TWI822447B - 動作監控感測器 - Google Patents
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Abstract
一種動作監控感測器，設置於人體之腦組織，適於與一處理器連接，其包含一本體、一導電區、至少一深度電極組及一平面電極組；本體具有一軸心，導電區與平面電極組分別設置於本體沿其軸心之相對二軸向端部；深度電極組包括四個對應於四個方位之深度電極環繞軸心設置於本體；平面電極組包括四個對應於四個方位的平面電極環繞軸心設置於基材；將電流導入導電區、深度電極與平面電極，當人體動作改變時，由處理器比對深度電極組與平面電極組及/或導電區所產生之阻抗變化量，作為對人體腦組織電刺激控制之依據。
Description
本發明涉及醫學技術領域，尤指一種動作監控感測器。
腦部區域的神經核(nucleus)之間有許多神經纖維的連結，以視丘下核(SubthalamicNeucleus，STN)為例，為了產生動作的順暢性，視丘下核會產生電訊號活化其他的神經核，例如內側蒼白球(Globus pallidus interna，GPi)，進而促使殼核(Putamen)產生多巴胺的分泌，而多巴胺會影響動作的啟動和停止。若這些神經網路無法啟動，則會導致因多巴胺分泌不足而動作僵硬或顫動等臨床症狀，這些就是巴金森氏症的典型臨床症狀。
巴金森氏症患者會出現的主要動作障礙包括動作啟動的困難(例如從坐姿轉換為站姿)以及動作狀態轉換的困難(例如轉身)。
除了藥物之外，目前也被普遍使用的一種方式是植入神經調節探針。該類探針上設有多個電極，每一電極連接電線。將電流經由電線輸入電極，藉由電極透過刺激視丘下核或內側蒼白球來達到活化神經網路的作用，改善患者的動作障礙問題。
然而臨床發現，部分患者對於持續式電刺激的反應不佳，唯有當患者的動作改變時，例如，在步態週期的切換點(例如，從坐姿轉換為站姿或轉身，腳跟觸地和離地時)才給予電刺激，方可有效改善行走能力。
據此，如何發展出一種可透過對患者動作的感測，作為電刺激啟動時機的特徵來判定之「動作監控感測器」，是相關技術領域人士亟待解決之課題。
於一實施例中，本發明提出一種動作監控感測器，設置於人體之腦組織，適於與一處理器連接，動作監控感測器包含：一本體，具有一軸心，本體沿該軸心具有相對二軸向端部；一導電區，設置於本體之其中一軸向端部，導電區連接一導電導線；至少一深度電極組，深度電極組包含四個深度電極，四個深度電極環繞軸心設置於本體之表面，四個深度電極分別對應於四個方位，每一深度電極連接一第一導線；以及一平面電極組，包括一基材與四個平面電極，基材具有相對之第一面與第二面，基材藉由第二面設置於本體相對於導電區之另一軸向端部，四個平面電極環繞軸心設置於基材，四個平面電極分別對應於四個方位，每一平面電極連接一第二導線；將電流經由導電導線、各第一導線及各第二導線分別導入導電區、各深度電極與各平面電極，當人體的動作改變時，由處理器比對深度電極組與
平面電極組及/或導電區所產生之阻抗變化量，作為對人體之腦組織之電刺激控制之依據。
100,100A:動作監控感測器
10:本體
20:導電區
30A~30D:深度電極組
40:平面電極組
41:基材
411:第一面
412:第二面
42:孔洞
43:微結構
44:固定件
202:腦組織
204:頭骨
206:第一側腦組織
208:第三側腦組織
C10:軸心
D1:第一方位
D2:第二方位
D3:第三方位
D4:第四方位
D5:最大直徑
DE1:第一深度電極
DE2:第二深度電極
DE3:第三深度電極
DE4:第四深度電極
FE1:第一平面電極
FE2:第二平面電極
FE3:第三平面電極
FE4:第四平面電極
ST:電刺激
W1:第一導線
W2:第二導線
W20:導電導線
△Z1:第一阻抗變化量
△Z2:第二阻抗變化量
△Z3:第三阻抗變化量
△Z4:第四阻抗變化量
△Z5:第五阻抗變化量
△Z6:第六阻抗變化量
圖1為本發明之一實施例之立體結構示意圖。
圖2為圖1實施例之仰視結構示意圖。
圖3為圖2之A-A剖面結構示意圖。
圖4為圖1實施例設置於腦部且設有固定件之前視結構示意圖。
圖5為圖1實施例於人體平行移動時之電極作動示意圖。
圖6為圖1實施例於人體垂直移動時之電極作動示意圖。
圖7為本發明於人體移動時之腦組織作用於電極之示意圖。
