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TWI868149B - 用於健康照護之穿戴裝置及其方法 - Google Patents

用於健康照護之穿戴裝置及其方法 Download PDF

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TWI868149B
TWI868149B TW109118146A TW109118146A TWI868149B TW I868149 B TWI868149 B TW I868149B TW 109118146 A TW109118146 A TW 109118146A TW 109118146 A TW109118146 A TW 109118146A TW I868149 B TWI868149 B TW I868149B
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嘉祥 郭
宏健 馮
兆楠 吳
岳文 施
筠威 陶
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香港商倍靈科技（知識產權）有限公司
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Abstract

本發明提供一種用於健康照護之穿戴裝置及其方法，其中該裝置穿戴於一手指上以用於量測使用者之健康資料，包括但不限於心跳速率、血氧飽和度等。該裝置之穿戴大小可針對手指之不同大小進行調整。在一個實施例中，該裝置包括：一主體，其至少部分地穿戴於一使用者之一指上；至少一個生理感測器，其附接至該主體以用於偵測生理資訊；及至少兩個分支，其耦接至該主體以用於固持該指，同時減少該裝置之移動。至少一個分支之至少一部分係可改變的，使得該裝置之穿戴大小可針對指之不同大小進行調整。在另一實施例中，至少一個分支之至少一部分係可移動的，使得該裝置之穿戴大小可針對指之不同大小進行調整。

Description

用於健康照護之穿戴裝置及其方法
本發明係關於一種用於健康資料量測之醫療裝置，且更特定而言，係關於一種具有可調整的穿戴大小之生理量測裝置。
現今，用於健康資料量測之穿戴裝置正成為健康照護行業內之非常風行的趨勢並愈來愈多地被更定期地使用。在一個主要應用領域中，許多穿戴/攜帶型裝置經設計成在睡眠期間量測使用者之健康資料，例如血氧飽和度，以監測任何睡眠障礙的存在以預先進行診斷及治療。通常，穿戴裝置經設計成由使用者整晚穿戴以進行長時間監測。為了減輕長期穿戴的負擔、增加使用者在長期穿戴期間之舒適性並改善使用者之睡眠品質，一個解決方案係將感測器裝置穿戴於使用者之手指上以在睡眠期間偵測生理資訊。
然而，由於不同的使用者具有不同的手指大小，其直徑通常自15.7mm至21.2mm而變化，故應準備具有許多大小之穿戴裝置以適配不同的手指大小。對於醫院中通常用於監測患者之生理資訊的彼等穿戴裝置，為不同的患者保留許多大小之穿戴裝置係不方便的。
在此類條件下，對於大規模應用需要具有可調整的大小之穿戴裝置，尤其是穿戴於手指上之穿戴裝置。在一個現有解決方案中，可藉由用嵌入式螺桿延伸穿戴本體來調整穿戴裝置之穿戴大小，如由先前技術參考文獻CN105942680及CN107969771所揭示。在另一現有解決方案中，可藉由在穿戴本體之兩個部件之間添加延伸部分來調整穿戴裝置之穿戴大小，如由先前技術參考文獻US20170006978及JP03214654U所揭示。在又一現有解決方案中，可藉由在穿戴本體之間添加例如彈簧之一個或多個可 撓性部件來調整穿戴裝置之穿戴大小，如由先前技術參考文獻US5943882及DE202006000690所揭示。在又一現有解決方案中，可藉由在穿戴本體與使用者之間插入一個或多個墊片以用於減小環大小來調整穿戴裝置之穿戴大小，如由先前技術參考文獻US6354106、US7735337及US9743726B1所揭示。在又一現有解決方案中，可藉由以不同大小替換內部穿戴本體來調整穿戴裝置之穿戴大小，如由先前技術參考文獻US8448464及US20180020980所揭示。在又一現有解決方案中，可藉由機械程序來調整穿戴裝置之穿戴大小，例如該機械程序用以在穿戴本體之兩個臂之連接末端處配置兩個棘輪元件，以便藉由調整兩個棘輪之重疊比率來調整穿戴本體之大小，如由先前技術US20180338587A1所揭示。
然而，對於大多數以上解決方案，成本相對高，且對於長期穿戴而言，其結構不緊湊。一些其他解決方案不適合於長期穿戴，尤其是在夜間期間。由於醫院之醫生或護士要求將穿戴裝置應用於不同的患者以整夜偵測其生理資訊，故有必要開發一種可調整的穿戴裝置，其穿戴大小可易於改變，且對於長期穿戴而言，整個結構係緊湊且舒適的。
本發明係關於一種用於健康照護之穿戴裝置及其方法。更具體而言，該穿戴裝置穿戴於一手指上以量測使用者之健康資料，包括但不限於心跳速率、血氧飽和度等。該穿戴裝置之穿戴大小可針對手指之不同大小進行調整。
在一個實施例中，一種用於偵測一使用者之生理資訊之穿戴裝置包含：一主體，其經組態以至少部分地穿戴於一使用者之一指上；至少一個生理感測器，其附接至該主體以用於經由該指偵測該使用者之生理資訊；及至少兩個分支，其耦接至該主體以用於固持該指，同時減少該穿戴裝置之移動，其中該等分支中之至少一者之至少一部分係可改變的，使得該穿戴裝置之一穿戴大小可針對指之不同大小進行調整。
在另一實施例中，一種用於偵測一使用者之生理資訊之穿戴裝置包含：一主體，其經組態以至少部分地穿戴於一使用者之一指上；至 少一個生理感測器，其附接至該主體以用於經由該指偵測該使用者之生理資訊；及至少兩個分支，其耦接至該主體以用於固持該指，同時減少該穿戴裝置之移動，其中該等分支中之至少一者之至少一部分係可移動的，使得該穿戴裝置之一穿戴大小可針對指之不同大小進行調整。
100:穿戴裝置
101:感測器
102:可拆離的功能組件
103:主體
104:匹配單元
105:手指
106:鄰近的手指
200:人手
211:主血管
212:近端部分
213:中間部分
214:尖端/指尖
321:手背表面
322:手掌表面
323:圓圈
432:骨骼
433:肌腱
541:第一光發射器
542:第二光發射器
543:光偵測器
544:縱向方向
545:手掌表面
705:食指
706:鄰近的手指
707:拇指
871:可彎曲單元
872:突出部
901:力
1000:操作流程圖
1001:步驟
1002:步驟
1003:步驟
1004:步驟
1100:操作流程圖
1101:步驟
1102:步驟
1103:步驟
1104:步驟
1105:步驟
1106:步驟
1107:步驟
1108:步驟
1109:步驟
1110:步驟
1111:日間模式
1291:處理單元
1292:運動感測器
1293:有線或無線通信單元
1294:溫度感測器
1295:壓力感測器
1296:可擴展介面/外部介面
1401:外部功能單元
1402:外部整體功能單元
1500:應用程式系統
1501:台伺服器
1503:習性資料庫
1504:排程資料庫
1505:環境感測器
1600:操作流程圖
1601:步驟
1602:步驟
1603:步驟
1604:步驟
1700:操作流程圖
1701:步驟
1702:步驟
1703:步驟
1704:步驟
1705a:訓練集
1705b:驗證集
1705c:測試集
1706:步驟
1707:步驟
1708a:區塊
1708b:區塊
1709:步驟
1710:步驟
1711:步驟
1712:區塊
1800:可調整的穿戴裝置
1801:主體
1802a:翼形件
1802b:翼形件
1803a:突出部
