CN107496115A - 反馈式液压自调节褥疮监测预防智能设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种反馈式自调节褥疮监测预防智能设备II，床垫下均匀排列若干支撑单元，每个单元中支撑柱通过万向连接关节连接支撑挡板，支撑挡板和床垫之间安装有压力传感器，采集患者在床垫上的压力并集成传输至监测处理系统；动力装置通过动力传导齿轮组驱动垂直升降系统，进而通过液压减震压力反馈性调节系统带动支撑柱；床垫中安装有检测气道和调节气道，检测气道在气泵作用下抽吸患者身下气体并检测温湿度，调节气道在气泵作用下向床垫上输出干燥低温空气。本发明能够准确持续的识别和监测患者在不同体位下身体压力量化分布状况以及皮肤微环境湿度温度量化变动情况，并且能够改变患者体位，反馈调节体表压力和皮肤温湿度。

Description

反馈式液压自调节褥疮监测预防智能设备

技术领域

本发明涉及一种医用综合性智能设备，能准确监测患者卧床时的体表压力和温湿度，并进行反馈调节，进行患者体位的更换及妥善安置，从而消除褥疮致病因素。

背景技术

褥疮(又称压疮，压力性溃疡)是由于局部皮肤及皮下组织长期受压致使血管、淋巴管损害，发生持续缺血、缺氧，营养不良而致组织溃烂坏死，多发生于无肌肉包裹或肌肉层较薄、缺乏脂肪组织保护又经常受压的骨隆突处(European Pressure Ulcer AdvisoryPanel[EPUAP],1998)。褥疮的诱发因素包括：1)压力因素，包括垂直压力 (最主要的因素)、摩擦力、剪力；2)潮湿等物理性刺激因素；3)全身营养状况；4) 年龄。褥疮长期以来一直是临床护理工作中的难题，不仅给患者带来了痛苦、并发症，甚至死亡，而且明显延长了住院时间，同时给患者的生活质量带来巨大的负面影响。在我国，医院褥疮发生率已经成为评价医疗护理质量好坏的重要标志之一，列入三级综合医院评审标准中。目前应用于临床针对病因的主要预防措施是：1)避免局部组织长期受压，定期更换体位，使骨骼突出部位交替地减轻压迫；2)妥善安置病人体位并使用合适的减压设备；3)保持皮肤微环境的干燥及清洁。目前国内、国外均无完善的褥疮监测预防系统或设备，实时监测领域尚属空白，而预防主要通过定期且繁重的临床护理工作进行更换并妥善安置患者体位以及使用不同种类的减压设备来完成。减压设备目前主要使用褥疮支撑性工具，主要以床垫形式呈现，分为非电力驱动式和电力驱动式，例如弹性泡沫、硅胶床垫、液体流动床垫、充气床垫、自动压力交替床垫等。非电力驱动床垫释压方式为被动式，通过其材料自身特性进行表面压力重新分配，依赖于材料本身的浸没和包裹能力，材料顺应性强，则对接触物浸没和包裹的面积就大，局部压强则低，能进行更有效的压力分配，因此具有无法主动调节以及具体减压效果不明等缺点。电力驱动式床垫虽可主动调节接触表面而进行主动压力重新分配，但此类分配属于人工设定固定程式的盲目表面压力重新分配，具体压力分配方式无量化客观依据及具体统一规范，减压效果是否适合患者个体则更无法监测获知。对于患者皮肤局部微环境的湿度及温度，则更无相应的监测辅助设备，也无相应的具体量化评估指标，基本依靠人工粗放式的定期检查及护理性介入，或者忽略此项内容不计。最后，对于患者体位的更换及更换后妥善安置则完全依赖医务人员人工护理的介入，人力资源占用率极高。因此在目前精准医疗时代背景下，由于医疗辅助设备所存在的诸多不足，褥疮的监测、预防及治疗自动化、智能化程度极低，极大程度上仍依赖于人工医疗护理工作的大量投入。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种反馈式自调节褥疮监测预防智能设备，能够准确持续的识别和监测患者在不同体位下身体压力量化分布状况以及皮肤微环境湿度温度量化变动情况，并且能够释放身体接触区域高压部压力，反馈调节皮肤微环境湿度及温度，自动进行患者体位的更换及妥善安置，从根本上监测、预防卧床患者、手术中患者褥疮的发生，建立全新的医疗护理模式及理念，推动医疗护理自动化智能化的进程，最大程度上减轻医疗及护理工作强度，并对已有褥疮患者进行性辅助性治疗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种反馈式自调节褥疮监测预防智能设备，包括床垫、支撑系统、液压减震压力反馈性调节系统、反馈性压力调节垂直升降系统、高压气体调节系统、动力传导齿轮组系统和监测处理系统；所述的床垫在聚氨酯泡沫海绵的上下两侧分别包覆聚氨酯纤维保护表层；所述的聚氨酯泡沫海绵上表面均匀排列有若干压力传感器，采集患者在床垫上的压力并集成传输至监测处理系统；所述的支撑系统包括若干均匀排列的单元，每个单元包括支撑挡板、万向连接关节和支撑柱组成；所述的支撑柱一端连接液压减震动力转换及平衡系统，另一端通过万向连接关节连接支撑挡板的下表面，支撑挡板的上表面和聚氨酯泡沫海绵下表面之间安装有压力传感器；所述的液压减震压力反馈性调节系统由上下两个活塞将液压缸体分隔为三部分，上下活塞之间填充液压油，上活塞与支撑柱固连，下活塞下表面中心有球凹面；所述的反馈性压力调节垂直升降系统为一圆柱体，上端为光滑球面，与下活塞的球凹面构成滚珠轴承，中部与液压缸体下端开口螺纹配合，下端面沿轴线开有盲孔，盲孔侧壁开有通孔，盲孔内有可伸缩动力传导齿轮，可伸缩动力传导齿轮在所述高压气体调节系统输入的高压气体作用下伸出通孔与动力传导齿轮组系统啮合，在复位弹簧作用下缩回盲孔内；所述的动力传导齿轮组系统由若干级齿轮组组成，将一台动力装置的旋转动作输出至所有反馈性压力调节垂直升降系统；所述的动力传导齿轮组系统和高压气体调节系统由监测处理系统控制；所述的聚氨酯泡沫海绵中安装有检测气道和调节气道；所述的检测气道在气泵作用下抽吸患者平躺部位的气体，由温度湿度传感器检测温度和湿度，传输至监测处理系统，并由调节气道在气泵作用下向患者平躺部位的床垫上表面输出干燥低温空气。

