穿戴式生理检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种穿戴式生理检测装置，特别是，涉及一种应用于神经生理反馈区 段的穿戴式生理检测装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，越来越多的研宄着重于人体如何通过自我意识调控的方式而影响身体的 运作系统，以达到改善身心健康的效果，例如，生理反馈（biofeedback)(包括神经生理反 馈（neurofeedback))、冥想（meditation)、呼吸练习（breath exercise)等皆是目前已获 大量研宄结果支持，且亦有越来越多人使用此方法。
[0003] 其中，生理反馈是一种人体为了改善健康及效能等目的而学习如何改变生理活动 的学习程序，在此程序中，人体中可通过意识，例如，思考、情绪、以及行为，改变的生理活 动，例如，脑波，心率、呼吸、肌肉活动或皮肤温度等，会通过仪器进行监测，并快速且准确的 将信息反馈给受试者，由于此信息与所欲达成的生理改变有关，因此，受试者在获得信息 后，就可据此而进行自我意识调控，加强所需的生理反应。
[0004] 神经生理反馈即是通过提供受试者实时脑部活动信息而进行的一种生理反馈，最 常见的方式之一是通过侦测脑电图（EEG，electroencephalography)，而使用者在实时获得 有关脑部活动的信息后，就可通过自我意识调整的方式，而达到影响脑部活动的效果。
[0005] 另外，脑电图尚有一种很重要的应用，即是作为脑机界面（BCI，brain computer interface)，其中，通过侦测EEG可分析得出使用者的意图（intention)，再进而转换为操 作指令。近年来，这样的脑机界面配合神经生理反馈也被应用于游戏，例如，通过游戏的呈 现方式而让使用者训练专注力等。
[0006] 由此可知，当涉及通过人体自身的调控机制而达到改进身心健康的效果、或是作 为脑机界面的应用时，自我意识调控是最主要的途径，而众所周知，集中注意力是进行自我 意识调控最主要的手段之一。因此，若能在神经生理反馈过程中通过提高集中注意力的方 式而帮助自我意识调控的进行，将能更具效率地达到神经生理反馈的目标。
[0007] -般在需要集中注意力的静坐冥想过程中，通常会强调冥想者必须专注于呼吸的 韵律，尤其在出现心思游移时，必须将注意力重新集中在一吸一吐的呼吸韵律上。因此，专 注于呼吸韵律是已知可提升注意力的方法。
[0008] 在一般没有意识介入的情形下，呼吸是受自律神经系统控制，会自动地根据身体 需求而调节呼吸速率以及深度等，而另一方面，呼吸亦可受意识控制，在有限的范围内，人 体可以自行控制呼吸速率以及深度等，故已有研宄显示，可通过控制呼吸的方式而影响交 感神经以及副交感神经的平衡，一般的情形是，呼气期间会增加副交感神经活性，减缓心 跳，而吸气期间则是会增加交感神经活性，并使得心跳加速。
[0009] 因此，当需要集中注意力而专注于呼吸韵律时，除了由于将注意力回归到呼气与 吐气的韵律而达到专心及稳定的效果外，亦同时会对自身的自律神经系统产生影响。此时， 只要呼吸对自律神经系统的影响与进行神经生理反馈的目标一致时，例如，放松身心，就可 以很自然地因增加对呼吸所进行的控制而让神经生理反馈的效果更上一层楼，达到相辅相 成的效果。
[0010] 因此，确实有需要发展出一种新颖的系统，可在使用者通过自我意识控制而进行 神经生理反馈时，提供进一步进行呼吸调整的依据，以使呼吸对改善身心健康的影响可同 时被展现出来，进而相辅相成地让神经生理反馈可达成的效果更上一层楼。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，其可取得脑电信号以及心率序 列，以应用于神经生理反馈区段中。
[0012] 本发明的另一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，其可在一神经生理反馈区 段中提供脑部活动信息作为使用者进行自我意识调整的依据，以及亦根据使用者的呼吸行 为而决定所要提供的呼吸导引信号，以让使用者跟随调整呼吸，进而达到对脑部功能的影 响。
[0013] 本发明的再一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，其具有一头戴结构设置于 使用者头部，并于穿戴时可达成将脑电电极设置于可达成脑电信号测量回路的位置，以及 将心率感测单元设置在可取得心率序列的位置。
[0014] 本发明的又一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，其具有一耳戴结构设置于 使用者一耳朵上，并于穿戴时可达成将脑电电极设置在可达成脑电信号测量回路的位置， 以及将心率感测单元设置于可取得心率序列的位置。
[0015] 本发明的又一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，通过分析心率序列而得出 使用者的心率以及呼吸行为，进而在神经生理反馈区段中提供脑电信号，呼吸行为以及心 率间的相关性分析结果，以作为使用者进行自我意识调控的基础。
[0016] 本发明的又一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，通过分析脑电信号而得出 使用者的脑部活动信息以及使用者的呼吸行为，以在神经生理反馈区段中，将脑部活动信 息提供给使用者进行自我意识调控，以及将使用者呼吸行为作为提供及/或调整呼吸导引 信号的基础。
