腔室101c中。於本實施例中，進流孔101a與匯流排槽101b之數量相同，進流孔101a與匯流排槽101b之數量分別為4個，並不以此為限，4個進流孔101a分別貫通4個匯流排槽101b，且4個匯流排槽101b匯流到匯流腔室101c。

請參閱第5A圖、第5B圖及第6A圖所示，上述之共振片102透過貼合方式組接於進流板101上，且共振片102上具有一中空孔102a、一可動部102b及一固定部102c，中空孔102a位於共振片102的中心處，並與進流板101的匯流腔室101c對應，而可動部102b設置於中空孔102a的周圍且與匯流腔室101c相對的區域，而固定部102c設置於共振片102的外周緣部分而貼固於進流板101上。

請繼續參閱第5A圖、第5B圖及第6A圖所示，上述之壓電致動器103包含有一懸浮板103a、一外框103b、至少一支架103c、一壓電元件103d、至少一間隙103e及一凸部103f。其中，懸浮板103a為一正方形型態，懸浮板103a之所以採用正方形，乃相較於圓形懸浮板之設計，正方形懸浮板103a之結構明顯具有省電之優勢，因在共振頻率下操作之電容性負載，其消耗功率會隨頻率之上升而增加，又因邊長正方形懸浮板103a之共振頻率明顯較圓形懸浮板低，故其相對的消耗功率亦明顯較低，亦即本案所採用正方形設計之懸浮板103a，具有省電優勢之效益；外框103b環繞設置於懸浮板103a之外側；至少一支架103c連接於懸浮板103a與外框103b之間，以提供彈性支撐懸浮板103a的支撐力；以及一壓電元件103d具有一邊長，該邊長小於或等於懸浮板103a之一邊長，且壓電元件103d貼附於懸浮板103a之一表面上，用以被施加電壓以驅動懸浮板103a彎曲振動；而懸浮板103a、外框103b與支架103c之間構成至少一間隙103e，用以供氣體通過；凸部103f為設置於懸浮板103a貼附壓電元件103d之表面的相對之另一表面，凸部103f於本實施例中，也可以是透過一蝕刻製程製出一體成形凸出於懸浮板103a貼附壓電元件103d之表面的相對之另一表面上形成之一凸狀結構。

請繼續參閱第5A圖、第5B圖及第6A圖所示，上述之進流板101、共振片102、壓電致動器103、第一絕緣片104、導電片105及第二絕緣片106依序堆疊組合，其中懸浮板103a與共振片102之間需形成一腔室空間107，腔室空間107可利用於共振片102及壓電致動器103之外框103b之間的間隙填充一材質形成，例如：導電膠，但不以此為限，以使共振片102與懸浮板103a之間可維持一定深度形成腔室空間107，進而可導引氣體更迅速地流動，且因懸浮板103a與共振片102保持適當距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音產生可被降低，當然於實施例中，亦可藉由增加壓電致動器103之外框103b高度來減少共振片102及壓電致動器103之外框103b之間的間隙所填充導電膠之厚度，如此可避免導電膠隨熱壓溫度及冷卻溫度熱脹冷縮而影響到成型後腔室空間107之實際間距，減少導電膠的熱壓溫度及冷卻溫度對微型泵10整體組裝結構的間接影響，但不以此為限。另外，腔室空間107將會影響微型泵的傳輸效果，故維持一固定的腔室空間107對於微型泵10提供穩定的傳輸效率是十分重要。

因此如第6B圖所示，於另一些壓電致動器103實施例中，懸浮板103a可以採以沖壓成形使其向外延伸一距離，其向外延伸距離可由成形於懸浮板103a與外框103b之間的至少一支架103c所調整，使在懸浮板103a上的凸部103f的表面與外框103b的表面兩者形成非共平面，利用於外框103b的組配表面上塗佈少量填充材質，例如：導電膠，以熱壓方式使壓電致動器103貼合於共振片102的固定部102c，進而使得壓電致動器103得以與共振片102組配結合，如此直接透過將上述壓電致動器103之懸浮板103a採以沖壓成形構成一腔室空間107的結構改良，所需的腔室空間107得以透過調整壓電致動器103之懸浮板103a沖壓成形距離來完 成，有效地簡化了調整腔室空間107的結構設計，同時也達成簡化製程，縮短製程時間等優點。此外，第一絕緣片104、導電片105及第二絕緣片106皆為框型的薄型片體，依序堆疊於壓電致動器103上即組構成微型泵10整體結構。

