血压量测装置及血压量测方法与流程

本发明系关于一种血压量测装置及血压量测方法。

背景技术：

血压是观察个体健康状况的重要指标之一，血压值异常，不论过高或过低，均隐含个体的生理状况发生问题，尤其是一般难由外部察觉到的心血管方面疾病。由于年长者身体机能老化，罹患心血管疾病的风险高，所以过去对年长者经常性地量测血压是非常重要的工作，以求早期发现早期治疗。然而，现代人生活压力大，加之三餐饮食不正常，因此需要被经常性监控血压的族群大有年龄下调的趋势。

图1为已知血压计的外观示意图。请参考图1所示，血压计1包括一压脉带11、一主机12和一橡皮软管13。在量测血压时，主机12透过橡皮软管13控制对压脉带11的充气加压与泄气减压，并在此过程中依据压脉带11内含的压力传感器感测到的压力变动数值(代表血管壁的震动幅度)，代入示波振幅法(oscillometry)计算出血压值。

然而，已知血压计1在加减压的过程中容易使受测者感到不适，且量测所耗时间过长，致使受测者的量测意愿降低，不利于长期使用。此外，以随身携带来说，主机12以及压脉带11的体积均过大，不利于随时监控血压。

近年来市面上已有少数手表型的血压量测装置被推出，此种新产品虽然克服了已知血压计1不易随身携带的问题，然而普遍存在无法妥善地被固定在量测位置，从而无法精确测量到血管脉波讯号，进而导致血压量测值有失准，甚至量测失败的疑虑。

因此，目前亟需要一种血压量测装置，除具有携带方便的特性，且量测过程快速，又无加减压造成不舒适的问题，更需要能够容易地固定在量测位置上，提高量测血压的准确度及成功率。

技术实现要素：

有鉴于上述课题，本发明之目的为提供一种血压量测装置及血压量测方法，透过装置上的设计，免除了加减压必须的主机与压脉带，所以能缩小体积，适合让使用者随身携带，以便达提升量测血压的意愿，更有助于达成随时监控血压。更重要的，本发明要能让使用者在达成取得量测讯号的同时，还能轻易地将装置固定在量测位置上，是为一种直觉式的操作，不仅能准确地量测血压，降低对于后续使用软件校正的需求(如量出血压值后再经过算法调整)，更免除了使用者需要特意学习的问题(如使用额外机构强化装置在量测位置上的固定)。

为达上述目的，依据本发明的一种血压量测装置包括一壳体、一第一电极、一压力感测单元。壳体具有一第一表面及一第二表面，第一电极设置于第一表面，以及压力感测单元设置于第二表面。其中血压量测装置系于一使用者的一身体部位上操作，身体部位内有一血管，当量测血压时，第一电极、压力感测单元以及血管在同一投影方向上至少部分重叠，使使用者接触第一电极时，压力感测单元能贴压身体部位。

为达上述目的，依据本发明的一种血压量测方法，其步骤为：以一血压量测装置与一使用者的一身体部位接触，血压量测装置包括一壳体、一第一电极以及一压力感测单元，壳体具有一第一表面及一第二表面，第一电极设置于第一表面，压力感测单元设置于第二表面，身体部位内有一血管。使第一电极、压力感测单元以及血管在同一投影方向上至少部分重叠。以及由使用者接触第一电极，使压力感测单元能贴压身体部位。

在一实施例中，使用者接触第一电极时，压力感测单元系受到使用者受重力或施力产生的下压力而能贴压身体部位。

在一实施例中，血压量测装置更包括一第二电极，设置于第二表面，并与第一电极电性连接，且当量测血压时，第二电极与身体部位接触。

在一实施例中，使用者接触第一电极时，第二电极能贴压该身体部位。

在一实施例中，血压量测装置更包括一校正电极、一或多个处理单元以及一储存单元。校正电极设置于壳体，一或多个处理单元容置于壳体以及储存单元容置于壳体，且讯号连接一或多个处理单元。储存单元包括一或多个程序指令，当一或多个程序指令被一或多个处理单元执行时，一或多个处理单元进行以下步骤：取得一第一校正值，第一校正值系依据校正电极与第一电极的一第一量测结果计算所得。取得一第二校正值，第二校正值系依据校正电极与第一电极的一第二量测结果计算所得。以及依据第一校正值及第二校正值校正由第一电极与第二电极所得的量测值。

