CN103393402A - 一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，主要包括皮肤受压压力传感器、前置调理电路、A/D转换电路、液晶显示模块、阈值报警电路、USB接口电路、数据存储电路、对各个电路模块进行协调控制的微处理器MCU和对数据进一步保存、处理的上位机，其在烧伤、创伤病人病理性瘢痕压力治疗过程中，不仅能实时测量而且能长期监测绷带或压力衣对病人皮肤创面所施加的压力值，以便医生可以方便地调整绷带或压力衣的松紧程度，从而使得压力治疗更加科学化和规范化，以达到最好的治疗效果。

Description

一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪

技术领域

本发明涉及一种医疗器械中的压力监测仪器，特别涉及一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪。

技术背景

病人烧伤后，因年龄大小、个体差异、烧伤面积、种类及创面深浅的不同，在创面愈合后会有不同程度的色素沉着、疤痕增殖。临床实验证明，压力疗法可以阻抑烧伤创面愈合后的纤维细胞增生，应用压力治疗的烧伤愈合创面瘢痕增生发生率低，软化时间早，瘢痕薄而平坦，功能恢复满意；而未用加压治疗组创面不同程度出现凹凸不平瘢痕、瘢痕发生早、厚而硬、软化时间明显延长、功能恢复差。并且持续压力疗法用于烧伤刚愈合之创面，对阻抑成纤维细胞增生疗效显著。但是在压力治疗的过程中，压力太大会影响局部血液循环，压力太小对预防疤痕增生不起作用。因此施加一个合理的压力对病理性瘢痕的治疗至关重要。

目前，在临床上的病理性瘢痕压力治疗中，使用的压力仅凭的是医生临床经验和病人自身感觉，至于治疗中使用的压力是否合适，没有简单、有效的检测方法。医生或患者也不能随时监测实际压力大小，无法在整个治疗过程中始终保持较适合的压力，使得病理性瘢痕压力治疗的效果层次不齐，且存在安全隐患等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，给医生在病理性瘢痕压力治疗中提供一个客观的压力数据，解决瘢痕压力治疗仅仅依赖于医生的经验的问题，本发明的目的在于提供了一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，能够在对烧伤、创伤病人病理性瘢痕压力治疗过程中，不仅能准确测量而且能够长时间监测绷带或压力衣对病人皮肤创面所施加的压力值，以便医生可以方便地调整压力，从而使得压力治疗更加科学化和规范化，以达到最好的治疗效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，包括前端用于测量皮肤创伤面受压的皮肤压力传感器；对压力信号进一步处理的前置调理电路；皮肤压力传感器的传感器探头与前置调理电路采用插槽式接口连接；还包括与前置调理电路相连的微处理器MCU；与微处理器MCU相连的液晶显示模块、操作模块、阈值报警电路、USB接口电路、数据存储电路以及对数据进一步保存和处理的上位机。

所述的前置调理模块包括信号放大电路和滤波电路，其对采集到的模拟信号进行放大和滤波，经前置调理模块处理过的信号送入A/D转换模块进行信号的采样；前置调理电路直接与MCU内部的A/D模块直接相连，实现模拟信号的采样；采用SD卡对采集的压力数据进行存储，SD卡与微处理器MCU的I/O口相连接；采用超低功耗的430系列单片机作为微处理器MCU。

所述的微处理器MCU电路具有8个压力传感器插槽接口,即具有8通道的表面压力测量电路，压力传感器通过插槽接口接入，可对患处压力进行多点矩阵式压力测量，以此可以知道创伤面处压力值的分布情况。

