TW201626941A - 穿戴式心電檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種穿戴式心電檢測裝置。該裝置包括一第一電極以及一第二電極，其中，至少該第一電極是透過一穿戴結構而設置於使用者身上，且該第二電極會接觸上肢、頸部、或肩膀的皮膚，以實現一心電訊號擷取迴路，並進行心電訊號擷取。

Description

穿戴式心電檢測裝置

本發明相關於一種穿戴式心電檢測裝置，更特別地是，相關於一種穿戴式心電檢測裝置，其具有對電極主動施力的結構，以提供更佳的心電訊號品質。

已知，心電檢測裝置是用於檢查各種心臟疾病的主要途徑，例如，是否有心律不整、因高血壓或心臟瓣膜疾病所引起的心肌肥厚、心肌梗塞、或是狹心症等病症。

當人們感受到心臟不適而至醫院進行檢查時，多採用的是傳統的心電檢測裝置，例如，十二導程心電圖檢測，可較詳盡的檢測出各種心臟問題，但若心臟不適的來源是偶發性的症狀，例如，心律不整，則很可能無法在檢測期間測得發病時的心臟情況，因此，因應此種偶發性症狀，多會採用配戴霍特式(Holter)心電圖機進行長時間檢測的方式，例如，配戴24小時至數天的時間，希望以這種方式記錄下出現症狀時的心電圖，而與霍特式心電圖機類似的，心電事件記錄器(ECG event recorder)也是採用長期配戴的方式，但不同地是，其讓使用者自行決定記錄的時間，例如，心臟覺得不舒服的時候，並透過按鈕啟動的方式而記錄下心電圖，例如，裝置平常不進行記錄，而是在使用者按下按鈕時才記錄下按壓時間前後各30秒的心電圖。而除了用來記錄偶發性症狀外，霍特式心電圖機也常用於 監控心臟手術或服用治療藥物後的心臟情形，以確認治療效果。

無論是霍特式心電圖機或心電事件記錄器，其設置方式都必須在身上黏貼多個用以取得心電圖的電極，並透過連接線連接至一裝置，因此，使用者在測量期間必須一直黏貼著電極且將裝置配戴於身上，相當不便，也容易因長時間黏貼電極而產生皮膚不適，這些都是讓使用者卻步的原因，再加上，有時也會出現即使經過長時間配戴檢測後，卻因沒有發病而未記錄下任何可供分析偶發性症狀的心電圖。而且，這樣的檢測，必須透過專業醫護人員的協助才能完成設置，例如，電極的黏貼必須在醫院內設置完成，並且，通常是在完成長時間的測量後，再由醫生下載記錄下來的心電圖進行分析，需要至少數天後才能知道心臟出了什麼問題，所以，不但複雜度高，亦缺乏即時性。

因此，針對上述的這些缺點，進一步提出的改進是手持式心電檢測裝置，其透過採用不需黏貼於身上的乾式電極而解決必須將裝置長期配戴於身上的困擾，以及簡化進行檢測時的複雜度。如US7149571以及US7197351所揭示，手持式心電檢測裝置在裝置的表面設置有乾式電極，可隨時在有需求時透過接觸手及/或體表的方式而進行心電檢測，因此，不再受限於配戴於身上的時間以及電極黏貼，故可更具彈性地用來監控心臟的情形，而且，這樣的心電檢測裝置通常亦配置有分析程式及顯示螢幕，可讓使用者在測量的當下即得知檢測結果，無須等到至醫院回診，因此，相當適合居家使用，並且，也提供了對自身心臟健康有高度關心之使用者平時可自行定時瞭解心臟情形的簡易途徑。

之後，隨著隨身攜帶之電子裝置，例如，智慧型手機的普及， 近年來出現的是與手機相結合的心電檢測裝置，如US8615290所揭示，其與手持式心電檢測裝置類似，同樣是採用乾式電極，差別只在於是透過手機的操作介面進行裝置的操控，這樣的方式讓有監控心臟需求的使用者可減少隨身攜帶之裝置的數量。

只是，上述無論是手持形式、或是與手機相結合形式的心電檢測裝置，雖然可隨身攜帶，但由於必須由手握持而操作，故在符合人體工學的需求下，再加上需要顯示結果，尺寸上無法過小，攜帶上仍是一定的負擔；而且，由於電極並未一直設置於身上，因此，欲進行檢測時，需要較多的步驟，例如，先取出裝置後再開機，才能開始進行檢測，故亦有可能因此而錯失檢測的時機。

而且，以雙手進行測量的方式很容易在測量時發生如手部晃動等不穩定的現象，因而造成所測得之心電圖出現基線飄移、波形變形等影響分析的狀況，再者，當使用者希望手部維持穩定而肌肉緊張、或是特意用力以確保與電極間接觸時，也很容易因用力而產生影響訊號分析的肌電訊號。

因此，有需要一種穿戴式心電檢測裝置，能解決上述的缺點，讓使用者可更方便地使用的同時，亦可將操作時之各種不確定因素的影響降至最低。

並且，當心電檢測裝置可穿戴於身上時，就可透過所取得的心電訊號而進一步獲得其他的生理資訊，例如，可根據心電圖取得心跳間隔的時間序列，以進行HRV(Heart Rate Variability，心率變異率)分析，而得知自律神經的活動情形，也可透過分析該時間序列而獲得相關RSA (Respiratory Sinus Arrhythmia，竇性心律不整)的資訊，進而得知使用的呼吸變化，而透過這些資訊，就可引導使用者進行有助於改善自律神經平衡的呼吸訓練。

由於心律不整的重要成因之一是自律神經失調，因此，當使用者希望藉由穿戴式的心電檢測裝置而即時記錄下發生心律不整時之心電圖時，若同一裝置可提供改善心律不整症狀之功能，對使用者而言，將會是更為完整的解決方案。

本發明的目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其用以擷取心電訊號的電極係實施為穿戴形式，可在無須使用者施力的情形下，達成電極與皮膚間的接觸。

本發明的另一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其透過指戴結構而將裝置設置於手指上，並在配戴的同時達成電極與手指皮膚間的接觸。

本發明的再一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其透過耳戴結構而將裝置設置於耳朵上，並在配戴的同時達成電極與耳朵、或耳朵附近區域之皮膚間的接觸。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其同時透過指戴結構以及耳戴結構而將擷取心電訊號所需的二個電極分別設置於手指上以及耳朵上，以在便於穿戴的同時，亦達到最小化肌電訊號干擾的效果，更進一步提供長時間連續取得心電訊號的途徑。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其透 過腕戴結構而將裝置設置於手腕上，並在配戴的同時達成電極與手腕附近皮膚間的接觸。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式生理檢測裝置，其同時具有心電訊號以及腦電訊號檢測功能，且在透過頭戴結構而將裝置設置於頭部的同時，可達成電極與頭部皮膚間的接觸。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其具有二種操作模式，以提供不同心臟投影角度的心電圖，並讓使用者可根據使用環境及操作習慣而選擇操作模式。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其可提供心率序列的HRV分析結果，以瞭解使用者自律神經活動情形。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式心電檢測裝置，其可根據心率序列而取得RSA資訊，以作為引導使用者進行呼吸訓練的基礎，進而達到影響自律神經的效果。

本發明的又一目的在於提供一種穿戴式生理檢測裝置，其可根據心率序列而取得相關使用者呼吸模式的資訊，以進行腦電訊號、呼吸以及心率之間的同步性分析。

10‧‧‧第一電極

12‧‧‧第二電極

14‧‧‧連接埠

16‧‧‧第三電極

20‧‧‧殼體

90‧‧‧腕戴結構

92‧‧‧指戴結構

94、95‧‧‧表面

第1A-1B圖顯示根據本發明之指戴式心電檢測裝置的示意圖；第2A-2C圖顯示根據本發明之指戴式心電檢測裝置的操作示意圖；第3圖顯示取得標準十二導極心電圖的電極接觸位置示意圖；第4A-4G圖顯示根據本發明之指戴式心電檢測裝置的示範性實例； 第5A圖顯示根據本發明之耳戴式心電檢測裝置的示意圖；第5B圖顯示根據本發明之耳戴式心電檢測裝置的操作示意圖；第5C-5D圖顯示根據本發明之耳戴式心電檢測裝置的示範性實例；第6A-6C圖顯示根據本發明之耳戴式心電檢測裝置，電極配置位置示範性實例；第7圖顯示根據本發明之耳戴式心電檢測裝置，其電極可接觸之耳朵附近皮膚的示意圖；第8A-8B圖顯示根據本發明穿戴式心電檢測裝置，同時採用指戴結構以及耳戴結構的示範性實例；第9A-9B圖顯示根據本發明之腕戴式心電檢測裝置的示意圖；第9C-9D圖顯示根據本發明之腕戴式心電檢測裝置的操作示意圖；第9E-9F圖顯示根據本發明之穿戴式心電檢測裝置，同時採用腕戴結構以及指戴結構的示範性實例；第10A-10D圖顯示根據本發明之腕戴式心電檢測裝置，透過連接埠外接電極的示範性實例；第11A圖顯示根據本發明之指戴式心電檢測裝置，透過連接埠外接指戴電極的示範性實例；第11B圖顯示根據本發明之耳戴式心電檢測裝置，透過連接埠外接指戴電極的示範性實例；第11C圖顯示根據本發明之指戴式心電檢測裝置，透過連接埠外接耳戴電極的示範性實例；以及第12A-12B圖根據本發明之穿戴式心電檢測裝置，透過二個心電檢測迴 路取得心電訊號的示範性實例。

