生理監測系統及其方法
2023-05-24 19:55:41
專利名稱：生理監測系統及其方法
技術領域：
本發明涉及一種生理監測系統，屬於特別是一種可以減少電磁輻射對人體所造成傷害的生理監測系統及其方法。
背景技術：
傳統的生理監測系統包含感測端(Sensor)和接收端(Receiver)，在傳送訊號時， 其感測端佩帶在人體上用來偵測人體的生理訊號，例如血壓、體溫、脈搏、心跳、血氧、血糖 (非侵入式)等，當系統工作時，感測端將該生理訊號轉換成電訊號並傳輸給接收端，接收端再加以轉換成生理參數，並記錄這些生理參數或通過網絡傳輸到其他裝置以供遠程監測。此外，接收端內部也可包含感測單元，可單獨用來偵測人體的生理訊號，直接轉換成生理參數。傳統的生理監測器以有線方式連接在受測者與顯示儀器之間，例如病房常見之心電、血壓等監測儀器，其感測端常固定於受測者的手指尖或胸前，通過傳輸線將測得的訊號回傳到處理模塊，以進行訊號處理並顯示於顯示屏上。因為受測者身上的感測端通過傳輸線與主機相連，使得受測者的日常活動受到諸多限制，且主機端本身的電源線亦會造成受測者的不便；再者，因為傳輸線有其距離限制，因此顯示屏通常就設置在病床旁，甚至緊鄰受測者的頭部，亦對受測者的心理造成負擔。考慮前述種種不利因素，有人提出了以無線方式傳輸的生理監測系統，例如中國臺灣第M329202號新型專利，或是中國臺灣公開號 200631548之發明申請案。如圖1所示，傳統生理監測系統10中，感測模塊12中具有感測單元(圖未示)用以將人體生理訊號轉換成一電訊號，例如是一設置在受測人體上的臂帶，或貼附於受測者耳朵上的耳溫偵測器等等，感測模塊12直接傳送無線訊號至接收模塊14，而接收模塊14與感測模塊12間的距離D通常為數十米，為了能有效傳輸，感測模塊12須使用中高功率的無線發射器(圖未示)，使無線傳輸距離可達數十米之遠，因此，傳統感測模塊12的耗電量大、 體積大、重量重。由於感測模塊12是佩帶在受測人體身上的，這些缺陷都造成了使用上的不便，而且其無線傳輸器使用的中長程的無線傳輸訊號還可能對人體造成不良的影響。因此，如何避免無線傳輸過程中強電磁波對受測者所產生的危害，達到既可長距離傳輸遠程訊號、又可減少傳統方法對受測者可能造成的危害，特別是應用在譬如嬰兒、 孕婦、重症病患、植物人等體質較為纖弱的人群時，如何減低電磁輻射對人體造成的不良影響，實為目前亟待解決的課題，此外，儘可能降低監測儀器對受測者心理造成的壓力，也是極為重要的。
發明內容
本發明的目的在於提供一種生理監測系統。本發明的另一目的，在於提出一種生理監測方法。根據本發明，一種生理監測系統包括一感測模塊，偵測一生理訊號並將該生理訊號轉換為一第一感測訊號，再以一極低功率的無線傳輸方式輸出該第一感測訊號；一轉接模塊，接收該第一感測訊號，根據該第一感測訊號產生一第二感測訊號，再以一中高功率無線傳輸方式輸出該第二感測訊號；以及一接收模塊，接收該第二感測訊號，並將該第二感測訊號加以處理後儲存為生理信息。根據本發明，一種生理監測方法包括偵測一生理訊號並將該生理訊號轉換為一第一感測訊號，再以一極低功率無線傳輸方式輸出該第一感測訊號；接收該第一感測訊號， 根據該第一感測訊號產生一第二感測訊號，再以一中高功率無線傳輸方式輸出該第二感測訊號；以及接收該第二感測訊號，並將該第二感測訊號加以處理後儲存為生理信息。與現有技術相比，使用本發明提供的生理監測系統及其方法可以有效減少電磁輻射對人體的傷害，降低監測過程對受測者身心造成的損害。
圖1為傳統生理監測系統的系統框2為根據本發明的生理監測系統的一實施例的系統框3為根據本發明的生理監測系統的另一實施例的詳細結構框圖附圖標記10傳統生理監測系統
12感測模塊
14接收模塊
20生理監測系統
22感測模塊
24轉接模塊
26接收模塊
30生理監測系統
32感測模塊
321感測端