所述的液晶显示模块不仅能够实时显示出所测得的压力值，而且还能够显示压力曲线及对压力曲线进行数据分析的结果进行显示。

所述的阈值报警电路，当压力值超出医生是设定的范围时，能够进行声音和光的报警。

所述的USB接口电路能够通过USB数据线把所存储的压力数据传输到计算机中，用于进一步的数据分析。

所述的上位机基于用于压力数据分析处理的软件；不仅能够在上位机中输入患者ID，姓名等详细信息，而且是绷带压力监测仪通过数据线与上位机连接后，上位机能够自动识别绷带压力监测仪中输入的患者ID，并与上位机中输入的患者ID相对照，从而把监测仪所记录的压力数据与患者详细信息对应起来，并存储在上位机中；上位机不仅能够显示出所记录的压力值和压力曲线，而且能够用数字信号处理的方法对所记录到某个患者的压力数据进行分析处理；对于多个患者的样本压力数据，可以使用统计分析的方法对其进行分析对比。

所述的皮肤压力传感器为柔性薄膜压力传感器，压力传感器的感测点直径为9mm且能够自由弯曲，能够对复杂表面形状的物体进行压力测量；而且压力传感器探头采用插扣式结构，包括一个圆形的柔性压力传感器，其两侧的边缘引出两个垂直于传感器平面的硬质的细金属导线插头，金属导线插头很容易穿过压力衣或绷带，和一个与压力传感器配套的立方体插扣，插扣的两端具有两个插槽，与压力传感器上引出的金属导线插头相配套，并且插扣是由硬质材料制成。

本发明一方面能够对皮肤创伤面受压压力值进行多点的实时测量，另一方面能长时间连续监测其压力值，连续监测的时间多达2周；系统不仅能够实时显示出床前检测的压力值，而且还能够显示一段时间内的压力值曲线及对压力曲线进行数据分析的结果；医生可以在系统中输入患者主要信息，使得保存的数据与患者相对应，所保存的压力数据通过USB接口电路能够传输到上位机中，用于对数据做进一步的分析和科研研究；

所述的便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪的测量量程为30-100mmHg，分辨率达到1mmHg，能够满足临床上对压力衣的压力调整的最小精度要求和量程需要。

本发明的优点是：

1、本发明能够在对烧伤、创伤病人病理性瘢痕压力治疗过程中，不仅能够准确实施测量出绷带或压力衣对病人皮肤创面所施加的压力值，而且能够长时间对压力值进行监测，以便医生可以方便调整压力，从而使得压力治疗更加科学化，以达到最好的治疗效果。

2、本发明所设计的压力测量仪具有体型小，重量轻，便于携带与移动且操作简单等特点。

3、本发明所设计的压力测量仪不仅具有小巧、便携的显示终端，可以实时显示所测得压力值及压力曲线，而且还可以通过USB接口把压力数据传输到计算机中，可以作进一步的数据分析。

4、本发明所使用的传感器为柔性薄膜式压力传感器，它不仅精度高，灵敏度高，重复性好，线性度高，而且还可以自由弯曲，能够很方便的对复杂表面形状的物体进行压力检测。此外，压力传感器的感测点直径仅9mm，能够很方便的对身体的任何部位表面进行压力检测。

5、本发明具有8个传感器前端，即具有8通道压力检测电路，可对患处压力进行一点或多点矩阵式压力测量，可以使得医生方便地知道创伤面处压力值的分布情况。

6、本发明所述的报警电路当压力值超出一定范围时，能够进行声音和光的报警，及时提醒医生调整患者绷带或压力衣的压力。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图。

图2为本发明的产品外观示意图，其中图（a）为本发明的俯视图，（b）为本发明左侧视图，（c）为本发明的右侧视图，（d）为本发明的下侧视图，（e）为本发明上侧视图，（f）为压力传感器及连线示意图。

图3为实际中应用的压力传感器的设计示意图，其中（a）为带插头线的压力传感器的俯视图和侧视图，（b）为与压力传感器配套的插槽的俯视图和侧视图；

图4为本发明的软件流程图。

图5为本发明的操作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参考附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，包括前端用于测量皮肤创伤面受压的皮肤压力传感器；对压力信号进一步处理的前置调理电路；皮肤压力传感器的传感器探头与前置调理电路采用插槽式接口连接；还包括与前置调理电路相连的微处理器MCU；与微处理器MCU相连的液晶显示模块、操作模块、阈值报警电路、USB接口电路、数据存储电路以及对数据进一步保存和处理的上位机。