第13圖顯示根據本發明之頭戴式心電檢測裝置的操作示意圖。

根據本發明的穿戴式心電檢測裝置，包括一控制模組，一穿戴結構，一第一電極以及一第二電極，以及一資訊提供單元，其中，該電路系統包括一處理器，以控制裝置的整體運作，例如，經由該第一電極以及該第二電極而執行心電訊號的擷取等，該穿戴結構用於在進行心電訊號擷取時將裝置設置於使用者身上，以提供使用方便性，至於該資訊提供單元則是用以將資訊提供給使用者，例如，操作相關資訊，生理資訊，以及分析結果等。

其中，該電路系統可實施為容置於該穿戴結構內，或者，進一步地，根據本發明的裝置亦可再包括一殼體，此時，該電路系統就可容置於該殼體及/或該穿戴結構中，因此，可視實際實施情形而定，沒有限制；此外，該殼體的材質則是可實施為與該穿戴結構相同或不同，例如，若實施為相同材質時，就可形成為一體成型的形式，另外，若實施為不同材質時，就可依照穿戴位置的不同而選擇適合的材質，同樣沒有限制。

另外，由於根據本發明的心電檢測裝置係實施為穿戴的形式，因此，該資訊提供單元提供資訊的方式可以有更多的選擇，包括，但不限於，視覺、聽覺、以及觸覺等方式，舉例而言，該資訊提供單元可實施為顯示元件及/或發光元件，以利用文字顯示、圖形變化、及/或燈號變化等方式而提供資訊；或者，該資訊提供單元也可實施為發聲模組，以透過聲音頻率或音量的改變、或語音的方式而提供資訊；又或者，該資訊提供 單元亦可實施為振動模組，並利用如振動的強弱、長短等變化方式而提供資訊。

再者，該資訊提供單元亦可進一步實施為，經由一有線傳輸模組、或一無線傳輸模組而將資訊輸出至一外部裝置，以透過該外部裝置而將該資訊提供予使用者，其中，該外部裝置可以是，但不限於，一個人電腦、一智慧型手機、一平板電腦、或是一智慧手錶等，只需是能夠將該資訊提供給使用者的裝置即可，因此，沒有限制。

在根據本發明的穿戴式心電檢測裝置中，特別地是，該第一電極係實施為位在當整個心電檢測裝置透過該穿戴結構而被設置於使用者身上時，會接觸使用者皮膚的一表面上，也就是，該第一電極與皮膚間的接觸是透過將穿戴結構設置於身上的動作而達成，因此，在使用者無須自行施力的情形下，該第一電極就可達成與皮膚間的接觸，所以，因操作動作帶來之肌肉緊張所引發的肌電干擾將可被顯著地降低，相當有助於獲得良好的訊號品質。

至於該第二電極，其則是有數種實施上的選擇，例如，可實施為位在裝置上除了該表面以外的另一表面上，以供使用者其他部分皮膚進行觸碰，例如，手指、胸膛等部分的皮膚，而需要注意地是，用以設置該第一電極的表面以及用以設置該第二電極的另一表面，可以是該穿戴結構的任一表面，或是該殼體的任一表面，沒有限制，只需注意，該第一電極與該第二電極不會接觸使用者身上同一部份的皮膚即可。或者，替代地，也可實施為透過一另一穿戴結構而被設置於使用者身上，如此一來就同樣可利用穿戴結構的主動施力而達成與皮膚間的接觸，因此，沒有限制。

據此，在使用時，使用者可透過該穿戴結構而將根據本發明的穿戴式心電檢測裝置設置於身上，例如，手指上、耳朵上、或是手腕上等，而在此情形下，該第一電極與皮膚間的接觸即已達成，然後，當出現測量心電圖的需求時，只需再透過將第二電極觸碰其他部分皮膚的動作，擷取心電訊號的迴路即可達成，使用者可在隨時有需要時方便且容易地取得心電圖。

另外，當該第二電極亦實施為透過該另一穿戴結構而設置於使用者身上時，則使用者只需將兩個穿戴結構皆設置於身上，用以擷取心電訊號的電極設置即已完成，因此，使用者可在有需要紀錄下心電圖時按下啟動鍵進行一段時間的訊號擷取，例如，30秒或1分鐘，或者，也可實施為心電訊號的擷取在裝置配戴於身上後隨即開始記錄及/或分析，以省下為了記錄下突發心臟狀況而按壓啟動測量的動作，所以，沒有限制，可依實際需求而選擇適合的方式。

在此，同樣地，該另一穿戴結構上亦可結合有另一殼體，而該第二電極則同樣可實施為位在該另一穿戴結構或該另一殼體的任一表面上，只需能在該另一穿戴結構被設置於使用者身上時達成該第二電極與皮膚的接觸即可，因此，沒有限制。

由於根據本發明的心電檢測裝置是採用穿戴的形式，因此，配合穿戴於身上的操作行為，裝置及/或心電檢測的啟動，除了一般開啟電源及/或啟動檢測的方式外，還可有各種選擇，例如，可在該第二電極附近設置一開關，其可因第二電極與皮膚接觸的施力而被觸發，以使裝置進入可進行心電訊號擷取的狀態，以接著啟動裝置及/或心電檢測；或者，作為 替代，可將該第二電極連接至一物理狀態偵測單元，以偵測電極在接觸皮膚時所產生的一物理變化，並透過該物理變化而得知電極與皮膚間的接觸是否足夠穩定，因而可知裝置是否已可進行心電訊號擷取，另外，該第一電極同樣也可實施為連接至一物理狀態偵測單元，沒有限制。

在此，該物理變化包括，但不限於，壓力變化以及阻抗變化，舉例而言，該物理狀態偵測單元可包括壓力感測模組，以得知壓力變化，而判斷電極所受到的按壓是否足夠，或是該物理狀態偵測單元也可實施為一開關，同樣可得知電極所承受的壓力大小，又或者，該物理狀態偵測單元亦可包括阻抗感測電路、或電容感測電路，以得知電極的阻抗、電容變化，而判斷是否可進行心電檢測，因此，不受限制。

故在進行判斷時，若該開關未完全切換，及/或該物理變化不符合一預設範圍，即表示該第二電極與皮膚間的接觸狀態不足以進行心電訊號擷取，因此，裝置處於心電訊號擷取無法被啟動的狀態，若該開關已完全切換及/或該物理變化符合一預設範圍時，則表示該第二電極與皮膚間達成了足以進行心電訊號擷取的接觸，因此，裝置轉換為該心電訊號擷取可被啟動的狀態。

在此，特別地，還可透過開關是否切換完全、或物理變化是否符合預設範圍的判斷來控制電極是否可被使用，例如，導通與否，也就是，電極先處於不可使用的狀態，直到開關完全被切換後、或該物理變化符合該預設範圍後，電極才轉換為可使用的狀態，例如，被導通，如此一來，將可進一步確保所取得之心電訊號的清晰度，更有利於分析結果的準確性。

而更進一步地，在判斷為可進行心電訊號擷取後，如何啟動裝置及/或檢測，同樣有各種選擇，舉例而言，在一較佳實施例中，根據本發明的裝置可設計為，裝置會在一定時間後，例如，3秒後，自動開始進行檢測心電訊號；或在一另一較佳實施例中，裝置在一定時間後，例如，3秒後，才會轉換為可進行心電訊號擷取的狀態，之後，若可擷取狀態仍持續，則啟動心電訊號檢測，因此，有各種可能，可是實際需求而變化，沒有限制。