為了瞭解上述微型泵10提供氣體傳輸之輸出作動方式，請繼續參閱第6C圖至第6E圖所示。請先參閱第6C圖，壓電致動器103的壓電元件103d被施加驅動電壓後產生形變帶動懸浮板103a向下位移，此時腔室空間107的容積提升，於腔室空間107內形成了負壓，便汲取匯流腔室101c內的氣體進入腔室空間107內，同時共振片102受到共振原理的影響而同步向下位移，連帶增加了匯流腔室101c的容積，且因匯流腔室101c內的氣體進入腔室空間107的關係，造成匯流腔室101c內同樣為負壓狀態，進而通過進流孔101a、匯流排槽101b來吸取氣體進入匯流腔室101c內；請再參閱第6D圖，壓電元件103d帶動懸浮板103a向上位移，壓縮腔室空間107，同樣的，共振片102因與懸浮板103a共振而向上位移，迫使同步推擠腔室空間107內的氣體往下通過間隙103e向下傳輸，以達到傳輸氣體的效果；最後請參閱第6E圖，當懸浮板103a被向下帶動時，共振片102也同時被帶動而向下位移，此時的共振片102將使壓縮腔室空間107內的氣體向間隙103e移動，並且提升匯流腔室101c內的容積，讓氣體能夠持續地通過進流孔101a、匯流排槽101b來匯聚於匯流腔室101c內。透過不斷地重複上述第6C圖至第6E圖所示之微型泵10提供氣體傳輸作動步驟，使微型泵10能夠連續將氣體自進流孔101a進入進流板101及共振片102所構成流道並產生壓力梯度，再由間隙103e向下傳輸，使氣體高速流動，達到微型泵10傳輸氣體輸出的作動操作。

請繼續參閱第6A圖，微型泵10之進流板101、共振片102、壓電致動器103、第一絕緣片104、導電片105及第二絕緣片106皆可透過微機電的面型微加工技術製程，使微型泵10的體積縮小，以構成一微機電系統之微型泵10。

由上述說明可知，本案之氣壓血壓器36在具體實施上，如第4B圖至第4C圖所示，集氣致動器361受控制驅動實施氣體傳輸時，氣體由集氣致動器361外導入連通腔室363d中集中，再由連通腔室363d透過連通孔363e導入至上部集氣腔室363a及上部卸壓腔室363b中，以推動閥片364離開腔板凸部363c，且閥片364抵觸集氣閥座凸部362f而封閉卸壓通孔362g，同時上部卸壓腔室363b內氣體也透過連通流道362e流入上部集氣腔室363a中，使氣體得以經過閥片364之閥孔364a而流通至集氣閥座362之下部集氣腔室362b中，再集中透過集氣通孔362d連通並集中於彈性氣囊365中，使彈性氣囊365充氣鼓脹而彈性位移，當然，在本案之氣壓血壓器36經過一段充氣時間後，如第7圖所示，彈性氣囊365之壓板365a將抵頂於使用者的皮膚組織5，以壓迫於使用者在皮膚組織5與骨骼6之間的血管7阻止血液流動，此時，本案在經過氣壓血壓器36一段充氣時間後，即停止實施充氣時，如第4D圖所示，集氣致動器361停止傳輸氣體運作，彈性氣囊365內氣體氣壓大於連通腔室363d處之氣體氣壓，彈性氣囊365內之氣體會推送閥片364位移，使其抵觸腔板凸部363c而封閉閥孔364a，同時閥片364會離開抵觸集氣閥座凸部362f，進而開通卸壓通孔362g，彈性氣囊365內之氣體則會由連通流道362e導出至卸壓通孔362g中，進而排出到氣壓血壓器36外部，完成彈性氣囊365的卸壓作業。在卸壓過程中，血管7被擠壓壓力逐漸變小，此時經過壓力傳感器33之掃描監測，即可使用壓平掃描進行血管脈動之測 量，進而完成一種充氣式血壓監測作業，雖然是一種有感量測血壓方式，但能獲得一較精準之血壓數據測量。

