本發明系關于一種血壓量測裝置及血壓量測方法。

背景技術：

血壓是觀察個體健康狀況的重要指標之一，血壓值異常，不論過高或過低，均隱含個體的生理狀況發生問題，尤其是一般難由外部察覺到的心血管方面疾病。由于年長者身體機能老化，罹患心血管疾病的風險高，所以過去對年長者經常性地量測血壓是非常重要的工作，以求早期發現早期治療。然而，現代人生活壓力大，加之三餐飲食不正常，因此需要被經常性監控血壓的族群大有年齡下調的趨勢。

圖1為已知血壓計的外觀示意圖。請參考圖1所示，血壓計1包括一壓脈帶11、一主機12和一橡皮軟管13。在量測血壓時，主機12透過橡皮軟管13控制對壓脈帶11的充氣加壓與泄氣減壓，并在此過程中依據壓脈帶11內含的壓力傳感器感測到的壓力變動數值(代表血管壁的震動幅度)，代入示波振幅法(oscillometry)計算出血壓值。

然而，已知血壓計1在加減壓的過程中容易使受測者感到不適，且量測所耗時間過長，致使受測者的量測意愿降低，不利于長期使用。此外，以隨身攜帶來說，主機12以及壓脈帶11的體積均過大，不利于隨時監控血壓。

近年來市面上已有少數手表型的血壓量測裝置被推出，此種新產品雖然克服了已知血壓計1不易隨身攜帶的問題，然而普遍存在無法妥善地被固定在量測位置，從而無法精確測量到血管脈波訊號，進而導致血壓量測值有失準，甚至量測失敗的疑慮。

因此，目前亟需要一種血壓量測裝置，除具有攜帶方便的特性，且量測過程快速，又無加減壓造成不舒適的問題，更需要能夠容易地固定在量測位置上，提高量測血壓的準確度及成功率。

技術實現要素：

有鑒于上述課題，本發明之目的為提供一種血壓量測裝置及血壓量測方法，透過裝置上的設計，免除了加減壓必須的主機與壓脈帶，所以能縮小體積，適合讓使用者隨身攜帶，以便達提升量測血壓的意愿，更有助于達成隨時監控血壓。更重要的，本發明要能讓使用者在達成取得量測訊號的同時，還能輕易地將裝置固定在量測位置上，是為一種直覺式的操作，不僅能準確地量測血壓，降低對于后續使用軟件校正的需求(如量出血壓值后再經過算法調整)，更免除了使用者需要特意學習的問題(如使用額外機構強化裝置在量測位置上的固定)。

為達上述目的，依據本發明的一種血壓量測裝置包括一殼體、一第一電極、一壓力感測單元。殼體具有一第一表面及一第二表面，第一電極設置于第一表面，以及壓力感測單元設置于第二表面。其中血壓量測裝置系于一使用者的一身體部位上操作，身體部位內有一血管，當量測血壓時，第一電極、壓力感測單元以及血管在同一投影方向上至少部分重疊，使使用者接觸第一電極時，壓力感測單元能貼壓身體部位。

為達上述目的，依據本發明的一種血壓量測方法，其步驟為：以一血壓量測裝置與一使用者的一身體部位接觸，血壓量測裝置包括一殼體、一第一電極以及一壓力感測單元，殼體具有一第一表面及一第二表面，第一電極設置于第一表面，壓力感測單元設置于第二表面，身體部位內有一血管。使第一電極、壓力感測單元以及血管在同一投影方向上至少部分重疊。以及由使用者接觸第一電極，使壓力感測單元能貼壓身體部位。

在一實施例中，使用者接觸第一電極時，壓力感測單元系受到使用者受重力或施力產生的下壓力而能貼壓身體部位。

在一實施例中，血壓量測裝置更包括一第二電極，設置于第二表面，并與第一電極電性連接，且當量測血壓時，第二電極與身體部位接觸。

在一實施例中，使用者接觸第一電極時，第二電極能貼壓該身體部位。

在一實施例中，血壓量測裝置更包括一校正電極、一或多個處理單元以及一儲存單元。校正電極設置于殼體，一或多個處理單元容置于殼體以及儲存單元容置于殼體，且訊號連接一或多個處理單元。儲存單元包括一或多個程序指令，當一或多個程序指令被一或多個處理單元執行時，一或多個處理單元進行以下步驟：取得一第一校正值，第一校正值系依據校正電極與第一電極的一第一量測結果計算所得。取得一第二校正值，第二校正值系依據校正電極與第一電極的一第二量測結果計算所得。以及依據第一校正值及第二校正值校正由第一電極與第二電極所得的量測值。