在一实施例中，使用者系以一手指与第一电极接触，且第一电极具有对应手指形状的一凹部。

承上所述，本发明提供一种血压量测装置及血压量测方法，利用二电极以及压力感测单元的感测讯号计算血压，不再需要加减压的主机与压脉带即可进行，有助于缩小体积及便于随身携带，而提升使用者监控血压的意愿。更重要的是，透过机构的设计，使第一电极、压力感测单元以及量测身体部位内的血管在同一投影方向上至少部分重叠，达成使用者在操作装置时，只要接触第一电极便可顺势让压力感测单元贴压于量测的身体部位上，不仅提升量测的精准度，降低后续再以软件进行校正的需求，更为一种直觉式的操作，无需特意学习也能达到良好的量测效果。

附图说明

图1为已知传统充气式血压计的示意图。

图2a为依据本发明第一实施例之血压量测装置的外观示意图。

图2b为本发明第一实施例之血压量测装置的系统方块示意图。

图3a～3c为本发明第一实施例之血压量测装置的操作示意图。

图4a与图4b为本发明第一实施例之血压量测装置的元件示意图。

图4c为本发明第一实施例之血压量测装置的元件错置示意图。

图5a～5b为本发明较佳实施例之血压量测装置的外观示意图。

图6为本发明较佳实施例之血压量测装置于量测过程中的示意图。

图7为本发明较佳实施例之血压量测方法的流程步骤图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例之一种血压量测装置及血压量测方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图2a为依据本发明第一实施例之血压量测装置的外观示意图，图2b为图2a所示之血压量测装置的系统方块图。请同时参考图2a及图2b，血压量测装置2包括一壳体21、一第一电极22、一压力感测单元23以及一第二电极24。壳体21用以容置以及固定血压量测装置2的电子元件，包括处理单元25、电位差量测单元26、储存单元27以及显示单元28。壳体21具有第一表面211及第二表面212，若以使用者的操作角度来看，第一表面211是为上表面，第二表面212是为下表面。在本实施例中，第一表面211是与第二表面212相互平行。第一电极22以及显示单元28设置于第一表面211，而第二电极24以及压力感测单元23设置于第二表面212。壳体21的第一表面211以及第二表面212具有多个破口，以供各电极与单元稳固地固定在表面上，并与壳体21内部其它元件维持电性连接。此外，该些破口也供各电极与单元部分外露于壳体21外，以达成与身体部位接触，或呈现显示结果的目的。

如图2b所示，在本实施例中，处理单元25与电位差量测单元26、储存单元27、显示单元28以及压力感测单元23电性连接。血压量测装置2以处理单元25自储存单元27存取处理所需要之程序指令与数据，并依据程序指令进行数据运算，以控制其它单元作动。

第一电极22及第二电极24为成对的电极，其中一者为正极，另一者为负极，二者与电位差量测单元26电性连接。第一电极22及第二电极24形成一组导程或导联(lead)，藉由分别与使用者不同的身体部位接触，当心脏去极化活动时，电位差量测单元26可以在两者之间测得一组电位差，从而传送到处理单元25转换为心电讯号。在本实施例中，第一电极22系与使用者的右侧肢体(具体为右手食指)接触；第二电极24系与使用者的左侧肢体(具体为左手手腕)接触，从而形成回路。由于本实施例中使用二个电极分别接触量测使用者的左右侧肢体，所以测得的心电讯号可称之为肢体导联心电讯号。具体来说，此肢体导联心电讯号系为第一肢体导联(leadi)，以作为单导联或单导程的心电讯号。在本实施例中，心电讯号为心电图讯号(ecgsignal)。但需要说明的是，在本发明其它实施例中，第一电极22与第二电极24亦可以与身体其它部位接触，例如左右腿、躯干的肋骨附近或腋下附近，以测得其它导联之心电讯号，本发明在此不限。