當然，本案穿戴式健康監測裝置也可以利用光電傳感器32接收發光元件35所發射光源透射至皮膚組織後反射回的光源所產生偵測訊號，達成一種光電容積脈搏波描記法(PPG)測量原理，提供給控制模組4轉換為健康數據資訊輸出，而此健康數據資訊可以包含一心率數據、一心電圖數據及血壓數據，這種光學量測也是可以達成血壓量測的方式，雖可隨時每分每秒做量測，但監測所得健康數據資訊是經過演算法調較而得，並非直接以充氣式量測方式所測得，因此精準不夠，有鑒於此，本案穿戴式健康監測裝置特別提供可微型化適合於穿戴裝置上實施的氣壓血壓器36搭配壓力傳感器33來實施達成充氣式血壓量測方式，獲得精準的血壓量測數值，可將此量測數據做為光電量測血壓的初始校正，心率變異性(Heart Rate Variability,HRV)、心房顫動(AF)的輔助確認；亦即光電傳感器32在啟動第一次量測時，先實施氣壓血壓器36搭配壓力傳感器33來實施充氣式血壓量測方式，獲得的健康數據資訊做為光電傳感器32量測校正基礎的演算，使光電傳感器32在每次量測後能補償，以達成更精確量測之健康數據資訊輸出。另外，當穿戴者有狀況發生時，如跌倒偵測或血糖、血氧異常時，即可利用本案穿戴式健康監測裝置之氣壓血壓器36搭配壓力傳感器33來實施達成充氣式血壓量測方式，提供更可靠數據參考，以了解發生狀況時使用者的健康資訊，能夠即時通報處理或回報救護之處理措施，極具利用價值。

於本實施例中，如第8圖所示，本案穿戴式健康監測裝置之控制模組4包含一微處理器41、一通信器42及一全球定位系統元件43。其中微處 理器41將光電傳感器32、壓力傳感器33、阻抗傳感器34分別產生偵測訊號做運算轉換為健康數據資訊輸出，輸出至螢幕11直接顯示，或者輸出至通信器42，而通信器42包括一物聯網通訊元件42a及一資料通訊元件42b，物聯網通訊元件42a接收生物特徵監測模組3之健康數據資訊，並傳輸發送健康數據資訊至一外部連結裝置儲存、紀錄以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形，且物聯網通訊元件42a為以窄頻無線電通訊技術所傳輸發送訊號之窄帶物聯網裝置；而此外部連結裝置包含一連網中繼站8a及一雲端資料處理裝置8b，物聯網通訊元件42a透過連網中繼站8a傳輸健康數據資訊至雲端資料處理裝置8b予以儲存、紀錄以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形；而資料通訊元件42b接收生物特徵監測模組3之健康數據資訊，並傳輸發送健康數據資訊至外部連結裝置儲存、紀錄及顯示，且資料通訊元件42b透過無線通訊傳輸介面發送健康數據資訊，而此無線通訊傳輸介面為一Wi-Fi模組、一藍芽模組、一無線射頻辨識模組(Radio Frequency Identification，RFID)及一近場通訊模組(Near Field Communication，NFC)之至少其中之一，以及資料通訊元件42b傳輸發送健康數據資訊到外部連結裝置，此外部連結裝置包含一行動通訊連結裝置8c，行動通訊連結裝置8c接收該資料通訊元件42b傳輸發送健康數據資訊並予以儲存、紀錄以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形，而行動通訊連結裝置8c可為行動電話裝置、筆記型電腦、平板電腦之至少其中之一；或者，資料通訊元件42b傳輸發送健康數據資訊到外部連結裝置，此外部連結裝置包含一行動通訊連結裝置8c、一連網中繼站8a及一雲端資料處理裝置8b，行動通訊連結裝置8c接收健康數據資訊，再發送健康數據資訊透過連網中繼 站8a轉送至雲端資料處理裝置8b予以儲存、紀錄以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形，而此行動通訊連結裝置8c可為行動電話裝置、筆記型電腦、平板電腦之至少其中之一。