1803b:突出部
1804:感測器
1805:上部部分
1806:圓圈
1807:下部部分
1900:穿戴裝置
1901:主體
1905a:上部部分
1905b:上部部分
2000:穿戴裝置
2001:穿戴本體
2003:突出部
2005:上部部分
2005':上部部分
2006:接頭耦接部
2100:可調整的穿戴裝置
2103:突出部
2103':突出部
2105:上部翼形件
2105':上部翼形件
2107:下部翼形件
2200:可調整的穿戴裝置
2203:突出部
2205:上部翼形件
2205':上部翼形件
2207:下部翼形件
2210:連接單元
2210':連接單元
2212A:鎖定單元
2212B:鎖定單元
2300:穿戴裝置
2301:穿戴本體
2303a:突出部
2303b:突出部
2305:上部部分
2307:下部部分
2308a:內部導引件/軌道導引件
2308b:內部導引件/軌道導引件
2400:穿戴裝置
2401:穿戴本體/主體
2403a:突出部
2403b:突出部
2403a':突出部
2403b':突出部
2405:上部部分
2407:下部部分
2500:穿戴裝置
2501:主體/穿戴本體
2505:上部部分
2509:耦接單元
A:裝置
B:裝置
C:裝置
本發明之優點將自本發明之例示性實施例之以下詳細描述顯而易見，該描述應結合隨附圖式進行考慮，在圖式中：
圖1繪示根據一個實施例之穿戴裝置100之示意圖。
圖2繪示正常人手200之結構。
圖3展示人手之手掌表面與手背表面之膚色之間的差異。
圖4繪示根據本發明之一個實施例的配置於手指上之感測器101之區位範圍。
圖5a繪示根據一個實施例的感測器101相對於手指之組態方式。
圖5b繪示根據替代實施例的感測器101相對於手指之另一組態方式。
圖5c繪示根據本發明之一個實施例的對感測器101與彎折手指之間的接觸之較小影響。
圖6a至圖6c繪示根據替代實施例的具有不同形狀之匹配單元104的三種類型之穿戴裝置100。
圖7展示根據一個實施例的用於穿戴裝置100之較佳穿戴方式。
圖8a展示根據一個實施例的具有壓力控制單元之穿戴裝置之示意圖。
圖8b展示根據替代實施例的具有另一壓力控制單元之穿戴裝置之示意圖。
圖9a及圖9b展示根據一個實施例的具有壓力控制單元之穿戴裝置之側視圖。
圖10展示根據一個實施例的具有無線通信單元之穿戴裝置之操作流程圖1000。
圖11展示根據一個實施例之穿戴裝置之操作流程圖1100。
圖12為根據一個實施例的如上文所描述之穿戴裝置之功能組件之示意 性結構。
圖13繪示根據一個例示性實施例的具有可拆離的功能組件之穿戴裝置之結構。
圖14a繪示根據一個實施例的具有用於擴展功能性之一個或多個可擴展介面之穿戴裝置之結構。
圖14b繪示根據另一實施例的具有用於擴展功能性之外部介面之穿戴裝置之結構。
圖15展示根據一個實施例的用於穿戴裝置之應用程式系統1500之示意圖。
圖16為根據一個實施例的用於評估睡眠條件之流程圖1600。
圖17為根據一個實施例的描述用以操作而評估睡眠條件之評估模型之建置之流程圖1700。
圖18展示根據本發明之一個實施例的可調整的穿戴裝置1800之示意圖。
圖19繪示根據本發明之一個實施例的調整成不同大小之穿戴裝置1900之操作方式。
圖20繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2000之操作方式。
圖21繪示根據本發明之另一實施例的具有封閉環圈結構之可調整的穿戴裝置2100之示意圖。
圖22繪示根據本發明之另一實施例的具有封閉環圈結構之可調整的穿戴裝置2200之示意圖。
圖23繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2300之操作方式。
圖24繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2400之操作方式。
圖25繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2500之示意圖。
現在將詳細地參考本發明之實施例。雖然將結合此等實施例來描述本發明，但應理解，該等實施例並不意欲限制本發明。本發明包括涵蓋於所附申請專利範圍之範圍內的替代例、修改及等效物。
此外，在本發明之以下詳細描述中，闡述眾多特定細節以便提供對本發明之透徹理解。然而，一般熟習此項技術者將認識到，本發明可在無此等特定細節的情況下實踐。在其他情況下，未詳細地描述熟知的方法、程序、組件及電路，以免不必要地混淆本發明之態樣。鑒於前述背景，本發明之目標係提供一種用於監測使用者之健康狀態之穿戴裝置。
本發明之以下實施例描述一種由使用者攜載以用於量測使用者之生理資訊之例示性穿戴裝置。在一個實施例中，穿戴裝置至少部分地穿戴於使用者身體之一部分上以監測使用者之健康狀態。在較佳實施例中，穿戴裝置至少部分地穿戴於肢體之一個或多個指上以量測使用者之生理資訊，例如心跳速率、心跳速率變化性、血氧飽和度、光體積描記(photoplethysmography；PPG)信號及/或應力。在一個實施例中，肢體之指表示但不限於手之指及/或腳之指，例如手之手指或腳之腳趾(在下文中簡單地被稱作一個或多個手指或一個或多個腳趾)。在較佳實施例中，穿戴裝置至少部分地穿戴於指根附近之位置上以監測使用者之健康資訊。舉例而言，在一個實施例中，穿戴裝置至少部分地穿戴於手指之近端指骨上。在另一較佳實施例中，穿戴裝置穿戴於使用者之食指上以實現容易且舒適的穿戴。
圖1繪示根據一個實施例之穿戴裝置100之示意圖。一般而言，穿戴裝置100可為任何形狀，只要其滿足能夠穿戴於手指上之要求即可。
在一個實施例中，穿戴裝置100包含具有開放環圈以便適合手指之不同大小的主體103。此外，穿戴裝置100包含感測器101，該感測器附接至主體103，並可操作以用於在穿戴裝置100經由主體103穿戴於例如手指105之指及/或使用者之其他類似位置上時感測使用者之生物資訊。 圖1之實施例係出於說明目的，且穿戴裝置100之結構及穿戴方式不限於該實施例。在一個實施例中，感測器101為包含第一光發射器、第二光發射器及至少一個光偵測器之光學感測器。在一個實施例中，自第一光發射器產生之第一光之波長在850nm至1000nm之範圍內，例如IR光，且自第二光發射器產生之第二光之波長在600nm至750nm之範圍內，例如可見光。第一光發射器/第二光發射器將第一光/第二光發射至手指中之血管，且光偵測器可操作以偵測由手指中之血管反射之第一光/第二光。在一個實施例中，血管可為指之動脈，例如沿著拇指延行之拇主動脈、沿著食指延行之食指橈側動脈，及/或沿著其他手指延行之指動脈。所偵測到攜載使用者之健康資訊之第一光信號及/或第二光信號進一步用以計算使用者之健康資料，例如PPG信號、心跳速率、心跳速率變化性及血氧飽和度，以便判定使用者之健康狀態。在一個實施例中，心跳速率及心跳速率變化性係基於PPG信號判定。
在一個實施例中，用於量測血氧飽和度之感測器101之原理係基於氧合及脫氧血紅蛋白之第一光吸收特性及第二光吸收特性。氧合血紅蛋白吸收較多的第一光並允許較多的第二光穿過。脫氧(或還原)血紅蛋白吸收較多的第二光並允許較多的第一光穿過。基於由手指105之血管反射並由光偵測器偵測到之第一光/第二光，計算IN2/IN1比率以判定血氧飽和度，其中IN1表示偵測到之第一光之強度且IN2表示偵測到之第二光之強度。此外，使用者之心跳速率及心跳速率變化性能夠基於第一光被偵測。當第一光由手指105之血管反射時，所反射之第一光之強度將隨著血管內部之血量而變化。因此，對於每次心跳，血管內部之血量將略微改變，藉此更改可由光偵測器偵測到之第一光之強度。因而，心跳速率及心跳速率變化性可根據偵測到之第一光信號之強度之變化被判定。在替代實施例中，第一光發射器及第二光發射器經整合成能夠基於控制信號個別地發射第一光及第二光之一個單元。感測器101之實施例係出於說明目的，且包括發射器及偵測器之照明配置不受限於此等實施例。
