專利名稱：非侵入式生命跡象監測設備、系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種監測生命跡象的設備、系統及方法，更特別地是，本發明涉及一種實時且正確提供警示的非侵入式生命跡象監測設備、系統及方法。
背景技術：
隨著現代人越來越忙碌的生活，電子儀器對于生活的介入也顯得越來越深，因此，就人與人之間的溝通與聯系而言，電子儀器已經變得不可或缺，即使是醫療、照顧看護方面也是如此。
隨著老年化社會的來臨，無論是醫院里或居家的看護都變得越來越有其需求性，但長時間的照顧看護消耗大量人力與財力，尤其是對需要隨時提供照顧看護或需要長期照顧看護的患者來說，保持隨時有人照顧看護的狀態更是人力消耗的一大負擔，因此，針對這方面，一直提出有相當多的建議。
在眾多的提議之中，多是朝向如何讓機器取代人力的方向發展，也就是說，如何利用先進的監測儀器以及蓬勃發展的通訊技術來取代必須隨時有人跟在身邊的需求，也解決一個人很難同時照顧看護多人的困擾。
傳統的作法一直是利用聲音或圖像畫面的回傳來進行監控。在較為簡單的應用中，就是利用一個麥克風或攝影機而將聲音或畫面傳送至另一端的接收器，最常見的應用領域就是在嬰兒照顧看護方面，用以得知放置在另一個房間中的嬰兒的狀況，例如，是否在哭等，此種方式是將麥克風和攝影機作為人的耳朵和眼睛，以延長兩者之間的距離，而不需要緊跟在身邊，因此，在嬰兒自己發出聲響時，處于接收器旁的父母或保姆等，就可以在第一時間聽到，而采取相應的措施。
另一種簡單的應用是，用于成人的照顧看護，例如，在醫院的病床旁設置有緊急按鈕，因此，在病人危急的時候，病人或家屬就可以按下按鈕，以觸發例如護理站的警鈴，讓護士和醫生等可以實時進行救護，以免浪費尋求救護的時間。
由以上的應用實例可知，其基本理念都是被動地被通知緊急狀況的發生，所以，若是嬰兒不是發出哭聲，而是發生窒息現象時，或者，病人只有自己人，且已無按下警鈴的能力時，如此的系統就完全失去了其功用，因此，確有需要改進之處。
近來發展出一種測量受測者的生理參數的監測裝置，其利用附著于受測者身上的傳感器進行各種生理參數的測量，然后將生理參數回傳至遠程接收器，讓監視者可以知道受測者的生理參數的變化情形，以在發生異常狀況時，緊急做出救護行為，并且，更進一步地，還有警示系統，就是在生理參數有異常時，發出警示，主動通知監視者，以免錯失良機。
但此類裝置的缺點是，有些監測裝置過于復雜的監測需求造成過于繁復的傳感器配置方式，讓使用者可能僅因為傳感器的配置就已覺得負擔沉重，而且，過于繁復的傳感器配置程序也有可能是使用者本身所無法完成的。再者，由于一般的警示系統皆設定在有危險時，例如，某些生理參數低于一定的標準時，才發出警示，也就是說，監控者還是處于被動的狀態，不斷地實時傳輸卻又消耗大量的電力，因此，處于難以兩全的困境之中。另外，由于監測裝置常常是設定為低于一定的標準時發生警示，因此，若是不小心脫落時，也等于觸發警示，使得監控者無從分辨，造成混淆，所以，有針對這些點進行改進的空間。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種在節省電力的情形下，能讓監控者主動獲得受測者的信息、且能提供正確和實時的生理信息的非侵入式生命跡象監測裝置。
本發明的另一目的在于利用感知機構的設置而揭示發生于檢測端的脫落情形，使不正確警示的發生降至最低，以避免監控者于此方面的困擾。
本發明的又一目的則是在于提供一種接收端監控者能夠主動請求檢測端進行信息傳遞的生命跡象監控設備，以讓監控者可以隨時掌控受測者的情形，但又無須消耗大量電力。
根據上述，本發明提供一種非侵入式生命跡象監測設備，包括檢測裝置以及接收裝置，其中，該檢測裝置通過依附元件而附著于使用者身上，且該檢測裝置包括光檢測元件，用以自該使用者被該裝置所附著的部位提取代表生命跡象的信號，感知機構，結合于該依附元件，其通過自身結構的結合與解除而反應該依附元件與使用者之間的依附關以及同時改變該檢測裝置的電源及功能狀態，且當該感知機構被解除時，觸發解除通知信號，以及控制單元，以該所提取的信號作為依據而控制該裝置的操作，并于這些所提取的信號發生不符合預設生理條件的情形時觸發警示信號。再者，該接收裝置由另一使用者所使用，以用于無線接收該檢測裝置所發射的信號，并且，其在接收到該警示信號時發出警示提示，以向持有此接收裝置的使用者提示該檢測裝置所檢測的使用者發生不符合預設生理條件的情形，以及其在接收到該通知信號時發出解除提示。
其中，該依附元件可實施為環繞體、附著貼片或吊掛帶，以及該代表生命跡象的信號可為心跳信號和/或脈搏信號。
并且，根據本發明的較佳實施例，該光檢測元件包括光發射元件以及光接收元件，且該光發射元件以及該光接收元件兩者的數量皆可依需要而進行增減。另外，該光檢測元件依附于使用者身上的方式可實施為夾式、環繞式或貼附式，且該光檢測元件于使用者身上所實施的位置可為手指、耳朵或額頭。