又如第9圖至第10圖及第11圖，本案穿戴式健康監測裝置之彈性氣囊365也可有一另實施例之設置方式，彈性氣囊365也可以設置於穿戴件2之內側環繞，而嵌置座體12一側設置一氣囊通道124，供與通氣槽122連通，且彈性氣囊365入口端埋設於氣囊通道124中，以及蓋板14之開槽口141予以取消設置，而蓋板14設置一封蓋部144為封蓋通氣槽122及氣囊通道124底部，使通氣槽122及氣囊通道124形成連通彈性氣囊365之通道，如此氣壓血壓器36可傳輸氣體由通氣槽122導入使彈性氣囊365彈性位移而充氣鼓脹於穿戴件2之內側環繞，進而抵頂於使用者的手腕部位，如第7圖所示以壓迫於使用者在皮膚組織5與骨骼6之間的血管7阻止血液流動，再壓力傳感器33來實施充氣式血壓量測方式，以進行健康監測。

綜上所述，本案所提供之穿戴式健康監測裝置，主要藉由監測本體嵌入生物特徵監測模組來實施健康量測，以及利用光電傳感器來實施光學血壓量測，且能利用氣壓血壓器及壓力傳感器搭配來實施充氣式血壓量測，並以充氣式血壓量測監測健康數據資訊作為光學血壓量測量測前之校正基礎，提供更可靠隨時、隨地精準量測之功效，並可進一步透過控制模組將健康數據資訊傳輸至外部連結裝置儲存、紀錄，以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形，且能夠即時通報處理或回報救護之處理措施，極具產業利用價值，爰依法提出申請。

縱使本發明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1:監測本體

11:螢幕

12:嵌置座體

121:嵌置槽部

122:通氣槽

123:排氣流道

13:監測區槽口

14:蓋板

141:開槽口

142:排氣孔

143:透光罩

2:穿戴件

3:生物特徵監測模組

31:驅動電路板

32:光電傳感器

35:發光元件

36:氣壓血壓器

361:集氣致動器

362:集氣閥座

363:腔板

364:閥片

365:彈性氣囊

365a:壓板

4:控制模組

Claims (29)