在本实施例中，压力感测单元23包括应变规(straingauge)与微处理器。应变规与微处理器电性连接，其中应变规系利用压阻材料(例如为金属薄片)和绝缘基片构成。在本实施例中，因为血压量测装置2是放置在左手手腕上操作，所以当量测血压时，压力感测单元23会与使用者的左手手腕接触并感受到手腕内桡动脉的搏动，从而让应变规发生形变。因为应变规形变会导致本身电阻值变化，接着，微处理器可以经由这样的电阻变化计算出压力值。得到的连续压力值变化传送到处理单元25后，可再转换为脉波讯号。在本发明其它实施例中，压力感测单元23也可以是压电材料制成的元件。

在处理单元25透过电位差量测单元26计算出心电讯号，以及透过压力感测单元23计算出脉波讯号的同时，另外分别纪录二种讯号的取得时间，便可依据时间差计算出脉波传导时间(pulsetransmissiontime,ptt)。详细来说，脉波传导时间为在一次心搏中，判断为心电讯号中的r波(相对于心室去极化中期)出现的时间，与在待量测身体部位(在本实施例中为左手手腕)量测到桡动脉搏动发生的时间差。再换言之，也就是量测一次心搏产生之脉波由心脏到达左手手腕的时间差。因为心脏到达左手手腕的距离可以是一个预设值，或是手动输入使用者的身高，再经过一个参数调整而得到的值。接着，以该距离除以脉波传导时间即可计算出脉波传导速率(pulsewavevelocity,pwv)，也就是心脏收缩产生之脉波到达左手手腕的速率。其后，处理单元25可以依据该脉波传导速率(pulsewavevelocity,pwv)，透过算法计算使用者的血压值，包括收缩压和舒张压。在本实施例中，处理单元25可将量测的结果传送至显示单元28显示。当然，在其它实施例中，血压量测装置2具有通讯单元，可以透过蓝牙、3g或4g行动通讯技术或wi-fi等无线通讯的方式，将量测结果传送到例如智能型手机或平板计算机显示，本发明在此不限。

请参照图2a所示，在本实施例中，第一电极22与压力感测单元23彼此的设置位置是上下相对的，若由使用者的角度观之，第一电极22是设置在压力感测单元23的正上方。当第一电极22的尺寸较压力感测单元23略小时，若以垂直第一电极22表面的投影方向z(如图3b所示)进行投影，则第一电极22的投影必定会落于压力感测单元23的投影之内。反之，若第一电极22的尺寸大于压力感测单元23，同样以投影方向z进行投影时，则第一电极22的投影反而会覆盖压力感测单元23的投影。又若第一电极22的尺寸与压力感测单元23接近，但二者形状不同时，同样以投影方向z进行投影，则二者的投影均有可能会有部分突出在外，但无论如何，一定至少会有部份重叠。然而，投影方向z并不限于是与第一电极22表面垂直之方向，在其它实施例中，亦可以是例如与压力感测单元23表面垂直的方向，本发明在此不限。

图3a至图3c为本发明第一实施例之血压量测装置的操作示意图。请先参照图3a，使用者手持血压量测装置2时，因为机构的设计，使用者的肢体3，较佳为手指(本实施例中为右手食指)，可以容易地接触到第一电极22。接着，使用者将血压量测装置2放置在待测量之身体部位4上预备量测，如图3b。请参照图3b，本实施例中，是透过量测左手手腕内血管41之搏动，取得脉波讯号，进而计算出血压，故系将血压量测装置2放置于左手手腕上。明显可见的，此时使用者手持血压量测装置2的姿势并无需改变，而右手食指仍保持与第一电极22接触。

在本实施例中，因为第一电极22设置于压力感测单元23的正上方，而压力感测单元23又对准血管41而放置于血管41正上方，所以若以垂直第一电极22表面的投影方向z进行投影时，三者的投影至少会有部份重叠。更进一步地说，因为本实施例中压力感测单元23与血管41的尺寸都小于第一电极22，所以此二者的投影都会落于第一电极22的投影范围内。

