專利名稱：產(chǎn)生鼾聲電生理信號的方法及感測元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生鼾聲電生理信號的方法以及感測元件，尤其是涉及 一種設(shè)置在鼻子上、或鼻子周圍區(qū)域的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，以及利用其產(chǎn)生 鼾聲電生理信號的方法。
背景技術(shù)：
由于睡眠呼吸障礙常伴隨著鼾聲發(fā)生，以及鼾聲發(fā)生者常常是睡眠呼吸 障礙的危險族群，因此鼾聲電生理信號的感測在有關(guān)睡眠呼吸障礙的監(jiān)測之 中占了相當(dāng)重要的地位，也因此，如何方便又正確地測量鼾聲即成了一重要 的努力方向。一般來說，鼾聲傳感器可分類為測量聲音以及測量振動等兩種類型，而 所利用的感測元件則分別為收音的感測元件以及壓電轉(zhuǎn)換的感測元件。通常來說，常見的收音元件就是麥克風(fēng)，直接通過對聲音的判斷來決定 鼾聲的發(fā)生時間、次數(shù)等，其優(yōu)點是設(shè)置方式簡單，信號獲得容易，不過， 缺點卻是很難消除外在環(huán)境所造成的干擾，即，在收音過程中，外界所產(chǎn)生 的聲音也會一起被收錄起來，而這則常會是造成分析困難的主要原因，而且， 為了解決這方面的問題，麥克風(fēng)的設(shè)置位置、內(nèi)部組成等都需要有所配合。在壓電轉(zhuǎn)換感測元件方面，其優(yōu)點是，只要設(shè)置妥當(dāng)，信號的判斷就很 容易，轉(zhuǎn)換成電信號的效率及正確性高，但缺點卻是，設(shè)置上比較不方便， 由于需要接觸使用者的皮膚，因此，感測元件必須貼附于皮膚表面，但也由 于此一設(shè)置方式，脫落的情形常常發(fā)生，舉例而言，通常壓電轉(zhuǎn)換式的鼾聲 感測元件多會設(shè)置于頸部(喉部)，但這樣的設(shè)置方式卻容易因為頭部的轉(zhuǎn) 動而發(fā)生脫落或是貼附不完全等情形，進(jìn)而造成測量結(jié)果的誤差，因此，若 能獲得解決此種缺陷，將會使得利用壓電轉(zhuǎn)換元件的鼾聲測量更為方便、也 更為正確。因此，不斷發(fā)展出有關(guān)此類鼾聲傳感器的多種改進(jìn)，例如，美國專利申
請US 6,254,545 Bl和美國專利申請US 6,894,427 B2即為采用PVDF來感應(yīng) 鼾聲所產(chǎn)生的振動，且同時利用PVDF薄膜本身的柔軟性而服貼于使用身上 的改進(jìn)實例，只是單純PVDF薄膜的加工不易，因此，此類型傳感器顯然是 需求較小、且制作工藝成本較高，還需要投入較多的人工。發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種壓電轉(zhuǎn)換式 鼾聲傳感器的改進(jìn)，以期有更好的感測效果，并讓受測者在使用上更方便， 也達(dá)到降低成本的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生鼾聲電生理信號的方法，其包 括下列步驟(a)提供一具有一多層結(jié)構(gòu)的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其中，該多 層結(jié)構(gòu)包括一導(dǎo)電層、 一壓電層，以及分別接觸該導(dǎo)電層以及該壓電層的兩 電連接層；(b)利用一貼附元件而將該壓電轉(zhuǎn)換感測元件固定于一使用者的 鼻子或鼻子周圍的區(qū)域，以使該壓電轉(zhuǎn)換元件與使用者的皮膚相接觸；以及 (c)利用該壓電轉(zhuǎn)換感測元件而將使用者的鼻腔在發(fā)生鼾聲時所產(chǎn)生的振動 轉(zhuǎn)換為電信號。