圖8為可應用於本發明之對向同步時序電壓量測電路設計範例。
圖9A至圖11B為可應用於本發明之多通道配對切換範例。
圖12A為人體起身且身軀向前的阻抗變化示意圖。
圖12B為人體行走的阻抗變化示意圖。
圖13為人體於同方向動作下所產生腦組織形變而引致之阻抗變化量與位移量呈線性關係。
圖14為人體於同方向動作下所產生腦組織形變而引致之阻抗變化量與腦組織壓縮量呈線性關係。
圖15為本發明例另一實施例之立體結構示意圖，且人體平行移動時之電極作動示意圖。
圖16為圖15實施例於人體垂直移動時之電極作動示意圖。
以下係參照所附圖示詳細敘述本發明之實施例。並且圖示中相同或類似的部位以相同的標號標示。圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製，因此並非作為限縮本發明保護範圍之用。
請參閱圖1所示實施例，本發明所提供之一種動作監控感測器100，適於設置於人體之腦組織。動作監控感測器100適於與一電源裝置以及一處理器(圖未示出)連接，處理器適於控制電源裝置供給電流至動作監控感測器100，並可根據動作監控感測器100所產生的阻抗變化控制電流對動作監控感測器100周圍的神經纖維產生電刺激。處理器的型態不限，例如電腦裝置。
請參閱圖1至圖3所示，動作監控感測器100包含一本體10、一導電區20、四組深度電極組30A~30D及一組平面電極組40。
本體10具有一軸心C10，導電區20與平面電極組40分別設置於本體10沿其軸心C10之相對二軸向端部。
導電區20由具有導電性之材料構成。導電區20連接一導電導線W20。
四組深度電極組30A~30D平行於本體10之軸心C10設置於本體10。每組深度電極組30A~30D皆包含一第一深度電極DE1、一第二深度電極DE2、一第三深度電極DE3、一第四深度電極DE4。
第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3、第四深度電極DE4環繞軸心C10設置於本體10之表面。第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3、第四深度電極DE4分別連接一第一導線W1。
第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3、第四深度電極DE4分別對應朝向一第一方位D1、一第二方位D2、一第三方位D3與一第四方位D4等四個方位。
第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4垂直於軸心C10且以軸心C10為中心等角度放射延伸。第一方位D1與第三方位D3對稱相對於軸心C10之兩側，第二方位D2與第四方位D4對稱相對於軸心C10之另兩側。第一方位D1位於第二方位D2與第四方位D4之間。
要注意的是，在本實施例中，雖以每組深度電極組30A~30D皆包含四個深度電極(即第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3與第四深度電極DE4)為例，對應四個方位來進行動作的偵測或是方向性的電刺激。然而，在其他實施例中，亦可視需求而選擇性的增加來調整每組深度電極組所包含的深度電極之數量，並不以此為限。
平面電極組40包括一呈扁平圓形的基材41與一第一平面電極FE1、一第二平面電極FE2、一第三平面電極FE3與一第四平面電極FE4。第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3與第四平面電極FE4包括分別朝向第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4。
要注意的是，在本實施例中，雖以平面電極組40包含四個平面電極(即第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3與第四平面電極FE4)為例，對應四個方位來進行動作的偵測。然而，在其他實施例中，亦可視需求而選擇性的增加來調整每個平面電極組40所包含的平面電極之數量，並不以此為限。
基材41具有一孔洞42平行軸向C10貫穿基材41。基材41之材質不限，例如可為矽膠或熱塑性聚胺酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)其中之一。
