血压设备的制作方法

【技术领域】

本案关于一种血压设备，尤指一种用于检测使用者心血管系统内的血压设备。

背景技术：

近年来对于个人身体保健的意识逐渐抬头，因此衍生出希望能够常态性的对自身的身体状况进行检测，但目前对于检测身体状况的仪器大多为固定式，几乎都要去固定的医疗服务站或是医院，即便有家庭用的检测仪器，但体积偏大，携带不易，于目前讲求快速的社会，已经难以符合使用者的需求。

其中，最能反应身体状况的非血压莫属，每个人的身体中的血管就如同道路般遍布全身，血压就如同路况般，能够了解血液的输送状态，因此，身体若发生任何状况，血压最清楚。

有鉴于此，如何提供一种能够随时且精确测量血压的装置，并且能够与穿戴式装置或是可携式电子装置结合，让使用者能够随时随地、迅速地确认血压状况，实乃目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本案的主要目的是提供一种用于检测使用者心血管系统内的血压设备，血压设备为穿戴式装备，令使用者可以便于携带。

本案的一广义实施态样为一种血压设备，用于检测一使用者心血管系统，该血压设备包括第一血压测量器、第二血压测量器及控制器。第一血压测量器具有第一扩张器及第一传感器，第一扩张器穿戴在手腕的第一位置，以非侵入式接合使用者的皮肤，使第一传感器紧贴于使用者的皮肤，以测得第一位置的第一血压信息。第二血压测量器具有第二扩张器及第二传感器，第二扩张器穿戴在手腕的第二位置，以非侵入式接合使用者的皮肤，使第二传感器紧贴于使用者的皮肤，并检测第二位置的第二血压信息。控制器电性连接第一血压测量器及第二血压测量器，用以操作第一扩张器及第二传感器调节穿戴接合使用者的皮肤的松紧度，并接收、处理及计算第一血压信息及第二血压信息之间的脉搏传导时间，再基于脉搏传导时间生成至少一血压值。

【附图说明】

图1a为本案血压装置的配置示意图。

图1b为本案血压装置示意图。

图2为本案第一血压测量器示意图。

图3为本案第二血压测量器示意图。

图4为本案手腕穿戴式设备示意图。

图5为本案手腕穿戴式设备另一实施例示意图。

图6a及图6b为穿戴式设备再一实施例示意图。

图7a为本案致动器相关组配关系示意图。

图7b为图7a中汇流板正面示意图。

图7c为图7a中汇流板背面示意图。

图7d为图7a中腔板正面示意图。

图7e为图7a中腔板背面示意图。

图7f为图7a中阀片正面示意图。

图7g为图7a中阀片背面示意图。

图8a所示为本发明微型泵的正面方向视得分解结构示意图。

图8b所示为本发明微型泵的背面方向视得分解结构示意图。

图9a所示为本发明微型泵的剖面结构示意图。

图9b所示为本发明微型泵另一较佳实施例的剖面结构示意图。

图9c至图9e所示为图9a中微型泵的实施作动示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。

请参阅图1a及图1b所示，本案提供一种用来检测使用者心血管系统的血压设备100，而血压设备100用于使用者的手腕、挠骨的动脉上，且以非侵入性方式贴附于使用者手腕的外表皮的皮肤上，上述的血压设备100包含一第一血压测量器1、一第二血压测量器2及一控制器3。

请参阅图1b及图2所示，第一血压测量器1具有一第一扩张器11及一第一传感器12，第一扩张器11供使用者穿戴在手腕的第一位置上，并且以非侵入式结合至使用者手腕上的皮肤。以本实施例为例，该第一位置是位于使用者的手腕的挠骨动脉上方，但不以此为限。将第一血压测量器1定位于使用者的手腕的挠骨动脉上方(即第一位置)，使得第一传感器12得以紧贴于使用者的皮肤。当使用者的血压脉搏到达使用者手腕的第一位置，第一传感器12即可测得第一位置的第一血压信息。

请参阅图1b及图3所示，第二血压测量器2具有一第二扩张器21及一第二传感器22，第二扩张器21供使用者穿戴在手腕的第二位置上，并以非侵入式结合至使用者的皮肤。以本实施例为例，第二位置是位于与使用者的手腕偏移的位置，也就是第二位置是偏离于使用者手腕关节位置处，但不以此为限，如此一来，即使第二血压测量器2配戴于第二位置，使用者仍能曲伸其手部关节处而不受限制。将第二血压测量器2定位于使用者手腕的第二位置，使得第二传感器22得以紧贴于使用者的皮肤。当使用者的血压脉搏到达使用者的手腕的第二位置，第二传感器22即可测得第二位置的第二血压信息。