圖2繪示正常人手200之結構。結合圖1描述圖2。如圖2 中所展示，主血管位於人手200之手指之橫向側附近，相對於手指之手掌表面略微偏移。習知地，穿戴裝置穿戴於手指之尖端214上，此係因為指尖214中存在大量的毛細血管，使得相對容易偵測到生物資訊。然而，如在前所提及，將穿戴裝置穿戴於指尖上對於長期穿戴以連續地監測個體之健康狀態而言係不舒適、不方便或不穩定的。因此，較佳的是將穿戴裝置100穿戴於使用者手指之中間部分213或近端部分212上，以實現較舒適、方便且穩定的長期穿戴。然而，相較於指尖214，手指之中間部分或近端部分中存在較少的毛細血管。為了自手指之血管取得較多的生理資訊，較佳地將感測器101定位於主血管211附近。在一個實施例中，感測器101定位於手指之動脈附近以用於經由動脈偵測健康資訊。在操作期間，重要的是將穿戴裝置100之感測器101固定為接近主血管211以確保量測之準確性。
此外，手掌表面322之膚色通常淺於人手之手背表面321，如圖3中所繪示。且在不同的人當中，尤其是對於不同的人類種族，人手之手背表面321處的膚色相較於手之手掌表面322更加多樣化。如通常所知，黑色素為膚色之主要決定因素。皮膚中黑色素之量愈大，膚色愈深。在操作期間，光將由皮膚之黑色素部分地吸收。另外，光吸收率將隨著皮膚中黑色素之量增加而增加。換言之，在穿過較深色的皮膚時，較多的光將由其吸收。因此，在手指之手背表面321上，相較於在手掌表面322上，較多的光被吸收，且吸收率在人與人之間變化。此外，第一光及第二光之吸收率由於其不同波長而不同。在一個實施例中，相較於波長在600nm至750nm之範圍內的第一光，波長在850nm至1000nm之範圍內的較多的第二光由黑色素吸收。如上文所描述，基於氧合及脫氧血紅蛋白之第一光吸收特性及第二光吸收特性計算血氧飽和度。因此，由於第一光及第二光因人類膚色之變化而在手背表面321處之吸收率不確定且不均勻，故若定位於手背表面321上，則感測器101之量測準確性將受到顯著影響。
為了增強如上文所描述的量測準確性並降低如上文所描述的對量測準確性之影響，感測器101較佳地置放於手指之預定橫向區域內， 藉此接近主血管211而定位。在一個實施例中，橫向區域為橫向側附近之區域。在指定實施例中，橫向區域位於手指之手掌表面322上及橫向側附近，如由圓圈323例示性地所指定。圖4繪示根據本發明之一個實施例的手指之橫向區域，感測器101位於該橫向區域內。結合圖1至圖3描述圖4。如圖4中所展示，手指105主要包含骨骼432、包括主血管211之血管，及肌腱433，其中主血管211位於橫向側附近，相對於手掌表面322略微偏移。在一個實施例中，為了自主血管211獲得更多資訊，感測器101經組態以鄰近手掌表面322並在手指105之橫向側(亦即，圖4之區域II及/或III)下方定位。在較佳實施例中，橫向區域之邊緣與橫向側之間的角度範圍為20度至50度，此係因為至/自感測器101之所發射光及所反射光較接近主血管211。
此外，感測器101較佳地沿著手指之縱向方向置放，以便將由沿著手指之經向方向上不均勻膚色所造成的對穿過皮膚之光之影響降到最低。縱向方向為實質上自指根至指尖(或反之亦然)之方向。經向方向實質上垂直於縱向方向並圍繞手指延伸。圖5a繪示根據一個實施例的感測器101相對於手指之組態。圖5b繪示根據替代實施例的感測器101相對於手指之另一組態。結合圖1至圖4描述圖5a及圖5b。如圖5a中所展示，感測器101沿著手指之縱向方向544置放。在較佳實施例中，感測器101在手指之橫向側下方的手掌表面322處鄰近主血管211置放。更具體而言，感測器101包含沿著縱向方向544並接近主血管211置放之第一光發射器541及第二光發射器542(或反之亦然)以及光偵測器543，以便經由主血管211偵測使用者之健康資訊。在較佳實施例中，第一光發射器541與光偵測器543之間的距離實質上相同於第二光發射器542與光偵測器543之間的距離。參看圖5b，由於光發射器541及542遠小於光偵測器543，故光發射器541及542以及光偵測器543中之每一者沿著手指之縱向方向544配置，其中第一光發射器541及第二光發射器542配置於光偵測器543之同一側處，同時彼此接近。在較佳實施例中，第一光發射器541與光偵測器543之間的距離實質上相同於第二光發射器542與光偵測器543之間的 距離。熟習此項技術者可理解，穿戴裝置之此類細節僅僅為實例，且所主張之主題不受到如此限制。舉例而言，第一光發射器541及第二光發射器542可配置於光偵測器之任一側處，且第一光發射器541及第二光發射器542中之任一者可配置於另一者上方。
如上文所提及，第一光及第二光之吸收率受到手指之手背表面321中的黑色素顯著影響，此可影響量測之準確性。就圖5a中所繪示之配置而言，感測器101之組態在一側處較緊湊，且感測器101圍繞手指之在手掌表面322內之旋轉容限得到增強。此係由於光發射器及偵測器沿著縱向方向並相對於經向方向以相同水平配置。相較於光發射器及偵測器沿著經向方向配置，若感測器101圍繞手指旋轉，則在旋轉期間將光發射器及偵測器保持於手掌表面內的容限較大。此外，由於光發射器及偵測器541至543沿著縱向方向544配置於橫向側附近之手掌表面處，故當手指如圖5c中所展示而彎折時，受影響之手掌表面545將不會影響感測器101與手指皮膚之間的接觸。
在圖1之實施例中，穿戴裝置100可進一步包括匹配單元104，以導引使用者適當地穿戴感測器101定位於目標區位處之穿戴裝置100，並在長期穿戴及量測期間減少穿戴裝置100圍繞手指105之旋轉。在一個實施例中，匹配單元104包含耦接至主體103之至少一個延伸單元，如圖1中所展示。在一個實施例中，延伸單元包含配置於主體103之橫向側處的翼形件。取決於所要固定程度，匹配單元104之材料可為剛性或彈性的。當穿戴裝置100穿戴於手指105上時，鄰近受試手指105之手指106與匹配單元104耦接，該匹配單元有助於導引使用者適當地穿戴該穿戴裝置100並減少穿戴裝置100之旋轉。在較佳實施例中，穿戴裝置100包含兩個延伸單元，以固持鄰近的手指106來增加穩定性。匹配單元104經設計成對應於手指形狀來實現長期舒適穿戴。在替代實施例中，匹配單元104包含具有或不具有開口並耦接至主體103之環圈。當穿戴裝置100穿戴於手指105上時，環圈經組態以環繞鄰近的手指106，以導引使用者適當地穿戴該穿戴裝置100並最小化其旋轉。
圖6a至圖6c繪示根據替代實施例的具有不同形狀之匹配單元104的三種類型之穿戴裝置100。在圖6a中，匹配單元104包含兩個延伸單元，該兩個延伸單元在主體103之橫向側處對稱地組態以用於與鄰近的手指耦接。在圖6b中，匹配單元104包含兩個延伸單元，該兩個延伸單元在主體103之橫向側處組態成朝向鄰近的手指偏移，以便適配鄰近的手指之形狀及結構。就此類組態而言，在穿戴裝置100之長期穿戴期間，尤其是在睡眠期間，使用者將感覺到較舒適。在圖6c中，匹配單元104相對於主體103之組態類似於圖6b，但匹配單元104為用於與鄰近的手指耦接之具有或不具有開口的環圈。如熟習此項技術者所理解，圖6a至圖6c中所給出之實施例為實例且並不意欲限制主體103及匹配單元104之結構及機制。在一個實施例中，穿戴裝置100進一步包含與感測器101耦接以用於資料處理之處理單元。在替代實施例中，感測器101能夠經由有線或無線傳輸與外部處理器或伺服器相通以用於資料處理。