所述的液压减震动力转换及平衡系统的缸体下壁厚是其他部位壁厚的2倍。

所述反馈性压力调节垂直升降系统的盲孔内安装有锥台状的可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块和环状的可伸缩动力传导齿轮，可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块从可伸缩动力传导齿轮的圆环中穿过；可伸缩动力传导齿轮能够周向分割并径向扩展；可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块在高压气体推动下朝向锥台顶面运动，推动可伸缩动力传导齿轮径向扩展，伸出通孔与动力传导齿轮组系统啮合；无高压气体输入时，可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块在弹簧推动下朝向锥台底面运动，可伸缩动力传导齿轮在复位弹簧作用下径向收拢，缩回盲孔内。

所述的高压气体调节系统包括高压气体滑动固定金属接口管道、滑动固定槽、垂直移动式软管、电磁阀和高压气体调节固定金属导管；所述的高压气体滑动固定金属接口管道与反馈性压力调节垂直升降系统的盲孔开口端通过滚珠轴承连接，并配有橡胶密封圈进行密封；高压气体滑动固定金属接口管道外壁有滑动固定槽接口，嵌入固定位置的滑动固定槽内，实现管道跟随压力调节垂直升降系统垂直移动而不跟随其旋转；高压气体滑动固定金属接口管道依次通过垂直移动式软导管和高压气体调节固定金属导管连通高压气源，且高压气体调节固定金属导管内安装电磁阀控制导管通断。