[0017] 本发明的又一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，其中，多个脑电电极以及 光传感器皆设置在一耳戴结构上，以便该装置在穿戴于耳朵上时同时取得脑电信号以及心 率序列。
[0018] 本发明的又一目的在于提供一种穿戴式生理检测装置，其实施为将光传感器以及 其中一脑电电极一起设置于在一耳夹结构中，以通过夹设方式而固定于耳朵上。
【附图说明】
[0019] 图1显示根据本发明穿戴式生理检测装置通过头戴结构而设置于头上的实施示 意图；
[0020] 图2显示如图1的穿戴式生理检测装置增设耳戴结构的实施示意图；
[0021] 图3A-图3C显示耳夹结构的示范性实例；
[0022] 图4A-图4D显示根据本发明穿戴式生理检测装置将心电电极穿戴于身上不同部 位的示范性实例；
[0023] 图5A-图5B显示根据本发明穿戴式生理检测装置将心电电极实施为外露于装置 表面的示范性实例；
[0024] 图6A-图6B显示根据本发明穿戴式生理检测装置通过耳戴结构而设置于耳朵上 的示范性实例；
[0025] 图7A-图7C显示根据本发明穿戴式生理检测装置通过耳戴结构而设置于耳朵上， 且采用心电电极时的示范性实例；以及
[0026] 图8显示显示根据本发明穿戴式生理检测装置通过耳戴结构而设置于耳朵上，且 具有脑电电极，心电电极，以及光传感器时的示范性实例。
[0027] 10穿戴式生理检测装置
[0028] 12 主机
[0029] 14头戴结构
[0030] 141光发射组件
[0031] 142光接收组件
[0032] 143脑电电极
[0033] 16 耳夹
[0034]181指戴结构
[0035] 182腕戴结构
[0036] 183臂戴结构
[0037] 184颈戴结构
[0038] 18、41心电电极
[0039] 20、30、40耳戴式生理检测装置
[0040] 21、32、43 耳挂结构
[0041]22耳夹结构
[0042] 23、25、33、44 壳体
[0043] 42 耳夹
【具体实施方式】
[0044] 本发明所述装置的目的在于，将通过自我意识调整而影响脑部活动的程序以及呼 吸调控两者融和在同一个神经生理反馈区段中，并通过与使用者间互动形成一神经生理反 馈回路的方式而达到加强影响脑部活动的效果，以让该程序所达成的成效可进一步获得提 升。
[0045] 在此原则下，根据本发明的穿戴式生理检测装置是同时具备有至少两个脑电电 极，以及心率感测单元，其中，脑电电极是用以取得脑电信号，以得知使用者的脑部活动情 形，而心率感测单元则用于取得心率序列，以作为提供及/或调整呼吸导引信号的依据。
[0046] -般而言，取得脑电信号需要至少两个电极，其中一个作为有效电极（active electrode)，另一个则作为参考电极（reference electrode)，也常见再增加一个接地电极 (ground)，以抑制共模噪声，例如，60Hz及50Hz噪声。因此，在接下来的叙述中，即以两个脑 电电极为主进行叙述。
[0047]另外，由于呼吸会对自律神经系统产生影响，进而使得亦受自律神经控制的心跳 出现变化，即所谓的窦性心律不齐（Respiratory Sinus Arrhythmia，RSA)，即，吸气期间会 使心跳加速以及呼吸期间则使心跳减缓的现象，因此，可通过测量心率而取得使用者的呼 吸行为。一般而言，当呼吸与心跳彼此处于同步状态（synchronization)时，就可通过对 心率序列进行分析而得知呼吸行为模式的变化，而在本发明中，用来取得心率序列的感测 单元可实施为光传感器，或是心电电极，其中，光传感器是指具有光发射组件以及光接收组 件，并利用PPG (photoplethysmography)原理而取得光信号的传感器，其可通过侦测脉搏 的连续变化而得知心率序列，例如，通过穿透式或反射式测量方法，而心电电极则是可取得 心电图，进而获得心率序列。
[0048] 并且，当取得心率序列后，还可进行HRV(Heart Rate Variability，心率变异 率）分析，而HRV分析则是得知自律神经系统活动的常见手段之一，例如，可进行频域分析 (Frequency domain)，以获得可用来评估整体心率变异度的总功率（Total Power，TP)，可 反应副交感神经活性的高频功率（High Frequency Power，HF)，可反应交感神经活性、或交 感神经与副交感神经同时调控结果的低频功率（Low Frequency Power，LF)，以及可反应交 感/副交感神经之活性平衡的LF/HF(低高频功率比）等，另外，亦可在进行频率分析后， 通过观察频率分布的状态而得知自律神经运作的和谐度；或者，也可进行时域分析（Time Domain)，而获得可作为整体心率变异度之指标的SDNN，可作为长期整体心率变异度的指标 的SDANN，可作为短期整体心率变异度的指标的RMSSD，以及可用来评估心率变异度之中高 频变异的R_MSSD、NN50、及PNN50等。因此，还可通过分析心率序列而得知神经生理反馈及 /或呼吸调控对于自律神经系统所产生的影响。
[0049] 因此在本发明的概念下，脑部活动信息、自律神经活动信息、以及呼吸行为模式彼 此相辅相成，可提供使用者更全面且有效的神经生理反馈方式，最大化进行自我意识调控 所能达到的效果。而且，在采用光传感器的情形下，还可取得有关血氧浓度的信息，有