在一個實施例中，穿戴裝置100包括功能組件102，如圖1中所展示。視情況，功能組件102可為可拆離的，使得其可裝設於穿戴裝置100之主體103上及自該主體拆離。因而，使用者可在使用同一功能組件102時容易將主體103替換為另一大小以適配不同人之手指。為了將感測器101裝設於手指之適當表面上，亦即，接近手指105之手掌表面322並自橫向側進行某一偏移，亦即，20度至50度，感測器101附接至主體103之功能組件102經適當地組態使得當穿戴裝置100穿戴於使用者之手指105上時，功能組件102接近手指105之橫向側。在一個實施例中，功能組件102可操作以導引使用者在適當位置處適當地穿戴該穿戴裝置100。舉例而言，當穿戴裝置100穿戴於食指上且功能組件102朝向拇指突出時，功能組件102之形狀經設計成匹配拇指之形狀以及食指與拇指之間的關係，以便導引使用者在適當位置處適當地穿戴該穿戴裝置100。
圖7展示根據一個實施例的用於穿戴裝置100之較佳穿戴方式。結合圖1描述圖7。當穿戴裝置100經由主體103穿戴於食指705上時，功能組件102朝向拇指707置放，且功能組件102之頂表面與拇指707之 橫向側對準，以用於導引使用者在適當位置處適當地穿戴該穿戴裝置100。在較佳實施例中，穿戴裝置100穿戴於食指705之近端指骨上以實現容易且舒適的穿戴。此外，匹配單元104與鄰近的手指706耦接，以便在長期穿戴及量測期間，尤其是在睡眠期間，將穿戴裝置100對準至適當位置並減少穿戴裝置100圍繞食指705之旋轉。
在一個實施例中，穿戴裝置100進一步包含壓力控制組態以控制穿戴裝置100與手指之間的壓力。在使用期間，若穿戴裝置100過緊地穿戴於手指上，則其將會阻斷血流並影響量測之準確性。若穿戴裝置100過鬆地穿戴於手指上，則將會發生可影響量測準確性之光洩漏。圖8a展示根據一個實施例的具有壓力控制單元之穿戴裝置100之示意圖。圖8b展示根據替代實施例的具有另一壓力控制單元之穿戴裝置100之示意圖。結合圖1描述圖8a至圖8b。圖8a及圖8b中所給出之實施例為實例且並不限制壓力控制單元之結構及機制。如圖8a中所展示，具有預定變形係數之可彎曲單元871嵌入至主體103及/或匹配單元104中，以用於適配不同的手指大小。當穿戴裝置100穿戴於手指105上時，可彎曲單元871將在手指105上提供適當範圍內之夾持力。如圖8b中所展示，一個或多個突出部872組態於主體103之內表面上。在一個實施例中，至少一個突出部872由彈性材料製成。在另一實施例中，主體103至少部分地由彈性材料製成。當穿戴裝置100穿戴於具有不同大小之不同手指上時，具有突出部872之穿戴裝置100將在手指105上提供適當範圍內之壓力。在其他實施例中，穿戴裝置100之緊度係可調整的，並進一步包含壓力感測器以感測穿戴裝置100與手指105之間的壓力。若壓力感測器偵測到壓力高於第一臨限值或低於第二臨限值，則穿戴裝置100之緊度將自動地或由使用者手動地調整。
圖9a繪示根據一個實施例的具有壓力控制組態之穿戴裝置100之示意圖。圖9b繪示根據主題實施例，當穿戴裝置100穿戴於手指上時，壓力控制如何對手指起作用。結合圖1描述圖9a至圖9b。如圖9a中所展示，主體103包含環圈結構，該環圈結構經組態使得當穿戴裝置100穿戴於手指上時產生力以將手指按壓在感測器101上。
此外，不同於穿戴於指尖上之習知脈搏血氧定量計，穿戴裝置100經設計成穿戴於手指之基部上。由於兩個手指之基部之間的空間遠小於指尖之間的空間，故當穿戴裝置100穿戴於手指上時，主體103之形狀可經設計成在手指上產生朝向感測器101之力，同時不影響鄰近的手指之移動。在一個較佳實施例中，主體103由可變形材料製成，且主體103之環圈結構呈橢圓形狀，其中軸線配置於預定方向上，以便在穿戴裝置100穿戴於手指上時在手指上產生朝向感測器101之目標力。在更特定的實施例中，環圈結構之橢圓形狀之軸線穿過感測器101。
當如圖9b中所展示，手指插入至穿戴裝置100之主體103中時，主體103之特殊形狀將抵靠手指略微失真並使手指能夠附接至感測器101。由於主體103抵靠手指之失真，在手指上產生如由箭頭所指示之力901。因此，促使手指緊緊地附接至感測器101，以便避免光洩漏並防止環境光之影響。
在一個實施例中，功能組件102至少部分地由剛性材料製成以用於支撐及保護內部功能單元，例如PCB及感測器101，而主體103及/或匹配單元104係可撓性的，以適配不同的手指大小。在一個實施例中，對於功能組件102，剛性層安置於內部作為內部功能單元之外殼，且可撓性層在使用期間覆蓋剛性層以保護剛性層。
在穿戴裝置100之組裝期間，在一個實施例中，首先形成功能組件102之剛性層，且接著在剛性層上模製可撓性材料以形成保護層並進一步延伸可撓性材料以形成主體103及匹配單元104。此後，將包括感測器101之功能單元組裝於剛性外殼內部，且將防水材料安置於感測器101之邊緣上。將偵測表面通過外殼中之孔隙曝露於外部，以便經由所附接的手指偵測使用者之生理資訊。因此，功能單元以防水方式被密封。
在替代實施例中，最初由可撓性材料整體地形成功能組件102之外部保護層、主體103及匹配單元104。此後，將黏著材料注入於保護層之內表面周圍以形成剛性層作為功能單元之外殼。此後，將包括感測器101之功能單元組裝於剛性外殼內部，同時將感測器101之偵測表面通 過外殼孔隙曝露於外部。
在一個實施例中，穿戴裝置100進一步包含無線通信單元，該無線通信單元可操作以用於藉助於使用專屬或非專屬協定之無線射頻(RF)鏈路將資料自穿戴裝置100傳輸至外部裝置，例如基地台伺服器。在一個實施例中，無線通信單元包含用於通信之近場通信(NFC)晶片。在操作期間，當使穿戴裝置100接近例如智慧型手機之某一電子裝置時，電子裝置將經由無線通信單元偵測穿戴裝置100，並觸發穿戴裝置100以經由手指量測使用者之健康資訊。此外，穿戴裝置100將經由無線通信單元將量測結果傳送至電子裝置以供進一步處理、記錄及/或顯示。在一個實施例中，無線通信單元儲存使用者之識別資訊(ID)，並將具有使用者ID之健康資訊傳輸至電子裝置而無需輸入使用者資訊之額外動作。在例示性實施例中，當安裝有指定應用程式(APP)之電子裝置偵測到接近其之穿戴裝置100時，電子裝置將經由APP觸發穿戴裝置100之量測。接著將使用者之測定健康資料自穿戴裝置100傳輸至APP以供進一步處理。在一個實施例中，APP將向雲端或資料庫上傳量測結果以供進一步處理。
在一個實施例中，指紋鑑認單元整合於功能組件102中，例如以在功能組件102之主面板上組態指紋鑑認功能。意欲使用穿戴裝置100之人員必須藉由將例如拇指之手指按壓至功能組件102之主面板上來通過指紋鑑認。若人員通過鑑認，則將允許他/她存取或啟用穿戴裝置100以用於正常量測。
圖10展示根據一個實施例的具有無線通信單元之穿戴裝置100之操作流程圖1000。結合圖1描述圖10。在操作期間，在步驟1001中，當使用者將穿戴裝置100接近電子裝置時，例如，當穿戴該穿戴裝置100之使用者拿起智慧型手機時，在步驟1002中啟用電子裝置以用於進一步處理。接著，在後繼步驟1003中，電子裝置將觸發穿戴裝置100以一次或多次地量測使用者之健康資訊，例如脈搏率及/或PPG信號及/或血氧飽和度及/或應力。最後，在步驟1004中，電子裝置自穿戴裝置100接收具有使用者ID之測定健康資訊並向使用者顯示量測結果。在操作期間，電子裝置將檢 查先前量測是否已在預定時段內完成。若是，則電子裝置將觸發穿戴裝置100以開始下一量測。否則，電子裝置將暫時中止觸發直至達到預定時段。
在一個實施例中，無線通信單元為具有低功率消耗之被動電子組件。在無線通信單元與外部電子裝置之間通信的情況下，一旦穿戴裝置100接近電子裝置，就觸發穿戴裝置100以開始量測而無需按壓任何按鈕。因而，穿戴裝置100之使用者介面得以簡化，尤其是對於老年使用者而言，且穿戴裝置100之功率消耗將會減少。在一個實施例中，具有電子密鑰之無線通信單元可操作以電子地鎖定及/或解鎖電子裝置。