请参照图3c，当开始量测血压时，因为第一电极22设置于压力感测单元23的正上方，压力感测单元23又设置于血管41的正上方，且三者是平行的，所以使用者的右手手指接触第一电极22时，不论是因为肢体3所受重力产生的下压力，或是使用者意识到在进行量测而手指直觉地用力想要贴紧第一电极22所产生的下压力，或是二者的综合，此施于第一电极22的外力f也会以同样的大小作用在压力感测单元23，而顺势使压力感测单元23稳固地紧密贴压在左手手腕上，从而可以清晰地感受到血管41的搏动，进而准确的取得脉波讯号，甚至克服因为没有紧密贴压而感受不到血管41搏动导致量测失败的问题。

另外，在本实施例中，第二电极24环设于压力感测单元23周边，所以当使用者利用右手手指接触第一电极22可顺势使压力感测单元23稳固地紧密贴压在左手手腕上的同时，第二电极24亦能紧密贴压在左手手腕上，从而可以确保回路形成，避免无法取得心电讯号。

因为血压量测装置2的机构设计，盖为第一电极22、压力感测单元23及血管41于投影方向z上至少部分重叠，产生了一种直觉式的操作。第一，因为肢体3由手持血压量测装置2到开始量测之间均保持与第一电极22接触，而不需要移动或调整位置，且类似以手指进行脉搏诊断的动作；第二，以施力给第一电极22的角度来看，可以在无需另外加大力道就可以将相同的力提供给压力感测单元23；第三，由施力希望压力感测单元23可以稳固地贴压在身体部位4的角度来看，可以达到无需另外加大力道就可以以相同的力让肢体3与第一电极22紧密贴合。

在本发明其它实施例中，使用者的肢体3可以为左右手食指，身体部位4可以为身体任何具有血管经过且可轻易取得脉搏的部位，例如手腕、手臂、腿部、颈部或躯干的肋骨附近，本发明在此不限。

图4a与图4b为本发明第一实施例之血压量测装置的元件示意图，用以说明本说明书所叙述之第一电极22、压力感测单元23以及血管41从投影方向z进行投影时，所得之上述三者的投影状态。

图4a为本发明第一实施例之血压量测装置2的第一电极22、压力感测单元23及血管41于投影方向z上完全重叠。在本实施例中，当第一电极22、压力感测单元23及血管41在投影方向z上完全重叠时，使用者经由一肢体3施予一外力f接触或按压于第一电极22后，血压量测装置2亦可同时透过此外力f将压力感测单元23紧密且稳定地贴压于手腕，也就是目标血管41的上方，不仅具有固定血压量测装置2的效果，亦有利于感测血管41的搏动，提升脉波讯号的准确度。

图4b为本发明第一实施例之血压量测装置2的第一电极22、压力感测单元23及血管41在投影方向z上部分重叠。在本实施例中，即便当血压量测装置2在放置时略有偏差(例如没有在血管正上方手腕的位置，而有略微偏左或偏右)，但是只要压力感测单元23仍然朝向血管41，就可以维持第一电极22、压力感测单元23及血管41在投影方向z上至少部分重叠的效果。此时，以肢体3施加于第一电极22上的外力f，还是可以相同的大小提供给压力感测单元23，而达成顺势紧贴手腕的效果，不用刻意加大力道来克服放置位置偏差的问题。

相反的，图4c为假设血压量测装置2的第一电极22、压力感测单元23及血管41不是在投影方向z上有至少部分重叠的状况。请参照图4c所示，未依据本发明的机构设计时(第一电极22并非设置于压力感测单元23正上方时)，第一电极22、压力感测单元23及血管41在投影方向z(参照图3c)上不会重叠，则使用者于第一电极上施加的外力f并不能帮助压力感测单元23稳固地贴压于手腕上，致使量测不到脉波讯号，或脉波讯号不清晰。图4c的状况在手表型血压量测装置中最为明显，也就是压力感测单元23与第一电极22是在环绕手腕的不同位置。参照图4c，即便是增大施加在第一电极22上的外力f，因为分量的关系，也无法提供压力感测单元23贴压所需要的力，且因为要加大力道，更造成使用者操作上的不方便，非为一种直觉式的操作。