再者，根據本發明的另一較佳實施例，該檢測裝置還可包括壓電轉換檢測元件，用以從該使用者被該裝置所附著的部位提取另一代表生命跡象的信號，其中，該壓電轉換檢測元件用以檢測由使用者皮膚表面振動和/或擴張/收縮所產生的信號，且該壓電轉換檢測元件依附于使用者身上的方式可實施為貼附式、環繞式或綁帶式，以及該壓電轉換檢測元件于使用者身上所實施的位置可為胸口或頸部。
另外，根據本發明的又一較佳實施例，該檢測裝置還可包括非侵入式生理電極，用以從該使用者被該裝置所附著的部位提取另一代表生命跡象的信號；和/或該檢測裝置還可包括位移感測元件，其中，該位移感測元件可位于該檢測裝置的內部，且該位移感測元件所測得的信號可以作為信號判讀的依據；和/或聲音感測元件，以提供該接收裝置該使用者本身和/或周圍環境所發出的聲響；和/或溫度感測元件，以提供有關該使用者體溫的信息，和/或該使用者周圍溫度的信息。
此外，較具優勢地，該感知機構還可以通過其本身的結合而改變該檢測裝置的運行情形，并且，該感知機構在自身結構相結合時發出結合通知信號，以及該感知機構可以位于該依附元件與該檢測裝置之間，和/或該依附元件與該使用者之間。
再者，較具優勢地，該檢測裝置還可以包括按鍵，以在該使用者需要時主動驅動求救信號的發射，其中，該接收裝置在接收該求救信號之后，產生求救提示，并且，該接收裝置可以在發出該求救提示時，也發出緊急救援信號至遠程監護系統。
此外，更具優勢地，該接收端裝置還可以包括顯示裝置，以及操作接口，且其中，該操作接口可以借以發出請求信號，以在該另一使用者想要得知該使用者的特定生理信號時，對該檢測裝置提出該生理信號的傳輸請求。
根據本發明的較佳實施例，該接收裝置所發出的這些提示可以實施為聲音、燈光、圖形和/或振動形式。
另具優勢地，該檢測裝置可以將信號發射至多個接收裝置，以及該接收裝置可以接收來自多個檢測裝置的信號。
根據本發明的另一個方面，提供一種非侵入式生命跡象監測設備，包括檢測裝置，通過依附元件而附著于使用者身上，以提取代表生命跡象的信號，包括感知機構，結合于該依附元件，并通過自身結構的結合與解除而反應該依附元件與使用者之間的依附關系以及同時改變該裝置的電源及功能狀態；以及接收裝置，由另一使用者所持有，包括操作接口，以在該另一使用者欲得知生理信號時，通過該操作接口而產生請求信號，并傳送至該檢測裝置，進而使該檢測裝置回傳該生理信號。
根據本發明的另一個方面，提供一種非侵入式生命跡象監測方法，該方法包括下列步驟a)提供檢測裝置以及接收裝置；b)在該接收裝置之上提供操作接口；c)將該檢測裝置通過依附元件而附著于使用者的身上；d)激活生命跡象監測；e)通過該接收裝置的該操作接口發出請求信號，以向該檢測裝置請求生理信號；以及f)該檢測裝置在接收該請求信號之后，將該生理信號傳輸至該接收裝置。且其中，該生理信號可以包括下列信號組的其中任一個或多個心跳/脈搏信號、聲音信號、溫度信號以及位移信號。
根據本發明的又一個方面，還提供一種非侵入式生命跡象監測方法，該方法包括下列步驟a)提供檢測裝置以及接收裝置；b)提供感知機構在該檢測裝置借以附著于使用者身上的依附元件之上；c)將該檢測裝置通過該依附元件而附著于該使用者的身上；d)激活生命跡象監測；e)監控該感知機構的結合及解除情形；f)在該解除情形發生時，使該檢測裝置發出解除通知信號至該接收裝置；以及g)該接收裝置在接收該解除通知信號之后發出解除提示。
根據上述，該感知機構可以位于該依附元件與該檢測裝置之間，和/或該依附元件與使用者之間，并且，較佳地是，該方法還包括下列步驟h)在該結合情形發生時，使該檢測裝置發出結合通知信號至該接收裝置；以及i)該接收裝置在接收該結合通知信號之后發出結合提示。
根據本發明的又一方面，還提供一種非侵入式生命跡象監測系統，其包括至少一非侵入式生命跡象監測設備，網絡系統，以及遠程監測系統，且其中，該生命跡象監測設備為通過該網絡系統而連接至該遠程監測系統，以達到兩者間的溝通。而較佳地是，該網絡系統可為有線或無線網絡系統。
此外，優選地，該遠程監測系統可以提出請求信號，以從該檢測裝置取得生理信號，而且，該請求信號是通過該網絡系統而傳遞至該生命跡象監測設備的接收裝置，進而再傳送至該檢測裝置，接著，該檢測裝置在接收該請求信號之后，即取得并發送該生理信號。
綜上所述，本發明提供一種非侵入式的生命跡象監控設備，其利用非侵入式的檢測元件作為提取生理信號的工具，因此在使用上十分簡單和容易，再者，輕巧的檢測裝置利用依附元件而附著于使用者身上，讓受測者沒有負擔，行動方便，而且在依附元件上設計有感知機構，其可以得知該檢測裝置是否已從使用者身上脫落，并通知接收裝置此情形，以排除因脫落所造成的不正確異常警報，另外，該接收裝置還可以通過操作接口而主動請求該檢測裝置進行所需信息的傳送，因此，通過本發明的設計，檢測裝置與接收裝置之間可以方便地雙向溝通，此外，若該接收裝置連接上網絡時，則正確、實時、方便的非侵入式生命跡象監控系統即可達到。