在一個實施例中，穿戴裝置100進一步包含運動感測器以偵測使用者之運動。在一個實施例中，當使用者醒著時，將啟用穿戴裝置100以在預定條件下量測健康資料從而省電，例如，一旦穿戴裝置靠近電子裝置，就由電子裝置觸發穿戴裝置，如上文所描述。當使用者入睡時，由於在睡眠期間會無意識地發生許多嚴重症狀，例如阻塞性睡眠呼吸暫停，故穿戴裝置100將進入連續量測模式以連續地監測使用者之健康狀態。在一個實施例中，運動感測器包含加速度計及/或陀螺儀以偵測使用者身體之移動、姿勢及/或定向，例如躺在水平面上、筆直站立，或使用者之手如何置放。當穿戴裝置100穿戴於使用者之手指上時，運動感測器將偵測使用者是否處於睡眠姿勢，例如躺在水平面上而不移動，或仍醒著，例如筆直站立或移動。若運動感測器偵測到使用者在預定時間段期間處於睡眠姿勢而不進行任何移動，則判定使用者睡著且穿戴裝置100將開始連續地量測使用者之心跳速率。在睡眠期間，當發生例如阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)之異常症狀時，心跳速率可急劇地增加且血氧飽和度可相應地減小，此將不利地影響使用者之健康。若偵測到心跳速率超過正常臨限值THR，則穿戴裝置100將立即開始量測使用者之血氧飽和度。正常臨限值THR係基於使用者在正常呼吸下之心跳速率而設定，例如正常臨限值THR比正常呼吸下之平均心跳速率大10%。
圖11展示根據一個實施例之穿戴裝置100之操作流程圖1100。結合圖1描述圖11。當在步驟1101中啟用穿戴裝置100時，穿戴裝 置100將在步驟1102中保持偵測手指是否插入至穿戴裝置100中。若是，則穿戴裝置100將在步驟1103中開始自運動感測器收集使用者之運動資料。否則，在步驟1104中，穿戴裝置100將在省電模式下保持閒置而不進行任何量測，同時維持手指插入之監測。在穿戴裝置100在步驟1103中自運動感測器收集運動資料之後，若在步驟1105中在預定時段內未偵測到移動，則穿戴裝置100將在步驟1106中進一步判定是否偵測到睡眠姿勢。否則，穿戴裝置100將進入日間模式1111以在例如由外部電子裝置觸發之某些條件下不連續地量測使用者之健康資料，並在步驟1103中保持監測使用者之移動。在步驟1106中，若偵測到使用者處於睡眠姿勢，則穿戴裝置100將進入睡眠模式並在步驟1107中開始連續地量測及記錄使用者之心跳速率。否則，穿戴裝置100將返回至步驟1102以偵測手指是否插入至穿戴裝置100中。在步驟1107期間，若穿戴裝置100在步驟1108中偵測到測定心跳速率超過正常臨限值THR，則穿戴裝置100將在步驟1109中開始進一步量測及記錄血氧飽和度以及心跳速率。否則，穿戴裝置100將在步驟1107中保持監測及記錄心跳速率。在步驟1109期間，若測定血氧飽和度高於預定臨限值TBOS，此情形意謂血氧飽和度在步驟1110中已返回至正常位準，則穿戴裝置100將返回至步驟1107。否則，穿戴裝置100將在步驟1109中保持監測及記錄血氧飽和度及心跳速率。
就此類組態而言，穿戴裝置100之效率將會增加且其功率消耗將會減少。首先，採用運動感測器來監測使用者之姿勢、身體定向及/或運動，以便在不同條件下控制量測從而省電。其次，相較於脈搏率量測，血氧飽和度量測之功率消耗相對高。由於血氧飽和度之異常條件會結合心跳速率之急劇增加而發生，故一旦心跳速率高於臨限值THR，穿戴裝置100就將開始量測血氧飽和度，以便最小化功率消耗。
在一個實施例中，穿戴裝置100可操作以基於測定健康資訊判定使用者之睡眠週期。當人入睡時，其在各種睡眠週期中將經歷快速眼球移動(REM)睡眠及非REM睡眠。睡眠週期之開始階段N1包括非REM睡眠，此係因為其使身體準備休息。在此階段期間，人可能容易被雜訊或 思緒喚醒。中間階段涉及通常持續約10分鐘至25分鐘之間的任何時間之輕度睡眠N2。非REM睡眠始終發生於此階段中。深度睡眠N3始終發生於稍後階段中，在此期間，身體活動低，而大腦活動極高。REM睡眠通常發生於睡眠週期之在深度睡眠階段N3之後的約70分鐘至90分鐘之最後階段中。REM睡眠為在做夢時的睡眠階段。當自此階段醒來時，人員可能會感覺迷向。為了避免在REM階段期間喚醒使用者導致迷向狀況，較佳的是在睡眠週期之輕度階段中(例如在諸如階段N1之非REM階段中)喚醒使用者，以使使用者感覺較精力充沛且舒適。
在操作期間，當穿戴裝置100偵測到使用者之心跳速率及心跳速率變化性之各別增量大於各別預定臨限值時，判定使用者處於非REM階段，例如階段N1。為了避免由在REM階段期間喚醒使用者造成之迷向狀況，當使用者被判定為處於非REM階段時，他/她將例如由叫醒服務(morning call)喚醒。在較佳實施例中，穿戴裝置100進一步包含溫度感測器以偵測使用者之體溫。當穿戴裝置100偵測到使用者之心跳速率、心跳速率變化性及體溫之各別增量大於各別預定臨限值時，判定使用者處於較輕度睡眠階段。藉由添加體溫之參數，輕度睡眠階段之判定將更準確。
圖12為根據一個實施例的如上文所描述之穿戴裝置100之功能組件102之示意性結構。結合圖1描述圖12。如圖12中所展示，功能組件102包含：感測器101，其沿著手指之縱向方向置放；及處理單元1291，其耦接至感測器101以接收使用者之測定健康資訊以供進一步處理，包括但不限於健康狀態分析、應力分析及睡眠品質分析。在一個實施例中，功能組件102可進一步包含運動感測器1292以偵測使用者之移動、身體定向及/或姿勢。基於來自運動感測器1292之偵測結果，處理單元1291將決定是否觸發感測器101之連續量測。此外，功能組件102可包含：有線或無線通信單元1293，其用於經由有線或無線傳輸與一個或多個外部電裝置相通；溫度感測器1294，其用以感測使用者之體溫以進行健康照護；壓力感測器1295，其用以感測穿戴裝置100與手指之間的壓力以進行較佳控制壓力；及一個或多個可擴展介面1296，其可操作以與一個或多個外部功能單 元連接以進行功能擴展。一般熟習此項技術者應理解，在圖12中所給出之功能組件102之元件及組態係出於說明目的且不限於一個實施例。換言之，功能組件102可包含更多或更少或不同的功能單元，且功能單元之佈局係可更改的。
圖13繪示根據一個例示性實施例的具有可拆離的功能組件102之穿戴裝置100之結構。如圖13中所展示，功能組件102能夠自主體103拆離及裝設於該主體上。主體103或進一步與匹配單元104一起用虛線部分地省略，並可為任何可用形狀且不限於圖13中之繪示。就可拆離的結構而言，使用者可在使用同一功能組件102時易於將主體103自一個大小替換成另一大小以適配不同人之手指。此外，在一個實施例中，拆離之功能組件102可被移除、儲存及用於日間之活動追蹤。
在操作期間，存在可與穿戴裝置一起操作之若干外部功能單元，例如擴增式無線通信單元、互動式單元、記憶體、體重計、肺活量計等，使得穿戴裝置之大小可顯著減小，同時支援各種功能。在一個實施例中，穿戴裝置能夠識別插入了哪一外部功能單元，以便自動地啟動功能性。
圖14a繪示根據一個實施例的具有用於擴展功能性之一個或多個可擴展介面之穿戴裝置之結構。結合圖1及圖12描述圖14a。如圖14a中所展示，穿戴裝置100之可拆離的功能組件102包含感測器101及如圖12中所繪示之若干功能單元，該等功能單元以預定佈局進行組態。功能組件102進一步包含用於收納一個或多個外部功能單元1401之一個或多個可擴展介面1296。