此外，配合上述的啟動及判斷方式，根據本發明的裝置亦可實施為一直處於訊號擷取的狀態，但僅在偵測到心電訊號特徵時才進行記錄，或是才調整取樣頻率或訊號放大倍率，以更加完整的記錄下所有可能的心電訊號變化。

以下即舉例說明根據本發明之穿戴式心電檢測裝置的較佳實施方式。

首先，根據本發明第一方面的構想，該穿戴結構係實施為一指戴結構，因此，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置係由該指戴結構所承載，並藉以設置於使用者的一手指上，在此，可實施為如第1A圖所示，由該指戴結構容置電路系統的形式，或者，也可實施為如第1B圖所示，該指戴結構上再結合一殼體20的形式，而該電路系統則可容置於該殼體及/或該指戴結構中，因此，可視實際實施情形而定，沒有限制。

其中，該第一電極10係位在當該指戴結構被設置於手指上時，該裝置上可因穿戴動作而與該手指皮膚接觸的一表面上，至於該第二電極12則是位在該裝置上除了該表面外的另一表面上，例如，可以是與該 表面相對的表面，或是與其相鄰的表面上，只需注意是不會接觸該手指皮膚的位置即可。

在此，選擇手指作為設置心電檢測裝置之位置的主要原因係在於，指戴形式對一般使用者而言，就如同配戴戒指一樣，是熟悉且無須重新學習的使用方式，直接將指戴結構結合於手指上即可完成第一電極與皮膚間的接觸，之後，當隨時有需要紀錄下心電圖時，只需再進行將該第二電極與該手指所在肢體以外的其他部分皮膚的接觸就可馬上進行心電訊號擷取，操作流程及動作簡單、自然又方便。而且，藉由指戴結構對手指施力，該第一電極與皮膚間的接觸無須使用者施力即可達成，可讓肌肉緊張度對於心電訊號的影響降至最低。

實際操作的方式有許多可能，例如，可由另一手去觸碰位在表面的該第二電極，如第2A圖所示，或者，也可藉由移動戴有該裝置之手的方式而觸碰其他部分的皮膚，如第2B圖顯示了將戒指接觸臉頰的操作情形，以及第2C圖顯示了將戒指接觸軀幹的心電訊號擷取方式，因此，沒有限制。

在此，特別地是，由於是採用指戴形式，因此讓使用者可藉由移動戴有該裝置的手去接觸身體其他部位的方式而達成心電訊號擷取迴路，帶來了更多操作可能性，也讓使用者可根據使用環境及需求的不同，而選擇適合的接觸位置，更具便利性。

所以，透過這樣的概念，使用者將可很方便地藉由接觸不同的位置，而取得不同投影角度的心電圖，有助於更精準地判斷心臟的狀況，第3圖顯示了一般取得標準十二導極心電圖的接觸位置，藉由根據本發明的 指戴式心電檢測裝置，使用者將可很方便地將裝置配戴於左手手指上，並透過接觸V1~V6各個量測點，而分別取得不同角度心臟的心電圖投影。

在進行心電圖測量時，每兩電極就可得出一個角度的心電圖，也就是，電極的設置位置決定了心電圖所反應之心臟電氣活動的投影角度，而由於心臟是立體的，且產生病變的心臟部位可能位在任何心臟位置，例如，心肌梗塞的檢查需要察看心電波形中是否出現因心肌壞死而出現的ST飄移，但往往可能因為其發生位置的關係而在某些角度下無法被察覺，此時，就需要透過不同角度的心電圖才有可能檢查得出來，因此，取得不同角度之心電圖對於判斷心臟疾病有很大的幫助。

在此，根據本發明的指戴結構於手指上的設置位置，較佳為近節指骨或中節指骨所在的指節，以避免因位置接近手指末端而發生因手部動作脫落的情形，舉例而言，該指戴結構可如第4A圖所示，採用如一般戒指的形式，或者如第4B圖所示，實施為環繞手指的可撓曲帶體上戴有殼體的形式，或是如第4C圖所示，實施為僅可撓曲帶體的形式，或是實施為開放的C型環形式，沒有限制；在此，無論採用何種形式，都可進一步具有可調整環繞直徑的結構，以進一步確保電極與皮膚間的接觸穩定性，例如，戒指可實施為具有可變化戒圍的機構，以適應不同配戴者的手指，以及帶體可實施為具有可調整的固定位置，例如，透過設置魔鬼氈，以讓使用者選擇環繞時的緊度等，同樣可依實際情形而變化實施方式，沒有限制；另外，亦可採用夾子的形式，以夾住指節或是指尖，並透過夾子本身的彈性而達到固定的效果，同樣是很好的選擇。

再者，也可實施為設置於指尖的指套，如第4D圖所示，亦 即，一可供手指伸入的凹槽結構，例如，環狀或凹洞的形式，而該第一電極則是設置於該凹槽結構的內表面上，並且，該內表面係實施為符合手指的表面，以在手指伸入時達成該第一電極與手指皮膚間的接觸，在此，該凹槽結構可由具彈性的材質所製成，例如，橡膠或矽膠，以達成電極與皮膚間的接觸，或者，也可形成為具有塑膠殼體，並於內部設置彈性材質而包覆手指，或是採用可提供向內施力的結構設計等方式，以確保內部電極與指尖皮膚間的良好接觸，因此，沒有限制。而這樣的形式則具優勢地讓接觸不同位置以取得不同投影角度心電圖的操作顯得更為容易。所以，根據本發明之指戴式心電檢測裝置可依實際需求而實施為各種形式，沒有限制。

另外，在一較佳實施例中，該殼體20亦可透過一連接線而連接至該指戴結構，並透過一腕戴結構而設置於該手指所在肢體的手腕上，如第4E圖所示，如此一來，原本位於手指附近與指戴結構結合的硬體配置，例如，電路、電池等，可被移至手腕上，以減少手指在配戴裝置時的負擔，並且，該腕戴結構及/或該殼體不與該腕部接觸的表面上，也可作為設置該第二電極的位置，提供使用者另一種接觸選擇，或者，如第4F圖所示，也可實施為該指戴結構以及該腕戴結構上皆具有殼體，因此，沒有限制。

再者，在一另一較佳實施例中，該殼體20也可實施為透過連接器而與該指戴結構相結合，如第4G圖所示，在此情形下，第一電極10接觸右手手指，以及第二電極12接觸左手手腕附近皮膚，而且，由於指戴結構是透過與設置於手腕上之殼體相結合而靠置於手腕上，因此，當使用者將雙手放置於固定的表面上，例如，桌面上，進行測量時，將可形成非常 穩定的測量姿勢，而使得肌電訊號的產生被降至最低，另外，藉由連接器連接的形式，心電檢測的迴路可被縮短，因此可讓因連接線而感應之環境中電磁干擾雜訊減至最少，因此，亦是一種相當有利的選擇。

再者，根據本發明另一方面的構想，該穿戴結構係實施為一耳戴結構，因此，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置係由該耳戴結構所承載，並藉以設置於使用者的一耳朵上，而該電路系統則是容置於該耳戴結構內，及/或另外包括的一殼體內。

其中，如第5A圖所示，該第一電極10係位在當該耳戴結構被設置於耳朵上時，該裝置上可因穿戴動作而與該耳朵或該耳朵附近區域之皮膚接觸的一表面上，至於該第二電極12則是位在該裝置上除了該表面外的另一表面上，例如，可以是與該表面相對的表面，或是與其相鄰的表面上，只需注意是不會接觸該耳朵或該耳朵附近區域皮膚的位置即可。在此，該第一電極10亦可實施為具有二個電極，如第6A圖所示，並將其中一個電極作為接地或參考電極，以抑制共模雜訊，例如，來自電源之雜訊，因此，實施上沒有限制。

在此，利用耳朵作為接觸電極的位置有一個優勢是，耳朵及其附近是肌電訊號極小的區域，再加上其與頭部之間相當穩定的相對位置關係，因此即使使用者在測量期間身體出現移動，例如，稍微轉動身體、或轉動脖子，電極與皮膚間的接觸仍可維持穩定，不會產生太多影響測量結果的干擾。

另外，在一般日常生活中，相較於其他身體部位，耳朵是較少受到衣物覆蓋的部位，可以較容易地在有需要時直接接觸，再者，耳朵 及其周圍的皮膚還具有毛髮較少的特性，電極與皮膚間的接觸可輕鬆無障礙的達成，因此，對使用者而言是相當方便的選擇。