基材41的形狀及尺寸不限，以圖示圓形而言，其最大直徑D5例如可等於或小於10毫米(mm)。
基材41具有相對之一第一面411與一第二面412。基材41之第二面412設有微結構43。微結構43凸出基材41之高度不限，例如可等於或大於50微米(μm)。
第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3、第四平面電極FE4環繞孔洞42設置於基材41。
第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3、第四平面電極FE4分別對應於第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4。第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3、第四平面電極FE4分別連接一第二導線W2。
基材41藉由第二面412設置於本體10相對於導電區20之一軸向端部，且孔洞42對應設置於本體10之軸心C10。詳細來說，於仰視的角度來看，孔洞42的圓心與軸心C10重合，使第一平面電極FE1、第
二平面電極FE2、第三平面電極FE3、第四平面電極FE4環繞軸心C10設置於基材41。
各第一導線W1、各第二導線W2與導電導線W20分別由本體10與基材41通過孔洞42穿設而出。
必須說明的是，圖1及圖3僅示出一組深度電極組30A的第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3、第四深度電極DE4連接第一導線W1，然而，其他深度電極組30B~30D也連接有第一導線W1，但圖中予以省略。
請參閱圖4所示，說明動作監控感測器100的設置方式。本體10設置於人體之腦組織202內，平面電極組40之基材41之第二面412貼靠於腦組織202，設置於第二面412的微結構43可提供基材41與腦組織202之腦膜接觸，利用沾黏特性產生固定作用。
基材41之第一面411設有一固定件44，固定件44適於設置於人體之頭骨204，腦組織202位於頭骨204內。固定件44設置於人體之頭骨204，將本體10、導電區20、深度電極組30A~30D及平面電極組40封閉於頭骨204內。固定件44由剛性材質構成，例如塑膠。固定件44具有一通道441提供第一導線W1、第二導線W2及導電導線W20延伸穿設出固定件44且連通至頭骨204外部。
將電流經由第一導線W1、第二導線W2及導電導線W20分別導入深度電極組30A~30D、平面電極組40及導電區20，當人體的動作改變時，由處理器比對深度電極組30A~30D與平面電極組40及/或導電區20所產生之阻抗變化量，作為對腦組織202之電刺激控制之依據。
請參閱圖5所示，當人體產生移動時，平面電極組40中的電極(例如是：第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3以及第四平面電極FE4)會與其對應距離最接近的深度電極組30A中的深度電極(例如是：第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3以及第四深度電極DE4)產生相應的阻抗變化量(例如是：第一阻抗變化量△Z1、第二阻抗變化量△Z2、第三阻抗變化量△Z3、第四阻抗變化量△Z4)，處理器可依據多個阻抗變化量的比對來控制施加在腦組織202的電刺激ST。
詳細來說，當人體平行於第一方位D1與第三方位D3移動時(例如水平前後移動時)，第一平面電極FE1與距離最接近的深度電極組30A之第一深度電極DE1產生第一阻抗變化量△Z1，第三平面電極FE3與距離最接近的深度電極組30A之第三深度電極DE3產生第三阻抗變化量△Z3。由處理器比對第一阻抗變化量△Z1與第三阻抗變化量△Z3後，作為對腦組織202之電刺激控制之依據，進而控制位於中間的兩組深度電極組30B、30C，以對周圍的腦組織202的神經纖維進行電刺激ST。在本實施例中，深度電極組30B、30C中的電極可作為刺激電極，並提供電刺激ST。