在一個實施例中，功能組件102包含用於與外部功能單元1401連接之複數個接腳。當一個外部功能單元1401插入於功能組件102中時，外部功能單元1401將以特定方式連接至各別接腳集。舉例而言，對於互動式單元，將連接第一接腳及第二接腳；對於無線通信單元，將連接第三接腳及第四接腳；且對於記憶體，將連接第一接腳及第三接腳。藉由將外部功能單元連接至各別接腳集，功能組件102能夠基於所連接接腳來識別外部功能單元1401。在替代實施例中，當外部功能單元1401插入至穿戴 裝置100中時，功能組件102將經由外部介面1296以類比或數位方式自外部功能單元1401提取識別資訊，以識別該外部功能單元。相較於經由對應接腳連接來識別外部功能單元1401之先前實施例，此實施例中之外部介面1296之組態係簡單且無縫的。然而，在先前實施例中，穿戴裝置100可較快地識別外部功能單元1401。
另外，類似於圖13，主體103或進一步與匹配單元104一起用虛線部分地省略，此係因為其可為任何可用形狀且不限於圖14a之繪示。
圖14b繪示根據另一實施例的具有用於擴展功能性之外部介面之穿戴裝置之結構。結合圖1及圖12描述圖14b。如圖14b中所展示，包括若干功能子單元之外部整體功能單元1402可連接至穿戴裝置100之功能組件102。當外部整體功能單元1402連接至功能組件102時，外部整體功能單元1402經組態以根據預定方式啟動目標功能子單元。在一個實施例中，外部整體功能單元1402能夠以例如90度、180度及/或270度之若干預定角度旋轉，以啟用對應子單元。就不同角度組態而言，功能組件102將識別啟用了哪一子單元並相應地啟動對應子單元。在替代實施例中，外部整體功能單元1402進一步包含選擇面板以選擇子單元並向穿戴裝置100告知選擇。
在一個實施例中，用於儲存穿戴裝置100之銜接台可操作以用於支援若干功能，包括但不限於穿戴裝置100之電池充電器、可操作以用於不僅對穿戴裝置100而且對例如智慧型手機之其他電子裝置充電的攜帶型電池組、基於穿戴裝置100對睡眠週期之監測結果的喚醒警報器、針對異常狀況/症狀之異常狀態警報器，及/或基於使用者之睡眠狀態之監測結果進行控制的多媒體播放器。舉例而言，若穿戴裝置100偵測到使用者處於睡眠姿勢且心跳速率低於睡眠臨限值TSLP，則判定使用者睡著。接著，多媒體播放器將關斷以維持靜音及省電。睡眠臨限值TSLP係基於使用者在正常呼吸下之心跳速率而設定，例如睡眠臨限值TSLP比正常呼吸下之平均心跳速率小10%。此外，由於穿戴裝置100之電池因精巧尺寸而受到限制， 故重要的是週期性地對穿戴裝置100充電。在一個實施例中，當穿戴裝置儲存於銜接台中時，穿戴裝置將由內部電池組或由外部電源經由電池充電器自動地充電。在一個實施例中，銜接台經設計成藉由將穿戴裝置100放至銜接台中以充電來撤銷喚醒警報器功能，以便確保穿戴裝置100在夜間長期使用之後由銜接台充電。此外，銜接形狀經特殊地設計成幫助使用者檢查穿戴裝置100是否以適當方式穿戴於適當手指上。
圖15展示根據一個實施例的用於穿戴裝置100之應用程式系統1500之示意圖。在應用程式系統1500中，穿戴裝置100能夠經由有線或無線傳輸與台伺服器1501相通。在操作期間，穿戴裝置100將監測資料傳輸至台伺服器1501以供進一步處理，例如雲端計算及分析。應用程式系統1500亦包含其他功能節點以取得及/或儲存受試個體之其他資料，例如來自腕帶或其他穿戴裝置之健康資訊、來自習性資料庫1503之使用者習性、來自排程資料庫1504之使用者排程清單，及/或來自環境感測器1505之環境資料。基於所收集之資料，台伺服器1501可執行分析並將建議/提示提供至使用者。
最近，愈來愈多的人在睡眠期間出現睡眠障礙問題，此可能會嚴重地干擾正常的身體、心理、社交及情感功能。在此類條件下，有必要在整個睡眠時段期間監測及追蹤睡眠條件，以便在早期階段診斷及/或預防嚴重的疾病。圖16展示根據一個實施例的用於用穿戴裝置100評估睡眠條件之操作流程圖1600。結合圖1描述圖16。睡眠條件可含有睡眠障礙之發生及嚴重性以及睡眠狀態。
在操作期間，在步驟1601中，由一個或多個感測器感測用於評估睡眠條件之多個生理信號(在下文中稱為「評估信號」)。在一個實施例中，評估信號可包括心臟血管信號及/或運動信號。在一個實施例中，心臟血管信號可包括但不限於血氧飽和度信號(SpO2)、SpO2變化、心跳速率、心跳速率變化及/或PPG波形。在一個實施例中，一個或多個感測器可包括但不限於穿戴裝置100之光學感測器及運動感測器。在步驟1602中，由多個預處理器預處理生理信號。在一個實施例中，預處理操作可包 括但不限於對各別生理信號進行濾波、重新計算及/或變換。在步驟1603中，將經處理信號資料分段成若干片段。在一個實施例中，將經處理信號資料以時間連續方式分段成一連串離散片段。在較佳實施例中，將經處理信號資料劃分成時間段在10分鐘至30分鐘之範圍內的較短片段。在特定實施例中，將經處理信號資料劃分成具有相等時間段之較短片段。在更特定的實施例中，在每15分鐘的時間間隔內將經處理信號資料劃分成多個片段。藉由及時地將經處理信號資料劃分成時間段在10分鐘至30分鐘內之若干較短片段，基於經分段資料的睡眠條件之評估結果可更準確。
此後，在步驟1604中，藉由分析自經分段資料提取複數個特徵。在一個實施例中，基於預定特徵提取演算法自生理資料提取特徵以將生理資料映射至變數或特徵之縮減集中，以概述記錄中之資訊。在一個實施例中，所提取特徵量測生理信號之相關性質以供進一步評估處理。接著將所提取特徵發送至用以評估睡眠條件之評估模型。更具體而言，在一個實施例中，將資料片段之所提取特徵輸入至片段評估模型中以評估對應於每一資料片段(例如每15分鐘的時間間隔期間之資料片段)的睡眠障礙之發生(例如呼吸不足及呼吸暫停之發生)、睡眠障礙之嚴重性(例如氧飽和度下降)及睡眠狀態。此後，將資料片段之評估結果發送至整合式評估模型以將資料片段之評估結果整合成指示整個量測中之睡眠條件的整體。所評估之睡眠條件將被輸出為用於進一步診斷之睡眠障礙指數資料，例如呼吸暫停-呼吸不足指數及/或氧飽和度下降指數。
在一個實施例中，將由穿戴裝置100量測的使用者之生理信號發送至遠端主機、伺服器、雲端及/或資料庫以基於其中預定義之評估模型進行記錄、分析及診斷。此外，可用新近量測之信號週期性地更新評估模型以便達成更準確的評估結果。
圖17展示根據一個實施例的用於建置可操作以用於評估睡眠條件之評估模型之操作流程圖1700。結合圖1及圖16描述圖17。在操作期間，在步驟1701中，由一個或多個感測器感測多個生理信號。在一個實施例中，多個生理信號可包括但不限於：用於評估睡眠條件之第一信號 群組，亦即，評估信號；及作為參考指示睡眠條件之第二信號群組，在下文中稱為「參考信號」，其中評估信號可包括心臟血管信號及/或運動信號，且參考信號可包括標準多導睡眠檢查(polysomnography)信號。參考信號可包括呼吸事件及/或睡眠狀態之手動及/或自動標記的註記。在一個實施例中，一個或多個感測器可包括但不限於穿戴裝置100及用於標準多導睡眠檢查中之感測器，例如EEG、EMG、EOG、ECG及鼻氣流感測器。在步驟1702中，由多個預處理器預處理生理信號。在步驟1703中，將經處理信號資料分段成若干片段。
在步驟1704中，將經分段資料隨機地分裂成多個集。在一個實施例中，將經分段資料隨機地分裂成三個集，亦即，訓練集1705a、驗證集1705b及測試集1705c。在一個實施例中，訓練集含有資料集之70%，而驗證集含有資料集之15%且測試集含有資料集之15%。此後，在步驟1706中，藉由分析受試個體資料自三個集之資料提取複數個特徵。在一個實施例中，將每一集應用於同一特徵演算法。