在一實施例中，使用者系以一手指與第一電極接觸，且第一電極具有對應手指形狀的一凹部。

承上所述，本發明提供一種血壓量測裝置及血壓量測方法，利用二電極以及壓力感測單元的感測訊號計算血壓，不再需要加減壓的主機與壓脈帶即可進行，有助于縮小體積及便于隨身攜帶，而提升使用者監控血壓的意愿。更重要的是，透過機構的設計，使第一電極、壓力感測單元以及量測身體部位內的血管在同一投影方向上至少部分重疊，達成使用者在操作裝置時，只要接觸第一電極便可順勢讓壓力感測單元貼壓于量測的身體部位上，不僅提升量測的精準度，降低后續再以軟件進行校正的需求，更為一種直覺式的操作，無需特意學習也能達到良好的量測效果。

附圖說明

圖1為已知傳統充氣式血壓計的示意圖。

圖2a為依據本發明第一實施例之血壓量測裝置的外觀示意圖。

圖2b為本發明第一實施例之血壓量測裝置的系統方塊示意圖。

圖3a～3c為本發明第一實施例之血壓量測裝置的操作示意圖。

圖4a與圖4b為本發明第一實施例之血壓量測裝置的元件示意圖。

圖4c為本發明第一實施例之血壓量測裝置的元件錯置示意圖。

圖5a～5b為本發明較佳實施例之血壓量測裝置的外觀示意圖。

圖6為本發明較佳實施例之血壓量測裝置于量測過程中的示意圖。

圖7為本發明較佳實施例之血壓量測方法的流程步驟圖。

具體實施方式

以下將參照相關附圖，說明依本發明較佳實施例之一種血壓量測裝置及血壓量測方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖2a為依據本發明第一實施例之血壓量測裝置的外觀示意圖，圖2b為圖2a所示之血壓量測裝置的系統方塊圖。請同時參考圖2a及圖2b，血壓量測裝置2包括一殼體21、一第一電極22、一壓力感測單元23以及一第二電極24。殼體21用以容置以及固定血壓量測裝置2的電子元件，包括處理單元25、電位差量測單元26、儲存單元27以及顯示單元28。殼體21具有第一表面211及第二表面212，若以使用者的操作角度來看，第一表面211是為上表面，第二表面212是為下表面。在本實施例中，第一表面211是與第二表面212相互平行。第一電極22以及顯示單元28設置于第一表面211，而第二電極24以及壓力感測單元23設置于第二表面212。殼體21的第一表面211以及第二表面212具有多個破口，以供各電極與單元穩固地固定在表面上，并與殼體21內部其它元件維持電性連接。此外，該些破口也供各電極與單元部分外露于殼體21外，以達成與身體部位接觸，或呈現顯示結果的目的。

如圖2b所示，在本實施例中，處理單元25與電位差量測單元26、儲存單元27、顯示單元28以及壓力感測單元23電性連接。血壓量測裝置2以處理單元25自儲存單元27存取處理所需要之程序指令與數據，并依據程序指令進行數據運算，以控制其它單元作動。

第一電極22及第二電極24為成對的電極，其中一者為正極，另一者為負極，二者與電位差量測單元26電性連接。第一電極22及第二電極24形成一組導程或導聯(lead)，藉由分別與使用者不同的身體部位接觸，當心臟去極化活動時，電位差量測單元26可以在兩者之間測得一組電位差，從而傳送到處理單元25轉換為心電訊號。在本實施例中，第一電極22系與使用者的右側肢體(具體為右手食指)接觸；第二電極24系與使用者的左側肢體(具體為左手手腕)接觸，從而形成回路。由于本實施例中使用二個電極分別接觸量測使用者的左右側肢體，所以測得的心電訊號可稱之為肢體導聯心電訊號。具體來說，此肢體導聯心電訊號系為第一肢體導聯(leadi)，以作為單導聯或單導程的心電訊號。在本實施例中，心電訊號為心電圖訊號(ecgsignal)。但需要說明的是，在本發明其它實施例中，第一電極22與第二電極24亦可以與身體其它部位接觸，例如左右腿、軀干的肋骨附近或腋下附近，以測得其它導聯之心電訊號，本發明在此不限。