圖1其顯示根據本發明的非侵入式生命跡象監控設備的示意圖；圖2A～圖2F其顯示根據本發明的檢測裝置、檢測元件、以及依附元件的各種可能實施例；圖3其顯示根據本發明的生命跡象監控設備的警示機制流程圖；圖4A～4E其顯示根據本發明的感知機構的各種可能實施例；圖5A～5B其顯示根據本發明的感知機構的感知原理流程圖；圖6其顯示根據本發明，接收裝置端的監控者通過操作接口請求生理信號傳送的流程圖；圖7其顯示根據本發明，使用者端提出求救信號的流程圖；圖8A～8C其顯示根據本發明的接收裝置的可能實施例；圖9其顯示根據本發明，檢測裝置與接收裝置間的對應情形的實施示意圖；圖10其顯示根據本發明，檢測裝置與接收裝置間的對應情形的另一實施示意圖；以及圖11其顯示根據本發明的非侵入式生命跡象監控系統的示意圖。
其中，附圖標記說明如下100非侵入式生命跡象監控裝置102接收裝置104顯示裝置106操作接口108檢測裝置110依附元件112控制單元114感知機構116光檢測元件118壓電轉換檢測元件120生理電極122聲音檢測元件124溫度檢測元件126位移感測元件128位移感測元件130按鍵具體實施方式
本發明將可由以下的實施例說明而得到充分了解，使得本領域的技術人員可據以完成，然而本發明的實施并非局限于下列實施例。
本發明提供一種可以隨時監控使用者的非侵入式生命跡象監控設備，其不僅提供生命跡象不正常時的警示，也提供機器從身體脫落時的提示，以確認警示的正確性，而且，除了檢測裝置主動的信息提供之外，監控者還能夠通過身邊的接收裝置隨時向該檢測器提出信息傳送的請求。如此一來，即可達到完整而有效的雙向溝通。
請參閱圖1，其顯示根據本發明的非侵入式生命跡象監控設備的示意圖，如圖所示，根據本發明的該非侵入式生命跡象監測設備100，包括兩個主要部分，位于受測者身上的檢測裝置104，以及由監控者所監控的接收裝置102，其中，該檢測裝置108是通過依附元件110而附著于使用者身上，且主要包括至少一個檢測元件116～128，感知機構114，以及控制單元112，該接收裝置102包括顯示裝置104以及操作接口106。
其中，由于在本發明所提供的是無須監控者跟隨在受測者身邊的監控設備，因此，該檢測裝置以及該接收裝置之間是利用無線的方式進行溝通，因此毫無疑問地，該檢測裝置以及該接收裝置是分開地進行設置，分別位于使用者身上以及監控者身邊。
并且，由于該檢測裝置是利用依附元件而附著于使用者身上，因此，為了達到可以附著于使用者身上、且不致造成使用者負擔的目的，根據本發明的該檢測裝置具有非常輕巧的體積及重量，也由于其輕巧的特性，其實際應用的范圍更為廣泛。至于該依附元件本身，則是可以根據該檢測裝置所要附著的位置不同而實施為不同的形式，舉例而言(但不局限于此)，可以實施為帶體(圖2A)、貼片(圖2B)或吊掛帶(圖2C)等，不過，只要能夠在不增加使用者負擔的情形下將檢測裝置附著于使用者身上即可，當然也必須要符合該檢測裝置本身的形式，彼此相互配合。
再者，該檢測元件為用以從使用者身上提取代表生命跡象的信號。而在本發明之中，所定義的代表生命跡象的信號主要是使用者的心跳/脈搏，至于采用心跳/脈搏的原因是，對受監控的使用者而言，心跳/脈搏是最為直接且也最容易獲得的代表生命跡象的生理信號。
無論使用者發生了什么狀況，通常最直接的反應都是心跳的改變，再加上，心跳信號的取得相當容易，也就是說，使用者很容易就可以在沒有經過專業訓練的情形下，輕易地達到檢測元件的配置，而且，無論心跳信號的取得來源為何，舉例而言，心跳所造成的血管收縮，心臟搏動所產生的心音，或脈搏所產生的皮膚表面振動等，檢測元件在配置上都沒有太大的限制，也就是說，對于配置位置沒有非常嚴格的請求，而且是否檢測到心跳的確認也相當簡單，不容易出錯。
而除了容易取得之外，采用心跳/脈搏作為代表的另一個優點是，心跳信號較不容易受到外在因素的影響，舉例而言，一直都是生理測量時的主要干擾因素的移動問題，其在心跳測量時就顯得影響不大。
而且，心跳更是代表受測者的生命是否穩定的最佳代表數值。尤其是在判斷患有慢性疾病的老人或患有突發性疾病的患者或很容易發生猝死或因外在環境因素而死亡的嬰兒的生命跡象時，這將是很重要的生理數據，因為，上述的這些患者在平時很可能都沒有異常狀況，但在發病時卻可能一下子就死亡，因此，若無法在第一時間得知其發病或所發生的異樣，并在黃金救護時間內提供急救的話，悲劇很可能就會發生，因此，對其生命是否穩定的判斷就顯得相當重要。
所以，綜上所述，心跳/脈搏信號的確是一個既可以準確得知使用者的生命跡象，又沒有太多使用限制的生理信號。
至于所使用的檢測元件為何，則可以有下列多種(但不局限于此)選擇(1)光檢測元件光檢測元件所使用的是光發射元件以及光接收元件的組合，而其測量的原理為，當心臟產生跳動時，連接心臟的血管也連帶產生收縮，因此，通過檢測光線通過血管時受到血管收縮的影響產生的變化，就可以知道血管收縮的頻率，進而得知心跳的頻率。