所以，在實際操作時，如第5B圖所示，使用者只要利用手接觸配戴於耳朵上之裝置上的該第二電極，就可輕易地達成心電訊號擷取迴路，相當方便。

另外，在一較佳實施例中，該殼體20亦可透過一連接線而連接至該耳戴結構，並透過一腕戴結構而設置於一手腕上，如第5C圖所示，如此一來，原本位於耳朵附近與耳戴結構結合的硬體配置，例如，電路、電池等，可被移至手腕上，以耳朵在配戴裝置時的負擔，並且，該腕戴結構及/或該殼體也可作為設置該第二電極的位置，例如，可供使用者另一手接觸的位置，或是可接觸該殼體所在手腕的位置等，提供使用者另一種接觸選擇，或者，也可實施為該耳戴結構以及該腕戴結構上皆具有殼體，如第5D圖所示，因此，沒有限制。

在此，根據本發明耳戴結構的實施形式可以有各種選擇，例如，一般日常生活中常見的固定方式，如第6A-6C圖所示之耳掛、耳塞、耳夾等形式，讓使用者不需要重新學習，可以很自然的進行配置，因此，使用者只需簡單地如平時戴耳機的動作，即可完成電極設置；而且，當透過上述之固定方式而將電極設置於耳朵上時，電極與皮膚的接觸不需使用者施力即可達成，肌電訊號的干擾可被降至最低，可獲得品質良好的訊號。

另外，特別地是，在一較佳實施例中，該耳戴結構係實施為利用磁力的方式而附著於耳朵上，舉例而言，可利用隔著耳朵彼此磁性相吸的兩個部件，並將電極設置於其中一部件上，且兩個部件可實施為兩者 皆具有磁性，或是一個部件具有磁力，而另一個部件可被磁力吸引，沒有限制，在此，磁力可以透過於部件的內部設置磁性物質，或是直接由磁性物質製成部件而達成，另外，同樣地，受磁力吸引的物質亦可設置於部件內部或用以形成部件。

至於要在耳朵上的哪個位置取得心電訊號，則是沒有限制，可以是耳朵本身的任何位置，例如，耳道內，耳垂，耳廓內面，例如，耳甲腔、耳道口等，耳輪，以及耳廓背面，以及如第7圖所示，耳朵附近的區域，例如，耳朵與頭殼交界處附近的皮膚等，這些位置都是可用以接觸電極並取得心電訊號的位置。

另外，由於設置位置為耳朵，因此，根據本發明的耳戴式心電檢測裝置亦很適合與耳機相結合，例如，有線或無線耳機，如此一來，除了可讓心電檢測更融入日常生活外，也可透過耳機的發聲功能而發揮更大的效果，例如，可藉由聲音及/或語音而提供使用者分析結果，例如，提醒出現心電訊號異常，或是定時提醒使用者記錄下心電圖等，更為便利。

在此，需要注意地是，兩個耳朵都是可以選擇的配戴位置，然而，經實驗後得知，第二電極的接觸位置對於訊號品質有相當程度的影響，其中，當第二電極實施為接觸左上肢時，所獲得之心電訊號的品質遠優於接觸右上肢所取得的訊號，因此，在以接觸耳朵之方式而進行心電訊號測量時，較佳地是利用左上肢接觸該第二電極，以避免因接觸右上肢而造成訊號品質不良，進而導致分析產生誤判。

並且，特別地，根據本發明再一方面的構想，還可進一步地，將該第一電極以及該第二電極實施為分別藉由指戴結構以及耳戴結構而達 成與皮膚的接觸，如第8A-8B圖所示，如此一來，使用者只需將穿戴結構分別配戴於在耳朵及手指上，即已完成測量心電訊號所需的電極配置，相當方便，而且，二個電極與皮膚間的接觸皆是由穿戴結構主動施力所達成，更使因肌肉緊張度所造成的肌電訊號干擾可被降至最低。

在此，可如第8A圖及第8B圖所示，只在單個穿戴結構上結合有殼體，或者，也可二個穿戴結構上皆設有殼體，沒有限制，並且，電路系統也同樣沒有限制地可容置於任一個穿戴結構以及殼體中，依實際需求而改變。

此外，除了配合指戴結構上的心電電極以外，設置於耳朵上的心電電極亦可配合設置於其他位置的心電電極而取得心電訊號，例如，頸部、肩膀、上臂、前臂等位置，例如，可透過如項鍊、項圈的頸戴結構而設置於頸部及肩膀附近，也可透過臂戴結構或腕戴結構而設置於手臂上，同樣相當方便。因此，只要能夠投影出心電圖的電極設置位置皆屬本發明所欲規範的範疇。

根據本發明又一方面的構想，該穿戴結構係實施為一腕戴結構，因此，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置係由該腕戴結構所承載，並藉以設置於使用者的一手腕上，而該電路系統則是容置於該腕戴結構內，及/或進一步包括的一殼體內。

其中，如第9A圖所示，該第一電極10係位在當該腕戴結構被設置於手腕上時，該裝置上可因穿戴動作而與該手腕附近皮膚接觸的一表面上，至於該第二電極12則是位在該裝置上除了該表面外的另一表面上，例如，可以是與該表面相對的表面，或是與其相鄰的表面上，只需注 意是不會接觸該手腕所在肢體皮膚的位置即可。在此，該第一電極10亦可實施為具有二個電極，如第9B圖所示，並將其中一個電極作為接地或參考電極，以抑制共模雜訊，例如，來自電源之雜訊，因此，實施上沒有限制。

在此，選擇手腕作為設置心電檢測裝置之位置的主要原因係在於，因為腕戴形式對一般使用者而言，就如同配戴手錶一樣，是熟悉且無須重新學習的使用方式，直接將腕戴結構結合於手腕上即可完成第一電極與皮膚間的接觸，之後，當隨時有需要紀錄下心電圖時，只需再進行將該第二電極與該手指所在肢體以外的其他部分皮膚的接觸就可馬上進行心電訊號擷取，操作流程及動作簡單、自然又方便。而且，藉由腕戴結構對手腕施力，該第一電極與皮膚間的接觸無須使用者施力即可達成，可讓肌肉緊張度對於心電訊號的影響降至最低。

所以，在實際操作時，如第9C圖所示，使用者只要利用手接觸該第二電極，就可輕易地達成心電訊號擷取迴路，相當方便。而除了穿戴結構上承載有殼體的形式外，亦可如第9D圖所示，將電路容置於腕戴式結構中，因此，沒有限制。

並且，特別地，根據本發明又一方面的構想，還可進一步地，如第9E-9F圖所示，將該第一電極10以及該第二電極12實施為分別藉由腕戴結構90以及指戴結構92而達成與皮膚的接觸，如此一來，使用者只需將穿戴結構分別配戴於在手指及手腕上，即已完成測量心電訊號所需的電極配置，相當方便，而且，二個電極與皮膚間的接觸皆是由穿戴結構主動施力所達成，使用者無須施力即可達成與電極的接觸，再加上，若使用者可在進行測量時將雙手皆放置於固定的平面上，將可使因肌肉緊張度所造成的 肌電訊號干擾可被降至最低，相當具有優勢。

再者，進一步地，根據本發明的腕戴式心電檢測裝置亦可包括一連接埠14，如第10A-10C圖所示，以透過一連接線而電連接一第三電極16，在此，該第三電極可進一步實施為取代該第二電極的功能，例如，可實施為該第二電極會在該第三電極連接至該連接埠時自動被失能，或者，也可透過一切換開關而讓使用者自行決定要啟動的是哪一個電極，實施方式不受限制，此外，該第三電極16也可實施為藉由穿戴結構而達成與皮膚接觸，例如，耳戴結構(如第10B圖所示)、指戴結構(如第10C圖所示)、或腕戴結構等。

替代地，該第三電極16亦可實施為透過連接器的方式連接，如第10D圖所示，此時，第一電極10會因配戴該腕戴結構而接觸使用者的手腕，以及第三電極16會位在該指戴結構之中，在此情形下，由於指戴結構是透過連接器而與手腕上的裝置相結合，因此，可達成相當穩定的測量姿勢，更有助於取得高品質的心電訊號。

當如第10B-10C圖所示透過連接線而延伸出第三電極時，相較於位在裝置表面的第二電極，本發明的裝置將可提供更多的接觸位置選擇，以取得不同心臟角度投影的心電圖，舉例而言，當使用第二電極時之心臟投影角度是透過兩隻手(配戴腕戴結構的手腕以及接觸第二電極的手部)而取得時，使用第三電極就可提供利用耳戴結構接觸耳朵(例如，配戴腕戴結構的左手以及配戴耳戴結構的左耳)以取得不同心臟投影角度心電圖的選擇。

