生理讯号监测装置

技术领域

本发明有关于一种生理讯号监测装置，尤其是将心电讯号处理单元是容置于防水壳体、底座之间，且将电极设置于上贴片层及下贴片层之间，并电气耦合至心电讯号处理系统以感测心电讯号而供心电讯号处理系统处理，且上、下贴片层的特殊设计可有效阻止外部水气或水分直接进入接触皮肤的区域而牢固的贴附于皮肤，并延长使用时间，减少更换频率，具体达到长时间监测、感测心电讯号的目的，对于需要长时间记录心电讯号的心血管疾病患者尤其方便、有帮助。

背景技术

众所周知，身体的生理活动会在身体表面产生特定的生理电气讯号，而随着医学技术的不断进步，许多疾病及生理讯号之间的相互关系已被详细研究。

目前，可利用测量贴片粘贴到体表的特定位置，比如头部、胸部、腹部、背部、四肢，并利用非侵入性方式以测量各种生理电气讯号，比如脑波讯号(EEG)、肌电讯号(EMG)、神经电讯号(ENG)，视网膜电讯号(ERG)、胃电讯号(EGG)，神经肌电讯号(ENMG)、脑皮质电讯号(ECoG)、眼球电讯号(EOG)以及眼球震颤电讯号(ENG)等等。尤其，异常的血压、心跳常会导致心血管疾病，所以使用生理讯号测量装置测量心律相关资讯已是相当普遍，并可当作健康状态的指标性参考数据。

在现有技术中，一般的电气讯号测量贴片是将导电金属片、标签设置在泡棉胶的贴附层上，并利用电极片贴附泡棉胶的底部，再由导电胶贴附电极片底下。另外，导电金属片是电气连接至电极片，而且在使用时，必须利用导电胶直接接触到人体表面，再用讯号线连接导电金属片至外部装置。电极片可经由导电胶测量到人体表面的电气讯号，并利用导电金属片传送至外部装置，以进行特定分析并显示相关生理波形、资料及状态。

虽然相关业者已尽可能的将测量贴片做成薄片状，用以直接粘贴在人体上，并可轻易剥除，使得使用上相当方便。然而，现有技术的缺点在于每个贴片只能测量单一位置的电气讯号，且实际应用时，常需要测量多个位置，导致身体上布满贴片及连接线，很容易扯断而造成医护人员或病患行动上的困扰。

因此，已也业者开出可携式的测量贴片，能直接贴在身体上进测量，而不需使用任何连接线，大幅改善操作的便利性。不过这类的测量贴片并不具有防水功能，所以在流汗后很容易脱离，比如运动时，尤其不适合在洗澡时使用。因此，使用者在运动或洗澡前，须将测量贴片取下，造成使用上不方便，而且只适合静态使用，无法长时间使用，所以不仅使用环境受限制，使用时间也不够长。

另外，现有技术的监测贴片的透气、透湿性不佳，很容易蓄积汗液，使得体表相当闷热、潮湿，甚至过敏、红肿、发痒，引起不适感。

因此，非常需要一种创新的生理讯号监测装置，利用心电讯号处理单元容置于防水壳体、底座之间，且将电极设置于上贴片层及下贴片层之间，并电气耦合至心电讯号处理系统以感测心电讯号而供心电讯号处理系统处理，且上、下贴片层的特殊设计可有效阻止外部水气或水分直接进入接触皮肤的区域而牢固的贴附于皮肤，并延长使用时间，减少更换频率，具体达到长时间监测、感测心电讯号的目的，对于需要长时间记录心电讯号的心血管疾病患者尤其方便、有帮助，藉以解决上述现有技术的所有问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种生理讯号监测装置，包含防水壳体、底座、心电讯号处理单元、上贴片层、下贴片层以及至少二电极，用以长时间监测生理资讯，比如心电讯号。

具体而言，防水壳体具有底部开口，而底座位于防水壳体的底部，并结合底部开口而形成封闭的防水容置空间，用以容置心电讯号处理单元。

上贴片层具上表面及下表面，下表面为具有粘性，且防水壳体是位于上贴片层的上表面，而底座是位于上贴片层的下表面，尤其，上贴片层的中间区域是被防水壳体以及底座包夹住。

下贴片层具上表面及下表面，下表面为具有粘性，用以贴附于皮肤，且下贴片层是位于上贴片层及底座的底下，其中下贴片层的横向尺寸是小于上贴片层的横向尺寸。

上述的至少二电极是位于上贴片层及下贴片层之间而相互不接触，且每个电极是电气耦合至心电讯号处理系统，且贯穿防水壳体与底座的连接处而往外朝延伸方向而延伸，用以感测心脏因活动所产生的心电讯号，并传输心电讯号至心电讯号处理系统。