所述的动力传导齿轮组系统包括连接反馈性压力调节垂直升降系统的一级齿轮、连接动力装置的末级齿轮和两者之间的多级齿轮；所述末级齿轮与动力装置的输出轴同轴固接；所述的多级齿轮均为工字形齿轮，一端与下一级齿轮啮合，另一端与上一级齿轮啮合；所述的一级齿轮为中空柱体，反馈性压力调节垂直升降系统同轴穿过柱体空腔，空腔内壁有齿与伸出状态的可伸缩动力传导齿轮啮合，柱体外壁有多级齿轮的一端啮合。

本发明的有益效果是：实现了个体化精准压力的实时、持续监测，评估不同患者在不同体位身体压力重新分配的量化效果，并可进行反馈式自动高压释放及压力再分配，最终使患者在该体位下身体接触部的压力分布均衡且达到最佳，有效延长该体位的恒定保持时间；实现了单发动机状态下，多个独立驱动目标范围内的任意数量目标组合同时或部分性动力供给，并以此完成智能化自动患者体位更改以及更改后身体妥善安置；实现了个体化精准湿度温度的实时、持续监测，提供患者皮肤微环境湿度温度实时量化数据，并可自动反馈性调节患者皮肤微环境内的湿度及温度，有效维持微环境内湿度温度稳定；实现了个体化、精准、实时、持续性的压力、湿度、温度量化数据采集，为制定精准的个体化最佳医疗及护理方案提供客观依据；实现临床医疗护理工作的自动化、智能化及规范化，改变当前粗放、主观的人工医疗护理模式及理念，有利于解放劳动力、节省医疗成本，规范诊疗护理措施，实现个体化精准医疗。因此从根本上解决了长期卧床患者褥疮的发生监测、评估、预防以及辅助性治疗过程所存在的诸多问题，减少患者的痛苦，提高医护人员工作效率，实现精准医疗护理，推进医院临床自动化、智能化进程，节省整体医疗资源及成本。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明实施例的结构示意图；

图3是液压减震动力转换及平衡系统构造图；

图4是反馈性压力调节垂直升降系统构造图；

图中，1-高分子聚氨酯纤维保护表层，2-压力传感器，3-高分子聚氨酯开放性气房泡沫海绵，4-可伸缩弹性压力信号传输导线，5-压力信号传输集成线路，6-压力信号蓝牙传输系统数据采集端，7-支撑挡板，8-万向连接关节，9-支撑柱，10-液压减震压力反馈性调节系统(10-A-缸体，10-B-上活塞，10-C-液压油，10-D-下活塞，10-D-1-球凹面，10-E-承压平衡部，10-F-升降调节螺纹)，11-反馈性压力调节垂直升降系统(11-A- 顶部旋转承压区，11-B-螺纹升降传动区，11-C-光滑动力传导区，11-D-可伸缩动力传导齿轮区，11-D-1-气压调节滑动模块复位弹簧，11-D-2-气压调节滑动模块，11-D-3- 可伸缩动力传导齿轮，11-D-4-动力传导齿轮复位弹簧，11-E-齿轮窗，11-F-滚珠轴承A)， 12-动力传导齿轮系统(12-A-一级“T”型内外双齿齿轮，12-A-1-内齿，12-A-2-外齿，12-B- 次级“工”型动力传导齿轮，12-C-终末齿轮)，13-高压气体滑动固定金属接口管道(13-A- 密封橡胶圈，13-B-滚珠轴承B，13-C-管道壁，13-D-固定凹槽)，14-滑动固定槽，15- 垂直移动式软管，16-精微电磁阀，17-高压气体调节固定金属导管，18-精微电磁阀调节信号传输导线，19-精微电磁阀调节信号集成线路，20-压力信号蓝牙传输系统调控端，21-高压气体，22-旋转动力发动机，23-湿度温度调节反向进气管道，24-湿度温度检测进气管道，25-湿度温度传感器，26-微环境湿度温度信号蓝牙传输系统数据采集端，27-湿度温度反馈调节气泵，28-湿度温度检测气泵，29-压力信号蓝牙传输系统中央处理端，30-微环境湿度温度信号蓝牙传输系统中央处理端，31-计算机或智能手机监测处理系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明以病床为载具开发出反馈式自调节褥疮监测预防智能设备，其组成主要为：防水透气聚氨酯纤维保护表层、压力监测系统、高分子材料聚氨酯(polyurethane)初步减压系统、支撑系统、液压减震压力反馈性调节系统、反馈性压力调节垂直升降系统、高压气体调节系统、动力传导齿轮组系统、动力系统、湿度温度监测及反馈调节系统、蓝牙信号传输系统、计算机或智能手机可视化监测控制操作系统。