如前所述地，由於產生病變的心臟部位可能位在任何心臟位 置，例如，心肌梗塞的檢查需要察看心電波形中是否出現因心肌壞死而出現的ST飄移，但當病變發生位置在某些角度下無法被察覺時，不同角度的心電圖就有其必要性。

因此，本發明的裝置透過延伸出第三電極的方式，讓使用者除了可藉由接觸位在表面之第二電極而進行心電訊號測量外，亦可在有需求時，簡單地透過再連接一電極的方式，而得到更多有關心臟的資訊。

另外，延伸出的第三電極亦進一步提供了其他使用上的優勢。

在本發明中，第二電極的設置讓使用者可以很簡單且迅速地在有需要時藉由觸碰表面電極的方式而取得心電訊號，而延伸而出的第三電極則提供了使用者取得穩定訊號的另一個選擇。由於在使用第三電極時，其是藉由穿戴結構而使第三電極與使用者身體一部分皮膚接觸，因此，可將最容易影響心電訊號品質的肌肉緊張度、手部晃動等因素排除，進而獲得更為穩定且高品質的心電訊號。

此外，相對於觸碰第二電極的手，如第10B-10C圖所示透過連接線延伸而出的第三電極也讓使用者可選擇心電訊號較強的測量位置，例如，距離心臟較近的位置，以讓干擾訊號的影響變小，例如，相同大小的肌電訊號在心電訊號較強的情形下可被排除，但在心電訊號較微弱的情形下就很可能會因無法與心電訊號做出區別而產生誤判，所以，使用者就可透過將第三電極設置於可取得較強心電訊號的位置，進而生分析結果的正確性。

所以，根據本發明的腕戴式心電檢測裝置乃會具有二種操作 模式，第一操作模式以及第二操作模式，在該第一操作模式中，由該第一電極以及該第二電極一起形成第一心電訊號擷取迴路，以取得第一種心電圖，以及在該第二操作模式中，該第一電極以及該第三電極一起形成第二心電訊號擷取迴路，進而取得第二種心電圖，而透過如此可供選擇的操作模式設計，即使面臨不同的操作環境以及使用習慣，都可取得穩定且高品質心電訊號。

而除了腕戴式心電檢測裝置外，同樣地，上述之根據本發明的指戴式心電檢測裝置以及耳戴式心電檢測裝置亦可實施為具有一連接埠，以連接一第三電極，取代該第二電極。

舉例而言，如第11A圖所示，指戴式心電檢測裝置可透過連接線而連接一指戴式第三電極，以及如第11B圖，耳戴式心電檢測裝置也可透過連接線而連接一指戴式第三電極，此兩種情況皆讓原本需利用手接觸電極的操作模式被可提供主動施力的指戴結構所取代，如此一來，因手部接觸而可能產生的不穩定因子就可被排除，有助於取得更穩定的訊號；另外，如第11C圖所示，指戴式心電檢測裝置也可連接一耳戴式第三電極，除了提供無須施力的測量方式外，也取得與雙手接觸電極不同的心臟投影角度心電圖。因此，沒有限制。

再進一步地，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置亦可實施為，可同時透過第一電極與第二電極取得第一種心電圖，以及透過第一電極與第三電極取得第二種心電圖，如第12A圖以及第12B圖所示，亦即，該第一電極在進行測量時，同時與該第二電極以及與該第三電極形成心電檢測迴路，如此一來，使用者就可依照不同的需求而選擇不同的操作模式， 以獲得最接近自身需求的心臟資訊。

再者，根據本發明再一方面的構想，該穿戴結構係實施為一頭戴結構，因此，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置係由該頭戴結構所承載，並藉以設置於使用者的頭部，而該電路系統則是容置於該頭戴結構內，及/或另外包括的一殼體內。

如第13圖所示，該第一電極係位在當該頭戴結構被設置於頭部時，該裝置上可因穿戴動作而與頭部之皮膚接觸的一表面上，至於該第二電極12則是位在該裝置上除了該表面外的另一表面上，以接觸上肢(例如，手指、手臂)、頸部、肩膀等位置的皮膚，進而達成心電訊號擷取迴路。在此，需注意地是，該第二電極的設置位置可以有各種選擇，舉例而言，可以位在與該頭戴結構之該表面相對的表面、或是與其相鄰的表面上，以供上肢進行觸碰，或是透過一指戴結構、腕戴結構、或臂戴結構而接觸上肢的皮膚；或者，替代地，也可連接可固定於耳朵上的一耳戴結構，並將該第二電極設置於該耳戴結構的外露表面，以供使用者利用上肢進行接觸；或者，替代地，也可透過連接線而將該第二電極延伸至頸部或肩膀等位置，例如，透過如項圈、項鍊的頸戴結構，同樣亦可取得心電訊號。因此，可以有各種可能，沒有限制。

在此，該頭戴結構亦可實施為各種形式，例如，帶體，頭罩(headgear)，或是具調整機構的硬式頭框，或是眼鏡形式等，重點在於可達成電極與皮膚的接觸，因此，沒有限制。

頭部與耳朵有類似的特性，不容易產生會對心電訊號造成干擾的肌電訊號，因此，同樣是適合設置心電電極的位置，而且，透過頭戴 結構，還可進一步設置腦電電極，以取得腦電訊號，舉例而言，只需於頭戴結構的內側設置至少二個腦電電極，或是於配合有耳戴結構時，在頭戴結構以及耳戴結構的內側分設一腦電電極，以接觸頭上的腦電訊號取樣點，例如，常見的取樣點包括Fp1、Fp2、O1、O2、A1、A2等、或是任何根據10-20系統所定義的位置，就可在幾乎不增加負擔的情形下，提供使用者更多的檢測功能，相當具有優勢。

而且，設置於頭戴結構上用以接觸頭部皮膚的心電電極，亦即，第一電極，還可進一步共用作為腦電電極，而與該第二電極形成心電訊號擷取電路，以及與一另一腦電電極形成腦電擷取電路。

或者，替代地，共用的方式也可實施為，由兩個電極同時用於取得心電訊號以及腦電訊號，亦即，心電訊號以及腦電訊號透過同一個生理訊號擷取電路而取得，在此，可以這樣執行的原因是，心電訊號遠大於腦電訊號，其中，心電訊號約落在毫伏(mV)的範圍，而腦電訊號則落在微伏(μV)的範圍，因此，即使進入生理訊號擷取電路的同一個輸入端，兩者仍可彼此區分。

在實施時，舉例而言，可利用一個接觸頭部的電極，配合上另一個可同時接觸頭部及手部的電極而來達成心電訊號以及腦電訊號的取得，其中，該同時接觸頭部及手部的電極，以最常見的金屬電極片為例，可實施為接觸手部以及頭部的二個電極片彼此電連接，也可實施為一個電極片的二個部分分別接觸手部以及頭部，例如，當設置於頭戴結構上時，於內側接觸頭部的皮膚以及外側手部的皮膚，因此，實施形式不受限。

據此，腦電電極也同樣適合設置於如第5-6圖以及第8圖的耳 戴結構上。首先，耳朵及耳朵附近區域有可偵測到大腦皮質活動的位置，例如，顳葉區(temporal lobe)，再者，在腦電檢測領域中，耳朵由於構造以及位置皆與頭部相分離，不易受腦部活動的影響，故一直被視為是設置參考電極的最佳位置之一，所以，將參考電極結合於耳戴結構中而與耳朵接觸，原本即為腦電檢測時所常見，因此，根據本發明的耳戴式心電檢測裝置上亦相當適合於結合設置腦電電極，以取得腦電訊號，並且，也與同樣適合採用共用電極的方式，亦即，將第一電極同時實施為腦電電極。

更進一步，在第5-6圖以及第8圖的實施例中，除了將二個腦電電極皆設置於耳戴結構上以外，還可另外連接一頭戴結構，以將一腦電電極設置於其中，如此一來，就可透過分別設置於頭戴結構以及耳戴結構上的腦電電極取得腦電訊號，並透過設置於耳戴結構內的心電電極配合上設置於耳戴結構外露表面上的心電電極(第5-6圖)、或是設置於指戴結構上的心電電極(第8圖)的心電電極而取得心電訊號，進而提供各種可能的實施選擇。

