CN105011939A - 一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明属医疗仪器技术领域，具体是一种基于微型多传感技术的阴茎勃起状态多参数动态监测与记录装置，该装置是结合阴茎勃起状态动态传感监测技术与数据连续记录方法，对阴茎勃起状态中的生物阻抗、阴茎的位置角度、阴茎的轴向压力，以及阴茎的血流等多个指标变化进行动态监测的医学辅助监测设备。该监测仪由生理参数采集模块、嵌入式主控制模块，以及导线、电池和弹性纤维套等附件构成；上述各功能模块在主控制模块的统一控制下协调工作，实时采集、处理、记录反映被监测者阴茎内部各项功能状态的生理信息。本发明可在真实自然的睡眠状态下，实现对患者阴茎勃起状态的无创、可靠、连续监测，为临床评估男性勃起功能障碍提供有力的客观的数据参考。

Description

一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置

技术领域

本发明涉及一种男性性功能监测方法及医用监测仪器，特别是涉及一种用于动态监测男性性阴茎勃起状态的多参数监测仪。

背景技术

勃起功能障碍(erectile dysfunction，ED)是指“不能达到和维持足以进行满意性交的勃起”,是男性,尤其是中、老年男性的常见病和多发病。据WHO估计,2002年全世界大约有1亿5千万老年人患有ED，到2050年这个数字将达到3亿2千万由于睡眠状态下去除了清醒时大脑皮层的抑制作用，夜间勃起不受心理因素的影响，能很好的反映患者的潜在勃起功能，故临床上将其作为检查和分析ED病因的主要指标。目前，夜间阴茎勃起(nocturnalpenile tumescence，NPT)测定是临床上诊断ED的首选方法,特别适用于区分器质性ED和心理性ED，是一种简单、实用、无创的诊断ED的方法。

目前国内外有多种监测仪器，阴茎硬度仪Rigiscan和NEVA以及国内很多模仿Rigiscan的国产阴茎硬度监测仪，虽然这些监测仪能一定程度的监测阴茎勃起的功能，但是还是存在很多缺陷。例如虽然Rigiscan能客观反映阴茎夜间的勃起情况并提供阴茎大小、径向硬度等客观指标，但Rigiscan需要在阴茎上套上自动收缩的两个电缆圈并且在大腿上捆绑Holter，给被监测者的阴茎造成有被圈住感且违背了自然的状态，同时大腿上捆绑Holter给病人造成一种紧张感，易出现假阴性的结果。而NEVA测量阴茎生物阻抗的方式虽然能间接反映阴茎夜间的勃起情况，但是使用操作不便，电极片容易粘贴不紧，而且也存在大腿上捆绑Holter的弊端。此外，上述两种监测仪都不能监测阴茎轴向硬度，然而阴茎轴向硬度是性交活动中最重要的一项，再加上费用昂贵，未能在国内外医院普遍开展。

此外中国专利(CN201310345391)公开了一种男性性功能检测仪，测量需要患者备皮、阴茎皮肤清洁、电极粘贴等，这些可能会对患者睡眠和心理都会产生一定的影响，会干扰检查结果。同时也不能监测阴茎疲软时的周径。而且单一的参数测量容易造成误差和受监测过程中的环境影响，降低了监测结果的可信度。

另外中国专利(CN201510013127)公开了一种电子智能阴茎勃起功能监测仪，其测量轴向力的装置中采集轴向压电信号的机制不够精准，并且其温度测量、血氧饱和度测量装置、原理和信号处理机制不明，专利实施比较困难。

我们发明的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，它可以克服上述缺点，在真实自然的睡眠状态下采用可靠的多参数的采集信号装置，动态连续地获得能真实反映阴茎夜间勃起功能及勃起状态的多个生理参数数据；通过进一步建立和分析各参数数据之间的内部关系，相互佐证并综合反映阴茎的勃起功能，为临床医生诊断提供有力的客观的数据参考。本发明的男性性功能多参数动态监测方法，其多参数监测技术受监测过程中的环境影响小，数据间的相互佐证更增强了监测结果的可信度；同时，本发明的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置具备无线传输数据的功能，能连续记录夜间阴茎勃起状况并实时反映阴茎勃起时的轴向硬度、阴茎长度、阴茎勃起的角度位置、阴茎血流等多指标，同时可操作性强、实用性更佳。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，通过运用生物电阻抗测量、薄膜压电传感、光电测量传感和位置传感等技术，实现对阴茎生物阻抗、阴茎的角度位置、阴茎的轴向硬度、长度、阴茎血流等参数的长时间实时监测。多个参数的测量使测量结果更加精准，集成芯片和新型传感器的运用使监测装置的体积更小，便于可穿戴。集成芯片和过程指令监测使仪器操作简单、安全、迅速；相应开发的分析软件使监测结果易于观察，非常实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其包括：信号采集监测装置、信号记录存储装置、信号发射装置及弹性纤维套和PC(个人计算机)软件分析部分；所述信号采集监测装置包括：监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置、监测勃起状态中阴茎变化的角度及位置装置、监测勃起状态中阴茎轴向力装置、监测阴茎勃起状态中阴茎血流装置。所述PC(个人计算机)软件分析部分包括：PC(个人计算机)及相应的数据分析软件。