(2)壓電轉換元件壓電轉換元件則是對皮膚表面因心臟搏動和/或血管收縮所產生的振動進行測量，其為利用壓力變化所產生的電流變化來計算心跳/脈搏的變化。
(3)生理電極由于只需知道心跳/脈搏的變化，因此，心電測量時所使用的電極，在配置位置上的請求并不苛刻，不會造成使用者的困擾。
此外，除測量心跳/脈搏之外，同樣也是可以增加其它生理參數的檢測作為輔助，因此，在進行判斷時，不同的信號之間就可以彼此作為參照，而得出最為正確的結果，其中，一個選擇是，位移感測元件，以提供有關使用者在移動方面的信息，且其可以位于該檢測裝置108之中(如圖1中的128所示)或與其它的檢測元件結合在一起(如圖1中的126所示)等，和/或GPS，以提供有關使用者位置方面的信息，另一個選擇是，溫度感測元件124，以提供有關使用者體溫方面的信息，甚至是外在環境的溫度變化，也可以作為判斷的輔助依據。當然，這些都只是作為舉例之用，不受限于此，尚有更多其它的檢測元件可以應用于本發明中而不脫離本發明的范疇。
圖2A～2F顯示根據本發明的該非侵入生命跡象監控設備中的該檢測裝置與依附元件的各種可能實施形式，其中，依照所要檢測的信號及所使用的檢測元件的不同，以及考慮到使用者受測時的舒適度、方便性與移動性等，該檢測裝置與該依附元件之間可以有相當多的組合。舉例而言，檢測裝置可以實施為手表形式、以配合手夾式檢測元件(圖2D)或直接實施為戒指形式，將檢測元件與檢測主機結合在一起(圖2E)或耳夾式檢測元件就可以配合貼附貼片，以將檢測裝置附著于接近耳朵的位置(圖2F)。另外，若不特別配合檢測元件設置的位置，則可以實施為通用的形式，例如，圖2A中的帶體可以實施為頭帶、胸帶、臂帶、腕帶等，圖2B中的貼附貼片則是可以隨心所欲地貼附于任何可以附著的位置，以及圖2C適合于檢測元件位于胸前的情形，此外，在圖2A以及圖2B中，檢測元件可以直接實施與帶體或貼片結合在一起，或者，圖2B與圖2C可以結合在一起成為一種實施方式，因此，有多種的選擇，圖2僅是圖示出其中的一些可能性，并不局限于此。
再者，關于該檢測裝置中的該控制單元，其為用以對該檢測裝置的運行進行控制的主要單元。正如前述，根據本發明的該非侵入式生命跡象監控設備具有警示的功能，而該控制單元為用以產生警示的最主要單元，且其產生警示信號的步驟如圖3所示。首先，在提取完生理信號之后，執行所提取的生理信號與預設生理條件之間的比較，以判斷是否符合該預設的生理條件，若發現不符時，該檢測裝置就實時地對該接收裝置發出警示信號，而在接收到該警示信號之后，該接收裝置則是產生警示提示(可以通過各種方式，例如，聲音、燈光、振動或圖形變化等)，以告知監控者受測者的情形。
在此，由于該檢測裝置以及該接收裝置之間為利用無線的方式進行信息傳輸，因此，對電池的消耗也相對而言較大，所以，若是為實時無線傳輸時，則對可攜且輕巧的無線裝置而言，電力的供應可能無法持久，例如，可能無法維持到24小時，或者，在電力足以支持的情形下，必須要犧牲掉體積的輕巧，造成兩者難以取舍，所以，根據本發明，該檢測裝置的操作方式可以有各種不同的省電操作選擇。
在信號提取方面，該控制單元可以設計為以間歇的方式進行信號提取，并且，在不進行檢測的間隔時間，即進入節省電力的模式，例如，睡眠模式，如此一來，對于電力的節省自然有所幫助。
至于在信號傳送方面，也是可以有多種選擇，舉例而言(但不限于此)，一般模式以及事件觸發(event trigger)模式。
在一般模式中，所提取的生理信號間歇地被傳送至該接收裝置，至于該傳輸間隔則同樣可以有不同的選擇，舉例而言，當剛開始進行檢測時，可以采取較密集的傳輸間隔，然后，當信號取得較為穩定時，傳輸間隔就可能可以被拉長，例如，其中一個選擇是，由于檢測裝置與接收裝置之間的聯機確認信號必須于執行期間不斷地在兩者之間進行間隔傳送，以確保兩者間的無線連接，因此，生理信號就可以實施為伴隨著該聯機確認信號而一起進行傳送，例如，每次傳送該聯機確認信號時即同時傳送生理信號，或是每兩次、三次等，也就是說，在此一般模式之下，該檢測裝置會常態性地進行生理信號傳輸，不過，最重要的是，若發現生理信號出現問題時，則無論是否正處于信號發送的時間點，該檢測裝置都會實時地被觸發、且實時地發送警示信號至該接收裝置，以使該接收裝置立即發出警示提示。
另外，在事件觸發模式中，該檢測裝置同樣間歇地通過該檢測元件而提取生理信號，只是，在此模式之中，該檢測裝置不進行常態地生理信號傳送，也就是說，常態性檢測所產生的生理信息只留在該檢測裝置端，不會被傳送至該接收裝置端，而該檢測裝置則是只有在發現所檢測的生理信號有所異常時才被觸發、并實時地傳送警示信號至該接收裝置，進而使該接收裝置發出警示提示。在此事件觸發模式之中，由于該檢測裝置僅在所提取的生理信號有所異常時才對該接收裝置發出警示信號，也就是說，生理信號的傳送被降至最低，并且，該檢測裝置與該接收裝置之間的常態性傳輸僅為上述的該聯機確認信號，因此，在電力上可以獲得更進一步的節省，但依然不失警示和救援的實時性。