1. 一種穿戴式健康監測裝置，包含：一監測本體，包含有一嵌置座體、一監測區槽口及一蓋板，該嵌置座體具有一凹陷之嵌置槽部，且該嵌置槽部底部連通一通氣槽及一排氣流道，而該監測區槽口設置於鄰近該嵌置座體一側，以及該蓋板封蓋於該嵌置槽部底部，且對應於該通氣槽位置設有一連通之開槽口，對應於該排氣流道位置設有一連通之排氣孔，對應於該監測區槽口位置設有一透光罩；一穿戴件，連接於該監測本體外部；以及一生物特徵監測模組，設置於該監測本體內，包含一光電傳感器、一壓力傳感器及一氣壓血壓器，其中該光電傳感器及該壓力傳感器置設定位於該監測區槽口進行監測，而該氣壓血壓器嵌設於該嵌置座體之該嵌置槽部中定位，包含有一集氣致動器及一彈性氣囊，該彈性氣囊壓縮定置於該嵌置槽部之該通氣槽及該蓋板之該開槽口中，該集氣致動器供輸氣體至該彈性氣囊，該彈性氣囊得以充氣而彈性位移凸出於該蓋板外，以貼合使用者一皮膚組織，並使該壓力傳感器進行該皮膚組織下血管收縮脈動量測，以產生偵測訊號並轉換為一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊提供該光電傳感器之監測校正演算，以調整輸出精準之該健康數據資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該生物特徵監測模組更包含有一驅動電路板、一阻抗傳感器及至少一發光元件，其中該驅動電路板架構定位於該監測區槽口處，且該光電傳感器、該壓力傳感器、該阻抗傳感器、該發光元件封裝定位於該驅動電路板下方並與該驅動電路板連接，以獲得所需求電性及驅動控制訊號，並對 應於該監測區槽口位置作監測使用，以及該氣壓血壓器與該驅動電路板電性連接，並由該驅動電路板提供驅動訊號，該蓋板之該透光罩封蓋監測區槽口，並使該光電傳感器、該壓力傳感器、該阻抗傳感器及該發光元件皆能受到封蓋保護防塵，並能透光偵測穿戴使用者之該皮膚組織。
3. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該生物特徵監測模組之該光電傳感器透過該發光元件所發射光源透射於該皮膚組織後，反射回的光源由該光電傳感器接收以產生偵測訊號並轉換為一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊包含一心率數據、一心電圖數據及一血壓數據。
4. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該生物特徵監測模組之該壓力傳感器貼合使用者之該皮膚組織以產生偵測訊號並轉換為一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊包含一呼吸頻率數據及一血壓數據。
5. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該生物特徵監測模組之該阻抗傳感器貼合使用者之該皮膚組織以產生偵測訊號並轉換為一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊包含一血糖數據。
6. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該氣壓血壓器更包含有一集氣閥座、一腔板及一閥片，其中該集氣閥座架構承置於該嵌置槽部上，並於下方表面對應於該通氣槽位置凹設有一集氣槽，以及該集氣閥座於上方表面設置一下部集氣腔室及一下部卸壓腔室，該集氣槽與該下部集氣腔室之間具有一集氣通孔，供使該集氣槽與該下部集氣腔室彼此連通，該下部集氣腔室與該下部卸壓腔室在該集氣閥座之上方表面相隔設置，且該下部集氣腔室與該下部卸壓腔室 之間設有一連通流道，供使該下部集氣腔室與該下部卸壓腔室彼此連通，該下部卸壓腔室中具有一集氣閥座凸部，而該集氣閥座凸部中心設有一卸壓通孔，該卸壓通孔連通該下部卸壓腔室及該蓋板之該排氣孔，而該彈性氣囊與該集氣槽及該集氣通孔相連通，以及該腔板承置於該集氣閥座上，且對應該集氣閥座之上表面分別設置有一與該下部集氣腔室彼此對應封蓋之上部集氣腔室，以及一與該下部卸壓腔室彼此對應封蓋之上部卸壓腔室，而該上部集氣腔室中設有一腔板凸部，且該腔板在相對於該上部集氣腔室及該上部卸壓腔室之另一表面凹設一連通腔室，而該集氣致動器承置於該腔板上封蓋該連通腔室，且該連通腔室貫通至少一連通孔，分別與該上部集氣腔室及該上部卸壓腔室連通，又該閥片設置於該集氣閥座與該腔板之間，以抵觸該集氣閥座凸部而封閉該卸壓通孔，且抵觸該腔板凸部之位置設有一閥孔，該閥孔因抵觸該腔板凸部而被封閉。
7. 如申請專利範圍第6項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該集氣致動器受控制驅動提供氣體傳輸，該氣體導入該連通腔室中集中，再自該連通腔室通過該連通孔導入至該上部集氣腔室及該上部卸壓腔室中，以推動該閥片離開該腔板凸部，且推動該閥片抵觸該集氣閥座凸部而封閉該卸壓通孔，同時該上部卸壓腔室內氣體自該連通流道導入該上部集氣腔室中，並使該氣體透過該閥片之該閥孔繼續導入該下部集氣腔室中，且該氣體透過該集氣通孔集中至該集氣槽，進而充氣於該彈性氣囊中，該彈性氣囊得以充氣而彈性位移突出於該蓋板外，以貼合使用者之該皮膚組織。
8. 如申請專利範圍第7項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該彈性氣囊之膨脹端具有一壓板，以抵頂貼合使用者之該皮膚組織。