所述的皮肤压力传感器为柔性薄膜压力传感器，压力传感器的感测点直径为9mm且能够自由弯曲，不仅精度高，灵敏度高，重复性好，线性度高，能够很方便的对复杂表面形状的物体进行压力测量；而且压力传感器探头采用插扣式结构，可以方便的应用于现在临床上所使用的绷带或压力衣上，皮肤压力传感器设计成插扣式结构，包括一个圆形的柔性压力传感器，其两侧的边缘引出两个垂直于传感器平面的硬质的细金属导线插头，金属导线插头很容易穿过压力衣或绷带，和一个与压力传感器配套的立方体插扣，插扣的两端具有两个插槽，与压力传感器上引出的金属导线插头相配套，并且插扣是由硬质材料制成。这样，在实际的临床皮肤创面受压压力测量中，我们把柔性薄膜压力传感器直接放在绷带或压力衣下面，与皮肤接触，压力传感器的两个导线插头穿过绷带或压力衣与外面的压力传感器配套的插扣相连，这样我们就可以把压力传感器稳稳的固定于绷带或压力衣上，使其不容易转动和移位，并且也便于医生对患者进行治疗操作。

所述的前置调理模块包括信号放大电路和滤波电路，其对采集到的模拟信号进行放大和滤波，经前置调理模块处理过的信号送入A/D转换模块进行信号的采样；

所述的前置调理模块包括信号放大电路和滤波电路，其对采集到的模拟信号进行放大和滤波，经前置调理模块处理过的信号送入A/D转换模块进行信号的采样；前置调理电路的功能是对压力传感器探头所采集到的模拟电压信号进行适当的放大和滤波，包括放大电路和滤波电路；前置调理电路直接与MCU内部的A/D模块直接相连，实现模拟信号的采样；由于SD卡体积小，存储量大等特点，数据存储模块采用SD卡对采集的压力数据进行长时间存储，SD卡与微处理器MCU的I/O口相连接；考虑到系统的长时间监测，系统采用超低功耗的430系列单片机作为微处理器MCU；液晶显示模块能够实时显示所测得的压力值和压力曲线，其直接与MCU的I/O相连接；此外，与微处理器直接相连的其他模块包括对微处理器进行一系列操作的操作模块，进行声音和光亮报警的阈值报警模块和用于数据传输的USB接口电路。

所述的液晶显示模块不仅能够实时显示出所测得的压力值，而且还能够显示压力曲线及对压力曲线进行数据分析的结果进行显示。

所述的阈值报警电路，当压力值超出医生是设定的范围时，能够进行声音和光的报警。

所述的USB接口电路能够通过USB数据线把所存储的压力数据传输到计算机中，用于进一步的数据分析。

所述的对数据进一步保存、处理的上位机基于所研发的一款用于压力数据分析处理的软件；通过这个软件，不仅能够在上位机中方便的输入患者ID，姓名等详细信息，而且更重要的是绷带压力监测仪通过数据线与上位机连接后，上位机能够自动识别绷带压力监测仪中输入的患者ID，并与上位机中输入的患者ID相对照，从而把监测仪所记录的压力数据与患者详细信息对应起来，并存储在上位机中；上位机不仅能够显示出所记录的压力值和压力曲线，而且能够用数字信号处理的方法对所记录到某个患者的压力数据进行分析处理；对于多个患者的样本压力数据，可以使用统计分析的方法对其进行分析对比。