在現有技術中，警示是在所監測的數據出現異常時發出，也就是說，當所監測的數據不符合預設數值時，警示信號就從該檢測裝置被傳送至該接收裝置，或是檢測器本身就發出警示，但是，一直被忽視的是，如此的設計并沒有考慮到脫落的情形，因為，若是受測者處于睡眠或無意識狀態時，很有可能不小心發生檢測器脫落的情形，而一旦脫落，當然所監測的數據就發生異常，也自然觸發警示的發生，不過，由于無從辨識，提供照顧看護的人員或護士在獲得警示時，一定會緊急前往受測者處了解情形，因此，若只是假警報，將會是人力的浪費，而且，若是更進一步設計為可直接聯機至緊急醫療救護系統時，則在此情形下，恐怕只是更多的人力浪費。
因此，除了強調實時性、以及省電之外，正確信息的重要性自然是不言而喻，所以，本發明即特別針對此點提出特殊的設計，也就是說，在上述的該控制單元之外，該檢測裝置還包含了感知機構114，如圖1所示。根據本發明，該感知機構設計在該依附元件之上，位于該依附元件與該檢測裝置相連接之處、和/或該依附元件與該使用者接觸之處，這是因為，該檢測裝置為利用該依附元件而附著于使用者身上，因此，是否脫落的判斷自然是可以取決于該依附元件是否從該使用者身上脫離，和/或該檢測裝置是否與該依附元件分開，也因此，將該感知機構設置在該依附元件之上自然是合理的作法。
如圖4所示，其即顯示該感知機構114的一些可能的實施方式。根據不同形式的依附元件，該感知機構可以實施為不同的形式及位于不同的位置，舉例而言，若是該依附元件為貼附貼片時，如圖4A所示，該感知機構114為位于該貼片貼附于使用者身上的表面與該使用者之間的機構，和/或該檢測裝置與該貼片接觸面之間的機構，以在第一時間感應貼附貼片離開了人體，或該裝置脫離了該貼片，例如，可以使用壓力感知機構，而當貼附貼片脫離或裝置脫離時，感知到壓力的減少，自然可以知道脫落的發生，另外，若是該依附元件為吊掛帶時，如圖4B所示，則該感知機構114就可以設計為位于該吊掛帶與該裝置的結合之處，和/或該吊掛帶內部(未顯示)，以感知到項圈的斷裂、脫離人體等，此外，其它的選擇是，對于實施為環帶形式，如圖4C～4E所示，例如，綁帶、手表式或戒指式的依附元件而言，感知機構114可以設計在環帶扣合處，和/或該環帶與使用者皮膚接觸的表面上等。因此，由上述可知，該感知機構可以有各式各樣的設計選擇，并不受限于一定的形式，其可以根據不同的檢測位置而有不同的變化，也可以依照受測者的差異，例如，老人或嬰兒等，而做出修正。
至于該感知機構的感知機制如圖5中的流程所示，其中，該感知機構為連接至該控制單元，且可通過對于自身的結合與解除的感知而做出反應。如圖5A中所述，該感知機構在被解除時，觸發解除發生信號，而該控制單元在接收到該解除發生信號之后，就立即發出解除通知信號至該接收裝置，并同時使該檢測裝置進入低耗電狀態，例如，睡眠狀態，接著，該接收裝置在接收到該解除通知信號之后，就產生解除提示，例如聲音、圖形、燈光和振動等，以告知監控者該檢測裝置已自使用者身上脫落，如此一來，發生脫落的情況就可以很正確地在檢測裝置以及接收裝置之間傳達，而因裝置脫落所造成的誤判也就可以避免。
另外，相反地，如圖5B所述，當該感知機構感知到本身機構的結合時，則其同樣可以有所響應，舉例而言，依據不同的設計概念，其可以發出結合發生信號，而該控制單元在接收到該結合發生信號之后，就使該檢測裝置返回至正常耗電狀態，并且，該控制單元還同時發出結合通知信號至該接收裝置，而該接收裝置在收到該結合通知信號之后，就產生結合提示，以讓監控者了解脫落的情形已經獲得解決，例如，若是裝置脫落之后，在使用者能夠自行重新完成配置或身邊有人能夠提供援助的情形下，使用者可能可以自行再將裝置放置回身上，則此時，發出結合提示就可以告知監控者，檢測裝置又恢復至原位，而若遲遲未收到此結合提示時，監控者就知道該使用者需要協助，即派遣救援人員。另外，除了使該檢測裝置回復至正常耗電狀態之外，還可以設計為該感知機構在感知到本身機構結合的同時也使該檢測裝置開始運行，并進行檢測，或者，也可以是需要另行再驅動檢測的進行。
因此，該感知機構在控制機制上可以有各種不同的組合方式，并不受限于一定的方式，完全可以依照不同的需要而進行不同的設計。并且，在此要提醒的是，該解除提示的形式只需是不同于上述用于警示發生異常的提示即可，無須特別限制。
另外，除了上述的警示、解除、結合提示之外，根據本發明的該非侵入式生命跡象監控設備還可以包括其它對受測者的不同種類提示，舉例而言，有關電力狀況、有關與接收裝置的聯機狀況、和/或裝置是否運行正常等不同的提示，可以根據不同的需求而有不同的設計，并且，其提示的方式也可以有不同的變化，例如，可以利用燈光顏色的變化或燈光閃爍等作為提示，或利用聲音、圖標作為提示等，都是可行的方式。
根據本發明的該非侵入式生命跡象監控設備，其除了上述在該檢測裝置方面的警示之外，其于接收裝置方面也有對應的設計。
