[發明專利]穿戴裝置及其心率讀值的補償方法

有效

• 申請號: 201610643325.0
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN107536607B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 黃鐙輝
• 申請（專利權）人: 晶翔微系統股份有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/053;A61B5/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 郭紅梅;曲鵬

一種穿戴裝置，其配戴于一使用者，并具有一參考點。該穿戴裝置包含一鋸齒狀凹槽模塊、一彈性連接構件模塊、一應變規模塊、一皮膚電阻傳感器模塊、以及一處理單元。該彈性連接構件模塊有接觸使用者之多個皮膚位置的多個接觸墊。該應變規模塊配置于彈性連接構件模塊上，以量測該彈性連接構件模塊的一變形量，并響應于該變形量而輸出一第一訊號。該皮膚電阻傳感器(GSR)模塊配置于該多個接觸墊上，以分別量測該參考點與該多個皮膚位置之間的多個電阻，并響應于該多個電阻而輸出一第二訊號。該處理單元響應于該第一訊號及該第二訊號而產生一心率補償值來補償該穿戴裝置的一心率讀值。

技術領域

本發明是關于穿戴裝置及其心率讀值的補償方法，特別是關于用于補償一使用者的一心率讀值的穿戴裝置，及強化其心率讀值的信賴度的補償方法。

先前技術

由于微小化運動傳感器的普及，以及健身運動的風行，感知使用者運動狀況以提供健康信息的穿戴式裝置，譬如用于走路的計步器，跑步的跑步計，健身運動的動作傳感器，可監測日常運動甚至睡眠狀態的偵測器，甚至偵測水中運動的，如游泳水中運動傳感器等類型的穿戴式裝置便逐漸流行。除了監測運動之外，運動時心率的感測，對使用者了解當下的運動強度及身體反應來說也變成不可或缺，因此具有心率傳感器功能的穿戴裝置于是廣為流行。

請參閱圖1A，其為已知穿戴裝置1的PPS心率傳感器105心率讀值操作。目前穿戴于手腕上的穿戴式裝置1一般是搭配PPG(photoplethysmogram)光學式心率傳感器105，心率的量測方式是將穿戴裝置1以表帶112(只顯示大約半個表帶周長)適當的緊迫度縛緊在手腕上，使穿戴裝置1上的光學式心率傳感器105緊密地貼合皮膚，藉由發出入射光108穿過肢體表皮層血管110,投射到真皮層血管111來感測此真皮血管之脈搏，并藉偵測反射光109來讀取包含有脈搏相關信息之反射光109訊號以獲得心率讀值，如圖1A所示。在圖1A中，光學式心率傳感器105包含光發射器106與光接收器107，肢體血管則包含表皮層血管110與真皮層血管111。

請參閱圖1B，其為已知穿戴裝置1的PPS心率傳感器105心率讀值之失效模式1，其中水膜115形成光路116于心率傳感器105及皮膚113之間。這樣感測的心率讀值的可參考性或信賴度卻極易受到穿戴裝置1及光學式心率傳感器105在穿戴位置上的可移動程度，在肢體113上的縛緊程度或光學式心率傳感器105與皮膚113的接觸緊迫度，光學式心率傳感器105與所接觸之皮膚113間產生的間隙114，以及皮膚113上的水分或穿戴裝置1上的光學式心率傳感器105所沾染的水分等因素所影響，例如在圖1B中，光學式心率傳感器105與皮膚113之間因穿戴裝置1與皮膚113之間縛緊程度較松而具有間距117，而在光學式心率傳感器105與皮膚113之間形成了水膜115，此水膜115造成了光路116，然而此光路116會將發自光發射器106的入射光108直接導向光接收器107，使得光接收器107所接收的光訊號不含脈博信息，導致光學式心率傳感器105量測錯誤。

請參閱圖1C，其為已知穿戴裝置1的PPS心率傳感器105心率讀值之失效模式2，其中穿戴裝置1松動，形成間隙于心率傳感器105及皮膚113之間造成晃動及運動還顯著地影響心率讀值。目前穿戴式裝置1的普遍缺點是，它的穿戴方式或方法不僅不能有效抗拒因運動所造成的擾動而極易晃動、松脫，還無法感知上述的會明確影響心率讀值可信賴度之相關影響因素，也就是穿戴縛緊狀態的變化，穿戴裝置1及光學式心率傳感器105之位移運動情形，以及光學式心率傳感器105與肢體皮膚113間的接觸狀態或間隙121的發生，這些影響因素會以如圖1C所示的沿著穿戴裝置1的穿戴位置周圍移動或晃動、上下移動及左右移動等運動方式來表現。這種移動或晃動會造成LED光路徑118的偏差而使接收器107接收不到LED光的訊號，或是穿戴裝置的運動或晃動訊號混入脈搏訊號中而由反射光帶入光接收器107，使其所接收之反射自血管組織120的反射光119的所傳遞之脈博值受影響而發生偏差。