所述监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置包括三个电阻抗传感器，分别设计成三个电极，其中第一电极设置于阴茎纤维套的根部，第二电极设置于阴茎纤维套靠近顶部的位置，并与压电传感器保持适当间隔，第三电极为参考电极；并且所述的第一电极和第二电极均为270度的环状，置于纤维套中套设在被监测者的阴茎上，且电极一面与弹性的纤维套相连，另一与阴茎接触的一面设置有粘附装置，参考电极为片状并附在腰部。

所述监测勃起状态中阴茎变化的角度及位置装置包括两个陀螺仪传感器/三轴位置传感器，其中一个陀螺仪传感器/三轴位置传感器附在阴茎纤维套外侧的靠阴茎的顶部，另外一个参考位置陀螺仪传感器/三轴位置传感器附在阴茎套外侧靠阴茎的根部。

所述监测阴茎轴向力装置包括可随阴茎外形改变发生相应形变的纤维材料套和用于采集信号的压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器置于弹性纤维套的顶部，所述的压电薄膜传感器为PVDF压电薄膜生物信号传感器。

所述监测阴茎勃起状态中阴茎血流装置包括红外线发射二极管和红外线接收三极管。随着阴茎勃起充血的过程，阴茎血液的流量将发生变换。由于阴茎放在红外光的传递路径中，阴茎中血流变化将引起光的强度发生变化，因此红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出光电信号。光电信号间接反映了阴茎勃起的生理状态。

上述阴茎勃起中各装置采集的数据信号，经过放大、检波和低通滤波等集成电路处理后并利用所述A/D转换装置将所述数据信息进行A/D转换后，利用信号存储装置连续实时存储；并通过无线通讯发送装置传送至监测中心(PC计算机)信号接收装置中；该无线通讯包括如红外线、蓝牙、无线路由(WIFI)等短距离无线通讯的方式，也可通过如无线数传电台、GPRS、4G网络移动通信网卡、无载波通信(Ultra Wideband，简称UWB)等长距离无线通讯的方式进行数据信息的传递。

所述信号记录存储装置还包括可取下的SD卡/flash存储模块。可取下的SD卡/flash存储装置，有助于后期信息保存及回放和仔细分析，同时可以备份数据信息，有效防止数据信息的丢失。

其中所述信号记录存储装置设有供电电源、蜂鸣器、控制开关、指示灯、信号采集按钮、显示工作状态和时间的小屏幕；其中，所述电源分别与所述信号处理单元、无线发射单元、所述存储单元及所述蜂鸣器、显示工作状态和时间的小屏幕连接；所述信号处理单元分别与所述控制开关、所述指示灯、所述信号采集按钮、所述存储模块连接。

上述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其中所述的记录存储装置可以做成一个长条形、薄的小盒子，贴放在被监测者的内裤或腰带上，使被监测者方便使用，成为一种可穿戴式的医疗监测仪器。

综上所述，本发明一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，通过各参数来监测被监测者阴茎勃起过程中的状态，通过各参数的变化来反映该阴茎勃起的程度，并将测得的数据信息实时传送至数据分析处理终端进行分析处理，以用于反映被监测者有无男性性功能障碍以及相应的障碍程度，进而为医生判断该男性性功能障碍的类型提供参考，同时通过相应的分析软件和评判标准可以准确告知被监测者的性功能能力。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明一实施例中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的系统基本结构示意图。

图2是本发明一实施例一中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的结构示意图。

图3是本发明一实施例二中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置固定在患者阴茎上的结构示意图。

图4是本发明一实施例二中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的其中一个信号环状采集装置的横截面图。

图5是本发明一实施例中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的功能流程示意图。

图6是本发明一实施例中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的嵌入式结构示意图。

具体实施方式一

本发明的主要目的是提供一种基于多种传感器多参数、数值化地反映男性性功能的医学监测仪器，并通过无线传输方式将测量的数据传送到计算机终端，由计算机通过相应的软件分析被监测者阴茎能否正常勃起以及勃起的状态等级。