在本實施例中，壓力感測單元23包括應變規(straingauge)與微處理器。應變規與微處理器電性連接，其中應變規系利用壓阻材料(例如為金屬薄片)和絕緣基片構成。在本實施例中，因為血壓量測裝置2是放置在左手手腕上操作，所以當量測血壓時，壓力感測單元23會與使用者的左手手腕接觸并感受到手腕內橈動脈的搏動，從而讓應變規發生形變。因為應變規形變會導致本身電阻值變化，接著，微處理器可以經由這樣的電阻變化計算出壓力值。得到的連續壓力值變化傳送到處理單元25后，可再轉換為脈波訊號。在本發明其它實施例中，壓力感測單元23也可以是壓電材料制成的元件。

在處理單元25透過電位差量測單元26計算出心電訊號，以及透過壓力感測單元23計算出脈波訊號的同時，另外分別紀錄二種訊號的取得時間，便可依據時間差計算出脈波傳導時間(pulsetransmissiontime,ptt)。詳細來說，脈波傳導時間為在一次心搏中，判斷為心電訊號中的r波(相對于心室去極化中期)出現的時間，與在待量測身體部位(在本實施例中為左手手腕)量測到橈動脈搏動發生的時間差。再換言之，也就是量測一次心搏產生之脈波由心臟到達左手手腕的時間差。因為心臟到達左手手腕的距離可以是一個預設值，或是手動輸入使用者的身高，再經過一個參數調整而得到的值。接著，以該距離除以脈波傳導時間即可計算出脈波傳導速率(pulsewavevelocity,pwv)，也就是心臟收縮產生之脈波到達左手手腕的速率。其后，處理單元25可以依據該脈波傳導速率(pulsewavevelocity,pwv)，透過算法計算使用者的血壓值，包括收縮壓和舒張壓。在本實施例中，處理單元25可將量測的結果傳送至顯示單元28顯示。當然，在其它實施例中，血壓量測裝置2具有通訊單元，可以透過藍牙、3g或4g行動通訊技術或wi-fi等無線通訊的方式，將量測結果傳送到例如智能型手機或平板計算機顯示，本發明在此不限。

請參照圖2a所示，在本實施例中，第一電極22與壓力感測單元23彼此的設置位置是上下相對的，若由使用者的角度觀之，第一電極22是設置在壓力感測單元23的正上方。當第一電極22的尺寸較壓力感測單元23略小時，若以垂直第一電極22表面的投影方向z(如圖3b所示)進行投影，則第一電極22的投影必定會落于壓力感測單元23的投影之內。反之，若第一電極22的尺寸大于壓力感測單元23，同樣以投影方向z進行投影時，則第一電極22的投影反而會覆蓋壓力感測單元23的投影。又若第一電極22的尺寸與壓力感測單元23接近，但二者形狀不同時，同樣以投影方向z進行投影，則二者的投影均有可能會有部分突出在外，但無論如何，一定至少會有部份重疊。然而，投影方向z并不限于是與第一電極22表面垂直之方向，在其它實施例中，亦可以是例如與壓力感測單元23表面垂直的方向，本發明在此不限。

圖3a至圖3c為本發明第一實施例之血壓量測裝置的操作示意圖。請先參照圖3a，使用者手持血壓量測裝置2時，因為機構的設計，使用者的肢體3，較佳為手指(本實施例中為右手食指)，可以容易地接觸到第一電極22。接著，使用者將血壓量測裝置2放置在待測量之身體部位4上預備量測，如圖3b。請參照圖3b，本實施例中，是透過量測左手手腕內血管41之搏動，取得脈波訊號，進而計算出血壓，故系將血壓量測裝置2放置于左手手腕上。明顯可見的，此時使用者手持血壓量測裝置2的姿勢并無需改變，而右手食指仍保持與第一電極22接觸。

在本實施例中，因為第一電極22設置于壓力感測單元23的正上方，而壓力感測單元23又對準血管41而放置于血管41正上方，所以若以垂直第一電極22表面的投影方向z進行投影時，三者的投影至少會有部份重疊。更進一步地說，因為本實施例中壓力感測單元23與血管41的尺寸都小于第一電極22，所以此二者的投影都會落于第一電極22的投影范圍內。