1.防水透气聚氨酯纤维保护表层。采用聚氨酯纤维，此种高分子材料具有卓越的延展伸缩性，有利于压力的重新分布而降低褥疮发生风险，同时还具有防水性及水蒸气穿透性，有利于保持皮肤接触局部的微环境而有利于预防褥疮发生，同时保护内部芯片、管道等。

2.压力监测系统。为本发明核心技术之一，监测患者受压区域实时、持续性压力变化。此系统物理构件由压力传感器、高强顺应性信号传输导线、蓝牙信号传输界面组成。压力传感器(force sensor)成矩阵排列，选用轻质、柔韧的薄层压力传感器(厚度不大于0.2mm)，由弹性基层封装，均匀的分布并嵌入高分子聚氨酯初步减压层表面形成独立的测压单元(unit)。各个独立的测压单元将监测到的压力信号经过信号传输导线汇集，通过集成线路进入蓝牙信号传输界面(interface)形成蓝牙信号，经过压力信号蓝牙传输系统(Bluetooth)传输至计算机或智能手机，实现实时、精确、持续性压力监测。

3.高分子材料聚氨酯(polyurethane)初步减压系统。成分为高分子聚氨酯开放性气房泡沫海绵，主要作用有三：

a.高分子聚氨酯开放气房泡沫海绵具有良好的顺应性，对受压物体有良好的浸没及包裹，减压效果显著，实现初步的被动性减压并具有极高的舒适度，同时具有防水性及水蒸气穿透性，有利于维护皮肤接触部位的微环境稳定；

b.高分子聚氨酯开放气房泡沫海绵拥有固体形态，便于压力传感器镶嵌于表层，可有效且敏感的测量到患者接触部位的压力值，并且可保护置于其内的传感器信号传输导线，导线采用弹性可伸缩设计，以消除可能存在的减压阻碍；

c.此减压层的固体形态有利于放置并相对固定皮肤微环境湿度温度检测进气管道及反向调节气管道，由检测气道持续性、缓慢、平衡抽吸患者平躺部位气体进行测量，检测微环境的湿度及温度，并反馈式由反向调节气道进行反向、缓慢、平衡干燥低温空气输出，在设备上表面形成微渗漏，从而实现微环境湿度温度反馈式自动调节功能。

4.支撑系统。由高分子材料聚氨酯初步减压系统下方的支撑挡板、万向连接关节、支撑柱组成。每个单位的高分子聚氨酯初步减压泡沫海绵下部结合在一个独立支撑挡板之上形成一个独立的测压调节单元，挡板下方有可活动的万向连接关节，通过此关节，挡板与下方支撑柱连接在一起。当患者置于设备上时，根据患者局部的形态以及压力作用方向，各个独立的测压调节单元会在支撑柱上通过万向连接关节改变其海绵形态及挡板空间朝向。此系统主要起到支撑连接作用，并与下方的液压减震压力反馈性调节系统固定连接。