如上所述，該接收裝置102可以包括顯示裝置104，以提供該監控者觀看有關受測者的生理信息，以及操作接口106，以提供該監控者進行操作，而根據本發明的設計，該接收裝置則還可以通過該操作接口而主動向該檢測裝置提出發送信息的請求。
至于當監控者通過該操作接口而提出請求時，該檢測裝置所回傳的信息為何，則是有不同的選擇。
舉例而言，一種情形是，開始該檢測裝置即設計為在測量時僅傳輸概要的生理信息，而當監控者有得知詳細生理監測信息的需求時就可以通過該操作接口而送出請求信號，檢測裝置就在收到該請求信號之后，將詳細的生理信息傳送回該接收裝置，另外，更特別地是，根據本發明，其還可以設計為，部分的傳感器在一般測量時并不運行，只有在監控者通過該操作接口提出請求時才激活而提取生理信號，舉例而言，該檢測裝置可以包括聲音感測元件(如圖1中的122所示)，例如，麥克風，其僅在該監控者認為有需要時才打開進行檢測，以將受測者的聲音回傳至該接收裝置，也就是說，在一般測量時，監控者并不需要知道受測者所發出的聲音，但在需要時，例如，出現警示提示時，監控者就可以讓麥克風收音而得知受測者的情形，以清楚得知該使用者本身及周圍環境的聲音，此將有助于了解情形，例如，若應用于嬰兒身上時，父母或保姆就可以通過麥克風了解嬰兒是否正在哭泣等，如此一來，監控者能夠在遠程掌控的信息就可以更進一步地增加，也讓無線監控的內容更為完整。
另一種情形則可以是，如前所述，本發明由于節省電力方面的考慮，當生理信號未出現異常時檢測裝置可以不進行常態性的傳送生理信息，因此，當監控者希望得知目前的實時信息時，就可以通過該操作接口而對該檢測裝置提出請求，而該檢測器在接收該請求信號之后，就被觸發而立即地回傳實時生理信息至該接收裝置，如此一來，就同樣可以在節省電力的情形下，仍然讓監控者能夠掌握實時的信息。
此外，更進一步地，該監控者還可以通過該操作接口而指定希望該檢測裝置回傳的信號，也就是說，該監控者可以自行決定所回傳的信號內容，舉例而言，若是該檢測裝置配置有聲音檢測元件，例如，麥克風時(如前所述)，則通過該操作接口所發出的請求，就可以只將麥克風所接收的聲音傳回該接收裝置，或是，較佳地是，在配置有溫度感測元件(如圖1中的124所示)的情況下，可以了解受測者的體溫等。這些在實際應用上都有相當的幫助。
因此，在本發明的設計之下，通過該操作接口，監控者向檢測裝置請求的實時信息可以有各種形式，并不受限于上述的兩種狀況。
圖6即顯示接收裝置主動提出信息需求的流程圖。如圖所示，首先，監控者通過該操作接口而選擇本身所需要的信息內容，因而產生符合需求的請求信號，然后，在該檢測裝置接收到該請求信號之后，就根據請求信號的內容而取得所請求的生理信號，之后再將符合需求的生理信息傳送至該接收裝置，接著，在該接收裝置接收了生理信息之后，顯示裝置上就顯示出監控者所請求的生理信息。
此外，相對于該監控者可以通過該接收裝置的該操作接口而請求該檢測裝置進行所需的信息傳輸，該受測者也同樣可以通過該檢測裝置而呼叫該接收裝置旁的監控者，如圖7所示。為此，該檢測裝置上還包括按鍵(如圖1中的130所示)，以供該受測者在有需要時，例如，覺得不適，或是有危機時，進行按壓，而在按下之后，該檢測裝置主動發出求救信號，然后，該接收裝置在接收到該求救信號之后，就產生求救提示，以提示該監控者，并且，該接收裝置除了發出提示之外，還可以設計為直接通知緊急救護系統，以爭取最短的救援時間。此對獨居老人的監控特別有利，因為，通常發生的是，獨居老人很容易在家中過世卻無人發現，因此，若是能配戴如此的監控設備，除了在發生異樣時的自動警示流程之外，獨居老人還可以通過按鍵而自行發出求救信號，更進一步加強必須立即進行救援的緊急性。
另外，有關該接收裝置的實施情形方面，請參閱圖8，其顯示根據本發明的該非侵入式生命跡象監控設備中該接收裝置的可能形式。由于根據本發明的概念，該接收裝置為由監控者所使用，因此，首先，在該監控者勢必有移動需求的情形下，例如，護理人員需要在院區中移動的情形，其即可實施為可隨身攜帶的形式，以讓監控者不會因必須待在接收裝置旁邊而無法離開，或無法放心，進而真正達到不受限的監控設備，所以，如圖所示，該接收裝置可以實施為各種方便監控者攜帶且進行操作的裝置，例如，手持式的裝置(如圖8A所示)、手表(如圖8B所示)或懸掛于頸部(如圖8C所示)等，并且，在考慮到使用的方便性時，其還可以配置有如耳機、觸控筆等額外的協助工具，完全可以符合使用者的各種需求。
再者，正如上述的情形，由于監控者很可能是護理人員，因此，其有可能是一個人需要照顧看護多位病患，例如，老人社區的健康監控或育嬰中心的嬰兒監控等，因此，本發明也可以實施為一個接收裝置可同時接收來自多個檢測裝置的信號，如圖9所示，如此一來，就不會因為要同時照顧多個病人而得隨身攜帶多個接收裝置，造成監控者的困擾。而更具優勢地，該便攜式接收裝置還可以實施為連接至計算機，因此，就可以利用計算機的顯示裝置而繼續進行相關的監控。