在步驟1707中，基於三個集之所提取特徵來訓練及建置用以評估睡眠條件之評估模型。更具體而言，在步驟1709中，針對機器學習程序使用區塊1708a中之訓練集及驗證集之特徵，亦即，X_training、Y_training、X_validation及Y_validation，以訓練機器學習模型，例如人工神經網路，其中X_training及X_validation特徵對應於評估信號且Y_training及Y_validation特徵對應於參考信號。此經良好訓練之機器學習模型為用於在步驟1710中建置片段評估模型之核心。使用區塊1708b中之測試集之特徵，亦即，X_testing及Y_testing，以測試所開發片段評估模型之效能，其中X_testing特徵對應於評估信號且Y_testing特徵對應於參考信號。在一個實施例中，片段評估模型之輸出指示對應資料片段內之睡眠條件。
接著，在步驟1711中基於所開發片段評估模型之輸出而開發整合式評估模型，以用於將資料片段之所評估睡眠條件整合成整體。使用區塊1712中之睡眠條件參考信號以測試步驟1711中之最終整合式評估模型之效能。在一個實施例中，呼吸暫停-呼吸不足指數為用於測試整合式 評估模型之效能的參考信號之主要參數。接著輸出包括片段評估模型及整合式評估模型之評估模型，並將其應用於如圖16中所繪示之操作以在整個睡眠時段期間評估睡眠條件。
在另一實施例中，可相對於手指之不同大小來調整如上文所說明之穿戴裝置(例如如圖7中所展示之穿戴裝置)之穿戴大小。
圖18展示根據本發明之一個實施例的穿戴裝置1800之示意圖。如圖18中所展示，穿戴裝置1800經設計成穿戴於手指上以用於量測使用者之生理資訊。在一個實施例中，穿戴裝置1800經由穿戴裝置1800之主體1801穿戴於受試手指上。在較佳實施例中，受試手指為食指。此外，自主體1801延伸之兩個翼形件1802a及1802b可操作以固持鄰近受試手指之手指，例如中指，以消除穿戴裝置1800之非想要的旋轉。分別自上部部分1805及下部部分1807突出之兩個突出部1803a及1803b有助於界定主體1801之穿戴大小，以迫使受試手指接近感測器1804，該感測器可操作以在手指處偵測使用者之生理資訊。在一個實施例中，感測器1804包括：第一光發射器，其用以發射第一光；第二光發射器，其用以發射第二光；及光偵測器，其用以偵測自手指反射之第一光及第二光以量測使用者之生理資訊。
在一個實施例中，穿戴裝置之上部部分1805經組態以可自穿戴裝置1800拆離及可附接至該穿戴裝置，如由圓圈1806所指定。藉由改變上部部分1805之不同大小，可調整主體1801之穿戴大小以適配不同的手指。圖19繪示根據本發明之一個實施例的可調整成不同大小之穿戴裝置1900之示意性結構。如圖19中所展示，當穿戴裝置1900之上部部分1905a替換為較大類型之上部部分1905b時，下部裝置中之主體1901之穿戴大小相應地增大以容納較大手指，如自上部裝置與下部裝置之間的比較清晰可見(為了突出顯示比較，較大類型之上部部分1905b亦由虛線指示於上部裝置中)。類似地，在其他實施例中，穿戴裝置1900之上部部分1905a亦可替換為較小類型之上部部分以容納較小手指。
在一個實施例中，上部部分1905a以夾持方式機械地附接至 穿戴裝置1900。在另一實施例中，上部部分1905a係藉由將上部部分1905a旋擰至穿戴裝置1900上而機械地附接至穿戴裝置1900。在替代實施例中，上部部分1905a係藉由其他旋擰方法連接至穿戴裝置，例如上部部分1905a係藉由將一個或多個螺桿固定於上部部分1905a與穿戴裝置1900之間而連接至穿戴裝置1900。在又一實施例中，上部部分1905a係藉由凸榫技術機械地附接至穿戴裝置1900，例如以將自穿戴裝置1900延伸之凸榫插入至穿戴裝置1900之榫眼中。在又一實施例中，上部部分1905a係經由一個或多個搭扣按鈕附接至穿戴裝置1900，該一個或多個搭扣按鈕組態於兩個部件之間。熟習此項技術者可理解，如上文所說明之連接方法為實例。可用許多方式達成上部部分1905a與穿戴裝置1900之間的連接，同時滿足可替換要求。且上部部分1905a與穿戴裝置1900之間的連接位置不限於如由圓圈1806所指定之組態。在操作期間，若主體1901之當前穿戴大小不適合於當前患者之手指，則需要將上部部分1905a替換為更適當的上部部分1905a。在此類條件下，在決定當前手指大小之後，將自不同類型之上部部分1905a選擇適當的上部部分1905a，然後其將替換當前上部部分1905a以用於另一使用者。
圖20展示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2000之示意圖。如圖20中所展示，穿戴裝置2000具有與圖18及圖19中所展示之結構類似的結構，惟存在自上部部分2005突出之僅一個突出部2003除外。藉由在例示性地指示為2006之接頭耦接部處改變穿戴裝置2000之上部部分2005，可調整穿戴本體2001之穿戴大小以匹配不同的手指。由於在下部部分之表面扁平時，穿戴本體2001之穿戴大小主要由上部部分2005之突出部2003判定，故可擴展主要由上部部分2005界定之穿戴大小之調整範圍且可增強上部部分2005之替換靈活性。在例示性實施例中，當穿戴裝置2000之上部部分2005替換為較大類型之上部部分2005'時，穿戴本體2001之穿戴大小將相應地增大以容納較大手指，如自上部裝置與下部裝置之間的比較清晰可見(為了突出顯示比較，較大類型之上部部分2005'亦由虛線指示於上部裝置中)。類似地，穿戴裝置2000之上部部 分2005亦可替換為較小類型之上部部分以容納較小手指。在主題實施例中，由於穿戴本體2001之穿戴大小主要由僅自上部部分2005突出之突出部判定，故穿戴本體2001之穿戴大小藉由改變上部部分2005調整的範圍相對大。在一個實施例中，在如由圖20所展示之組態下，適應於兩種穿戴本體2001之八種上部部分2005可匹配至大多數手指。因此，將降低成本且將改善匹配效率。在一個實施例中，當上部部分替換為另一類型之上部部分時，無論採用何種上部部分，穿戴本體2001之內部穿戴形狀皆將保持呈預定形狀。當手指插入至穿戴本體2001中時，穿戴本體上由於其預定形狀而將發生略微失真，且壓力將因此施加於所插入手指上以將手指朝向感測器方向按壓。
圖21繪示根據本發明之另一實施例的具有封閉環圈結構之可調整的穿戴裝置2100之示意圖。如圖21中所展示，當穿戴裝置2100穿戴於指上時，自上部翼形件2105突出之突出部2103朝向下部翼形件2107延伸，並耦接至下部翼形件2107以形成封閉環圈，從而改善穩定性。當上部翼形件2105替換為不同大小之另一上部翼形件2105'時，對應突出部2103'亦延伸至並耦接下部翼形件2107以形成封閉環圈。
圖22繪示根據本發明之另一實施例的具有封閉環圈結構之可調整的穿戴裝置2200之示意圖。如圖22中所展示，連接單元2210耦接於上部翼形件2205與下部翼形件2207之間以形成封閉環圈。在一個實施例中，鎖定單元2212A及鎖定單元2212B分別組態於上部翼形件2205及下部翼形件2207上以用於將連接單元2210耦接於兩個翼形件之間。在較佳實施例中，鎖定單元2212A組態於突出部2203上以用於增強使用者體驗。當上部翼形件2205替換為不同大小之另一上部翼形件2205'時，另一連接單元2210'將耦接於上部翼形件2205'與下部翼形件2207之間以形成另一封閉環圈。在一個實施例中，可根據不同的手指大小調整連接單元2210及/或2210'。