9. 如申請專利範圍第7項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該集氣致動器停止傳輸氣體運作時，該彈性氣囊內集氣之氣體氣壓大於該連通腔室處之氣體氣壓，該彈性氣囊內集氣之氣體推動該閥片位移抵觸該腔板凸部而封閉該閥孔，同時該氣體推動該閥片離開抵觸該集氣閥座凸部而開啟該卸壓通孔，該彈性氣囊內集氣之氣體自該連通流道導出至該卸壓通孔中，進而排出該氣壓血壓器外部完成該彈性氣囊卸壓作業。
10. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該集氣致動器為一微型泵，該微型泵包含：一進流板，具有至少一進流孔、至少一匯流排槽及一匯流腔室，其中該進流孔供導入流體，該進流孔對應貫通該匯流排槽，且該匯流排槽匯流到該匯流腔室，使該進流孔所導入流體得以匯流至該匯流腔室中；一共振片，接合於該進流板上，具有一中空孔、一可動部及一固定部，該中空孔位於該共振片中心處，並與該進流板的該匯流腔室對應，而該可動部設置於該中空孔周圍且與該匯流腔室相對的區域，而該固定部設置於該共振片的外周緣部分而貼固於該進流板上；以及一壓電致動器，接合於該共振片上相對應設置；其中，該共振片與該壓電致動器之間具有一腔室空間，以使該壓電致動器受驅動時，使流體由該進流板之該進流孔導入，經該匯流排槽匯集至該匯流腔室中，再流經該共振片之該中空孔，由該壓電致動器與該共振片之該可動部產生共振傳輸流體。
11. 如申請專利範圍第10項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該壓電致動器包含：一懸浮板，為一正方形形態，可彎曲振動； 一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，以提供該懸浮板彈性支撐；以及一壓電元件，具有一邊長，該邊長小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一表面上，用以施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
12. 如申請專利範圍第10項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該微型泵包括有一第一絕緣片、一導電片及一第二絕緣片，其中該進流板、該共振片、該壓電致動器、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片依序堆疊結合設置。
13. 如申請專利範圍第11項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該懸浮板包含一凸部，設置於該懸浮板貼附該壓電元件之表面的相對之另一表面。
14. 如申請專利範圍第13項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該凸部以蝕刻製程製出一體成形凸出於該懸浮板貼附該壓電元件之表面的相對之另一表面上形成一凸狀結構。
15. 如申請專利範圍第10項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該壓電致動器包含：一懸浮板，為一正方形形態，可彎曲振動；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接成形於該懸浮板與該外框之間，以提供該懸浮板彈性支撐，並使該懸浮板之一表面與該外框之一表面形成為非共平面結構，且使該懸浮板之一表面與該共振片保持一腔室空間；以及 一壓電元件，具有一邊長，該邊長小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一表面上，用以施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
16. 如申請專利範圍第10項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該微型泵為一微機電系統之微型泵。
17. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該監測本體更包含一螢幕。
18. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式健康監測裝置，更進一步包含有一控制模組，該控制模組包含一微處理器、一通信器及一全球定位系統元件，其中該微處理器將光電傳感器、壓力傳感器、阻抗傳感器分別產生之偵測訊號作運算轉換為一健康數據資訊輸出，而該通信器包括一物聯網通訊元件及一資料通訊元件。
19. 如申請專利範圍第18項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該物聯網通訊元件接收該生物特徵監測模組之該健康數據資訊，並傳輸發送該健康數據資訊至一外部連結裝置儲存、紀錄，進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形。
20. 如申請專利範圍第19項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該物聯網通訊元件係窄頻無線電通訊技術所傳輸發送訊號之窄帶物聯網裝置。
21. 如申請專利範圍第19項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該外部連結裝置包含一連網中繼站及一雲端資料處理裝置，該物聯網通訊元件透過該連網中繼站傳輸該健康數據資訊至該雲端資料處理裝置予以儲存、紀錄，以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形。