在一較佳實施例中，該壓電材質(zhì)為一陶瓷，或是一 PVDF(Polyvinylidene fluoride,聚氟乙烯)，該導(dǎo)電材質(zhì)可為金屬，該鼻子周圍為由鼻骨(nasal between the eyes)、兩顴骨與口部所形成的一 四邊形區(qū)域。另外，優(yōu)選地的是，該壓電轉(zhuǎn)換感測元件可以為多個，且所述壓電轉(zhuǎn)換 感測元件可以設(shè)置于鼻子或鼻子周圍區(qū)域的一側(cè)或是兩側(cè)。此外，優(yōu)選地的 是，該壓電轉(zhuǎn)換感測元件與使用者皮膚接觸的部位可以為該壓電轉(zhuǎn)換感測元 件的任一部分。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種設(shè)置于使用者的鼻子或鼻子周圍 區(qū)域以產(chǎn)生鼾聲電生理信號的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其包括 一導(dǎo)電材質(zhì)以及 一壓電材質(zhì)，其中，該壓電材質(zhì)由該導(dǎo)電材質(zhì)承載，該壓電材質(zhì)用以感應(yīng)使 用者的鼻腔在發(fā)生鼾聲時所產(chǎn)生的振動；兩電連接層，分別具有一對外連接 線，且分別接觸該導(dǎo)電材質(zhì)以及該壓電材質(zhì)；以及一封裝保護(hù)，用以壓縮包 裹該導(dǎo)電材質(zhì)、該壓電材質(zhì)以及所述兩電連接層所形成的一多層結(jié)構(gòu)，并使 該多層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，進(jìn)而形成該壓電轉(zhuǎn)換感測元件。
優(yōu)選地，該壓電轉(zhuǎn)換感測元件還可包括至少一凸形物件，位于該電連接 層之上，以使該壓電感測元件在通過該封裝保護(hù)而加以包裹后，會具有一凸 形的外觀，進(jìn)而增加該壓電材質(zhì)對于振動的感應(yīng)，且該凸形物件可由硅膠或 是塑料制成。在一較佳實施例之中，所述兩電連接層所具有的兩對外連接線與一外部 裝置形成一測量回路，并且， 一電阻包含在該外部裝置之中或是所述對外連 接線之中。在一另一較佳實施例之中，該壓電材質(zhì)完全覆蓋該導(dǎo)電材質(zhì)，或者該壓 電材質(zhì)可以是部分覆蓋該導(dǎo)電材質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的新型鼾聲感測元件比公知技術(shù)更為進(jìn)步，本發(fā)明實現(xiàn)了體 積小、更容易貼附且信號感測能力更佳的新型壓電轉(zhuǎn)換元件，另外，除了改 良鼾聲壓電感測元件的構(gòu)造之外，本發(fā)明還將鼾聲感測的位置自頸部移至使 用者鼻子或是鼻子周圍的區(qū)域，不但解決了設(shè)置于頸部時容易浮起的缺點， 也提供了可以與臉上其它傳感器結(jié)合在一起的可能性，減輕了進(jìn)行睡眠呼吸 障礙檢測時連接線過于繁復(fù)的問題，而且，在采用體積較小的壓電轉(zhuǎn)換感測 元件的情形下，除了讓設(shè)置于鼻子或鼻子周圍區(qū)域的實施更為方便之外，相 對地也減少了成本的負(fù)擔(dān)。


圖1示出了公知壓電式鼾聲傳感器的外觀圖；圖2A和圖2B分別示出了公知壓電式鼾聲傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖以 及剖面圖；圖3A至圖3C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件的內(nèi)部構(gòu)造示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件與外部裝置的連接情況； 圖5A至圖5B分別示出了在根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件中增加凸形物件 的示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件在臉上的可設(shè)置范圍； 圖7A至圖7B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件所使用的貼附元件 的實例；以及