同理，當人體平行於第二方位D2與第四方位D4移動時(例如水平左右移動時)，第二平面電極FE2與距離最接近的深度電極組30A之第二深度電極DE2產生第二阻抗變化量△Z2，第四平面電極FE4與距離最近的深度電極組30A之第四深度電極DE4產生第四阻抗變化量△Z4。由處理器比對第二阻抗變化量△Z2與第四阻抗變化量△Z4後，作為
對腦組織202之電刺激控制之依據，進而控制位於中間的兩組深度電極組30B、30C，以對周圍的腦組織202的神經纖維進行電刺激ST。在本實施例中，深度電極組30B、30C中的電極可作為刺激電極，並提供電刺激ST。
請參閱圖6所示，當人體平行於軸心C10移動時(例如垂直上下移動時)，平面電極組40會與其對應距離最接近的深度電極組30A產生相應的阻抗變化量，即第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3與第四平面電極FE4分別與距離最接近的深度電極組30A之第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3與第四深度電極DE4產生一第五阻抗變化量△Z5。此外，導電區20會與其對應距離最接近的深度電極組30D產生相應的阻抗變化量，即導電區20與深度電極組30D的第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3與第四深度電極DE4產生一第六阻抗變化量△Z6。由處理器比對第五阻抗變化量△Z5與第六阻抗變化量△Z6，作為對腦組織202之電刺激控制之依據，進而控制位於中間的兩組深度電極組30B、30C，以對周圍的腦組織202的神經纖維進行電刺激ST。在本實施例中，深度電極組30B、30C中的電極可作為刺激電極，並提供電刺激ST。
請參閱圖7所示，本發明之工作原理在於，當人體水平前後移動(亦即平行於第一方位D1或第三方位D3移動)時，腦組織202會平行於第一方位D1或第三方位D3產生形變，例如，第一側腦組織206呈放鬆狀態，第三側腦組織208呈壓縮狀態，電極運動方向如圖7箭頭所示。因此可量測第一側腦組織206、第三側腦組織208於人體動作過程中產生
形變對於第一深度電極DE1、第三深度電極DE3所產生的瞬間阻抗變化(即第一阻抗變化量△Z1與第三阻抗變化量△Z3之比對)。
同理，當人體水平左右移動或垂直上下移動時都會造成相對兩側腦組織202相對變形，因此可產生不同的瞬間阻抗變化。例如是，水平左右移動時，第二阻抗變化量△Z2與第四阻抗變化量△Z4之比對，或垂直上下移動時，第五阻抗變化量△Z5與第六阻抗變化量△Z6之比對。
請參閱圖8所示對於第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4中，在四個方位的對向同步時序電壓量測電路設計範例，對第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4等四個方位進行量測/切換啟動，藉此偵測電壓阻抗變化。
請參閱圖9A~9B、10A~10B、11A~11B，其顯示多通道切換持續偵測每個方位的阻抗變化量，取樣頻率例如可設定為至少100Hz。圖9A、10A、11A上方編號1、2、3、4分別代表第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4，第一列中的圓圈代表平面電極組40的四個平面電極(即第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3以及第四平面電極FE4)，第二列中的圓圈代表深度電極組30A中的深度電極(即第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3以及第四深度電極DE4)，第五列中的圓圈代表深度電極組30D中的深度電極(即第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3以及第四深度電極DE4)，第六列中的圓圈代表導電區20的電極。
圖9A與圖9B顯示針對平行於第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4移動時，偵測腦組織202形變對於平面電極組