22. 如申請專利範圍第18項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該資料通訊元件接收該生物特徵監測模組之該健康數據資訊，並傳輸發送該健康數據資訊至外部連結裝置儲存、紀錄，以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形，且該資料通訊元件透過無線通訊傳輸介面發送該健康數據資訊。
23. 如申請專利範圍第22項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該無線通訊傳輸介面為一Wi-Fi模組、一藍芽模組、一無線射頻辨識模組及一近場通訊模組之至少其中之一。
24. 如申請專利範圍第22項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該外部連結裝置包含一行動通訊連結裝置、一連網中繼站及一雲端資料處理裝置，該行動通訊連結裝置接收該健康數據資訊，再發送該健康數據資訊透過該連網中繼站轉送至該雲端資料處理裝置予以儲存、紀錄，以進行更進一步的分析統計，藉以更瞭解穿戴使用者之健康情形。
25. 如申請專利範圍第24項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該行動通訊連結裝置為一行動電話裝置、一筆記型電腦及一平板電腦之至少其中之一。
26. 一種穿戴式健康監測裝置，包含：一監測本體，包含有一嵌置座體、一監測區槽口及一蓋板，該嵌置座體具有一凹陷之嵌置槽部，且該嵌置槽部底部連通一通氣槽及一排氣流道，以及該嵌置座體一側設置一氣囊通道，供與該通氣槽連通，而該監測區槽口設置於鄰近該嵌置座體一側，以及該蓋板封蓋於該嵌置槽部底部，且對應於該排氣流道位置設有一連通之排氣孔，對應於該監測區槽口位置設有一透光罩； 一穿戴件，連接於該監測本體外部，該穿戴件之內側環繞一彈性氣囊，該彈性氣囊入口端埋設於該嵌置座體之氣囊通道中連接定位；一生物特徵監測模組，設置於該監測本體內，包含一光電傳感器、一壓力傳感器及一氣壓血壓器，其中該光電傳感器、該壓力傳感器置設定位於該監測區槽口進行監測，而該氣壓血壓器嵌設於該嵌置座體之該嵌置槽部中定位，包含有一集氣致動器、一集氣閥座、一腔板及一閥片，該集氣閥座具有一集氣槽，該集氣槽對應連通該嵌置座體之該通氣槽及該氣囊通道，而該集氣致動器供輸氣體由該集氣槽通過該通氣槽及該氣囊通道至該彈性氣囊，該彈性氣囊得以充氣而彈性位移凸出於該穿戴件之內側環繞，以貼合使用者皮膚組織，並使該壓力傳感器進行該皮膚組織下血管收縮脈動量測，以產生偵測訊號並轉換為一健康數據資訊輸出，該健康數據資訊提供該光電傳感器之監測校正演算，以調整輸出精準之該健康數據資訊。
27. 如申請專利範圍第26項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該集氣閥座架構承置於該嵌置槽部上，且該集氣槽凹設於下方表面對應於該通氣槽位置，以及該集氣閥座於上方表面設置一下部集氣腔室及一下部卸壓腔室，該集氣槽與該下部集氣腔室之間具有一集氣通孔，供使該集氣槽與該下部集氣腔室彼此連通，該下部集氣腔室與該下部卸壓腔室在該集氣閥座之上方表面相隔設置，且該下部集氣腔室與該下部卸壓腔室之間設有一連通流道，供使該下部集氣腔室與該下部卸壓腔室彼此連通，該下部卸壓腔室中具有一集氣閥座凸部，而該集氣閥座凸部中心設有一卸壓通孔，連通該下部卸壓腔室，且與該蓋板之該排氣孔連通，以及該腔板承置於該集氣閥座上，且對應該集氣閥座之上表面分別設置有一與該下部集氣腔室彼此對應封蓋之上部集氣腔室，以 及一與該下部卸壓腔室彼此對應封蓋之上部卸壓腔室，而該上部集氣腔室中設有一腔板凸部，且該腔板在相對於該上部集氣腔室及該上部卸壓腔室之另一表面凹設一連通腔室，而該集氣致動器承置於該腔板上封蓋該連通腔室，且該連通腔室貫通至少一連通孔，分別與該上部集氣腔室及該上部卸壓腔室連通，又該閥片設置於該集氣閥座與該腔板之間，以抵觸該集氣閥座凸部而封閉該卸壓通孔，且抵觸該腔板凸部之位置設有一閥孔，該閥孔因抵觸該腔板凸部而被封閉。
28. 如申請專利範圍第27項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該集氣致動器受控制驅動提供氣體傳輸，該氣體導入該連通腔室中集中，再自該連通腔室通過該連通孔導入至該上部集氣腔室及該上部卸壓腔室中，以推動該閥片離開該腔板凸部，且推動該閥片抵觸該集氣閥座凸部而封閉該卸壓通孔，同時該上部卸壓腔室內氣體自該連通流道導入該上部集氣腔室中，並使該氣體透過該閥片之該閥孔繼續導入該下部集氣腔室中，且該氣體透過該集氣通孔集中至該集氣槽中，再通過該通氣槽、該氣囊通道而充氣於該彈性氣囊中，該彈性氣囊得以充氣而彈性位移凸出於該穿戴件之內側環繞，以貼合使用者之該皮膚組織。
29. 如申請專利範圍第27項所述之穿戴式健康監測裝置，其中該集氣致動器停止傳輸氣體運作時，該彈性氣囊內集氣之氣體氣壓大於該連通腔室處之氣體氣壓，該彈性氣囊內集氣之氣體透過該氣囊通道及該通氣槽而通過該集氣槽，以推動該閥片位移抵觸該腔板凸部而封閉該閥孔，同時該氣體推動該閥片離開抵觸該集氣閥座凸部而開啟該卸壓通孔，該彈性氣囊內集氣之氣體自該連通流道導出至該卸壓通孔中，進而排出該氣壓血壓器外部完成該彈性氣囊卸壓作業。

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