另外，除了設計為隨身攜帶的形式之外，該接收裝置本身也可直接設計為無線收發器，加上處理裝置的形式，例如，藍芽收發器(dongle)加上個人計算機、PDA或筆記本電腦等，而此種形式的應用范圍甚至更廣，因其可以實施為移動或固定的形式，舉例而言，在固定位置進行監控的例子中，例如，將收發器設置在護理站的計算機之上，而直接由計算機作為監控的接口，并由護士輪流進行監控就是其中的一種可能；至于移動監控的例子類似于前述的可攜式情形，只是該接收裝置被分開為收發器以及處理裝置而已，且較佳地，通過如此的方式，處理裝置的選擇更多，更具方便性。
當然，根據本發明，該非侵入式生命跡象監控設備也可以實施為，一個檢測裝置所發射的信號可以為多個接收裝置所接收，如圖10所示，而此可應用于多重監控的執行。舉例而言，當同時有多個監控人員，在照顧看護多個受測者時，就需要如此的應用，因此，在此情形下，若有受測者發生問題時，將可以同時在多個接收裝置上發出警示，如此一來，也更進一步增加本設備所能提供的保障。
而作為長期監控的設備，較佳地，該接收裝置中包括有存儲裝置，以在接收到該檢測裝置所傳輸的信息之后，將其儲存起來，如此一來，還可以作為醫生察看的紀錄，應用范圍更廣，另外，該檢測裝置之中也是可以包括存儲裝置，以作為傳輸前的緩沖存儲之用。
根據本發明的另一個方面，其也提供一種非侵入式生命跡象監控系統，如圖11所示。通過網絡系統，無論是有線或無線，該接收裝置可進一步連接至遠程的伺服系統或監控中心，舉例而言，遠程的醫院、遠程的監控中心和遠程的救護中心等，再加上若是該檢測裝置之中配備有GPS時，要對受測者進行定位更加輕而易舉，另外，根據本發明的概念，位于遠程伺服系統或監控中心的人員，同樣可以在遠程下達指令，通過網絡并經由該接收裝置而向該檢測裝置請求實時生理信息的傳遞，如此一來，完整的醫療看護系統就可以輕易的達到，且不需要花費過多的人力。
其中，該接收裝置與該網絡系統連接的方式可以有多種選擇，舉例而言，該接收裝置本身具有連接網絡的能力，可以通過有線或無線的方式連接至網絡系統，或者，該接收裝置也可以先連接至計算機之后，再通過該計算機連接至網絡系統。
綜上所述，本發明提供一種非侵入式的生命跡象監控設備，其利用非侵入式的檢測元件作為提取生理信號的工具，因此在使用上十分簡單和容易，再者，輕巧的檢測裝置利用依附元件而附著于使用者身上，讓受測者沒有負擔，行動方便，而且在依附元件上設計有感知機構，其可以得知該檢測裝置是否已從使用者身上脫落，并通知接收裝置此情形，以排除因脫落所造成的不正確異常警報，另外，該接收裝置還可以通過操作接口而主動請求該檢測裝置進行所需信息的傳送，因此，通過本發明的設計，檢測裝置與接收裝置之間可以方便地雙向溝通，此外，若該接收裝置連接上網絡時，則正確、實時、方便的非侵入式生命跡象監控系統即可達到。
即使本發明已由上述的實施例詳細敘述而可由本領域的技術人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫離所附權利請求所欲保護的范圍。
權利要求
1.一種非侵入式生命跡象監測設備，包括檢測裝置，通過依附元件而附著于使用者身上，該檢測裝置包括光檢測元件，用以從該使用者被該裝置所附著的部位提取代表生命跡象的信號；感知機構，結合于該依附元件，其通過自身結構的結合與解除而反應該依附元件與使用者之間的依附關系以及同時改變該檢測裝置的電源及功能狀態，且當該感知機構解除時，觸發解除通知信號；以及控制單元，以該所提取的信號作為依據而控制該裝置的操作，并于這些所提取的信號發生不符合預設生理條件的情形時觸發警示信號；以及由另一使用者所使用的接收裝置，以用于無線接收該檢測裝置所發射的信號，并且，在接收到該警示信號時發出警示提示，以向持有此接收裝置的使用者提示該檢測裝置所檢測的使用者發生不符合預設生理條件的情形；以及在接收到該通知信號時發出解除提示。
2.根據權利請求1所述的設備，其中，該依附元件為環繞體、附著貼片或吊掛帶，以及該代表生命跡象的信號可為心跳信號和/或脈搏信號。
3.根據權利請求1所述的設備，其中，該光檢測元件包括光發射元件以及光接收元件，且該光發射元件以及該光接收元件兩者的數量皆依需要而進行增減，其中，該光檢測元件依附于使用者身上的方式為夾式、環繞式或貼附式，其中，該光檢測元件在使用者身上所實施的位置為手指、耳朵或額頭。
4.根據權利請求1所述的設備，其還包括壓電轉換檢測元件，用以從該使用者被該裝置所附著的部位提取另一代表生命跡象的信號，其中，該壓電轉換檢測元件用以檢測由使用者皮膚表面振動和/或擴張/收縮所產生的信號，該壓電轉換檢測元件依附于使用者身上的方式為貼附式、環繞式或綁帶式，以及該壓電轉換檢測元件在使用者身上所實施的位置可為胸口或頸部。
5.根據權利請求1所述的設備，其還包括非侵入式生理電極，用以從該使用者被該裝置所附著的部位提取另一代表生命跡象的信號。
6.根據權利請求1所述的設備，其還包括位于該檢測裝置內部的位移感測元件，且該位移感測元件所測得的信號作為信號判讀的依據，和/或其還包括聲音感測元件，以將該使用者本身和/或周圍環境所發出的聲響提供給該接收裝置，和/或其還包括溫度感測元件，以提供有關該使用者體溫的信息，和/或該使用者周圍溫度的信息。