40與對應之深度電極組30A之阻抗變化量，其電極通道切換的狀態。圖9A表示由第一方位D1與第三方位D3之電極通道變換到第二方位D2與第四方位D4之電極通道，以此類推。詳細來說，在第一方位D1與第三方位D3之電極通道導通時，平面電極組40的第一平面電極FE1與深度電極組30A中的第一深度電極DE1導通，可量測到第一阻抗變化量△Z1，且平面電極組40的第三平面電極FE3與深度電極組30A中的第三深度電極DE3導通，可量測到第三阻抗變化量△Z3。當電極通道變換到第二方位D2與第四方位D4時，第一方位D1與第三方位D3之電極通道斷開，平面電極組40的第一平面電極FE1與第三平面電極FE3、深度電極組30A中的第一深度電極DE1與第三深度電極DE3皆斷開，此時平面電極組40的第二平面電極FE2與深度電極組30A中的第二深度電極DE2導通，可量測到第二阻抗變化量△Z2，且平面電極組40的第四平面電極FE4與深度電極組30A中的第四深度電極DE4導通，可量測到第四阻抗變化量△Z4。藉此，處理器可依據多個阻抗變化量的比對來控制施加在腦組織202的電刺激ST。
圖10A與圖10B顯示針對平行於偵測第一方位D1、第二方位D2、第三方位D3與第四方位D4的斜角方向移動時，偵測腦組織202形變對於平面電極組40與對應之深度電極組30A之阻抗變化量，其電極通道切換的狀態。圖10A表示由第一方位D1與第二方位D2，以及第三方位D3與第四方位D4之電極通道，變換到第一方位D1與第四方位D4，以及第二方位D2與第三方位D3之電極通道，以此類推。詳細來說，圖10A左圖代表平面電極組40四個平面電極與深度電極組30A中的四個深
度電極皆同時導通，而處理器會同時依據代表第一方位D1與第二方位D2的阻抗變化量(即第一阻抗變化量△Z1與第二阻抗變化量△Z2)來與第三方位D3與第四方位D4的阻抗變化量(即第三阻抗變化量△Z3與第四阻抗變化量△Z4)進行比對，來控制施加在腦組織202的電刺激ST。而在圖10A右圖的實施例中，代表平面電極組40四個平面電極與深度電極組30A中的四個深度電極皆同時導通，而處理器會同時依據代表第一方位D1與第四方位D4的阻抗變化量(即第一阻抗變化量△Z1與第四阻抗變化量△Z4)來與第二方位D2與第三方位D3的阻抗變化量(即第二阻抗變化量△Z2與第三阻抗變化量△Z3)進行比對，來控制施加在腦組織202的電刺激ST。
圖11A與圖11B顯示針對平行於軸心C10移動時，偵測腦組織202形變對於平面電極組40與對應之深度電極組30A以及導電區20與對應之深度電極組30D之阻抗變化量，其電極刺激時的狀態。圖11A表示平面電極組40四個平面電極與深度電極組30A中的四個深度電極以及導電區20的電極與深度電極組30D中的四個深度電極皆同時導通，處理器會依據平面電極組40與深度電極組30A所產生之第五阻抗變化量△Z5來與導電區20的電極與深度電極組30D所產生之第六阻抗變化量△Z6進行比對，來控制施加在腦組織202的電刺激ST。
請參閱圖12A、12B所示，綜合前述對於人體動作所產生的瞬間阻抗變化的偵測、對向同步時序性電壓量測、多通道的配對切換，因此可應用於對於人體連續動作的偵測並於適當的時機給予電刺激ST。
圖12A代表人體起身或身軀向前的阻抗值變化，可綜合對應圖5所示平行移動時的偵測態樣與圖9A的通道切換狀態。在本實施例中，假定第一方位D1為前方，當人體起身或身軀向前時，第一阻抗變化量△Z1與第三阻抗變化量△Z3可如圖12A所示。在一實施例中，處理器計算滿足於：|△Z3-△Z1|
|△Z3|時，判斷此時動作為人體起身或身軀向前，便啟動電刺激模式，控制深度電極組30B、30C給予電刺激ST。
圖12B代表人體行走的阻抗值變化，可綜合對應圖6所示垂直移動時的偵測態樣。圖12B顯示人體在行走時第五阻抗變化量△Z5與第六阻抗變化量△Z6的變化情形。在一實施例中，當判定阻抗變化量△Z5、△Z6的差異特徵於一設定時段內重複出現三次後，認定此時動作為行走狀態，便啟動電刺激模式，控制深度電極組30B、30C給予電刺激ST。
值得說明的是，在將本發明所提供的動作監控感測器植入人體腦部時，即已先確認方位定位，如此可知道各個電極的方位，以利於控制與偵測人體動作。
請參閱圖13所示，其呈現人體於同方向動作下所產生腦組織形變而引致之阻抗變化量與位移量呈線性關係。例如，當人體位移1毫米時，阻抗變化值約為0.55千歐；當人體位移2毫米時，阻抗變化值約為1.2千歐。