图1是本发明一实施例中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的系统基本结构示意图，图2是本发明一实施例中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置固定在患者身上的结构示意图；如图2所示，一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，应用于男性阴茎上，以用于实时监测该监测者阴茎勃起状态相关数据信息，并及时地将获取的数据信息传送至数据分析处理终端，使得医生和被监测者能够及时准确的了解到生理状态信息，从而帮助医生和被监测者准确的判断被监测者是否具备勃起的能力和阴茎勃起能力的等级，进而帮助医生准确地判断出该性功能障碍者所患的性功能障碍的类型(如功能性ED或器质性ED等)以便后期选择正确的治疗方式。

如图1、5、6所示，上述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，包括信号收集(弹性纤维材料套1)、信号存储器和数据监测中心(图中均未显示，数据监测中心可为安装有数据分析处理软件的计算机或手机等)。

在对被监测者的阴茎勃起状态进行监测的时，如图2所示，监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置2(第一电极2.1，第二电极2.2，第三电极2.3图中未显示)、监测勃起状态中阴茎变化的角度及位置装置3、监测轴向压力装置4、监测勃起状态中阴茎血流装置5分别以合适的位置附在信号收集器(弹性纤维材料套)1上。

监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置2，其原理是阴茎勃起过程中的血容量、阴茎的长度会影响区域组织的电阻率；所以，上述的微控制器通过控制记录器上设置的电源，通过第一电极或第二电极向患者的阴茎上发出电信号，以检测阴茎内血液充盈的大小；如采用第一电极发5kHz、150μA的非检测电信号(电压或电流)，而利用上述的第二电极接收电信号，以测量第一电极与第二电极之间阴茎产生的阻抗变化(电流或电压的变化)，就可得到阴茎区域组织变化的电阻率，间接反映了阴茎勃起的过程，通过相应的算法可以定量数字化的反映阴茎是否能正常勃起及勃起的等级。

如图2所示，监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置2，其采集信号的第一电极2.1设置于阴茎纤维套的根部和第二电极2.2设置于靠阴茎纤维套的靠顶部左右，与其他传感器保持适当间隔如图2所示，所述的第一电极2.1和第二电极2.2均为270度的环状，置于纤维套中套设在被监测者的阴茎上，且电极一面与弹性的纤维套相连，另一与阴茎接触的一面设置有粘附装置，参考电极为片状并贴附在腰部。

如图2所示，监测勃起状态中阴茎变化的角度及位置装置3，其中一个陀螺仪传感器/三轴位置传感器3.1附在阴茎套外侧的靠阴茎的顶部，另外一个参考位置陀螺仪传感器/三轴位置传感器3.2附在阴茎套外侧的靠阴茎的顶部并与其他传感装置保持一定的距离。通过此装置可以监测到阴茎的角度位置和阴茎变化的长度。

如图2所示，监测勃起状态中阴茎的轴向硬度的装置4，其中采集信号装置为可随阴茎外形改变发生相应形变的纤维材料套1和压电薄膜传感器4，所述压电薄膜传感器4置于弹性纤维套的顶部如图2所示，所述的压电薄膜传感器为PVDF压电薄膜生物信号传感器，通过阴茎勃起硬度对PVDF压电薄膜生物信号传感器的轴向压力，监测到阴茎勃起过程中的轴向硬度。

如图2所示，监测勃起状态中阴茎血流装置5，阴茎放在红外线发射二极管5.1和红外线接收三极管5.2中间，如图2所示，随着阴茎勃起充血的过程，阴茎血液的流量将发生变换。由于阴茎放在红外光的传递路径中，阴茎中血流变化将引起光的强度发生变化，因此红外接收三极管的电流也跟着改变。该光电信号经放大、滤波、整流并进行A/D采样后输出。微处理器并对它进行采集处理后将数据结果存储并远程无线传送至监测中心(带有相应分析软件的计算机)。

具体实施方式二

图3是本发明实施例二中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置的信号采集监测装置示意图；图4是实施例二中一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置固定在阴茎两端可采集阴茎勃起信号的弹性环的横截面示意图。如图3所示，阴茎的两端戴有可采集阴茎勃起的弹性环，两端环分别附有采集电阻抗信号的电阻抗传感电极、测量阴茎勃起血流的光敏血流计(红外线发射二极管和红外接受三极管)、测量阴茎勃起位置的陀螺仪/三轴位置传感器。

上所述的各传感装置如横截面示意图4所示相应的排列在可采集阴茎勃起信号的弹性环中。

上所述的各传感装置的监测原理和附在人体的方式如实施例一中所述一致。

承接上述具体实施方式一和具体实施方式二

具体的，上述实施例一和实施例二中阴茎勃起中各传感器采集的数据信号，经过放大、检波和低通滤波等集成电路处理后并利用所述A/D转换装置将所述数据信息进行A/D转换后，利用信号存储装置存储；并通过无线传输装置发送装置传送至监测中心。