在實際使用時，根據本發明的心電檢測裝置由於採用穿戴形式的設計，因此提供了於穿戴期間方便地連續取得心電訊號的可能性，也因此提供使用者更多的便利功能。

首先，由於採用穿戴的形式可讓使用者無負擔地穿戴於身上，因此，相當適合在日常生活中配戴使用，舉例而言，使用者可在日常生活中將裝置戴於耳朵上、手指上、或手腕上，而在隨時有需要時，例如，覺得心臟不舒服時，即時地啟動心電訊號檢測，或是每天定期地進行心電圖檢測，有效地掌握自身的心臟變化。

尤其，心律不整的發生常常是無預警的，因此，透過這樣穿戴於身上的心電檢測裝置，就可即時地紀錄下發生心律不整時的心電圖、或是使用者感覺心跳不規則時的心電圖，以作為醫生判斷是否患有心律不整時的依據。

舉例而言，無論是採用指戴、耳戴、或腕戴形式的心電檢測裝置，使用者皆可在感到不舒服時、或是想要記錄下心電圖，藉由手部接觸第二電極的方式而即時取得心電圖，如第2A圖，第5B圖，以及第9C圖所示；替代地，若採用第二電極透過穿戴結構而設置於身上、或是使用第三電極的情況時，由於取得心電訊號的二個電極皆已完成接觸，因此，使用者只需啟動心電訊號測量，例如，透過按壓啟動鍵，就可即時地記錄下心電圖。無論何種情形，在使用上皆相當簡單且方便。

在此，根據本發明的裝置可設定為會在心電測量被啟動後自動地記錄下一固定時間的心電圖，例如，30秒或1分鐘，以讓使用者可輕鬆地即時記錄下心臟感到不適時，例如，發生心律不整時，的心電圖。

另外，使用者也可選擇長時間紀錄下連續的心電圖，尤其是當二個電極皆透過穿戴結構而設置於身上的時候，而藉由分析長時間連續取得的心電圖，使用者可獲得更多的資訊。

舉例而言，可根據連續心電圖而取得連續心率序列的資訊，以進行HRV(Heart Rate Variability，心率變異率)分析。HRV分析是觀察自律神經活動最主要的方法，透過HRV分析所產生的分析結果，可詳細的瞭解自律神經活動的情形，例如，交感神經的活性，副交感神經的活性，自律神經的平衡狀況，以及自律神經整體的活性大小等，且已有越來越多的 研究顯示，許多疾病，例如，頭痛、腸胃道不適、高血壓、失眠、憂鬱症等，都可能是由於自律神經失調所導致。所以，透過長時間連續HRV分析結果就可得知在日常作息中，自律神經活動的變化情形，進而探討日常生活中哪些行為或情緒是否導致自律神經失調，以及上述的疾病是否導因於自律神經失調等。

而且，由於根據本發明的裝置是採用穿戴的形式，因此，透過該資訊提供單元，還可將即時HRV分析的結果提供予使用者，因此，使用者就可即時地得知有哪些行為或情緒可能造成自律神經失衡，且更進一步地，透過本發明這樣的設計，使用者還可即時進行身心調整，例如，放鬆身心，而得知自律神經是否因此而恢復至較為協調的狀態。

此外，當於睡眠期間使用時，透過對睡眠期間連續心電圖進行HRV分析，也可瞭解睡眠期間的生理變化，例如，可以判斷睡眠週期，可以了解睡眠品質等，相當具便利性。

在此，需注意地是，在取得心電訊號後，根據本發明的裝置可實施為將心電訊號先儲存下來，待測量結束後，再輸出進行進一步的處理，例如，輸出至電腦裝置進行儲存以及分析等；及/或，由於本發明之裝置具有資訊提供單元，故亦可即時地將相關的資訊、或分析結果提供予使用者，例如，平均心率、HRV分析結果等，及/或，該資訊提供單元也可實施為將所記錄下的心電訊號及/或資料即時地傳輸至一外部裝置，例如，手機、平板電腦等，而由該外部裝置進行即時顯示及/或分析，因此，沒有限制。

再者，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置亦提供了讓使用者 可隨身進行呼吸訓練的途徑。透過穿戴於身上的形式，根據本發明的裝置可取得連續心電訊號，並獲得心跳間隔的時間序列，亦即，心率序列，而透過分析該心率序列，就可獲得相關竇性心律不整(Respiratory Sinus Arrhythmia，RSA)的資訊，所謂的RSA是指，在心率是受自律神經控制的情形下，呼吸因對自律神經系統產生影響而使得心跳出現變化的現象，一般而言，吸氣期間會使心跳加速，而呼吸期間則使心跳減緩，故可藉由觀察RSA而得知呼吸的變化模式以及自律神經的活動情形。

另，由於呼吸是一種受自律神經控制又可受意識影響的生理活動，因此，可透過有意識地調整呼吸而影響自律神經，以達到放鬆身心的效果，其中，根據研究顯示，呼吸速率(respiration rate)、潮氣量、以及呼氣期間/吸氣期間比例皆是影響交感與副交感神經活性的因子，其中，速率變慢可降低交感神經的活性，而速率變快則會使交感神經活性增加，舉例而言，一般成人的呼吸速率約落在每分鐘10-18次的範圍內，當呼吸的速率可降低至每分鐘5-8次的範圍時，可有助於增加副交感神經活性，另外，當呼氣期間/吸氣期間比例增加時，亦即，當具有相對於吸氣期間而言較長的呼氣期間時，副交感神經的活性同樣可獲得提升。

所以，一般而言，呼吸訓練即是藉由提供使用者具有有助於放鬆身心之呼吸模式的一呼吸導引而進行，例如，呼吸導引會提供落在可降低交感神經活性之每分鐘5-8次的呼吸速率，及/或在可自然呼吸的前提下，增長的呼氣期間，以導引使用者降低呼吸速率及/或增長呼氣期間，進而增加副交感神經活性，抑制交感神經，而讓人體可從緊張狀態中解除，恢復放鬆。

而且，由於自律神經失調亦是心律不整的重要成因之一，因此，在使用本裝置之使用者的目的之一是希望即時記錄下心律不整發生時之心電圖的情形下，本發明裝置提供呼吸導引訓練功能，以讓使用者藉由控制呼吸而改變自律神經平衡的方式，將有助於改善心律不整症狀，兩者相輔相成，更具意義。

當利用根據本發明的穿戴式心電檢測裝置而進行呼吸訓練時，使用者只需將裝置穿戴於身上，並維持兩個電極與皮膚間的接觸即可，而在進行呼吸訓練的期間，該資訊提供單元則是用以將呼吸導引訊號提供予使用者，以讓使用者跟隨調整呼吸，另外，該資訊提供單元亦可提供有關使用者於呼吸訓練期間的生理狀態變化，例如，交感神經與負交感神經的活性變化，心率的變化，以及實際呼吸模式的變化等，以作為使用者進行呼吸訓練的參考。

在此，由於執行呼吸訓練的時間較長，因此，較佳地是，使用者可選擇二個電極皆透過穿戴結構而設置於身上的形式，例如，利用可透過穿戴結構而設置的第二電極，或是利用第三電極配合第一電極進行心電訊號擷取，而以更輕鬆的方式進行呼吸訓練。

另外，該呼吸導引訊號亦可以是根據由心率序列所取得之呼吸變化模式而進行作為調整的一動態導引訊號，也就是，透過即時獲得之使用者的呼吸狀況，以得知呼吸速率為何、及/或是否落在有利於放鬆身心的速率範圍中，並據以動態調整導引訊號，而讓使用者能以最輕鬆舒適的方式達到呼吸導引訓練的效果。

或者，由於加大RSA的振幅有助於觸發放鬆反應(Relaxation Response)，解除累積的壓力，而達到提高副交感神經/交感神經活性比例的效果，因此，可透過觀察使用者的心率變化模式，並在心率開始加速時，透過導引告知使用者可以開始吸氣，以及在心率開始減緩時，透過導引告知使用者可以開始吐氣，以達到增大RSA振幅的效果，也達到放鬆身心的目的。

更進一步地，還可透過對心率序列進行頻域分析的結果而得知呼吸與心率是否和諧及同步，而呼吸與心率間較好的和諧及同步性則代表著較有秩序且協調的心跳節律，也就是，人體處於比較放鬆、安穩的狀態，因此，當使用者在進行訓練時獲得相關的資訊時，就可透過意識而改變自身的生理狀態。