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件貼附于鼻子上的一實例。 其中，附圖標(biāo)記說明如下32貼附貼片
具體實施例方式
本申請將可由以下的實施例說明而得到充分了解，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以據(jù)以完成，然而本申請的專利保護(hù)范圍并不受限于下列實施例。
有別于傳統(tǒng)設(shè)置于頸部的壓電鼾聲感測元件，根據(jù)本發(fā)明的壓電轉(zhuǎn)換式 鼾聲感測元件是加以設(shè)置在鼻子之上或是鼻子周圍的區(qū)域，也就是，本發(fā)明 提供了一種新穎的檢測鼾聲的方法，其除了具有良好的測量效果之外，使用 者在測量使用時也更為方便，且制造成本也會更進(jìn)一步地減少。
一般設(shè)置在鼻子附近的鼾聲傳感器多為麥克風(fēng)，若要使用一壓電轉(zhuǎn)換元 件時，則多設(shè)置于頸部，且通常所使用的多為具有圓盤式外觀的壓電轉(zhuǎn)換元件，如圖1中所示的SleepMat^所生產(chǎn)的壓電鼾聲傳感器(Piezo Sensor 1250)，但是，由于頸部的表面變化起伏比較大，例如，只要頭一轉(zhuǎn)動，頸 部就會隨之發(fā)生起伏變化，因此，往往會造成具有相當(dāng)?shù)闹睆角覉杂驳膱A盤 難以完全貼附在頸部之上，或者說，即使是已經(jīng)通過貼附方式而完成固定的 圓盤式壓電轉(zhuǎn)換感測元件仍然很容易因睡眠者的翻身、轉(zhuǎn)頭等動作而出現(xiàn)浮 起、翹起等情形，在此狀況下，測試的正確性自然會受到質(zhì)疑。
基于此方面的缺點，發(fā)明人針對如何改進(jìn)進(jìn)行研究。
既然頸部容易發(fā)生起伏變化過大的情形，且壓電轉(zhuǎn)換元件之所以設(shè)置于 頸部的原因乃是在于鼾聲的發(fā)聲位置為喉部，則試想，若是有其它的測量位 置同樣可以取得鼾聲信號且也可以有相同的甚至更好的測量效果時，自然是 取代頸部的良好選擇。
因此，本申請的發(fā)明人即以此作為基礎(chǔ)而進(jìn)行尋找。首先，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)， 鼾聲發(fā)生時會產(chǎn)生振動的位置不僅僅只有喉部，而是遍及整個呼吸道都會發(fā) 生共振，因此，既然是利用壓電轉(zhuǎn)換式元件作為感測元件，則理論上整個發(fā)
生振動的呼吸道都可以是進(jìn)行測量的位置，據(jù)此，發(fā)明人選擇了鼻子、及鼻 子周圍的區(qū)域，因為與頸部相比較，其所會發(fā)生的表面起伏變化小，而且， 發(fā)明人相信，在鼻腔共振的幫助之下，鼾聲信號的強(qiáng)度應(yīng)可獲得一定程度的 提高。以此作為依據(jù)，發(fā)明人即針對此一構(gòu)想進(jìn)行實驗。 一開始，申請人先采 用公知設(shè)置于頸部時所使用的圓盤式鼾聲傳感器，只是在將其設(shè)置于鼻子或 鼻子周圍的區(qū)域進(jìn)行測量之后發(fā)現(xiàn)，效果并無法與設(shè)置于頸部時相比。因此，在經(jīng)分析之后，申請人認(rèn)為，應(yīng)該是傳統(tǒng)的鼾聲感測元件的直徑 及厚度過大而造成設(shè)置不易，再加上服貼性不足，無法完全感應(yīng)鼻子所產(chǎn)生 的振動，故決定更改壓電轉(zhuǎn)換元件的尺寸，以期能得到更好的結(jié)果。