請參照圖3c，當開始量測血壓時，因為第一電極22設置于壓力感測單元23的正上方，壓力感測單元23又設置于血管41的正上方，且三者是平行的，所以使用者的右手手指接觸第一電極22時，不論是因為肢體3所受重力產生的下壓力，或是使用者意識到在進行量測而手指直覺地用力想要貼緊第一電極22所產生的下壓力，或是二者的綜合，此施于第一電極22的外力f也會以同樣的大小作用在壓力感測單元23，而順勢使壓力感測單元23穩固地緊密貼壓在左手手腕上，從而可以清晰地感受到血管41的搏動，進而準確的取得脈波訊號，甚至克服因為沒有緊密貼壓而感受不到血管41搏動導致量測失敗的問題。

另外，在本實施例中，第二電極24環設于壓力感測單元23周邊，所以當使用者利用右手手指接觸第一電極22可順勢使壓力感測單元23穩固地緊密貼壓在左手手腕上的同時，第二電極24亦能緊密貼壓在左手手腕上，從而可以確保回路形成，避免無法取得心電訊號。

因為血壓量測裝置2的機構設計，蓋為第一電極22、壓力感測單元23及血管41于投影方向z上至少部分重疊，產生了一種直覺式的操作。第一，因為肢體3由手持血壓量測裝置2到開始量測之間均保持與第一電極22接觸，而不需要移動或調整位置，且類似以手指進行脈搏診斷的動作；第二，以施力給第一電極22的角度來看，可以在無需另外加大力道就可以將相同的力提供給壓力感測單元23；第三，由施力希望壓力感測單元23可以穩固地貼壓在身體部位4的角度來看，可以達到無需另外加大力道就可以以相同的力讓肢體3與第一電極22緊密貼合。

在本發明其它實施例中，使用者的肢體3可以為左右手食指，身體部位4可以為身體任何具有血管經過且可輕易取得脈搏的部位，例如手腕、手臂、腿部、頸部或軀干的肋骨附近，本發明在此不限。

圖4a與圖4b為本發明第一實施例之血壓量測裝置的元件示意圖，用以說明本說明書所敘述之第一電極22、壓力感測單元23以及血管41從投影方向z進行投影時，所得之上述三者的投影狀態。

圖4a為本發明第一實施例之血壓量測裝置2的第一電極22、壓力感測單元23及血管41于投影方向z上完全重疊。在本實施例中，當第一電極22、壓力感測單元23及血管41在投影方向z上完全重疊時，使用者經由一肢體3施予一外力f接觸或按壓于第一電極22后，血壓量測裝置2亦可同時透過此外力f將壓力感測單元23緊密且穩定地貼壓于手腕，也就是目標血管41的上方，不僅具有固定血壓量測裝置2的效果，亦有利于感測血管41的搏動，提升脈波訊號的準確度。

圖4b為本發明第一實施例之血壓量測裝置2的第一電極22、壓力感測單元23及血管41在投影方向z上部分重疊。在本實施例中，即便當血壓量測裝置2在放置時略有偏差(例如沒有在血管正上方手腕的位置，而有略微偏左或偏右)，但是只要壓力感測單元23仍然朝向血管41，就可以維持第一電極22、壓力感測單元23及血管41在投影方向z上至少部分重疊的效果。此時，以肢體3施加于第一電極22上的外力f，還是可以相同的大小提供給壓力感測單元23，而達成順勢緊貼手腕的效果，不用刻意加大力道來克服放置位置偏差的問題。

相反的，圖4c為假設血壓量測裝置2的第一電極22、壓力感測單元23及血管41不是在投影方向z上有至少部分重疊的狀況。請參照圖4c所示，未依據本發明的機構設計時(第一電極22并非設置于壓力感測單元23正上方時)，第一電極22、壓力感測單元23及血管41在投影方向z(參照圖3c)上不會重疊，則使用者于第一電極上施加的外力f并不能幫助壓力感測單元23穩固地貼壓于手腕上，致使量測不到脈波訊號，或脈波訊號不清晰。圖4c的狀況在手表型血壓量測裝置中最為明顯，也就是壓力感測單元23與第一電極22是在環繞手腕的不同位置。參照圖4c，即便是增大施加在第一電極22上的外力f，因為分量的關系，也無法提供壓力感測單元23貼壓所需要的力，且因為要加大力道，更造成使用者操作上的不方便，非為一種直覺式的操作。