322量測單元
323生理訊號感測器
324微處理器1
325極低功率無線傳輸單元
326天線
34轉接模塊
341放大器
342無線收傳模塊
343第一天線
344無線接收單元
345中高功率無線傳輸單元
346第二天線
36接收模塊
360處理模塊361儲存單元362比對單元363微處理器364無線通信模塊38基地臺/數據中心D接收模塊14與感測模塊12間的距離Dl轉接模塊M與感測模塊22間的距離D2接收模塊沈與轉接模塊M間的距離
具體實施例方式下面結合附圖介紹本發明的實施例。在說明書及權利要求書中使用了某些詞彙來稱呼特定的組件，所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權利要求書範圍並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。在整篇說明書及權利要求書中所提及的「包含」為一開放式的用語，應解釋成 「包含但不限定於」。另外，「耦接」 一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此， 若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或通過其他裝置及連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。圖2為根據本發明生理監測系統的一實施例的系統框圖，生理監測系統20包含了感測模塊(knSOr)22、轉接模塊(JimCti0n)24以及接收模塊(Receiver) 26，如圖2所示， 感測模塊22可以是各種偵測人體生理訊號的生理感測器，生理訊號可包含體溫、脈搏、心跳、血氧、血糖(非侵入式)等，所述各種生理感測器為本發明所屬技術領域具通常知識者所熟知，其原理及特性在此不予贅述。在本實施例中，感測模塊22包含一熱敏電阻，貼附於體表以感測受測者的體溫變化。感測模塊22在測得生理訊號並加以轉換成電訊號後，通過紅外線anfrared)或無線電等以極低功率的無線傳輸方式(以細虛線表示)傳輸給轉接模塊M ；轉接模塊M設置在感測模塊22附近，在本實施例中，轉接模塊M與感測模塊22 之間的距離Dl小於二米，在其他實施例中，轉接模塊M與感測模塊22在以傳輸功率不因電磁輻射傷害可能影響人體安全為前提的情況下，可以依實際需求調整其間的距離D1，例如在數十釐米至五米之間。轉接模塊M接收到感測模塊22送來的無線訊號，加以處理後再通過紅外線anfrared)或無線電等以中高功率中長距離(數十至數百米)無線傳輸方式(以粗虛線表示)輸出，提供給設置於較遠處(距離D2)的接收模塊26，在本實施例中， 距離D2可以為十至一百米。由於感測模塊22隻需提供極低功率的短距離傳輸能力，因此耗電量、重量都可以減少，減低對人體的負擔，且不會對人體造成電磁輻射傷害，特別是應用在譬如嬰兒、孕婦、重症病患、植物人等體質較為纖弱的族群時；轉接模塊M與感測模塊 22間相距距離D1，換言之，轉接模塊M與受測人體之距離亦為距離D1，而非靠近或直接接觸人體，由於電磁波會隨著距離的增加而成倍數衰減，因此轉接模塊M輸出之中高功率中長距離傳輸訊號對受測人體的影響可以大幅降低；接收模塊26接收轉接模塊M輸出的無線訊號，加以處理後獲得有用的生理信息，再進行後端處理，例如利用網絡傳輸到遠程的監控中心，或與一默認數據相比對，以在該生理信息過高或過低時發出警告。圖3為本發明生理監測系統的另一實施例的詳細結構框圖。在生理監測系統30 中，感測模塊32系用以佩帶於使用者身上，其主要由生理訊號感測器323、微處理器324、 極低功率無線傳輸單元325以及天線3 組成。