此外，防水壳体以及底座的连接处的全部在垂直方向上是被该上贴片层重叠，其中又连接处的多个部份在垂直方向上亦被该至少二电极及下贴片层重叠，以强化整体装置的结构而对抗使用者活动时对装置的拉扯。

整体而言，上述的生理讯号监测装置可贴附于人体的皮肤上，藉以感测心电讯号，而由上贴片层及下贴片层的特殊设计，可有效阻止外部水气或水分直接进入接触皮肤的区域，使得本发明的生理讯号监测装置可很牢固的贴附于皮肤，进而延长使用时间，减少更换频率，具体达到长时间监测、感测心电讯号的目的，对于需要长时间记录心电讯号的心血管疾病患者是尤其的方便、有帮助。

此外，本发明的另一目的在于提供一种生理讯号监测装置，包含防水壳体、心电讯号处理单元、上贴片层、下贴片层、至少二电极以及基座，用以贴附于皮肤而长时间监测，生理讯号。

防水壳体本身为封闭体，而心电讯号处理单元是安置于防水壳体中。上贴片层具上表面及下表面，上表面具有肉眼可见的多个孔洞结构，且该等孔洞结构具透气性与透湿性，而下表面为具有粘性，用以贴附于皮肤。下贴片层具上表面及下表面，下表面为具有粘性，用以贴附于皮肤。

基座具上表面及下表面，且是配置于上贴片层以及下贴片层之间，或位于上贴片层之上，或位于下贴片层之下，用以固定并乘载防水壳体。该至少二电极是位于上贴片层及下贴片层之间而相互不接触，且每个电极是电气耦合至心电讯号处理系统。此外，防水壳体的底部以及上贴片层的上表面之间具有至少一间隙，因此，防水壳体的底部实质上并未完全接触上贴片层，而是至少有一部份的间隙或是相隔开特定的间距，以利排出水分。

上述的生理讯号监测装置是利用本身即为封闭结构的防水壳体结合基座而固定，尤其，防水壳体的底部并无完全与上贴片层接触，同时，可透过基座的卡勾以及突起结构结合防水壳体。尤其，是利用与上贴片层垂直的卡勾，使得上贴片层及下贴片层的表面与防水壳体的底部之间形成间距，可有利于透气与排水作用。

附图说明

图1显示依据本发明第一实施例生理讯号监测装置的立体示意图。

图2显示依据本发明第一实施例生理讯号监测装置的侧视图。

图3显示依据本发明第一实施例生理讯号监测装置的另一视角侧视图。

图4显示依据本发明第二实施例生理讯号监测装置的立体示意图。

图5显示依据本发明第二实施例生理讯号监测装置的部分剖示图。

图6显示依据本发明第二实施例生理讯号监测装置的部分分解示意图。

图7显示依据本发明第二实施例生理讯号监测装置的另一示意图。

其中，附图标记说明如下：

10防水壳体

12底座

20心电讯号处理单元

30上贴片层

40下贴片层

50电极

60防水壳体

61间隙

62卡槽

64突起结构

70心电讯号处理单元

80上贴片层

81孔洞

90下贴片层

100电极

110基座

112卡勾

具体实施方式

以下配合图示及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

请同时参考图1、图2及图3，分别为本发明第一实施例生理讯号监测装置的立体示意图、侧视图及另一视角侧视图，且图2及图3的视角互为垂直，比如图2的视角为正面方向，而图3的视角为右侧方向。如图1、图2及图3所示，本发明第一实施例的生理讯号监测装置包括防水壳体10、底座12、心电讯号处理单元20、上贴片层30、下贴片层40以及至少二电极50，用以长时间监测生理资讯，尤其是心电讯号，不过本发明并非以此为限。

具体而言，防水壳体10具有底部开口，底座12位于防水壳体10的底部，并结合底部开口而形成封闭的防水容置空间，而心电讯号处理单元20是安置于防水容置空间中。此外，上贴片层30具有上表面及下表面，且下表面为具有粘性，而防水壳体10是位于上贴片层30的上表面，底座12是位于上贴片层30的下表面，尤其，上贴片层30的中间区域是被防水壳体10以及底座12包夹住。