本发明的工作原理为：压力传感器所采集的压力信号通过滤波放大电路进行滤波放大后，通过A/D转换电路把模拟电压信号转换为数字信号，并通过微处理器MCU计算相应的压力值。所计算出来的压力值一方面在液晶显示屏上实时显示，另一方面被存储到存储器中；如果此时，压力值超出了医生所设定的正常范围，那么就会进行声音和光亮报警。所存储的压力数据，可以通过USB接口传输给计算机，作进一步的数据分析和应用。此外，液晶显示模块除了能够实时显示压力值外，还可以显示压力曲线。本发明中，前端具有8个传感器插槽接口，即具有8通道压力测量电路；当进行测量时，可以通过操作模块选择显示某个通道的压力值和压力曲线。

如图2所示，为本发明的产品外观示意图，其图（a）为本发明俯视图，（b）为本发明左侧视图，（c）为本发明的右侧视图，（d）为本发明的下侧视图，（e）为本发明上侧视图，（f）为压力传感器及连线示意图。其中1为系统确认键，2为系统菜单选择按键，3为退出按键，4为系统电池充电指示灯，5为光亮报警的指示灯，6为系统显示屏；7为设置报警阈值的两个选择按键；8为用于系统充电和数据传输的USB接口，9为报警电路的蜂鸣器；10为压力传感器的插槽接口；11为系统电源键，12为系统复位键，13为通道切换键，14为患者ID信息输入键，15为柔性压力传感器，其于连接线16相连。

在实际的临床应用中，考虑到实际情况，我们一般把柔性压力传感器设计成如图3所示的形状。其中（a）中左侧的图为带插头线的压力传感器的俯视图，右侧的图为其侧视图；（b）中左侧的图为与压力传感器配套的插槽的俯视图，右侧的图为其侧视图。17为柔性压力传感器的感测点，18为引出的导线插头；19为与压力传感器配套的盖子，20为导线插槽。即从压力传感器上引出两个导线插头，这样，在实际的临床皮肤创面受压压力测量中，我们把柔性薄膜压力传感器直接放在绷带或压力衣下面，与皮肤接触，压力传感器的两个导线插头穿过绷带或压力衣与外面的压力传感器配套插槽19、20相连，而压力传感器配套插槽再通过连接线与主机系统相连接。这样把连接线引出到绷带或压力衣外面，可以避免连接线对压力的测量造成较大的影响，并且也便于医生对患者进行治疗操作。

图5为本发明的操作流程图，图4为本发明的软件流程图。首先，医生需要把压力传感器17置于压力衣或绷带下面，导线插头18穿过压力衣，然后，导线插头18插入到导线插槽20中，这样就把传感器固定于压力衣上。然后，通过连接线把传感探头装配到传感器插槽10上，可以装配单个传感器，进行某点处的压力值监测，也可以装配多个压力传感器进行多点矩阵式压力值监测。

系统传感器装配完成之后，按下系统电源键11，开机启动设备；等待系统开机后，系统会自动检测所装配的压力传感器是否连接完好，此时液晶屏6上会显示出具有连接完好的传感器的通道号，如果某个通道上的传感器没有连接好，医生需要进行重新此通道上的传感器，然后再次开机启动设备。

为了保证记录数据的准确性，或者在进行下次测量之前，需要进行系统的复位，消除前次所记录的数据，此时需要按下系统复位键12即可；系统复位后，系统会进入主菜单界面；然后，医生通过菜单选择键2进入报警范围设置界面，通过报警设置按键7手动设置报警范围值，而这个报警范围的设置可以在测量的过程中重新设置或改变，按下确认键1，完成报警范围值的设定，然后按下退出键3，回到菜单主界面。

接下来，需要输入患者的ID信息，通过菜单选择键2进入患者ID信息设置界面，通过患者ID信息输入键14，输入患者的ID信息，按下确认键1，完成信息的输入，然后按下退出键3回到菜单主界面。当通过菜单选择键2进入压力值和压力曲线显示界面时，系统自动开始进行压力值的监测。