图5a及图5b为本发明第二实施例之血压量测装置的外观示意图。请参照图5a，在本实施例中，血压量测装置2a更包括一校正电极29。校正电极29可设置在壳体21a的左侧或右侧，并同样与电位差量测单元电性连接。在操作时，校正电极29是与使用者的其它肢体接触，例如为右手大姆指及中指。电位差量测单元在一段时间内至少量测校正电极29与第一电极22a之间二次。此二次量测结果会传送至处理单元，由处理单元据以计算出第一校正值与第二校正值。接着，处理单元再依据第一校正值与第二校正值的平均值，据以校正由量测第一电极22a与第二电极24a所得的心电讯号。上述之校正为以校正值的平均值作为基础，修正或剔除心电讯号中之极值(例如最大值和最小值)修正或剔除，以得到可信度较高之心电讯号。

如图5a及图5b所示，在本实施例中，血压量测装置2a之壳体21a具有圆弧形前端及尾端，并具有平行设置的第一表面211a和第二表面212a。壳体21a的圆弧形尾端可以让使用者容易握持血压量测装置2a，并可自然地且直觉地将肢体3a碰触到第一电极22a及校正电极29。因此，当量测血压时，使用者可以直觉的操作方式，将血压量测装置2a固定在身体部位4a上，并再藉由接触或甚至按压第一电极22a，使压力感测单元23a稳固且紧密地贴压于血管上方。

另外，此血压量测装置2a更包括输入模块213、显示单元28a及连接端口214，使用者可藉由输入模块213输入个人的生理信息(例如但不限于身高)以提整计算参数，提高量测的准确度。使用者可藉由显示单元28a以得知个人的血压值，亦可利用连接埠214将血压值传送至电子装置来纪录个人的血压值。

图6为本发明第二实施例之血压量测装置的操作示意图。当量测血压时，使用者可以轻松地握持住壳体21a，并因为机构的设计，右手食指能够非常自然地接触第一电极22a，同时，拇指与中指也是自然地接触校正电极29。更重要的是，因为第一电极22a、压力感测单元23a及血管41a在投影方向上重叠，所以不论是食指施加在第一电极22a上的外力，或是手部因为重力而提供给第一电极22a的外力，或是二者的综合，均能以几近相同的大小施加在压力感测单元23a上，使压力感测单元23a可以紧密地贴压于身体部位4a上，有助于感受血管41a的搏动。

在本发明之第三实施例中，血压量测装置的第一电极具有一凹部，此凹部形状对应于使用者的手指形状。当量测血压时，第一电极的凹部具有提示使用者以手部接触或按压操作的功能，更提升直觉式操作血压量测装置的效果，同时还可以协助手指固定位置，令使用者施力更容易。

图7为本发明较佳实施例之一种血压量测方法的流程步骤图。请参照图7，在本实施例中，血压量测方法包括以下步骤：首先，以一血压量测装置与一使用者的一身体部位接触(步骤s01)。血压量测装置包括一壳体、一第一电极以及一压力感测单元，壳体具有一第一表面及一第二表面，第一电极设置于第一表面，压力感测单元设置于第二表面，身体部位内有一血管。使第一电极、压力感测单元以及血管在同一投影方向上至少部分重叠(步骤s02)。以及由使用者接触第一电极，使压力感测单元能贴压身体部位。(步骤s03)。然而，本实施例中血压量测方法的技术内容与实施细节均与前述量测装置所执行之技术内容与实施细节大致相同，可参考前述，于此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种血压量测装置及血压量测方法，利用二电极以及压力感测单元的感测讯号计算血压，不再需要加减压的主机与压脉带即可进行，有助于缩小体积及便于随身携带，而提升使用者监控血压的意愿。更重要的是，透过机构的设计，使第一电极、压力感测单元以及量测身体部位内的血管在同一投影方向上至少部分重叠，达成使用者在操作装置时，只要接触第一电极便可顺势让压力感测单元贴压于量测的身体部位上，不仅提升量测的精准度，降低后续再以软件进行校正的需求，更为一种直觉式的操作，无需特意学习也能达到良好的量测效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包含于后附之权利要求中。