請參閱圖14所示，其呈現人體於同方向動作下所產生腦組織形變而引致之阻抗變化量與腦組織壓縮量呈線性關係。例如，腦組織壓縮率為10%時，阻抗變化值約為8歐姆；腦組織壓縮率為40%時，阻抗變化值約為30歐姆。
圖13及圖14說明本發明利用人體位移及腦組織壓縮偵測阻抗變化值以提供人體腦部電刺激的工作原理確實具有可行性。
請參閱圖15所示實施例，動作監控感測器100A包含一本體10、一導電區20、一組深度電極組30A及一組平面電極組40。
請參閱圖15所示，當人體平行於第一方位D1與第三方位D3移動時(例如水平前後移動時)，第一平面電極FE1與深度電極組30A之第一深度電極DE1產生一第一阻抗變化量△Z1，第三平面電極FE3與深度電極組30A之第三深度電極DE3產生一第三阻抗變化量△Z3。由處理器比對第一阻抗變化量△Z1與第三阻抗變化量△Z3後，作為對腦組織202之電刺激控制之依據，進而控制深度電極組30A，以對周圍的腦組織202的神經纖維進行電刺激ST。在本實施例中，深度電極組30A中的電極亦可作為刺激電極，並提供電刺激ST。
同理，當人體平行於第二方位D2與第四方位D4移動時(例如水平左右移動時)，第二平面電極FE2與深度電極組30A之第二深度電極DE2產生一第二阻抗變化量△Z2，第四平面電極FE4與深度電極組30A之第四深度電極DE4產生一第四阻抗變化量△Z4。由處理器比對第二阻抗變化量△Z2與第四阻抗變化量△Z4後，作為對腦組織202之電刺激控制之依據，進而控制深度電極組30A，以對周圍的腦組織202的神經纖維進行電刺激ST。
請參閱圖16所示，當人體平行於軸心C10移動時(例如垂直上下移動時)，第一平面電極FE1、第二平面電極FE2、第三平面電極FE3與第四平面電極FE4分別與深度電極組30A之第一深度電極DE1、第二
深度電極DE2、第三深度電極DE3與第四深度電極DE4產生一第五阻抗變化量△Z5。此外，導電區20與深度電極組30D的第一深度電極DE1、第二深度電極DE2、第三深度電極DE3與第四深度電極DE4產生一第六阻抗變化量△Z6。由處理器比對第五阻抗變化量△Z5與第六阻抗變化量△Z6，作為對腦組織202之電刺激控制之依據，進而控制深度電極組30A，以對周圍的腦組織202的神經纖維進行電刺激ST。
要注意的是，圖1實施例具有四組深度電極組30A~30D，而圖15實施例僅具有一組深度電極組30A。根據以上說明可知，僅利用一組深度電極組30A即可達成本發明所欲達成之功效。無論利用一組深度電極組30A或四組深度電極組30A~30D，對於人體動作所產生的瞬間阻抗變化的偵測、對向同步時序性電壓量測、多通道的配對切換等方面的工作原理相同，可應用於對於人體連續動作的偵測並於適當的時機給予電刺激。依此類推，可採用二組、三組、或多於四組的深度電極組，可依實際所需而設計。
綜上所述，本發明所提供之作為電刺激控制之動作監控感測器，經由平面電極、深度電極與導電區量測腦組織於動作過程中產生形變所產生的瞬間阻抗變化，判斷患者動作的啟動或狀態的改變，以作為電刺激啟動時機的特徵判定，使原本對持續式電刺激反應不佳的患者在步態週期的切換點(例如，從坐姿轉換為站姿或轉身，腳跟觸地和離地時)才給予電刺激，因此可有效改善患者活動行走的能力。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍
內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:動作監控感測器
10:本體
20:導電區
30A~30D:深度電極組
40:平面電極組
41:基材
411:第一面
412:第二面
42:孔洞
43:微結構
C10:軸心
D1:第一方位
D2:第二方位
D3:第三方位
D4:第四方位
DE1:第一深度電極
DE2:第二深度電極
DE3:第三深度電極
DE4:第四深度電極
FE1:第一平面電極
FE2:第二平面電極
FE3:第三平面電極
FE4:第四平面電極
W1:第一導線
W2:第二導線
W20:導電導線
Claims (14)