而在經(jīng) 過重新試驗之后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，減少壓電轉(zhuǎn)換元件的尺寸，對于鼾聲信號的 取得有相當(dāng)正面的幫助。由于鼻子是一個振動空腔，可以達(dá)到擴(kuò)大鼾聲振動的良好效果，再加上 減小體積、面積的壓電轉(zhuǎn)換元件能夠充分的感應(yīng)鼻腔的振動(整個元件本身 均會因較小的尺寸而整體都可以感應(yīng)到振動，而非只有部分的感應(yīng)面積)， 因此，在相互的配合之下，所測得的鼾聲信號不但清楚，而且，甚至大于公 知鼾聲傳感器設(shè)置于頸部時所測得的信號。而為了減小鼾聲感測元件的尺寸，本發(fā)明則是在結(jié)構(gòu)以及制作上均發(fā)展 出異于公知鼾聲傳感器之處。為了能更清楚了解，申請人先對公知的圓盤式鼾聲傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大 略的敘述。首先，眾所周知，壓電轉(zhuǎn)換元件所使用的材質(zhì)多為一導(dǎo)電材質(zhì)與一壓電 材質(zhì)的結(jié)合，S卩，其是利用壓電材質(zhì)感應(yīng)使用者皮膚因鼾聲所產(chǎn)生的振動， 然后再將振動傳遞至導(dǎo)電材質(zhì)，進(jìn)而形成電信號。在公知的鼾聲傳感器中，如圖2A、圖2B所示，其大多是利用一導(dǎo)電材 質(zhì)10作為底層，再在其上部分地覆蓋一壓電材質(zhì)12，例如，陶瓷材質(zhì)，之 后，在兩者之間跨接一電性元件14，例如， 一電阻，以及對外的連接，如此 一來，就可以在感應(yīng)到振動時，形成一測量回路，而在這些層/元件均焊接/ 電鍍/配置好之后，最后再利用一如圖1所示的塑料或橡膠將其包覆，即完成 公知的圓盤式鼾聲傳感器。因此，很顯然地，公知的壓電鼾聲傳感器會有相
當(dāng)?shù)暮穸?，而且，也會有不算小的直?尤其是對放置于臉上的情形而言)， 這也正是其不容易完全貼附于頸部的原因。至于本發(fā)明的鼾聲感測元件，則與圖2A和圖2B中所示的現(xiàn)有技術(shù)類似， 也是采用導(dǎo)電材質(zhì)承載壓電材質(zhì)的結(jié)構(gòu)原理，如此的優(yōu)點是，不需要特殊的 材料，也不需要特殊的加工技術(shù)，故成本不會因此而增加，只是，為了因應(yīng) 本發(fā)明的鼾聲感測元件在寬度、厚度上均大為減少的改進(jìn)，其在結(jié)構(gòu)以及制 作程序上都與公知技術(shù)有所不同。首先，在結(jié)構(gòu)方面，本發(fā)明所采用的乃是一多層結(jié)構(gòu)，如圖3A、圖3B 和圖3C所示，該多層結(jié)構(gòu)包括一導(dǎo)電材質(zhì)層20、 一壓電材質(zhì)層22以及兩電 連接層24，其中，該壓電材質(zhì)層22由該導(dǎo)電材質(zhì)層20所承載，例如，可以 利用涂覆的方式而將壓電材質(zhì)22設(shè)置于導(dǎo)電材質(zhì)20之上，以形成一具有一 導(dǎo)電面以及一壓電感應(yīng)面的結(jié)合體，之后，該導(dǎo)電面以及該壓電感應(yīng)面之上 則分別會設(shè)置一連接對外連接線的電連接層24，例如， 一典型的平面型接頭， 如圖3A所示，當(dāng)然，其它種形式的接頭同樣可行。在此要特別注意地是，該接頭可以不進(jìn)行焊接，只需簡單的放置于導(dǎo)電 面以及壓電感應(yīng)面之上即可，所以，平面型接頭會是較佳的選擇。