5.液压减震压力反馈性调节系统。本发明核心技术之一。液压减震压力反馈性调节系统主体为一液压活塞，主要由缸体、上活塞、液压油、下活塞、承压平衡部以及升降调节螺纹组成。

a.缸体。缸体固定在本设备内部，起到承重作用，并装载上、下活塞以及液压油。

b.上活塞。上活塞与其上支撑系统中的支撑柱固定连接，将支撑系统下传的压力传导至液压缸内的液压油内，并将下活塞反馈性调节压力传导至上活塞而调节其上整个测压单元位置的升降改变。

c.液压油。液压油是整个液压系统的工作介质，主要作用是传递、转换控制液压能量，传递上、下活塞的压力，同时还具有抗氧化、润滑、防腐蚀、冷却、减震和冲洗等特性。

d.下活塞。下活塞同样起到压力传递的作用，将液压能量传递至下方压力调节垂直升降系统，并将升降系统的压力传递至液压油。下活塞下表面中央安装有球凹面滚珠轴承，将与压力调节垂直升降系统顶部的球状旋转承压区连接，共同形成旋转滚动轴承，发挥减震、减少磨损的功效。

e.承压平衡部。为液压缸下壁，下壁厚是其他壁厚的2倍，其中央部中空形成管道，管道壁有螺纹，压力调节垂直升降系统螺纹升降传动区通过其中，其作用为承载并平衡垂直升降系统传导的压力。

f.升降调节螺纹。位于承压平衡部中央管道壁上，与螺纹升降传动区的螺纹相互匹配嵌合，从而使升降系统的压力顺利传递到承压平衡部而平衡，并可因升降系统的旋转而调节升降系统的上下移动。

6.反馈性压力调节垂直升降系统。本发明核心技术之一，主要由顶部旋转承压区、螺纹升降传动区、光滑动力传导区、可伸缩动力传导齿轮区以及齿轮窗组成。

a.顶部旋转承压区。顶端为顶部旋转承压区，为光滑球面设计，与上方液压系统下活塞中央的球凹滚珠面共同成滚珠轴承，起到压力传导的作用。

b.螺纹升降传动区。位于系统上半部分，为全螺纹设计，螺纹与液压系统缸体下壁中空部的螺纹相咬合，当升降系统静止时，将压力传导至液压系统缸体而平衡；当升降系统旋转时，将旋转动能转化为升降动能，从而调节液压系统活塞以及其上方的支撑系统、测压系统空间垂直移位，达到调节局部压力或体位更换的目的。

c.光滑动力传导区。位于系统下半部分，为光滑圆柱形设计，其下部为可伸缩动力传导齿轮区。

d.可伸缩动力传导齿轮区。此部分位于系统最下部，呈光滑圆柱形，表面有可伸缩动力传导齿轮窗，内部呈中空管状，上方与实心的光滑动力传导区相连，下方有高压气体滑动固定金属接口管道相接。在中空内部的顶端，安装有可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块复位弹簧，弹簧下部连接可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块，模块呈锥台形，其斜面与可伸缩动力传导齿轮控制部滑动接触。可伸缩动力传导齿轮控制部位为齿轮底部台型膨大并呈斜面设计，与滑动模块斜面滑动接触，中部及上部为齿轮部，可从齿轮窗伸出及缩回。在齿轮部，安装有复位弹簧。在气压调节滑动模块下方，中空的管道与高压气体滑动固定金属接口管道以滚珠轴承相连，并有橡胶密封圈保证气密性的良好。当高压气体由下方接入后，将推动气压调节滑动模块上移，通过斜面滑动移位将可伸缩动力传导齿轮的齿轮部由齿轮窗推出并固定，启动动力传导状态；当高压气体被切断后，滑动模块复位弹簧则推动模块下移复位，同时齿轮复位弹簧则推动弹出的齿轮部从齿轮窗回缩，恢复静息状态。

e.齿轮窗。位于系统可伸缩动力传导齿轮区圆柱侧壁上，其内部的可伸缩动力传导齿轮可由窗口伸出及回缩。

7.高压气体调节系统。本系统的作用是将高压气体接入反馈性压力调节垂直升降系统内，调整可伸缩动力传导齿轮的工作状态，由高压气体滑动固定金属接口管道、滑动固定槽、垂直移动式软管、精微电磁阀、高压气体调节固定金属导管、高压气体组成。