所述的无线传输装置包括如红外线、蓝牙、无线路由(WIFI)等短距离无线通讯的方式，也可通过如无线数传电台、GPRS、4G网络移动通信网卡、无载波通信(Ultra Wideband，简称UWB)等长距离无线通讯的方式进行数据信息的传递。

另外，记录器中的存储装置，用于数据信息的备份，当上述的信号发送装置发送数据信息失败的时候，可以暂存于SD卡/flash存储装置中，以有效防止数据信息的丢失，同时也可通过无线传输装置将处理后的数据信息实时传送到处理终端进行处理，如实时传送至安装有对应数据分析软件的PC(个人计算机)等终端设备上，以对上述的数据信息进行分析处理、显示。

综上所述，本发明的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，通过各参数来监测被监测者阴茎勃起过程，通过各参数的变化来反映该阴茎勃起的程度，并将测得的数据信息实时传送至数据分析处理终端进行分析处理，以用于反映该被监测者的有无男性性功能障碍以及相应的障碍程度，进而为医生准确判断该男性性功能障碍的类型，同时通过相应的软件和评判标准可以准确告知被监测者的性功能能力，不仅可为医生提供诊断辅助作用，而且可以为家庭所用，检测其性功能能力并为被监测者消除疑惑增加信心。

在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容以及各种变化和修正，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于其包括：信号采集监测装置、信号记录存储装置及信号发射装置；其中信号采集监测装置包括：监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置、监测勃起状态中阴茎变化的角度及位置装置、监测轴向力装置、监测勃起状态中阴茎血流装置；

用于监测勃起状态中阴茎生物电阻抗装置包括：贴在阴茎两端的电极和第三参考电极；

用于监测勃起状态中阴茎变化的角度及位置装置包括：两个陀螺仪传感器/三轴位置传感器；

用于监测轴向力装置包括：套在阴茎上的弹性纤维套、压电薄膜传感；

用于监测勃起状态中阴茎血流装置包括：红外线发射二极管和红外接收三极管；

获取阴茎勃起状态的各种数据信息信号经过放大、检波和低通滤波等集成电路处理后并利用A/D转换装置将所述数据信息进行A/D转换后，再由信号存储装置连续实时存储。

2.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述的轴压力监测装置包括可随阴茎外形改变发生相应形变的纤维材料套和用于采集压力信号的压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器置于弹性纤维套的顶部，所述的压电薄膜传感器为PVDF压电薄膜生物信号传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述的阴茎生物电阻抗监测装置的三个电极，其中第一电极设置于阴茎纤维套的根部，第二电极设置于阴茎纤维套靠近顶部的位置，并与压电薄膜传感器保持适当间隔，第三电极为参考电极。

4.根据权利要求3中所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述的第一电极和第二电极均为270度的环状，置于纤维套中并粘附在被监测者的阴茎上，且电极一面与弹性的纤维套相连，另一与阴茎接触的一面设置有粘附装置，参考电极为片状贴附于腰部。

5.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述的勃起状态中阴茎变化的角度及位置的监测装置包括两个陀螺仪传感器/三轴位置传感器，其中一个陀螺仪传感器/三轴位置传感器附在阴茎套外侧靠阴茎的顶部，另外一个用于参考位置的陀螺仪传感器/三轴位置传感器附在阴茎套外侧靠阴茎的根部。

6.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述的勃起状态中阴茎血流流动的监测装置包括红外线发射二极管和红外线接收三极管。

7.如权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于，所述信号发送装置通过无线通讯的方式发送数据信息至计算机监测中心进行动态监测，所述无线传输方式传输包括红外线、蓝牙、WIFI或GPRS网络等。

8.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：其中所述信号记录存储装置设有供电电源、蜂鸣器、控制开关、指示灯、信号采集按钮以及显示工作状态和时间的小屏幕；其中，所述电源分别与所述信号处理单元、所述存储单元、无线发射单元及所述蜂鸣器、显示工作状态和时间的小屏幕连接；所述信号处理单元分别与所述控制开关、所述指示灯、所述信号采集按钮、所述存储模块连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述信号记录存储装置包括可取下的SD卡/flash存储模块；可取下的SD卡/flash存储装置，有助于后期信息保存及回放和仔细分析，同时可以备份数据信息，有效防止数据信息的丢失。

10.根据权利要求1所述的一种用于动态监测阴茎勃起状态的多参数采集与记录装置，其特征在于：所述的弹性纤维套能宽松地套在被测者的阴茎上，所述信号记录存储装置可以合成一个长条形、薄的小盒子，贴放在被监测者的内裤或腰带上。