此外，當配合上腦電電極而可取得腦電訊號時，可觀察心率，呼吸以及腦電訊號間的同步性(synchronization)，而瞭解使用者的生理狀態。因為，根據研究顯示，呼氣與吸氣會造成血管內血流量的波動，且此波動亦會隨著血流到達腦部，進而造成腦波於低頻區段的波動，因此，除了可得知兩者間是否因共振作用而達成同步性外，亦可因此透過觀察腦波而得知呼吸模式，另外，由於心臟的竇房節及血管系統受自律神經系統的調控，而且，自律神經系統亦會透過壓力受器(baroreceptor)將心率及血壓的改變而回饋給腦部，進而影響腦部的功能與運作，再加上有意識地控制呼吸可因影響自律神經而造成心率改變，因此，三者間存在著彼此影響的關係，是故，三者間良好的同步性即可代表人體處於較為放鬆的狀態，據此，此相關同步性的分析結果同樣可作為提供使用者進行自我意識調整的資訊，以進行生理回饋。

舉例而言，該資訊提供單元在提供該呼吸導引訊號的同時，亦可即時提供相關心率的資訊，及/或透過頻譜計算而獲得之相關呼吸與心率的同步性的資訊，藉此，使用者就可即時得知呼吸調整對於自律神經所造成的影響，例如，副交感神經的活性是否獲得提升，或是交感神經的活性是否已降低等，如此一來，將可讓利用呼吸導引訊號而進行的生理回饋程序更具效率。

另外，還可進一步透過HRV的分析結果讓使用者得知呼吸訓練的成效，例如，可以在進行呼吸訓練的前後分別執行HRV分析，而得知呼吸訓練對於自律神經所帶來的影響，甚至，也可實施為即時HRV分析，並透過該資訊提供單元即時地讓使用者得知自律神經的活動情形，而以類似生理回饋的方式而讓使用者即時瞭解自身的生理狀況，進一步有助於達成放鬆身心的效果。

由於HRV分析是對一段時間內心率序列進行分析，因此，即時HRV分析的進行可透過移動時間窗格(Moving Window)的概念而實施，亦即，先決定一計算時間區段，例如，1分鐘、或2分鐘，之後，透過不斷將此時間區段向後推移的方式，例如，每5秒計算一次，就可持續地得到HRV分析結果，例如，每5秒獲得一HRV分析結果，因而達成提供即時HRV分析結果的目的，另外，亦可採用加權計算(weighting)的概念，適度地增加較接近分析時間之生理訊號的計算比重，以讓分析結果更貼近即時的生理狀況。

該資訊提供單元在提供該呼吸導引訊號時可以有各種選擇，例如，可採用視覺、聽覺、及/或觸覺的方式進行導引，沒有限制。視 覺導引的選擇包括，但不限於，圖形變化，文字顯示，發光亮度變化，及/或燈號變化等，皆為合適的方式，舉例而言，可在顯示元件上利用符合呼吸變化模式的圖案而導引使用者進行吸氣及吐氣；或者由LED燈的數量變化代表吸氣及吐氣；又或者可利用文字直接告知使用者進行吸氣及吐氣等。

另外，當採用聽覺導引的方式時，選擇則包括，但不限於，聲音變化以及語音，舉例而言，可由聲音的強弱代表吸氣及吐氣變化；或者由不同的聲音種類代表吸氣及吐氣，而讓使用者跟隨，例如，鳥叫聲、海浪聲、不同的音樂曲目等；或者也可以透過語音而告知使用者該進行吸氣或吐氣，例如，當剛開始進行呼吸導引訓練時，可透過符合呼吸變化模式的「吸氣」及「吐氣」語音指示而導引使用者的呼吸模式，而當偵測到使用者的呼吸已符合欲達到的變化模式時，即告知使用者「繼續維持現在的吸吐速率」，而停止「吸氣」「吐氣」的語音導引。因此，可以有各種選擇，可依實際實施的需求而變化，沒有限制。

而當根據本發明的裝置實施為與耳機結合的情形時，上述的聽覺引導將顯得更為自然，並且，由於聲音及/或語音直接經由耳機進入耳朵，完全不會打擾到身邊的人，故亦進一步提供了隱蔽性，讓呼吸訓練的進行可不受時間地點限制，例如，乘坐交通工具時也可進行呼吸訓練，更為便利。

再者，當採用觸覺導引的方式時，則較佳地是透過與使用者身體接觸的部件，例如，穿戴結構，相結合的形式而提供振動的變化，至於振動的變化方式，則同樣沒有限制，例如，可實施為利用振動訊號來提醒使用者正確的呼氣及/或吸氣起始時間點，或是只在發現使用者之呼吸模 式偏離預設的目標導引訊號過多時才產生振動導引等。

在此，具優勢地是，當採用聽覺及/或觸覺導引的方式時，使用者可於呼吸導引訓練期間闔上雙眼，更有助於身體放鬆及呼吸調整。

另外，在一較佳實施例中，該呼吸導引訊號亦可實施為經由該資訊提供單元以及有線/無線傳輸模組而輸出至該外部裝置後，例如，智慧型手機，平板電腦，智慧手錶等，再由該外部裝置將該呼吸導引訊號提供給使用者，以供使用者進行呼吸訓練。

而特別地，在另一較佳實施例中，該呼吸導引訊號則是實施為由該外部裝置產生並提供給使用者，此時，該外部裝置會進一步自該資訊提供單元接收相關使用者自律神經活動、或呼吸模式的資訊，以在提供該呼吸導引訊號的同時提供給使用者，或是用來作為調整該呼吸導引訊號的依據，另外，該外部裝置也可進一步將所需接收之相關使用者呼吸模式的資訊儲存下來，以作為之後察看記錄時的參考。

再者，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置，除了可進行心電訊號的擷取，以及上述所提及的腦電訊號檢測外，亦可包括其他的生理感測器，以在穿戴於身上時取得其他的生理訊號。

舉例而言，可具有至少一光感測器，在此，光感測器是指具有光發射元件以及光接收元件，並利用PPG(photoplethysmography)原理而取得光訊號的感測器，例如，利用穿透方式或反射方式進行測量者，而其同樣是透過配戴穿戴結構的動作而完成設置，例如，可位在該第一電極所在的表面上，因而使得其可因穿戴該穿戴結構的動作而與該第一電極一起被設置於使用者身上，例如，手指、耳朵或耳朵附近、腕部附近、或 頭部等。

光感測器主要在於偵測因心臟搏動所產生的脈搏，而藉由所取得的連續脈搏變化，就可獲得使用者的心率序列，並用以進行相關的分析，由於只需單個光感測器即可取得生理訊號，設置簡單，使用者僅需配戴上該穿戴結構配戴即可，故相當有利於連續訊號取得，以進行長時間生理狀態監控。

當本發明的裝置同時具有利用電極取得心電訊號以及利用光感測器取得心率序列的功能時，將特別有利於心律不整的預警以及判斷。這是因為，雖然完整之心律不整資訊，例如，不同類型的心律不整，如發生於心房的早發性心房收縮(Premature atrial contractions，PAC)，以及發生在心室的早發性心室收縮(Premature ventricular contractions，PVC)，在傳統上需要透過觀察心電圖而進行判定，但透過觀察心率的變化，仍可解讀出是否出現心律不整的特徵，例如，早發性收縮(Premature Beats)，心室顫動(AF，Atrial Fibrillation)，心跳過快(Tachycardia)、心跳過慢(Bradycardia)、心跳暫停(Pause)等各種症狀，因此，透過本發明如此的配置，就可達到利用光感測器長時間連續取得心率序列而預先篩選是否出現心律不整可能事件，之後，當出現心律不整可能事件時，再通知使用者進行心電檢測，以進一步確認該心律不整可能事件的正確與否，以及獲得進一步的詳細資訊。

所以，在實際實施時，使用者將裝置藉由穿戴結構而設置於身上，例如，手指、耳朵、或手腕上，此時，該穿戴結構上的光感測器即執行連續的脈波偵測，並取得心率序列，之後，所取得的心率序列會持續 地與心律不整可能事件的時間特徵進行比較，並在出現相符時，決定一心律不整可能事件，此時，係透過該資訊提供單元通知使用者已出現心律不整可能事件，並提醒使用者進行心電訊號測量，因此，使用者在收到通知後，就可很簡單地透過接觸該第二電極而進行心電訊號擷取，立即取得可能出現心律不整的心電訊號。在此，該心電訊號可以直接進行分析而得知是否出現心律不整症狀，並將結果通知使用者，或者，可即時傳輸至一外部裝置，例如，手機或平板電腦，進行儲存及/或分析等，或者，也可先行儲存下來，待之後再行分析，例如，下載至電腦進行分析等，不受限制。