生理訊號感測器323由生理訊號感測端 321和量測單元322組成，生理訊號感測端321供貼附於人體，在本實施例中，生理訊號感測端321是一熱敏電阻，其因體表溫度變化造成之電阻變化經量測單元322轉換為第一感測訊號，再通過微處理器3 處理後，由極低功率無線傳輸單元325及天線326以無線傳輸方式輸出；設置於感測模塊32附近之轉接模塊34藉由第一天線343和無線接收單元344 接收該第一感測訊號，該第一感測訊號經放大器341放大為第二感測訊號，再藉由中高功率無線傳輸單元345及第二天線346以無線傳輸方式輸出，在本實施例中，無線收傳模塊 342由第一天線343、第二天線346、無線接收單元344以及中高功率無線傳輸單元345構成，在其他實施例中，第一天線343、第二天線346、無線接收單元344以及中高功率無線傳輸單元345可進一步整合，例如僅設置一天線，並配合傳輸/接收模式之切換，使無線訊號的傳輸與接收皆通過同一電路實現。接收模塊36於遠處接收轉接模塊34輸出的第二感測訊號，其亦具有無線通信模塊364，其功能及可能的變化與無線收傳模塊342相似，對本發明相關領域具通常知識者應能根據前述說明了解其內容，在此不加以贅述。處理模塊360 包含一微處理器363、一儲存單元361、與一比對單元362，且處理模塊360耦接無線通信模塊364，對該第二感測訊號進行處理，例如加以運算轉換以獲得該第二感測訊號所攜帶之生理信息，並儲存於儲存單元361，或通過比對單元362將該第二感測訊號或該生理信息與默認數據相比對，判斷受測者的生理參數是否正常，以產生一比對結果。在本實施例中，無線通信模塊364僅用來接收該第二感測訊號，接收模塊36直接連接於一上網裝置(圖中未示)，例如個人計算機或行動電話，通過例如通用串行總線(Universal Serial Bus ；USB) 或EIA-RS-232(RS23》等有線傳輸連接該上網裝置，並通過該上網裝置與網際網路聯機，藉以將所監測到的受測者生理參數或比對結果傳輸給遠程的基地臺/數據中心38。在其他實施例中，無線通信模塊364也可包含無線傳輸單元，使接收模塊36通過無線傳輸方式將取得的第二感測訊號、生理參數或比對結果傳輸給基地臺/數據中心38，以進行後端處理，例如提供給醫療專業人士，或在受測者的生理參數超出正常範圍時，警告遠程的監控人員進行實時處理。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
權利要求
1.一種生理監測系統，包括一感測模塊，偵測一生理訊號並將該生理訊號轉換為一第一感測訊號，再以一極低功率無線傳輸方式輸出該第一感測訊號；一轉接模塊，接收該第一感測訊號，根據該第一感測訊號產生一第二感測訊號，再以一中高功率無線傳輸方式輸出該第二感測訊號；以及一接收模塊，接收該第二感測訊號，並將該第二感測訊號加以處理、辨別，並儲存為生理{曰息ο
2.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於其中該感測模塊包括 一生理訊號感測器，包括一生理訊號感測端以及一量測單元，用以偵測該生理訊號； 一微處理器，耦接該生理訊號感測器，用以將該生理訊號轉換為該第一感測訊號；以及一極低功率無線傳輸單元，包括一天線，耦接該微處理器，將該第一感測訊號以極低功率無線傳輸方式輸出。
3.如權利要求2所述的生理監測系統，其特徵在於其中該生理訊號感測器系用以偵測體溫、脈搏、心跳、血氧或血糖。
4.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於其中該轉接模塊包括一無線接收單元，接收該第一感測訊號；一放大器，耦接該無線接收單元，放大該第一感測訊號以產生該第二感測訊號；以及一中高功率無線傳輸單元，耦接該放大器，以中高功率無線傳輸方式輸出該第二感測訊號。