请参阅图1b，控制器3电连接第一血压测量器1的第一扩张器11及第一传感器12以及第二血压测量器2的第二扩张器21及第二传感器22。控制器3控制第一扩张器11及第二扩张器21，并调节第一扩张器11及第二扩张器21来穿戴于使用者身上，并调节其与使用者的皮肤结合时的松紧度。其中，控制器3接收及处理第一传感器12的第一血压信息以及第二传感器22的第二血压信息，其中第一血压信息及第二血压信息分别包含血压脉搏到达使用者的手腕的第一位置(第一传感器12)及第二位置(第二传感器22)的时间，并且控制器3计算血压脉搏于第二位置(第二传感器22)与第一位置(第一传感器12)之间的脉搏传导时间(pulsetransmittime,ptt)，并且根据脉搏传导时间来得的使用者一个或多个血压值，借此来取得使用者的血压信息；此外，第一传感器12及第二传感器22可为一光体积描记(photo-plethysmographic,ppg)传感器或脉搏压力传感器的其中之一。

此外，第一传感器12可为一脉博压力传感器，脉搏压力传感器包含有被定位于使用者手腕的挠骨动脉上方(第一位置)的至少一个压力传感器(未图示)、加速度计(未图示)或应变仪(未图示)，通过压力传感器检测血压脉搏何时到达压力传感器的位置，加速度计及应变仪则是用来检测使用者的现行状态。当使用者身体状态发生剧烈变化时，如受到外力撞击或是突然跌倒、倒下时，会驱动控制器3确认使用者的血压信息，以判断使用者当下是否需要帮助或急救。

于一实施例中，血压设备100可为一手腕穿戴式设备，如图4所示，手腕穿戴式装备包含手腕穿戴式细长的腕带103，第一对电极101与第二对电极102被设置于腕带103上，第一对电极101于手腕穿戴式设备被穿戴于使用者的手腕上时，第一对电极101以非侵入式结合于使用者手腕上的皮肤，第一对电极101包含有一第一驱动电流电极101a及一第一感测电极101b，第一驱动电流电极101a被配置于第一驱动电流电极101a与使用者手腕之间传输驱动电流，而第一感测电极101b被配置为用于感应使用者的一第一电压电平；第二对电极102被定位于手腕穿戴式装置外部，以便于与使用者进行交互作用，第二对电极102包括一第二驱动电流电极102a与一第二感测电极102b，第二驱动电流电极102a被配置于第二驱动电流电极102a与使用者之间传递驱动电流，第二感测电极102b则是被配置在感测使用者的一第二电压电平，第一血压测量器1的第一扩张器11及第一传感器12设置于手腕穿戴式设备的一表面上，且第一传感器12耦接至手腕穿戴式装备上，来用于检测血压脉搏何时到达使用者的手腕的第一位置。控制器3亦用于处理感测的第一电压电平与第二电压电平的信号，来检测所喷射的血液何时由使用者的心脏的左心室喷射出来，以取得第二血压信息，并依据第一传感器12检测所喷射出的血液其对应的血压脉搏何时到达使用者的手腕的第一位置为止，以取得第一血压信息，并根据第一血压信息及第二血压信息计算血压脉搏的血液由左心室喷射后，输送至第一位置(第一传感器12)的脉搏传导时间(ptt)，并基于脉博传导时间(ptt)来生成使用者的一个或多个血压值。

请参阅图5所示，本案血压设备为手腕穿戴式装备的另一实施例，包含有一细长带104，至少四个第三电极105，其中第三电极105可为但不限为一心电图(ekg)电极或一心阻抗图(impedancecardiogram,icg)电极。细长带104围绕使用者的手腕延伸，并以非侵入式接合使用者手腕上的皮肤，第三电极105耦接到细长带104，以用于检测使用者心脏心室的心室喷射时间，以取得一第二血压信息；第一血压测量器1的第一扩张器11及第一传感器12设置于手腕穿戴式装备上，且耦接至细长带104，用于检测第二血压信息对应的血压脉搏何时到达使用者的手腕的第一位置，来产生一第一血压信息，控制器3通过第一血压信息与第二血压信息得知血压脉搏由心室喷射到手腕的脉搏传导时间(ptt)，并基于脉搏传导时间(ptt)得知使用者的一个或多个相对血压值。其中，第一传感器12为光体积描记感应器为较佳，但不以此为限。