a.高压气体滑动固定金属接口管道。此接口与上方的反馈性压力调节垂直升降系统动力传导齿轮区基底部相连接，采用滚珠轴承设计，并配有橡胶密封圈，嵌入升降系统下端，允许升降系统以其为中心旋转；其外表面设计有滑动固定槽接口，可镶嵌入外周滑动固定槽内，实现管道可跟随压力调节垂直升降系统垂直移动而不跟随其旋转。

b.滑动固定槽。固定于设备内部，用于限制高压气体滑动固定金属接口管道跟随上方升降系统旋转，但允许滑动固定金属接口管道跟随升降系统上下垂直移动。

c.垂直移动式软导管。此软导管与滑动固定金属接口管道相连接，可以随着金属接口管道的移动而移动。

d.高压气体调节固定金属导管。固定于设备内部，一端与垂直移动式软管相连通，一端接高压气体，在金属导管内腔装有精微电磁阀，用于控制高压气体的接入与切断。

e.精微电磁阀。位于高压气体调节固定金属导管内部，接受压力信号蓝牙传输系统调控端的控制，激活打开后，允许高压气体经接入管道进入垂直升降系统而激活可伸缩动力传导齿轮的动力传导状态；关闭后，高压气体将被切断，动力传导齿轮恢复静息状态。

f.高压气体。

8.动力传导齿轮系统。本发明关键技术之一。此齿轮系统由若干级齿轮组组成，目的在于用一台动力发动机实现所有压力调节垂直升降系统动力的提供。由于每四个上一级齿轮均可由一个下一级齿轮传动，于是齿轮个数将逐级减少，最终齿轮个数将成为一，由旋转动力发动机直接驱动。系统内齿轮主要有三类：一级“T”型内外双齿齿轮、次级“工”型动力传导齿轮、终末级齿轮组成。

a.一级“T”型内外双齿齿轮。此类齿轮呈“T”型中空设计，每一个齿轮均与一个反馈性压力调节垂直升降系统相对应，垂直升降系统的可伸缩动力传导齿轮区由齿轮中央空腔穿过。此类齿轮还拥有两组齿，内齿与外齿，内齿位于中央空腔内表面，与升降系统内的可伸缩动力传导齿轮动力传导状态下伸出齿轮窗外部分的齿相互匹配嵌合；外齿位于齿轮表面，与次级“工”型动力传导齿轮相互匹配嵌合。

b.次级“工”型动力传导齿轮。为多级齿轮，均采用“工”型设计，上部齿与上一级齿轮相互匹配嵌合，下部齿与下一级齿轮相互匹配嵌合，发挥由下而上的动力传导功能。

c.最终末级齿轮。此类齿轮个数为一，由旋转动力发动机直接驱动。

9.皮肤微环境湿度温度监测及调节系统。为本发明核心技术之一，湿度温度监测及调节系统由湿度温度传感器，湿度温度检测进气管道、湿度温度反向调节进气管道组成。湿度温度检测进气管道及反向调节进气管道由两部分组成：高分子聚氨酯初步减压层内部分及外部分。减压层内部分是在高分子聚氨酯内部通过材料自身塑形出管壁气密性良好的通气管道，减压层外部分由材料顺应性良好的通气管道组成，两者密封连接。湿度温度检测进气道内的空气将流经湿度温度感受器接受检测，结果经蓝牙信号传输系统传输至计算机，根据其预设计算阈值，反馈性调节控制动力系统，或继续进行湿度温度检测，或进行反向干燥低温空气输入调节皮肤微环境湿度温度。

10.动力系统。主要由两个气泵和一个旋转动力发动机组成。

a.湿度温度检测气泵。开启后驱动湿度温度检测进气管道对患者皮肤微环境内气体缓慢、平衡抽吸，进行湿度温度检测.