至于強(qiáng)調(diào) 可以不進(jìn)行悍接的原因則是在于，根據(jù)本發(fā)明的寬度己經(jīng)大幅縮小的鼾聲感 測元件，其在焊接作業(yè)上并不比公知結(jié)構(gòu)的制作方便，因此，若是要實施為 與公知一樣的制作步驟時，在作業(yè)上反而可能會增加復(fù)雜度，而且，在制作 程序上能減少任何的步驟均代表著成本的降低。而本發(fā)明在因應(yīng)這種不進(jìn)行焊接的設(shè)置方式時，則是將該鼾聲感測元件 的壓電材質(zhì)完全覆蓋該導(dǎo)電材質(zhì)，而不采用公知的部分覆蓋方式，以避免在 不進(jìn)行焊接的情形下，導(dǎo)電材質(zhì)的雙面會因同時接觸同一個連接接頭而造成 短路。另外，若是在制作工藝中中采用焊接步驟，以增加固定效果時，則該壓 電材質(zhì)與該導(dǎo)電材質(zhì)之間的覆蓋關(guān)系要求不嚴(yán)格，無需一定要如上述地采取元全覆蓋方式o然后，在此多層結(jié)構(gòu)設(shè)置完成之后，就可以簡單的將其整體包裹/封裝起 來，例如，利用熱縮套管或硅膠等，而通過收縮包裹的力量，即使是在沒有 焊接的情形下，連接接頭即可輕易地實現(xiàn)與導(dǎo)電面以及壓電面之間緊密接
口 o需要注意地是，與公知的步驟相比較，本發(fā)明并沒有將公知技術(shù)中所使 用的電阻設(shè)置于鼾聲感測元件中。這是因為，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思之中，既是為了簡化公知的制作工藝以 減少成本，也是為了避免縮小體積造成提高制作工藝操作的復(fù)雜度，故盡量 將鼾聲感測元件中的加工制作工藝減到最低，所以，如前所述，本發(fā)明希望 盡量減少如焊接等較細(xì)微且可能需要人工操作的步驟，以有利于制作工藝的 自動化，也降低成本，舉例而言，當(dāng)在壓電材質(zhì)完全覆蓋導(dǎo)電材質(zhì)的情況下， 制作步驟甚至可以簡化為在大面積下先行完成后再進(jìn)行切割，如此一來，若 加上焊接電阻的步驟時，則雖非不可行，但仍會造成制作工藝的延緩。因此，電阻并非一定要設(shè)置在感測元件之中，而是只需要位于測量回路(由感測元件以及外部裝置26所形成的測量回路)上的任一處即可，所以， 在本發(fā)明中，該電阻設(shè)置于該鼾聲感測元件對外的連接線之上或是設(shè)置于與 鼾聲感測元件所連接的裝置26之中，如圖4所示，如此一來，焊接電阻的 步驟同樣可以被省略。至此，通過省略焊接電阻以及連接連接線的步驟，不僅制造程序上獲得 簡化，在人力及物力成本上也都獲得節(jié)省，更重要的是，鼾聲感測元件的體 積確實獲得了降低。此外，若是要尋求感測元件與(鼻子)皮膚之間的較密合接觸時，在封 裝之前，還可先行置入凸形物件28，如圖5A、圖5B所示，以幫助實現(xiàn)凸形、 較符合鼻子起伏的外觀，至于該凸形物件則是可以設(shè)置于單面(圖5A)或是 雙面(圖5B)，本發(fā)明不受限制。在根據(jù)上述步驟、結(jié)構(gòu)而制作完成鼾聲感測元件之后，經(jīng)過本案發(fā)明人 的測試證實，設(shè)置于鼻子或是鼻子周圍的此改良式多層鼾聲壓電感測元件， 其所檢測到的鼾聲信號不但相當(dāng)清楚，也相當(dāng)敏銳，g卩，根據(jù)本發(fā)明的鼾聲 壓電感測元件的測量效果并沒有因為此用以實現(xiàn)較小尺寸的改良結(jié)構(gòu)及簡 化制造程序而有所衰減，相反地，其反而因為尺寸的減小而成為整體均可進(jìn) 行感應(yīng)的感測元件，具有相當(dāng)良好的測量效果。不過，最重要的還是其在設(shè)置上的限制相當(dāng)小。由于鼻子本身在睡眠時會發(fā)生的運動比較少，也比較不受到翻身、側(cè)身