如图6a及图6b所示，第一扩张器11及第二扩张器21分别具有一致动器4，并且皆为受致动器4控制而充气扩张的元件。以本实施例为例，第一扩张器11及第二扩张器21分别为一软性材料所构成的第一环形带状结构111、第二环形带状结构211，用以环绕穿戴套设于使用者的手腕或手臂等区域。第一扩张器11、第二扩张器21可分别包含第一气囊112、第二气囊212，第一气囊112设置于第一环形带状结构111内部并收缩形成平整面，第二气囊212设置于第二环形带状结构211内部并收缩形成平整面，并分别受致动器4控置而充气扩张。

请参阅图7a至图7g所示，致动器4包含一阀装置5及气体传输装置6，气体传输装置6设置且封盖阀装置5的一侧而构成一体，阀装置5包含有一汇流板51、至少一腔板52及至少一阀片53；请参阅图7b及图7c，汇流板51设有一汇流板第一表面51a、一汇流板第二表面51b，而汇流板第二表面51b与汇流板第一表面51a为相对设置的两个表面，以及在汇流板51上可以设置多个组汇流板承组区51c，可依搭配多个腔板52、多个阀片53及多个气体传输装置6来设置，视实际需求做调整变化，在汇流板51上设置需求组数汇流板承组区51c，且在汇流板51上设有一汇流出口511，而汇流出口511贯通于汇流板第一表面51a及汇流板第二表面51b，而每一汇流板承组区51c中各设有一汇流凹槽513、一汇流板凸部514、一卸流凹槽515及一卸流出口516，且汇流凹槽513、汇流板凸部514、卸流凹槽515设在汇流板第二表面51b上，而导引槽512设置于汇流板第二表面51b上，与汇流出口511连通，且作为每一汇流凹槽513与每一卸流凹槽515间隔之间的连通通道，使其相互连通，又汇流板凸部514凸设于卸流凹槽515中，且周围由卸流凹槽515围绕，以及卸流出口516设置于汇流板凸部514中心位置，并贯通汇流板第一表面51a及汇流板第二表面51b，如此以汇流板51的汇流板第二表面51b对应覆盖于腔板52上，使腔板52输出气体集中于汇流板51的导引槽512中，再由导引槽512导入汇流出口511集流输出。相对的，在汇流板51上设置需求组数汇流板承组区51c时，在汇流板51上只会设置有一汇流出口511，作为集气的用，以及设置多个卸流出口516，以供泄压排气的用。

请参阅图7d及图7e，腔板52设有一腔板第一表面52a及一腔板第二表面52b，腔板第二表面52b与腔板第一表面52a为相对设置的两个表面，汇流板51承置于腔板52的腔板第一表面52a上，在腔板第一表面52a上凹设有一导流腔室521，在腔板第二表面52b凹设有一承置框槽522，且导流腔室521为对应到汇流板51的汇流凹槽513而彼此相连通，换言之，导流腔室521及承置框槽522分别设置在彼此相对的不同表面上，且在承置框槽522底部设置有一集流腔室523，集流腔室523底部设有至少一连通孔524，以贯穿腔板第一表面52a而与导流腔室521连通，本实施例为设置3个连通孔524，但不以此为限，以及导流腔室521中设置有一腔板凸部525，且腔板凸部525周围围绕连通孔524，以及腔板52中对应到该汇流板51的卸流凹槽515处设置有一第二连通孔526，以贯穿腔板第一表面52a而与集流腔室523连通。

请参阅图7f及图7g，阀片53设置于汇流板51与腔板52之间，在阀片53承置组接定位于腔板52的腔板第一表面52a上时，并在腔板52上对应抵触腔板凸部525，且对应于腔板凸部525处设有一阀孔531，且阀孔531受腔板凸部525封闭。以及，在汇流板51承置组接定位于阀片53上时，阀片53在每一汇流板承组区51c上对应抵触汇流板凸部514。又在本案实施例中，阀片53也可以设有一第一接触面53a及一第二接触面53b，在第一接触面53a及第二接触面53b之间设有一汇流凹部片532及一卸流凹部片533，且汇流凹部片532及卸流凹部片533是不凸出于第一接触面53a及第二接触面53b，其中，汇流凹部片532在腔板52上对应抵触腔板凸部525，且阀孔531设置于汇流凹部片532处，而受腔板凸部525封闭，而卸流凹部片533在汇流板51的每一汇流板承组区51c上对应抵触汇流板凸部514，而封闭该卸流出口516。