b.湿度温度反向调节气泵。开启后驱动湿度温度反向调节进气管道反向输入干燥低温空气，调节患者皮肤微环境的湿度及温度。

c.旋转动力发动机。开启后，直接驱动末级齿轮，通过动力传导齿轮系统，将动力均匀分配给每一个压力调节垂直升降系统穿过的一级“T”型齿轮。

11.蓝牙信号传输系统。为本发明核心技术之一，主要由数据采集端、调控端及数据中央处理端三个模块组成。

a.压力信号蓝牙传输系统：(1)压力信号蓝牙传输系统数据采集端，实现传输测压单元实时检测压力信号至计算机进行处理的功能；(2)压力信号蓝牙传输系统调控端，接收计算机反馈调节信号并控制高压气体接入金属固定导管内的精微电磁阀工作状态；(3)旋转动力发动机信号蓝牙传输系统调控端；(4)压力信号蓝牙传输系统数据中央处理端，实现接收测压单元实时检测压力信号至计算机进行处理，同时传出计算机对旋转动力发动机及高压气体调节金属固定导管内的精微电磁阀工作状态的调控信号。

b.湿度温度信号蓝牙传输系统：(1)湿度温度信号蓝牙传输系统数据采集端，实现传输皮肤微环境内湿度温度信号至计算机进行处理；(2)湿度温度信号蓝牙传输系统调控端，接收计算机对微环境湿度温度调节气泵反馈调节信号并控制其工作状态；(3)湿度温度信号蓝牙传输系统数据中央处理端，实现接收皮肤微环境内湿度温度信号至计算机进行处理，同时传出计算机对微环境湿度温度调节气泵调控信号。

12.计算机、智能手机可视化监测控制操作系统。实现可视化的患者受压部位实时、精准、动态压力变化曲线及压力分布变化图显示，实现可视化的患者皮肤微环境实时、精准、动态湿度、温度变化曲线显示。同时，实现反馈性自动调节、自动体位更改及妥善安置以及人工干预操控调节的功能，因此包括微环境湿度温度监测反馈性调整模块、压力监测反馈性调整模块、智能自动体位更改及妥善安置模块、人工干预调节模块。