壓迫的影響，因此，比起傳統(tǒng)設(shè)置于頸部的方式，根據(jù)本發(fā)明的方式簡單上 許多，再加上鼻腔所產(chǎn)生的振動相當(dāng)明顯，這更使得檢測信號的強(qiáng)度相當(dāng)足 夠，所以使用者不再需要為了固定而花費相當(dāng)大的功夫，例如，貼上許多的 膠帶，也不會因為頸部的大量膠帶而覺得不自在。另外，根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件在實際實施時，決定體積大小的考慮 原因主要有二，第一，相較于頸部，鼻子、以及鼻子周圍的區(qū)域顯然較小， 第二，設(shè)置于臉上的感測元件，在效果相同的情形下，自然是越小越好，以 減少異物感，因此，根據(jù)本發(fā)明所制作的鼾聲感測元件即在直徑以及厚度方 面進(jìn)行減小的努力，以擺脫了傳統(tǒng)頸部壓電轉(zhuǎn)換元件因接觸面積過大而容易 脫離的缺點，也讓貼附較為方便，而且，縮小體積更會帶來制造成本減少的 更進(jìn)一步優(yōu)勢。再說，由于在進(jìn)行睡眠呼吸狀態(tài)檢測時，需要設(shè)置的感測元件相當(dāng)多， 即使是在最為簡單的測試之中，也通常會使用兩種的傳感器，以作為最基本 的相互校正。而根據(jù)經(jīng)驗，在采用鼾聲傳感器的情形下，最常共同使用的就 是呼吸傳感器，無論是胸腹呼吸感測或是呼吸氣流感測，所以，在此情形下， 若如公知技術(shù)一樣的將鼾聲傳感器設(shè)置于頸部時，則使用者勢必得在身上背 負(fù)著至少兩條連接線，S卩， 一條連接至臉上或胸腹，另一條連接至頸部，顯 然有所不方便。由于呼吸氣流傳感器設(shè)置于臉上的呼吸通道之上，因此，若能結(jié)合本發(fā) 明的構(gòu)想，則在鼾聲以及呼吸氣流兩種傳感器都是設(shè)置于臉上的情況下，將 兩者結(jié)合在一起的想法自然很容易可以實現(xiàn)，如此一來，連接線的數(shù)量也自 然可以被減少，提高使用者在使用上的方便度。況且，綜觀整個睡眠檢測，尤其是對需要檢測心電、腦電、肌電、眼動、呼吸、鼾聲、血氧等各種生理信號的完整PSG (polysomnography)檢測而言， 在眾多所需的傳感器之中，置于頸部的傳感器僅有鼾聲一個，所以，若是鼾 聲傳感器根據(jù)本發(fā)明而設(shè)置于臉上時，則設(shè)置于臉上的傳感器就可以整合在 一起，例如， 一起利用相同的連接線，以實現(xiàn)降低連接線復(fù)雜度的目的，相 對的也提升使用者接受測試的意愿。另外，較具優(yōu)勢地是，由于根據(jù)本發(fā)明的鼾聲感測元件的體積比一般傳 統(tǒng)所使用的小，因此，若有需要提供檢測冗余以作為校正時，還可以設(shè)置多于一個的鼾聲感測點，舉例而言，可以實施為兩個感測元件，例如，設(shè)置在 鼻子或鼻子周圍區(qū)域的兩側(cè)或是同一側(cè)均可，所以，在實際實施時可以有更 多的選擇性。至于在選擇感測元件的設(shè)置位置方面，依據(jù)本申請發(fā)明人的測試，除了 鼻子本身之外，鼻子周圍的區(qū)域，例如，鼻骨(兩眼之間)、兩顴骨以及口部所形成的一四邊形區(qū)域內(nèi)，如圖6所示，也可以作為測量鼾聲振動的位置， 即，鼾聲感測點的設(shè)置并不受限于鼻子之上，可以配合使用者的使用習(xí)慣而 有所彈性，也可以配合其它傳感器，例如，呼吸氣流傳感器，而調(diào)整設(shè)置位置。至此，根據(jù)上述，本發(fā)明用以產(chǎn)生鼾聲信號的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其不 但能夠獲取清楚的感測信號，體積也小巧許多，因此，確實很適合設(shè)置于使 用者的臉上，而且通過結(jié)構(gòu)以及制作程序上的簡化，還可以更進(jìn)一步地減少 制造成本。