当然，本案实施例中，为了使阀片53置设于腔板52与汇流板51之间稳固定位不偏移，因此腔板52在腔板第一表面52a上各设有多个卡榫527，而阀片53承置于腔板52的腔板第一表面52a上，并对应卡榫527处设有一定位孔534，以及汇流板51承置于阀片53上，并对应阀片53的定位孔534位置设有一卡榫孔517，使阀片53设置于汇流板51与腔板52之间时可利用腔板52的卡榫527对应穿伸入阀片53的定位孔534中，再嵌置汇流板51的卡榫孔517中，使阀片53定位不偏移。

又请参阅图8a、图8b、图9a至图9e所示，上述的气体传输装置6可为一微型泵以控制气体流动，并设置定位于腔板52的承置框槽522中，以封闭集流腔室523，并运作输送气体至集流腔室523中，而气体传输装置6由一进流板61、一共振片62、一压电致动器63、一第一绝缘片64、一导电片65及一第二绝缘片66依序堆叠组成，其中进流板61具有至少一进流孔61a、至少一汇流排槽61b及一汇流腔室61c，进流孔61a供导入气体，进流孔61a对应贯通汇流排槽61b，且汇流排槽61b汇流到汇流腔室61c，使由进流孔61a所导入气体得以汇流至汇流腔室61c中。于本实施例中，进流孔61a与汇流排槽61b的数量相同，进流孔61a与汇流排槽61b的数量分别为4个，并不以此为限，4个进流孔61a分别贯通4个汇流排槽61b，且4个汇流排槽61b汇流到汇流腔室61c。

上述的共振片62可通过贴合方式组接于进流板61上，且共振片62上具有一中空孔62a、一可动部62b及一固定部62c，中空孔62a位于共振片62的中心处，并与进流板61的汇流腔室61c对应，可动部62b设置于中空孔62a的周围且与汇流腔室61c相对的区域，而固定部62c设置于共振片62的外周缘部分而贴固于进流板61上。

上述的压电致动器63包含有一悬浮板63a、一外框63b、至少一支架63c、一压电元件63d、至少一间隙63e及一凸部63f。其中，悬浮板63a为一正方型悬浮板，悬浮板63a的所以采用正方形，乃相较于圆形悬浮板的设计，正方形悬浮板63a的结构明显具有省电的优势，因在共振频率下操作的电容性负载，其消耗功率会随频率的上升而增加，又因边长正方形悬浮板63a的共振频率明显较圆形悬浮板低，故其相对的消耗功率亦明显较低，亦即本案所采用正方形设计的悬浮板63a，具有省电优势的效益；外框63b环绕设置于悬浮板63a之外侧；至少一支架63c连接于悬浮板63a与外框63b之间，以提供弹性支撑悬浮板63a的支撑力；压电元件63d具有一边长，该边长小于或等于悬浮板63a的一边长，且压电元件63d贴附于悬浮板63a的一表面上，用以接受电压以驱动悬浮板63a弯曲振动；悬浮板63a、外框63b与支架63c之间构成至少一间隙63e，用以供气体通过；凸部63f为设置于悬浮板63a贴附压电元件63d的表面的相对的另一表面，凸部63f于本实施例中，也可以为通过于悬浮板63a上利用一蚀刻制程，制出一体成形且凸出于悬浮板63a贴附压电元件63d的表面的相对的另一表面上形成的一凸状结构。

上述的进流板61、共振片62、压电致动器63、第一绝缘片64、导电片65及第二绝缘片66依序堆叠组合，其中悬浮板63a与共振片62之间需形成一腔室空间67，腔室空间67可利用于共振片62及压电致动器63之外框63b之间的间隙填充一材质，例如：导电胶，但不以此为限，以使共振片62与悬浮板63a之间可维持一定深度形成腔室空间67，进而可导引气体更迅速地流动，且因悬浮板63a与共振片62保持适当距离使彼此接触干涉减少，促使噪音可被降低，当然于实施例中，亦可借由加高压电致动器63之外框63b高度来减少共振片62及压电致动器63之外框63b之间的间隙中所填充导电胶厚度，以使其形成腔室空间67，如此气体传输装置6整体结构组装不因导电胶的填充材质会因热压温度及冷却温度而被间接影响到，可避免导电胶的填充材质因热胀冷缩因素影响到成型后腔室空间67的实际间距，但不以此为限；另外，腔室空间67将会影响气体传输装置6的传输效果，故维持一固定的腔室空间67对于气体传输装置6提供稳定的传输效率是十分重要，因此如图8b所示，另一些实施例中，悬浮板63a可以采以冲压成形使其向外延伸一距离，其向外延伸距离可由至少一支架63c成形于悬浮板63a与外框63b之间所调整，使在悬浮板63a上的凸部63f的表面与外框63b的表面两者形成非共平面，亦即凸部63f的表面会远离外框63b的表面而不在一共同平面上，利用于外框63b的组配表面上涂布少量填充材质，例如：导电胶，以热压方式使压电致动器63贴合于共振片62的固定部62c，进而使得压电致动器63得以与共振片62组配结合，如此直接通过将上述压电致动器63的悬浮板63a采以冲压成形构成一腔室空间67的结构改良，所需的腔室空间67得以通过调整压电致动器63的悬浮板63a的冲压成形距离来完成，有效地简化了调整腔室空间67的结构设计，同时也达成简化制程，缩短制程时间等优点。此外，第一绝缘片64、导电片65及第二绝缘片66皆为框型的薄型片体，依序堆叠于压电致动器63上即组构成一微型泵的气体传输装置6整体结构。