- 一種動作監控感測器，設置於人體之腦組織，適於與一處理器連接，該動作監控感測器包含： 一本體，具有一軸心，該本體沿該軸心具有相對二軸向端部； 一導電區，設置於該本體之其中一該軸向端部，該導電區連接一導電導線； 至少一深度電極組，該深度電極組包含四個深度電極，該四個深度電極環繞該軸心設置於該本體之表面，該四個深度電極分別對應於四個方位，每一該深度電極連接一第一導線；以及 一平面電極組，包括一基材與四個平面電極，該基材具有相對之一第一面與一第二面，該基材藉由該第二面設置於該本體相對於該導電區之另一該軸向端部，該四個平面電極環繞該軸心設置於該基材，該四個平面電極分別對應於該四個方位，每一該平面電極連接一第二導線； 將電流經由該導電導線、各該第一導線及各該第二導線分別導入該導電區、各該深度電極與各該平面電極，當該人體的動作改變時，由該處理器比對該深度電極組與該平面電極組及/或該導電區所產生之阻抗變化量，作為對該人體之該腦組織之電刺激控制之依據。
- 如請求項1之動作監控感測器，其中該基材具有一孔洞平行於該軸向貫穿該基材，該些平面電極環繞該孔洞設置於該基材。
- 如請求項2之動作監控感測器，其中各該第一導線、各該第二導線與該導電導線分別由該本體與該基材通過該孔洞穿設而出。
- 如請求項1之動作監控感測器，其中該基材之該第二面設有微結構。
- 如請求項4之動作監控感測器，其中該微結構凸出該基材之高度等於或大於50微米（μm）。
- 如請求項1之動作監控感測器，其中該四個方位包括一第一方位、一第二方位、一第三方位與一第四方位，該第一方位、該第二方位、該第三方位與該第四方位垂直於該軸心且以該軸心為中心等角度放射延伸，該第一方位與該第三方位對稱相對於該軸心之兩側，該第二方位與該第四方位對稱相對於該軸心之另兩側，該第一方位位於該第二方位與該第四方位之間；該四個深度電極包括分別朝向該第一方位、該第二方位、該第三方位與該第四方位的第一深度電極、第二深度電極、第三深度電極與第四深度電極，以及，該四個平面電極包括分別朝向該第一方位、該第二方位、該第三方位與該第四方位的第一平面電極、第二平面電極、第三平面電極與第四平面電極。
- 如請求項6之動作監控感測器，其中該人體平行於該第一方位與該第三方位移動時，該第一平面電極與該深度電極組之該第一深度電極產生一第一阻抗變化量，該第三平面電極與該深度電極組之該第三深度電極產生一第三阻抗變化量，由該處理器比對該第一阻抗變化量與該第三阻抗變化量，作為對該人體之該腦組織之電刺激控制之依據。
- 如請求項6之動作監控感測器，其中該人體平行於該第二方位與該第四方位移動時，該第二平面電極與該深度電極組之該第二深度電極產生一第二阻抗變化量，該第四平面電極與該深度電極組之該第四深度電極產生一第四阻抗變化量，由該處理器比對該第二阻抗變化量與該第四阻抗變化量，作為對該人體之該腦組織之電刺激控制之依據。
- 如請求項6之動作監控感測器，其中該人體平行於該軸心移動時，該第一平面電極、該第二平面電極、該第三平面電極與該第四平面電極分別與該深度電極組之該第一深度電極、該第二深度電極、該第三深度電極與該第四深度電極產生一第五阻抗變化量，導電區與該深度電極組的該第一深度電極、該第二深度電極、該第三深度電極與該第四深度電極產生一第六阻抗變化量，由處理器比對該第五阻抗變化量與該第六阻抗變化量，作為對該人體之該腦組織之電刺激控制之依據。
- 如請求項1之動作監控感測器，其中該基材之該第一面設有一固定件，該固定件適於設置於該人體之頭骨，該腦組織位於該頭骨內。
- 如請求項10之動作監控感測器，其中該固定件具有一通道提供各該第一導線、各該第二導線及該導電導線延伸穿設出該固定件且連通至該頭骨外部。
- 如請求項1之動作監控感測器，其中該基材呈扁平圓形，該基材之最大直徑等於或小於10毫米（mm）。
- 如請求項1之動作監控感測器，其中該基材之材質為矽膠或熱塑性聚胺酯（Thermoplastic Polyurethane，TPU）其中之一。
- 如請求項1之動作監控感測器，其具有四組該深度電極組，該四組深度電極組平行於該軸心設置於該本體，各該深度電極組之該四個深度電極分別對應於該四個方位，部分的該些深度電極組作為刺激電極，以對該人體之該腦組織進行電刺激。
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- 2022-11-08 TW TW111142544A patent/TWI822447B/zh active
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