而在完成鼾聲壓電轉(zhuǎn)換感測元件之后，如圖7A、圖7B所示，若要將其 設(shè)置于鼻子或鼻子周圍的區(qū)域上時，則小巧的鼾聲壓電轉(zhuǎn)換感測元件30需 要通過一貼附元件32的幫助，其中，該貼附元件32可以是一具適合進(jìn)行鼻 子周圍設(shè)置外型的膠布、膠片，即， 一經(jīng)過設(shè)計的貼附元件(圖7A以及圖 7B)，或者，該貼附元件也可以單純地就是一般的膠帶，例如，透氣膠帶， 換言之，該貼附元件的功能就是在于將該感測元件貼附于鼻子或鼻子周圍的 區(qū)域，如圖8所示，至于其它如外型、材質(zhì)等方面則不受限制。另外，該貼附元件在將該感測元件貼附于鼻子或鼻子周圍區(qū)域時，其所 能設(shè)置的感測元件的數(shù)量也可以依需要而有所不同，例如，可以在同側(cè)或不 同側(cè)等設(shè)置兩個，當(dāng)然，也是可以與呼吸氣流傳感器一起進(jìn)行固定。至于所使用的該壓電材質(zhì)，則如上所述的是常見的壓電材質(zhì)，例如，單 晶類(single crystal)，如石英、電器石、LiNb03、 LiTa03等晶體，薄膜類 (thin film)，如ZnO等，聚合物類(polymer)，如PolyVinylidene Fluoride (PVDF)等，陶瓷類(ceramic)，如BaTi03、鈷鈦酸鉛(PZT)等，以及 復(fù)合材料(composite material)，如PVDF-PZT等，而該導(dǎo)電材質(zhì)則可以選 擇為金屬。在采用公知材質(zhì)的情形下，就不會因加工難度的問題而增加成本。綜上所述，本發(fā)明提供一種新穎的測量鼾聲電生理信號的壓電轉(zhuǎn)換感測
元件，以及利用其產(chǎn)生鼾聲電生理信號的方法，其中，雖然所采用的是公知 鼾聲傳感器所使用的壓電材質(zhì)以及導(dǎo)電材質(zhì)，但在利用不同于公知技術(shù)的結(jié) 構(gòu)以及制作工藝的情形下，本發(fā)明實現(xiàn)了體積小許多、更容易貼附且信號感 測能力更佳的新型壓電轉(zhuǎn)換元件，另外，除了改良鼾聲壓電感測元件的構(gòu)造 之外，本發(fā)明還將鼾聲感測的位置自頸部移至使用者鼻子或是鼻子周圍的區(qū) 域，不但解決了設(shè)置于頸部時容易浮起的缺點，也提供了可以與臉上其它傳 感器結(jié)合在一起的可能性，減輕了進(jìn)行睡眠呼吸障礙檢測時連接線過于繁復(fù) 的問題，而且，在采用體積較小的壓電轉(zhuǎn)換感測元件的情形下，除了讓設(shè)置 于鼻子或鼻子周圍區(qū)域的實施更為方便之外，相對地也減少了成本的負(fù)擔(dān)， 因此，根據(jù)本發(fā)明的新型鼾聲感測元件確實有別于以往且比公知技術(shù)更為進(jìn) 步。即使本發(fā)明已由上述的實施例詳細(xì)敘述而可由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行各 種修飾，然而均不脫如權(quán)利要求書所欲保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生鼾聲電生理信號的方法，包括下列步驟(a)提供一具有一多層結(jié)構(gòu)的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其中，該多層結(jié)構(gòu)包括一導(dǎo)電層、一壓電層以及分別接觸該導(dǎo)電層和該壓電層的兩電連接層；(b)利用一貼附元件而將該壓電轉(zhuǎn)換感測元件固定于一使用者的鼻子或鼻子周圍的區(qū)域，以使該壓電轉(zhuǎn)換元件與該使用者的皮膚相接觸；以及(c)利用該壓電轉(zhuǎn)換感測元件而將該使用者的鼻腔在發(fā)生鼾聲時所產(chǎn)生的振動轉(zhuǎn)換為電信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該壓電材質(zhì)為陶瓷或是聚氟乙烯， 該導(dǎo)電材質(zhì)為金屬，該鼻子周圍為鼻骨、兩顴骨以及口部所形成的一四邊形 區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該壓電轉(zhuǎn)換感測元件為多個，且 所述壓電轉(zhuǎn)換感測元件設(shè)置于鼻子，該鼻子周圍區(qū)域的一側(cè)或兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該壓電轉(zhuǎn)換感測元件與該使用者 皮膚接觸的部位為該壓電轉(zhuǎn)換感測元件的任一部分。