7.根據權利請求1所述的設備，其中，該感知機構還可以通過其本身的結合而改變該檢測裝置的運行情形，該感知機構在自身結構相結合時發出結合通知信號，以及該感知機構位于該依附元件與該檢測裝置之間，和/或該依附元件與該使用者之間。
8.根據權利請求1所述的設備，其中，該檢測裝置還包括按鍵，以在該使用者需要時主動驅動求救信號的發射，而該接收裝置在接收該求救信號之后，產生求救提示，以及該接收裝置在發出該求救提示時，還發出緊急救援信號至遠程監護系統。
9.根據權利請求1所述的設備，其中，該接收端裝置還包括顯示裝置和操作接口，該操作接口用以發出請求信號，以使另一使用者想要得知該使用者的特定生理信號時，對該檢測裝置提出該生理信號的傳輸請求。
10.根據權利請求1所述的設備，其中，該接收裝置所發出的提示為聲音、燈光、圖形和/或振動形式。
11.根據權利請求1所述的設備，其中，該檢測裝置將信號發射至多個接收裝置，或者該接收裝置接收來自多個檢測裝置的信號。
12.一種非侵入式生命跡象監測設備，包括檢測裝置，通過依附元件而附著于使用者身上，以提取代表生命跡象的信號，包括感知機構，結合于該依附元件，并通過自身結構的結合與解除而反應該依附元件與使用者之間的依附關系以及同時改變該裝置的電源及功能狀態；以及接收裝置，由另一使用者所持有，包括操作接口，以在該另一使用者欲得知生理信號時，通過該操作接口而產生請求信號，并傳送至該檢測裝置，進而使該檢測裝置回傳該生理信號。
13.根據權利請求12所述的設備，其中，當該感知機構被解除時，同時觸發解除通知信號，且該接收裝置在接收該解除通知信號之后，發出解除提示，以及當該感知機構完成結合時，觸發結合通知信號。
14.根據權利請求12所述的設備，其中，該檢測裝置在該代表生命跡象的信號不符合預設生理條件時，發出警示信號，以及該接收裝置在接收該警示信號之后，發出警示提示。
15.一種非侵入式生命跡象監測方法，包括下列步驟a)提供檢測裝置以及接收裝置；b)在該接收裝置之上提供操作接口；c)將該檢測裝置通過依附元件而附著于使用者的身上；d)激活生命跡象監測；e)通過該接收裝置的操作接口發出請求信號，以向該檢測裝置請求生理信號；以及f)該檢測裝置在接收該請求信號之后，將代表該生理信號傳輸至該接收裝置。
16.根據權利請求15所述的方法，其中，該生理信號包括下列信號組的其中任一個或多個心跳/脈搏信號、聲音信號、溫度信號以及位移信號。
17.一種非侵入式生命跡象監測方法，包括下列步驟a)提供檢測裝置以及接收裝置；b)提供感知機構于該檢測裝置借以附著于使用者身上的依附元件之上；c)將該檢測裝置通過該依附元件而附著于該使用者的身上；d)激活生命跡象監測；e)監控該感知機構的結合及解除情形；f)在該解除情形發生時，使該檢測裝置發出解除通知信號至該接收裝置；以及g)該接收裝置在接收該解除通知信號之后發出解除提示。
18.根據權利請求17所述的方法，其中，該感知機構位于該依附元件與該檢測裝置之間，和/或該依附元件與使用者之間。
19.根據權利請求17所述的方法，其中，還包括下列步驟h)在該結合情形發生時，使該檢測裝置發出結合通知信號至該接收裝置；以及i)該接收裝置在接收該結合通知信號之后發出結合提示。
20.一種非侵入式生命跡象監測系統，包括至少一種根據權利請求1所述的非侵入式生命跡象監測設備；網絡系統；以及遠程監測系統，其中，該生命跡象監測設備通過該網絡系統而連接至該遠程監測系統，以達成兩者間之溝通。
21.根據權利請求20所述的系統，其中，該網絡系統為有線或無線網絡系統，其中，該遠程監測系統提出請求信號，以從該檢測裝置取得生理信號，其中，該請求信號通過該網絡系統而傳遞至該生命跡象監測設備的接收裝置，進而再傳送至該檢測裝置，且該檢測裝置在接收該請求信號之后，取得并發送該生理信號。
全文摘要
一種非侵入式生命跡象監測設備，包括檢測裝置和接收裝置，該檢測裝置通過依附元件附著于使用者身上，該檢測裝置包括光檢測元件，用以提取代表生命跡象的信號，感知機構，結合于依附元件上，其通過自身結構的結合與解除反應依附元件與使用者之間的依附關系以及同時改變檢測裝置的電源及功能狀態，且當感知機構解除時，觸發解除通知信號，以及控制單元，以提取的信號作為依據而控制檢測裝置的操作，并在所提取的信號發生不符合預設生理條件的情形時觸發警示信號。再者，該接收裝置由另一使用者所使用，以用于無線接收該檢測裝置所發射的信號，并且，其在接收到該警示信號時發出警示提示，以及其在接收到該通知信號時發出解除提示。
文檔編號G08B21/00GK101073494SQ20061008270
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月18日 優先權日2006年5月18日
發明者周常安 申請人:周常安