5.如權利要求4所述的生理監測系統，其特徵在於其中該轉接模塊還包括 一第一天線，耦接該無線接收單元，供接收該第一感測訊號；以及一第二天線，耦接該中高功率無線傳輸單元，以供輸出該第二感測訊號。
6.如權利要求4所述的生理監測系統，其特徵在於其中該無線接收單元及中高功率無線傳輸單元整合為一無線收傳模塊，通過同一天線接收該第一感測訊號及傳輸該第二感測訊號。
7.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於其中該接收模塊包括 一無線通信模塊，接收該第二感測訊號；一處理模塊，耦接該無線收傳模塊，處理該第二感測訊號以獲得一生理信息，包括 一微處理器，耦接該無線通信模塊，處理該第二感測訊號以產生該生理信息； 一比對單元，耦接該微處理器，將該生理信息與一默認條件相比對以產生一比對結果；以及一儲存單元，儲存該第二感測訊號、該生理信息或該比對結果。
8.如權利要求7所述的生理監測系統，其特徵在於其中該無線通信模塊包括 一無線接收單元，接收該第二感測訊號；以及一中高功率無線傳輸單元，耦接該處理模塊，用以將該第二感測訊號、該生理信息以中高功率無線傳輸方式輸出。
9.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於所述生理監測系統進一步包括一基地臺/數據中心，通過網際網路與該接收模塊聯機，以對該第二感測訊號或該生理信息進行後端處理。
10.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於其中該接收模塊還包括一通用串行總線或RS232。
11.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於其中該感測模塊與轉接模塊間的距離小於五米。
12.如權利要求1所述的生理監測系統，其特徵在於其中該轉接模塊與接收模塊間的距離介於十米至一百米之間。
13.一種生理監測方法，包括下列步驟(a)偵測一生理訊號並將該生理訊號轉換為一第一感測訊號，再以一極低功率無線傳輸方式輸出該第一感測訊號；(b)接收該第一感測訊號，根據該第一感測訊號產生一第二感測訊號，再以一中高功率無線傳輸方式輸出該第二感測訊號；以及(c)接收該第二感測訊號，並將該第二感測訊號加以處理後儲存為生理信息。
14.如權利要求13所述的生理監測方法，其特徵在於其中該步驟(b)包括放大該第一感測訊號以產生該第二感測訊號。
15.如權利要求13所述的生理監測方法，其特徵在於其中該步驟(c)進一步包括將該生理信息與一默認條件相比對以產生一比對結果；儲存該第二感測訊號、該生理信息或該比對結果；以及將該第二感測訊號、該生理信息或該比對結果以有線或無線傳輸方式輸出至遠程的基地臺/數據中心，以進行後端處理。
16.如權利要求13所述的生理監測方法，其特徵在於其中該第一感測訊號的無線傳輸距離小於五米。
17.如權利要求13所述的生理監測方法，其特徵在於其中該第二感測訊號的無線傳輸距離介於十米至一百米之間。
全文摘要
本發明涉及一種生理監測系統及其方法，該生理監測系統包括一感測模塊，偵測一生理訊號並將該生理訊號轉換為一第一感測訊號，再以一極低功率無線傳輸方式輸出該第一感測訊號；一轉接模塊，接收該第一感測訊號，根據該第一感測訊號產生一第二感測訊號，再以一中高功率中長距離無線傳輸方式輸出該第二感測訊號；以及一接收模塊，接收該第二感測訊號，並將該第二感測訊號加以處理後儲存為生理信息。使用本發明提供的生理監測系統及其方法可以有效減少電磁輻射對人體的傷害，降低監測過程對受測者身心造成的損害。
文檔編號G08C17/02GK102397057SQ20101027933
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者徐添財, 念其昌 申請人:厚美德生物科技股份有限公司