圖23繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2300之示意圖。如圖23中所展示，突出部2303a及2303b，在替代 實施例中為該等突出部中之兩者或任一者，可沿著上部部分2305/下部部分2307之對應內部導引件2308a/2308b移動，以便相對於不同的手指調整穿戴裝置之穿戴大小。在例示性實施例中，為了增大穿戴本體2301之穿戴大小，將突出部2303a及2303b沿著軌道導引件2308a及2308b朝向穿戴裝置2300之軌道方向移動如指示於兩條虛線之間的距離。如自上部裝置與下部裝置之間的比較清晰可見(為了突出顯示比較，突出部2303a及2303b之移動亦由虛線指示於上部裝置中)，下部裝置中之穿戴本體2301之內部穿戴大小相應地增大以匹配較大手指。類似地，若突出部2303a及2303b沿著軌道導引件朝向向前方向移動，則穿戴本體2301之穿戴大小相應地減小以匹配較小手指。熟習此項技術者可理解，突出部2303a及2303b可根據手指之不同形狀以不同移動距離並甚至在不同移動方向上沿著軌道導引件分開地移動。
在替代實施例中，上部部分之突出部及下部部分之突出部中之兩者或至少一者可替換為不同大小之突出部候選者，以用於調整穿戴本體之穿戴大小。圖24繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2400之操作方式。如自圖24中之上部裝置與下部裝置之間的比較清晰可見，藉由將上部裝置中之突出部2403a及2403b中之兩者或至少一者替換為下部裝置中之一對較小突出部2403a'及2403b'(為了突出顯示比較，突出部2403a'及2403b'亦由虛線指示於上部裝置中)，下部裝置中之穿戴本體2401之內部穿戴大小增大以容納較大手指。類似地，若上部裝置中之突出部2403a及2403b替換為一對較大突出部，則穿戴本體2401之內部穿戴大小將相應地減小以匹配較小手指。
熟習此項技術者可理解，突出部2403a及2403b可一起或分開地替換為任何形狀之突出部以容納手指之多個形狀，且不限於如由圖24所繪示之實例。此外，可能不需要替換如圖24中所繪示之整個突出部部分，但可根據不同要求替換突出部之一部分。舉例而言，突出部可由若干區塊組裝，而該等區塊中之任一者可改變以匹配手指之不同形狀。此外，在替代實施例中，突出部2403a及2403b可不僅替換為不同形狀之突出部，而 且沿著軌道導引件移動，以便更靈活且精確地調整主體2401之穿戴大小。在一個實施例中，上部部分2405、下部部分2407及突出部2403a/2403b中之至少一者由彈性材料製成，而其他者由剛性材料製成，以在穿戴裝置2400穿戴於受試手指上時在手指上產生朝向感測器方向之按壓力。
圖25繪示根據本發明之另一實施例的調整成不同大小之穿戴裝置2500之示意圖。如圖25中所繪示，上部部分2505經由耦接單元2509耦接至穿戴裝置2500。在一個實施例中，耦接單元2509經組態為自穿戴裝置2500延伸之分支。Z字形圖案組態於耦接單元之表面之至少一側上。在操作期間，上部部分2505可沿著耦接單元2509之預定路徑移動並由Z字形圖案鎖定於耦接單元2509之任何位置處，以形成主體2501之適當穿戴空間。舉例而言，在圖25之裝置B中，上部部分2505沿著耦接單元2509之預定路徑移動並鎖定於耦接單元2509之第一位置處以匹配較大手指。在圖25之裝置C中，上部部分2505沿著耦接單元2509進一步移動並鎖定於稍後位置處以匹配大得多的手指。藉由適當地調整上部部分2505在耦接單元2509處之位置，可達成適當的穿戴大小。
在一個實施例中，耦接單元2509與穿戴裝置2500整合並由剛性材料形成。上部部分2505由軟性材料形成以增加對主體2501之額外量的適應性，並在手指插入至穿戴本體2501中時在手指上產生按壓力。在另一實施例中，上部部分2505可自耦接單元2509拆離及可替換為另一大小之上部部分，以達成主體2501之穿戴大小之較大調整範圍。熟習此項技術者可理解，耦接單元2509之結構及組態並不限於如圖25中所繪示之實例，而是可具有替代組態，同時滿足所需功能以將上部部分2505與穿戴裝置2500連接並支援上部部分2505朝向或遠離穿戴裝置2500之移動，以調整穿戴大小。
雖然前述描述及圖式表示本發明之實施例，但應理解，可在不脫離如隨附申請專利範圍所定義的本發明之原理之精神及範圍的情況下對該等實施例進行各種添加、修改及取代。熟習此項技術者應瞭解，本發明可在具有對形式、結構、配置、比例、材料、元件及組件之許多修改的 情況下使用且以其他方式用於本發明之實踐中，此等修改在不脫離本發明之原理的情況下尤其適合於特定環境及操作要求。因此，目前所揭示之實施例應在所有方面被視為說明性而非限制性的，本發明之範圍由所附申請專利範圍以及其合法等效物指示且不限於前述描述。
100:穿戴裝置
101:感測器
102:可拆離的功能組件
103:主體
104:匹配單元
105:手指
106:鄰近的手指

Claims (16)

  1. 一種用於偵測一使用者之生理資訊之穿戴裝置，其包含：一主體，其經組態以至少部分地穿戴於一使用者之一指上；至少一個生理感測器，其附接至該主體以用於經由該指偵測該使用者之生理資訊；及至少兩個分支，包括一上部分支與一下部分支，其耦接至該主體以用於固持該指，同時減少該穿戴裝置之移動，其中該等分支中之至少一者之至少一部分係可改變的，使得該穿戴裝置之一穿戴大小可針對指之不同大小進行調整，其中該主體和該下部分支由剛性材料製成，該上部分支由彈性材料製成。
  2. 如請求項1之穿戴裝置，其中該等分支中之至少一者經組態為以可移除方式耦接至該主體，以便可替換為經形成以用於容納一不同大小之指的另一類型之分支。
  3. 如請求項1之穿戴裝置，其中光學感測器包含一第一光發射器，其用以發射一第一光；一第二光發射器，其用以發射一第二光；及一光偵測器，其用以偵測自第一指反射之第一光及第二光。
  4. 如請求項1之穿戴裝置，其中該穿戴裝置具有一預定穿戴形狀，使得當該穿戴裝置穿戴於該指上時在該指上產生朝向該生理感測器之一按壓力。
  5. 如請求項1之穿戴裝置，其中該兩個分支中之至少一者具有一突出部以分開該指與另一鄰近的指。
  6. 如請求項5之穿戴裝置，其中具有該突出部之一個分支經組態為以可移除方式耦接至該主體，以便可替換為具有該突出部之另一類型之分支，以容納一不同大小之指。
  7. 如請求項5之穿戴裝置，其中該兩個分支中之每一者具有一突出部以分開該指與該鄰近的指。
  8. 如請求項5之穿戴裝置，其中該兩個分支中之該至少一者之該突出部經組態為以可移除方式耦接至該主體，以便可替換為經形成以用於容納一不同大小之指的另一類型之分支。
  9. 如請求項5之穿戴裝置，其中該突出部耦接至相對分支。
  10. 如請求項1之穿戴裝置，其中一連接單元耦接於該穿戴裝置之該上部分支與該下部分支之間。
  11. 一種用於偵測一使用者之生理資訊之穿戴裝置，其包含：一主體，其經組態以至少部分地穿戴於一使用者之一指上；至少一個生理感測器，其附接至該主體以用於經由該指側偵測該使用者之生理資訊；及至少兩個分支，其耦接至該主體以用於固持該指，同時減少該穿戴裝置之移動，其中該等分支中之至少一者之至少一部分以可移動方式耦接至該主體，使得該穿戴裝置之一穿戴大小可針對指之不同大小進行調整。
  12. 如請求項11之穿戴裝置，其中該等分支中之該至少一者沿著一預定路徑以可移動方式耦接至該主體，以容納一不同大小之指。
  13. 如請求項11之穿戴裝置，其中該兩個分支中之至少一者包括一突出部以分開該指與另一鄰近的指。
  14. 如請求項13之穿戴裝置，其中具有該突出部之一個分支沿著一預定路徑以可移動方式耦接至該主體，以容納不同大小之指。
  15. 如請求項13之穿戴裝置，其中該兩個分支中之每一者具有一突出部以分開該指與該鄰近的指。
  16. 如請求項13之穿戴裝置，其中該突出部沿著一預定路徑以可移動方式耦接至該兩個分支中之至少一者，以容納不同大小之指。
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