圖5a及圖5b為本發明第二實施例之血壓量測裝置的外觀示意圖。請參照圖5a，在本實施例中，血壓量測裝置2a更包括一校正電極29。校正電極29可設置在殼體21a的左側或右側，并同樣與電位差量測單元電性連接。在操作時，校正電極29是與使用者的其它肢體接觸，例如為右手大姆指及中指。電位差量測單元在一段時間內至少量測校正電極29與第一電極22a之間二次。此二次量測結果會傳送至處理單元，由處理單元據以計算出第一校正值與第二校正值。接著，處理單元再依據第一校正值與第二校正值的平均值，據以校正由量測第一電極22a與第二電極24a所得的心電訊號。上述之校正為以校正值的平均值作為基礎，修正或剔除心電訊號中之極值(例如最大值和最小值)修正或剔除，以得到可信度較高之心電訊號。

如圖5a及圖5b所示，在本實施例中，血壓量測裝置2a之殼體21a具有圓弧形前端及尾端，并具有平行設置的第一表面211a和第二表面212a。殼體21a的圓弧形尾端可以讓使用者容易握持血壓量測裝置2a，并可自然地且直覺地將肢體3a碰觸到第一電極22a及校正電極29。因此，當量測血壓時，使用者可以直覺的操作方式，將血壓量測裝置2a固定在身體部位4a上，并再藉由接觸或甚至按壓第一電極22a，使壓力感測單元23a穩固且緊密地貼壓于血管上方。

另外，此血壓量測裝置2a更包括輸入模塊213、顯示單元28a及連接端口214，使用者可藉由輸入模塊213輸入個人的生理信息(例如但不限于身高)以提整計算參數，提高量測的準確度。使用者可藉由顯示單元28a以得知個人的血壓值，亦可利用連接埠214將血壓值傳送至電子裝置來紀錄個人的血壓值。

圖6為本發明第二實施例之血壓量測裝置的操作示意圖。當量測血壓時，使用者可以輕松地握持住殼體21a，并因為機構的設計，右手食指能夠非常自然地接觸第一電極22a，同時，拇指與中指也是自然地接觸校正電極29。更重要的是，因為第一電極22a、壓力感測單元23a及血管41a在投影方向上重疊，所以不論是食指施加在第一電極22a上的外力，或是手部因為重力而提供給第一電極22a的外力，或是二者的綜合，均能以幾近相同的大小施加在壓力感測單元23a上，使壓力感測單元23a可以緊密地貼壓于身體部位4a上，有助于感受血管41a的搏動。

在本發明之第三實施例中，血壓量測裝置的第一電極具有一凹部，此凹部形狀對應于使用者的手指形狀。當量測血壓時，第一電極的凹部具有提示使用者以手部接觸或按壓操作的功能，更提升直覺式操作血壓量測裝置的效果，同時還可以協助手指固定位置，令使用者施力更容易。

圖7為本發明較佳實施例之一種血壓量測方法的流程步驟圖。請參照圖7，在本實施例中，血壓量測方法包括以下步驟：首先，以一血壓量測裝置與一使用者的一身體部位接觸(步驟s01)。血壓量測裝置包括一殼體、一第一電極以及一壓力感測單元，殼體具有一第一表面及一第二表面，第一電極設置于第一表面，壓力感測單元設置于第二表面，身體部位內有一血管。使第一電極、壓力感測單元以及血管在同一投影方向上至少部分重疊(步驟s02)。以及由使用者接觸第一電極，使壓力感測單元能貼壓身體部位。(步驟s03)。然而，本實施例中血壓量測方法的技術內容與實施細節均與前述量測裝置所執行之技術內容與實施細節大致相同，可參考前述，于此不再贅述。

綜上所述，本發明提供一種血壓量測裝置及血壓量測方法，利用二電極以及壓力感測單元的感測訊號計算血壓，不再需要加減壓的主機與壓脈帶即可進行，有助于縮小體積及便于隨身攜帶，而提升使用者監控血壓的意愿。更重要的是，透過機構的設計，使第一電極、壓力感測單元以及量測身體部位內的血管在同一投影方向上至少部分重疊，達成使用者在操作裝置時，只要接觸第一電極便可順勢讓壓力感測單元貼壓于量測的身體部位上，不僅提升量測的精準度，降低后續再以軟件進行校正的需求，更為一種直覺式的操作，無需特意學習也能達到良好的量測效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與范疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含于后附之權利要求中。