另外，透過光感測器所取得的心率序列，亦可如前所述地用於進行連續HRV分析以及呼吸訓練，由於其執行程序與前述類似，不同處僅在於據以進行HRV分析以及呼吸訓練的生理訊號是由光感測器所取得的心率序列，因此，即不再贅述；而且，也可配合取得腦電訊號，而連續地進行呼吸、心率及腦電訊號三者間的同步性分析，以在不增加負擔的情形下提供使用者更多的資訊。

再者，當實施為同時取得心電訊號以及脈搏時，還可得出脈波從心臟傳至光感測器之感測位置所需的時間，也就是所謂的脈波傳遞時間(Pulse Transit Time，PTT)，且由於PTT與影響血壓高低之動脈血管硬度有關，因此就可透過PTT與血壓值間特定的關係而計算出參考的血壓值。

另外，類似地，也可藉由將光感測器設置於不同位置，例如，當實施為二個電極皆藉由穿戴結構而進行設置時，可在分別的穿戴結構中皆另外設置光感測器，如此一來，透過計算兩處脈波傳遞的時間差就可獲得相關脈波傳播速度(Pulse Wave Velocity，PWV)的資訊，進而透過已知 的計算理論即可得到參考血壓值。

或者，也可配合使用壓脈帶及充氣幫浦而直接取得血壓值，且在此情形下，還可透過壓脈帶取得脈搏連續變化，進而執行如上所述的心律不整可能事件的分析，同樣相當具有優勢。

更進一步，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置亦適合於運動期間使用，舉例而言，使用者可在運動過程中戴著根據本發明的裝置而不會感到負擔，並在運動中間休息的時間直接進行測量而得知運動對心臟所造成的影響，例如，可透過手接觸電極而取得心電圖、或是當已直接配戴二個穿戴結構時直接取得心電訊號、或是在配置有光感測器的情形下由光感測器取得心率序列等，藉此，就可根據資訊提供單元所提供的資訊而得知，例如，是否達到了足夠的運動強度(心跳是否達到預期目標)，或是心臟是否出現異常等，尤其運動是心律不整的好發時間，因此，透過本發明的裝置也可很即時的紀錄下發生心律不整時的心電圖。

另外，除了較激烈的運動期間外，其他可能出現心跳異常的時間，例如，爬山、搭飛機的時候，亦適合使用根據本發明的穿戴式心電檢測裝置，以更加即時地掌握自身的心臟狀況。

綜上所述，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置透過穿戴結構而將裝置設置於使用者身上的形式，使得心電電極與皮膚間的接觸藉由穿戴動作而完成，達到減少使用者施力，以及降低肌電訊號干擾的效果，尤其，當用以取得心電訊號所需的二個電極皆藉由穿戴結構而設置於使用者身上時，更是讓肌肉緊張度的干擾降至最低；而且，無論是採用指戴、耳戴、腕戴、及/或頭戴的方式，都是一般日常生活中常見的配戴方式，在使 用上不會顯得突兀，更有利於使用者於平時配戴於身上，以在有需要時隨時記錄下生理訊號，例如，出現心律不整時記錄下心電圖等，及/或獲得自身的生理資訊，例如，即時HRV分析結果，及/或藉以進行生理調控，例如，進行呼吸訓練等，因此，不但配置容易、使用方便，更是應用廣泛。

再者，根據本發明的穿戴式心電檢測裝置亦提供二種操作模式，在第一種操作模式中，二個電極皆位於裝置之表面，以及在第二種操作模式中，其中一個電極透過連接線延伸而出，因此，除了使用者可讓根據使用環境以及操作習慣的不同而進行選擇操作模式外，在第二操作模式中，延伸而出的電極亦提供了設置於不同身體位置而取得不同角度投影心電圖的可能，並且，由於該延伸而出的電極係透過穿戴結構而設置於使用者身上，故亦更進一步提供了無須使用者主動施力的操作模式，相當具有優勢。

Claims (17)

1. 一種穿戴式心電檢測裝置，包括：一控制模組，包括一處理器；一耳戴結構，設置於一使用者的一耳朵上；一第一電極以及一第二電極，其中，該第一電極位在該耳戴結構設置於該耳朵上時，該裝置與該耳朵或耳朵附近皮膚接觸的一表面上，以及該第二電極位在該裝置上不與該耳朵或耳朵附近皮膚接觸的一另一表面上；以及一資訊提供單元，用以提供使用者資訊，其中，當進行心電訊號檢測時，使用者透過配戴上該耳戴結構而使該第一電極接觸該耳朵或該耳朵附近區域的皮膚，並利用一手接觸該第二電極，以達成一心電訊號擷取迴路，並進行心電訊號擷取。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其更包括複數個腦電電極，透過該耳戴結構而接觸該耳朵或耳朵附近的皮膚，以取得腦電訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該第一電極實施為與其中一腦電電極共用。
4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該處理器執行該心電訊號的一分析，以取得使用者之心跳間隔的一時間序列，並執行該時間序列與一心律不整時間序列特徵的比較，以判斷是否具有一心律不整事件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包括一光感測器，其透過該耳戴結構而與該第一電極一起設置於該耳朵上，以偵測使用者的連續脈搏變化。
6. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中，該處理器係透過所測得之連 續脈搏變化而取得使用者之心跳間隔的一時間序列。
7. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中，該處理器執行該時間序列與一心律不整時間序列特徵進行比較，以判斷是否具有一心律不整可能事件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，當具有該心律不整可能事件時，該處理器產生一通知訊號，以透過該資訊提供單元而通知使用者發生該心律不整可能事件，並提醒使用者進行心電訊號檢測。
9. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中，該處理器執行該時間序列的一HRV分析，以得出反應自律神經活動的資訊。
10. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中，該處理器執行該時間序列的一分析，以得出使用者的RSA資訊，作為產生一呼吸導引訊號的依據，並在一呼吸訓練區段中透過該資訊提供單元將該呼吸導引訊號提供予使用者。
11. 一種穿戴式心電檢測裝置，包括：一控制模組，包括一處理器；一指戴結構，設置於一使用者的一手指上；一第一電極以及一第二電極，其中，該第一電極位在該指戴結構設置於該手指上時，該裝置與該手指皮膚接觸的一表面上，以及該第二電極位在該裝置上不與該手指皮膚接觸的一另一表面上；以及一資訊提供單元，用以提供使用者資訊，其中，當進行心電訊號檢測時，使用者透過配戴上該指戴結構而使該第一電極接觸該手指之近端指骨或中節指骨所在指節的皮膚，並使該第二電極接觸該手指所在肢體以外的其他身體部分，以達成一心電訊號擷取迴路，並進行一心電訊號擷取。
12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其更包括一殼體，用以容置該控制模組的至少一部份，且係實施為結合於該指戴結構上，或透過一腕戴結構而設置於該手指所在肢體的一腕部上。
13. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中，該處理器執行該心電訊號的一分析，以取得使用者之心跳間隔的一時間序列，並執行該時間序列與一心律不整時間序列特徵的比較，以判斷是否具有一心律不整事件。
14. 一種穿戴式心電檢測裝置，包括：一控制模組，包括一處理器；一指戴結構，用以設置於一使用者的一手指上；一耳戴結構，用以設置於該使用者的一耳朵上；一第一電極以及一第二電極，其中，該第一電極係位在該指戴結構設置於該手指上時，該裝置與該手指皮膚接觸的一表面上，以及該第二電極係位在該耳戴結構設置於該耳朵上時，該裝置與該耳朵或耳朵附近之皮膚相接觸的另一表面上；以及一資訊提供單元，用以提供使用者資訊，其中，當進行心電訊號檢測時，使用者透過配戴上該指戴結構而使該第一電極接觸該手指的皮膚，以及透過配戴上該耳戴結構而使該第二電極接觸該耳朵或耳朵附近區域的皮膚，以達成一心電訊號擷取迴路，並進行心電訊號擷取。
15. 申請專利範圍第14項所述之裝置，其進一步包括複數個腦電電極，以在該耳戴結構設置於耳朵時，取得腦電訊號。
16. 申請專利範圍第15項所述之裝置，其中，該第二電極實施為與其中一 腦電電極共用。
17. 申請專利範圍第15項所述之裝置，其進一步包括一頭戴結構，並具有至少一腦電電極設置於其上。