5. —種設(shè)置于使用者的鼻子或鼻子周圍區(qū)域以產(chǎn)生鼾聲電生理信號的 壓電轉(zhuǎn)換感測元件，包括一導(dǎo)電材質(zhì)以及一壓電材質(zhì)，其中，該壓電材質(zhì)由該導(dǎo)電材質(zhì)承載，該 壓電材質(zhì)感應(yīng)使用者的鼻腔在發(fā)生鼾聲時所產(chǎn)生的振動；兩電連接層，分別具有一對外連接線，且所述兩電連接層分別接觸該導(dǎo) 電材質(zhì)以及該壓電材質(zhì)；以及一封裝保護(hù)，用以壓縮包裹由該導(dǎo)電材質(zhì)、該壓電材質(zhì)以及所述兩電連 接層所形成的一多層結(jié)構(gòu)，并使該多層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，進(jìn)而形成該壓電轉(zhuǎn)換 感測元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，該壓電轉(zhuǎn)換感測元件還包 括位在該電連接層之上的至少一凸形物件，以使該壓電感測元件在通過該封 裝保護(hù)而加以包裹后，會具有一凸形的外觀，進(jìn)而增加該壓電材質(zhì)對于振動 的感應(yīng)，該凸形物件由硅膠或是塑料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其中，所述兩電連接層所 具有的兩對外連接線與一外部裝置形成一測量回路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其中，該測量回路中包括一電阻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其中，該電阻設(shè)置于該外 部裝置中或設(shè)置于所述對外連接線中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，該壓電材質(zhì)完全覆蓋該 導(dǎo)電材質(zhì)或部分覆蓋該導(dǎo)電材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種產(chǎn)生鼾聲電生理信號的方法及感測元件，該方法包括下列步驟(a)提供一具有一多層結(jié)構(gòu)的壓電轉(zhuǎn)換感測元件，其中，該多層結(jié)構(gòu)包括一導(dǎo)電層，一壓電層，以及分別接觸該導(dǎo)電層以及該壓電層的二電連接層，(b)利用一貼附元件而將該壓電轉(zhuǎn)換感測元件固定于一使用者的鼻子、或鼻子周圍的區(qū)域，以使該壓電轉(zhuǎn)換元件與使用者的皮膚相接觸，以及(c)利用該壓電轉(zhuǎn)換感測元件而將使用者的鼻腔于發(fā)生鼾聲時所產(chǎn)生的振動轉(zhuǎn)換為電信號。所述方法不但解決了設(shè)置于頸部時容易浮起的缺點，減輕了進(jìn)行睡眠呼吸障礙檢測時連接線過于繁復(fù)的問題，而且設(shè)置于鼻子或鼻子周圍區(qū)域更為方便，相對地也減少了成本。
文檔編號A61B5/04GK101116611SQ200610107990
公開日2008年2月6日 申請日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者周常安 申請人:周常安