再者，下贴片层40具有上表面及下表面，其中下表面为具有粘性，用以贴附于皮肤，且下贴片层40是位于上贴片层30及底座12的底下。特别的是，下贴片层40的横向尺寸是小于上贴片层30的横向尺寸，亦即下贴片层是完全被上贴片层所覆盖保护住的，以避免外部水气渗入其中。

进一步，该至少二电极50是位于上贴片层30及下贴片层40之间，而且为相互不接触，其中每个电极50是电气耦合至心电讯号处理系统20，且贯穿防水壳体10与底座12的连接处而往外朝延伸方向而延伸，因而每个电极50可用以感测心脏因活动所产生的心电讯号，并传输心电讯号至心电讯号处理系统20。

尤其特别的是，防水壳体10以及底座12的连接处的至少一部份在垂直方向上是被上贴片层30及下贴片层40重叠，而连接处的其余部份在垂直方向上则仅有上贴片层与之重叠。

更加具体而言，下贴片层40是分布于底座12及上贴片层30的底部，用以贴附而固定于皮肤，而底座12的底部与上贴片层30的底部所分布的下贴片层40，两者是部份位于不同的水平位置，或是底座12的底部与该上贴片层30的底部所分布的下贴片层，两者不是一体成型的。

另一方面，具有一强化层(图中未显示)介于上贴片层30及下贴片层40之间，其中该强化层的面积是小于该上贴片层30的面积，而该至少二电极50是位于该上贴片层30及该强化层之间，该强化层贴附于该至少二电极50下方，以强化该至少二电极的抗张强度。

上述的心电讯号处理系统20具有电力储存及供应单元，用以储存电力并供应电力而运作。

此外，上贴片层30及下贴片层40的底部是全部布满粘胶，又其中下贴片层40可为两种不同吸水特性的材料以上、下部迭合而成，尤其是上部的材料吸水速率是高于下部，下部材料则是直接与皮肤相接触，另一方面，且下贴片层40的厚度是高于上贴片层。上贴片层30具有防水特性，且从防水壳体10向外延伸的横向距离是超过下贴片层40向外延伸的横向距离，而且下贴片层40是完全被上贴片层覆30盖，以避免外部水气渗入其中，尤其，上贴片层30贴附于皮肤而与皮肤所接触的面积是大于该至少二电极50所分布的面积。

上述的每个电极50具有向外延伸的端部，且下贴片层40具有与端部相对应的二孔洞，其中电极50的端部是透过孔洞而连结皮肤，用以感测心电讯号。下贴片层40的孔洞是与相对应的端部紧密接合而具有防水功效，且孔洞与相对应的端部是透过具双面粘性的胶层(图中未显示)而位于二者之间，并紧密接合。再者，上贴片层30从防水壳体10向外延伸的横向距离是超过该至少二电极50向外延伸的横向距离，且该至少二电极50是完全被上贴片层30覆盖。

该至少二电极50的端部可为一体成型的导电电极，比如由铜构成，用以贴附于皮肤而感测心电讯号，或是为导电电极结合具有粘性的导电胶体而构成，且导电胶体是用以贴附于皮肤而成为皮肤与该至少二电极50之间的电气讯号传导的媒介。另外，该至少二电极50于防水壳体10的内部是完全被上贴片层30及下贴片层40覆盖、包夹，且仅有上贴片层30于该至少二电极50的端部处是各有一开口，用以电气连接心电讯号处理单元20。

进一步，上贴片层30具有防水特性，且上贴片层30的外缘向外延伸而超出下贴片层40的部分是形成一连贯不中断的区域，用以完全贴附于皮肤而形成对外封闭的范围，用以保护防水壳体10的底部以及下贴片层40。再者，该至少二电极50之一仅从防水壳体10内向外延伸至上贴片层30及下贴片层40相重叠的区域，而未延伸至仅分布上贴片层30的区域。

整体而言，本发明第一实施例的生理讯号监测装置可贴附于人体的皮肤上，藉以感测心电讯号，而由上贴片层及下贴片层的特殊设计，可有效阻止外部水气或水分直接进入接触皮肤的区域，使得本发明的生理讯号监测装置可很牢固的贴附于皮肤，进而延长使用时间，减少更换频率，具体达到长时间监测、感测心电讯号的目的，对于需要长时间记录心电讯号的心血管疾病患者是尤其的方便、有帮助。