为了了解上述气体传输装置6提供气体传输的输出作动方式，请继续参阅图9c至图9e所示，请先参阅图9c，压电致动器63的压电元件63d被施加驱动电压后产生形变带动悬浮板63a朝向远离共振片62方向位移，此时腔室空间67的容积提升，于腔室空间67内形成了负压，便汲取汇流腔室61c内的气体进入腔室空间67内，同时共振片62受到共振原理的影响被同步产生位移，连带增加了汇流腔室61c的容积，且因汇流腔室61c内的气体进入腔室空间67的关系，造成汇流腔室61c内同样为负压状态，进而通过进流孔61a、汇流排槽61b来吸取气体进入汇流腔室61c内；请再参阅图9d，压电元件63d带动悬浮板63a朝向靠近共振片62方向位移，压缩腔室空间67，同样的，共振片62因与悬浮板63a共振而位移，迫使同步推挤腔室空间67内的气体通过间隙63e传输，以达到传输气体的效果；最后请参阅图9e，当悬浮板63a被带动回复到未被压电元件63d带动的状态时，且共振片62也同时被带动而向远离进流板61的方向位移，此时的共振片62将压缩腔室空间67内的气体使其向间隙63e移动，并且提升汇流腔室61c内的容积，让气体能够持续地通过进流孔61a、汇流排槽61b来汇聚于汇流腔室61c内，通过不断地重复上述图9c至图9e所示的气体传输装置6提供气体传输作动步骤，使气体传输装置6能够连续将气体自进流孔61a进入进流板61及共振片62所构成流道产生压力梯度，再由间隙63e向上传输，使气体高速流动，达到气体传输装置6传输气体输出的作动操作。

此外，可通过微机电的面型微加工技术制程来制造气体传输装置6，使气体传输装置6的体积缩小，以构成一微机电系统的微型泵。

综上所述，本案所提供的用于检测使用者心血管系统的血压设备，将血压设备做成手腕穿戴式，使其便于携带，改良传统血压设备难以携带的缺点，通过随时随地测量血压，监控使用者的身体状况，并通过扩张器来调整与使用者皮肤之间的密合度，于测量血压时紧密压合至使用者皮肤，未测量血压时提供舒适的穿戴效果。此外，通过脉搏传导时间来得知使用者的血压值，能够减缓于量测血压时的紧迫感，极具产业利用性及进步性。

【符号说明】

100：血压设备

101：第一对电极

101a：第一驱动电流电极

101b：第一感测电极

102：第二对电极

102a：第二驱动电流电极

102b：第二感测电极

103：腕带

104：细长带

105：第三电极

1：第一血压测量器

11：第一扩张器

111：环形带状结构

112：气囊

12：第一传感器

2：第二血压测量器

21：第二扩张器

211：环形带状结构

212：气囊

22：第二传感器

3：控制器

4：致动器

5：阀装置

51：汇流板

51a：汇流板第一表面

51b：汇流板第二表面

51c：汇流板承组区

511：汇流出口

512：导引槽

513：汇流凹槽

514：汇流板凸部

515：卸流凹槽

516：卸流出口

517：卡榫孔

52：腔板

52a：腔板第一表面

52b：腔板第二表面

521：导流腔室

522：承置框槽

523：集流腔室

524：连通孔

525：腔板凸部

526：第二连通孔

527：卡榫

53：阀片

53a：第一接触面

53b：第二接触面

531：阀孔

532：汇流凹部片

533：卸流凹部片

534：定位孔

6：气体传输装置

61：进流板

61a：进流孔

61b：汇流排槽

61c：汇流腔室

62：共振片

62a：中空孔

62b：可动部

62c：固定部

63：压电致动器

63a：悬浮板

63b：外框

63c：支架

63d：压电元件

63e：间隙

63f：凸部

64：第一绝缘片

65：导电片

66：第二绝缘片

67：腔室空间