由于显示屏大小的限制，每次只能显示一个通道的压力值和压力曲线，因此，医生可以通过通道切换键13手动切换到不同的通道，通道的选择可以在测量过程中随意切换；此时，系统会自动不断地进行压力值的采集、计算和显示，如果所采集的压力值超出了医生所设置的压力值范围，那么系统就会进行声音和光亮的报警，以提示医生对病人所施加的压力过大或过小。

Claims (4)

1.一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，其特征在于，包括前端用于测量皮肤创伤面受压的皮肤压力传感器；对压力信号进一步处理的前置调理电路；皮肤压力传感器的传感器探头与前置调理电路采用插槽式接口连接；还包括与前置调理电路相连的微处理器MCU；与微处理器MCU相连的液晶显示模块、操作模块、阈值报警电路、USB接口电路、数据存储电路以及对数据进一步保存和处理的上位机； 

所述的前置调理电路包括信号放大电路和滤波电路，其对采集到的模拟信号进行放大和滤波，经前置调理模块处理过的信号送入A/D转换模块进行信号的采样；前置调理电路直接与MCU内部的A/D模块直接相连，实现模拟信号的采样；采用SD卡对采集的压力数据进行存储，SD卡与微处理器MCU的I/O口相连接；采用超低功耗的430系列单片机作为微处理器MCU； 

所述的微处理器MCU电路具有8个压力传感器插槽接口,即具有8通道的表面压力测量电路，压力传感器通过插槽接口接入，可对患处压力进行多点矩阵式压力测量，以此可以知道创伤面处压力值的分布情况； 

所述的液晶显示模块不仅能够实时显示出所测得的压力值，而且还能够显示压力曲线及对压力曲线进行数据分析的结果进行显示； 

所述的阈值报警电路，医生可以根据临床实际设置最佳压力报警范围，当压力值超出医生设定的范围时，能够进行声光报警； 

所述的USB接口电路能够通过USB数据线把所存储的压力数据传输到计算机中，用于进一步的数据分析。 

2.根据权利要求1所述的一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，其特征在于，所述的上位机基于用于压力数据不仅能够在上位机中输入患者ID，姓名等详细信息，而且是绷带压力监测仪通过数据线与上位机连接后，上位机能够自动识别绷带压力监测仪中输入的患者ID，并与上位机中输入的患者ID相对照，从而把监测仪所记录的压力数据与患者详细信息对应起来，并存储在上位机中；上位机不仅能够显示出所记录的压力值和压力曲线，而且能够用数字信号处理的方法对所记录到某个患者的压力数据进行分析处理；对于多个患者的样本压力数据，可以使用统计分析的方法对其进行分析对比。 

3.根据权利要求1所述的一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，其特征在于，所述的皮肤压力传感器为柔性薄膜压力传感器，压力传感器的感测点直径为9mm且能够自由弯曲，能够对复杂表面形状的物体进行压力测量；而且压力传感器探头采用插扣式结构，包括一个圆形的柔性压力传感器，其两侧的边缘引出两个垂直于传感器平面的硬质的细金属导线插头，金属导线插头很容易穿过压力衣或绷带，和一个与压力传感器配套的立方体插扣，插扣的两端具有两个插槽，与压力传感器上引出的金属导线插头相配套，并且插扣是由硬质材料制成。 

4.根据权利要求1所述的一种便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪，其特征在于，一方面能够对皮肤创伤面受压压力值进行多点的实时测量，另一方面能长时间连续监测其压力值，连续监测的时间多达2周；系统不仅能够实时显示出床前检测的压力值，而且还能够显示一段时间内的压力值曲线及对压力曲线进行数据分析的结果；医生可以在系统中输入患者主要信息，使得保存的数据与患者 相对应，所保存的压力数据通过USB接口电路能够传输到上位机中，用于对数据做进一步的分析和科研研究； 

所述的便携式烧伤及创伤的创面包扎绷带压力监测仪的测量量程为30-100mmHg，分辨率达到1mmHg，能够满足临床上对压力衣的压力调整的最小精度要求和量程需要。 

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