接着，同时参考图4、图5及图6，其中图4为本发明第二实施例生理讯号监测装置的立体示意图，图5为第二实施例生理讯号监测装置的部分剖示图，而图6为第二实施例生理讯号监测装置的的部分分解示意图。如图4、图5及图6所示，本发明第二实施例的生理讯号监测装置包含防水壳体60、心电讯号处理单元70、上贴片层80、下贴片层90、至少二电极100以及基座110，用以贴附于皮肤而长时间监测，生理讯号。不过要注意的是，图5只显示第二实施例生理讯号监测装置的防水壳体60、上贴片层80，藉以相互之间的连结特征，而图6只显示防水壳体60、上贴片层80、下贴片层90以及基座110，而未显示心电讯号处理单元70、电极100。

具体而言，防水壳体60为封闭体，而心电讯号处理单元70是安置于防水壳体60中，并具有无线传输讯号以及心率计算的功能，而上贴片层80具上表面及下表面，且进一步如图7所示，具有肉眼可见的多个孔洞结构或孔洞81，是随机分布于整个上贴片层80，尤其，该孔洞81分布于上贴片层80的外边缘处可为具有缺口的孔洞81，而分布于上贴片层80的其他部分则为完整的孔洞81。例如上贴片层80可为不织布、织布或棉布材料所构成，且该等孔洞结构或孔洞81具透气性与透湿性，可用以增加贴附的舒适度，尤其，下表面为具有粘性，可用以贴附而固定于皮肤，而该肉眼可见的多个孔洞结构或孔洞81可分布于该上表面或下表面。此外，下贴片层90具上表面及下表面，下贴片层90的下表面为具有粘性，可用以贴附于皮肤而固定。

再者，基座110具上表面及下表面，且是配置于上贴片层80以及下贴片层90之间，或位于上贴片层80之上，或位于下贴片层90之下，可用以固定并乘载防水壳体60。该至少二电极100是位于上贴片层80及下贴片层90之间，而且相互不接触，其中每个电极100是电气耦合至心电讯号处理系统70。

尤其特别的是，防水壳体60的底部以及上贴片层80的上表面之间具有间距，且间距可为不小于0.1mm，更具体而言，该防水壳体60的底部与该上贴片层80上表面或该基座110的结合是部分接触，藉以使得两者之间具有至少一间隙61，如图5所示，以利水气蒸散，且该间隙61可为穿透间隙，同时间隙61的高度亦可为不小于0.1mm，举例来说，该防水壳体60的底部具有至少一凸出结构与该上贴片层80上表面结合，使得该防水壳体60底部的其余部分是悬空而未与上贴片层80的上表面接触。

进一步，上贴片层80及下贴片层90中与该至少二电极100位于相同一侧区域而向外横向延伸以个别形成上贴片层电极侧外缘及下贴片层电极侧外缘，其中上贴片层电极侧外缘及下贴片层电极侧外缘是相互切齐。

此外，上贴片层80于横向延伸而超出下贴片层90以形成上贴片外缘，可用以贴附于皮肤，其中上贴片外缘的透气性与透湿性是高于上贴片层80与下贴片层90结合的部分，上贴片外缘的厚度是小于上贴片层80与下贴片层90结合的部分，且上贴片外缘的色泽是不同于上贴片层80与下贴片层90结合的部分，比如色泽较淡，这样有利于使用者清楚辨识使用期间贴片衰退的状态，尤其是贴片外缘可能于使用期间先掀起。另外，上贴片外缘的透光度是不同于上贴片层80与下贴片层90结合部分的透光度，因而较能透视出其背景，比如如皮肤的色泽，这样有利于使用者清楚辨识使用期间贴片衰退的状态，尤其是贴片外缘可能于使用期间先掀起。

再者，下贴片层90具有至少二孔洞，每个孔洞是对应于电极100向外延伸的端部，而且端部是透过孔洞而连结到皮肤，可用以感测心电讯号。此外，电极100的端部可完全覆盖所对应的下贴片层90的孔洞而紧密接合以具有防水功效，因此心电讯号的传递不受汗水、淋浴的干扰，或者，电极100的端部以及所对应的孔洞是透过双面粘性胶而紧密接合，或者，电极100的端部以及所对应的孔洞是透过物理性熔接方式而紧密接合。

下贴片层90可具有多个孔洞结构(图中未显示)或孔洞分布于整个下贴片层90，且孔洞结构可为肉眼可见，并具有透气性及透湿性，比如可由不织布构成，其中上贴片层80的该等孔洞以及下贴片层90的该等孔洞可为彼此不对齐，因此上贴片层80以及下贴片层90相互重叠区域的透气性与透湿度性会比未重叠的部分还要低，所以具有阻水作用，可避免外部进来的水分或水气直接冲刷位于上贴片层80以及下贴片层90的底部的粘胶而影响整体的贴附性能，尤其上贴片层80或下贴片层90的该孔洞结构可为交织细密的孔隙，且每个相邻孔隙整齐排列，例如由织布或棉布材料所构成。

下贴片层90可为具有双面粘性的双面粘胶，其中双面粘胶亦可为不包含基材的双面胶层，而且上贴片层80以及下贴片层90亦可由软性材料构成，软性材料可包含不织布材料、织布材料及纤维材料等，而上贴片层80以及下贴片层90亦可透过物理性熔接方式而紧密接合。

进一步而言，基座110的硬度是高于上贴片层80以及下贴片层90的硬度，而且基座110的延展性是特别设计成低于上贴片层80以及下贴片层90的延展性。基座110还可进一步具有多个孔洞结构，可增加长期贴附时的透气性及透湿性。

此外，下贴片层90贴附于皮肤的面积是大于上贴片层80贴附于皮肤的面积。上贴片层80以及下贴片层90由防水壳体60向外延伸的横向距离是超过该至少二电极100由防水壳体60向外延伸的横向距离，而且该至少二电极100是完全被上贴片层80以及下贴片层90覆盖，可避免电极100的讯号传递受到外部环境干扰。

每个电极100都具有上表面及下表面，其中电极100的下表面以及上表面具垂直导电功能，用以接触防水壳体60所衍伸出的外部导电元件(图中未显示)，藉以电气连结心电讯号处理单元70。因此，如果需要重复使用本发明的生理讯号监测装置时，该电极100或甚至是上贴片层80以及下贴片层90都得以方便拆卸，并作更换，所以使用上非常便利。

上述的外部导电元件可嵌入至防水壳体60，而且外部导电元件的一部份可配置成位于防水壳体60的内部而电气连接心电讯号处理单元70，此外，外部导电元件的另一部份是外露于防水壳体60，尤其，该另一部份的高度是高于该部份的高度。

进一步，外部导电元件可为具有弹簧结构的导电连接器、导电柱、导电布、导电针、导电泡棉或导电弹片，而且外部导电元件可由全部导体，部份导体、或部份半导体之一的材质所构成。

特别的是，防水壳体60具有至少一卡槽62，且基座110的上表面具有至少一卡勾112，其中该至少一卡勾112是配置成用以嵌合该至少一卡槽62而结合。

此外，防水壳体60的底部可延伸出独立的至少二密封结构(图中未显示)，且每个密封结构形成封闭区域，可用以容纳相对应的外部导电元件。此外，上述的封闭区域可进一步与上贴片层80或是基座110结合而形成区域内的防水功效，尤其是与基座110上的突起结构64相对应且密合。

更特别的是，每个电极100都具有上表面及下表面，且电极100的下表面的一部份是形成导电结构，可用以接触皮肤而感测心电讯号，而电极100的上表面可形成多个导电层，尤其，该等导电层彼此是相互不接触的。

每个电极100的端部都是一体成型的导电电极，可用以贴附于该皮肤而感测该心电讯号。再者，电极100的端部也可包含相互结合的导电电极以及导电胶体，其中导电胶体具有粘性，可用以贴附于皮肤而成为皮肤以及电极100之间的电气传导的媒介。

此外，本发明第二实施例的生理讯号监测装置可进一步包含具有中间篓空的防水圈(图中未显示)，可用以结合电极100的端部，并容纳、接触导电胶体，能避免导电胶体直接接触到上贴片层80或下贴片层90而影响到导电胶体的电气特性，尤其是上贴片层80或下贴片层90受潮时。

另外，上贴片层80的孔洞81的圆径为不大于10mm，且上贴片层80的外缘的至少一部份为不平滑。

综上所述，本发明第二实施例的特点在于利用本身即为封闭结构的防水壳体结合基座而固定，尤其，防水壳体与上贴片层的接触并未完全密合，而是在两者之间具多个贯穿的穿透间隙，同时，可透过基座的卡勾以及突起结构结合防水壳体，在此，突起结构可为封闭的泡棉、橡胶或粘胶层。举例来说，利用与上贴片层垂直且由塑胶构成的卡勾，可使得上贴片层的表面与防水壳体的底部之间形成间距，可有利于透气与排水作用。

另外，上贴片层于横向延伸而超出下贴片层的范围可形成贴片外缘，能完全贴附于皮肤，而且由于贴片的上、下贴片层是同时贴附于皮肤，因而有延长贴附时间的功效。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。