当患者平躺于此发明上后，高分子聚氨酯减压层将对患者进行浸没、包裹、压力重新分布，当达到平衡后，被激活的测压单元将持续对患者体表接触部位进行压力监测。所有激活的压力感受单元信号通过压力信号蓝牙传输系统传输于计算机或智能手机，建立可视化监控操作界面，显示患者所有受压区域实时压力高低量化分布图以及激活的单个压力感受单元压力量化持续监测变化曲线，用不同颜色代表不同的压力分级范围，点击各个测压单元图标，则可查看该压力单元动态压力精确变化曲线。根据患者体重及某体位身体接触面积，计算机系统将估算该体位下理想压力及理想接触面积，并将所有体表接触部压力由高到低分布，并定义出高压区域，同时启动旋转动力发动机，驱动动力传递齿轮系统运行，准备进行高压区压力释放。计算机监测控制操作系统将反馈性调节信通过蓝牙信号传输系统，传递给高压区内分布的各个压力检测单元下方一一对应的高压气体调节系统中的精微电磁阀，将其激活打开，高压气体进入反馈性压力调节升降系统的可伸缩动力传导齿轮区，激活可伸缩动力传导齿轮，将齿由齿轮窗伸出，进入动力传导状态，与动力传递齿轮系统内的一级“T”型齿轮内齿相互匹配嵌合，引起压力调节垂直升降系统旋转，由于升降系统螺纹升降传动区的螺纹与液压减震系统的承压平衡部内的升降调节螺纹相互匹配嵌合，因而垂直升降系统的旋转性动能被转化为垂直移动性动能，发生垂直升降系统垂直下移，进而带动液压减震系统活塞及上方的支撑系统、测压系统整体下移，从而开始释放该测压单元上方的高压，当测压单元上方压力减至预估理想值时，计算机将停止发送反馈调节信号至该测压单元下方的电磁阀，电磁阀将关闭并切断高压气体的接入，可伸缩动力传导齿轮将与一级“T”型齿轮内齿分离，由齿轮窗缩回，进入静息状态，进而垂直升降系统停止旋转与垂直移位，该测压单元的释压过程结束；而定义为低压区及均衡区的相对应的电磁阀将不被激活打开。最终患者将改变接触部位面积而获得压力重新分配，其结果将达到均衡性分布而完成整个体表接触区反馈性压力调节过程，则计算机关闭旋转动力发动机。此外可由计算机计算并设置该体位最长保持时间阈值，超过此时间阈值则计算机启动智能自动体位更改及妥善安置模块，首先启动旋转动力发动机，驱动动力传递齿轮系统，然后通过蓝牙信号传输系统向相应的批量调节单元内的精微电磁阀发送调节信号，激活相应的可伸缩动力传导齿轮，引起批量调节单元垂直移位，从而改变床面的形态、倾斜角度等而完成智能自动体位更改及更改后妥善安置的功能；亦可通过报警提示医护人员进行人工查体及护理翻身。此系统拥有记忆功能，若中间患者有身体翻动，同一压力传感器单元仍旧进行压力变化调整后的持续监测，并结合前期数据进行累加分析，对整个系统重新进行时间阈值计算。与此同时计算机控制动力系统中的湿度温度检测气泵，经由湿度温度检测进气管道持续或间断性抽吸患者身体接触部位的气体进行微环境湿度及温度监测，并将信号经蓝牙信号传输系统传输于计算机或智能手机，建立可视化监控操作界面，显示微环境湿度温度变化曲线等，并设置微环境湿度及温度阈值，超出此阈值范围，则计算机通过蓝牙传输系统反馈性激活动力系统内的湿度温度反向调节气泵，驱动湿度温度反向调节进气管道进行反向干燥低温空气输入，在设备上表面、病人静卧区域形成缓慢、稳定、平衡的气体逸散，带走患者皮肤微环境内潮湿及高温的空气，达到除湿、降温及清除部分病菌的效果。当湿度温度降至预设阈值以下，则通过蓝牙传输系统反馈性关闭湿度温度反向调节气泵，完成皮肤微环境的湿度温度反馈性自动调节。并可设置湿度温度警示阈值及警示时间，若皮肤微环境内湿度温度过高且超过警示阈值或湿度温度反馈性调节时间超过预设时间仍未将微环境内湿度温度下调至理想状态，则报警提示医护人员及时进行查体检查及人工护理介入。本反馈式自调节褥疮监测预防智能设备通过多途径的实时、持续监测，提供了压力、湿度、温度等诸多量化数据，并完成了压力、湿度、温度反馈性智能调节，并可根据需要进行智能化自动体位更改及妥善安置，并在此基础上实现了精准医疗时代背景下的个体化精准医疗及护理方案的制定，极大推进医疗护理自动化智能化进程。

图2是本发明实施例的构造图，当患者置于本发明上以后，接触到高分子聚氨酯纤维保护表层1，并将压力传导于其下方的压力传感器2测压单元形成的阵列上，在高分子聚氨酯开放气房泡沫海绵3的共同作用下，激活接触部位下方的所有压力传感器单元，随着高分子聚氨酯开放气房泡沫海绵3初步减压层对患者完成浸没、包裹、压力重新分配，各个压力传感器2测压单元上方压力将达到第一次平衡，并传导至支撑挡板7，并根据压力作用方向由万向连接关节8自动调整支撑挡板7的空间方向，继续将压力传导至支撑柱9以及液压减震动力转换及平衡系统10的上活塞10-B上，然后通过液压油 10-C和下活塞10-D及球凹面10-D-1传导至反馈性压力调节垂直升降系统11的顶部旋转承压区11-A，顶部旋转承压区11-A的滚珠轴承A11-F与球凹面10-D-1相互接触匹配，共同形成承压旋转轴承，进而至螺纹升降传动区11-B，由于螺纹升降区螺纹与承压平衡部10-E中央通道的升降调节螺纹10-F相互匹配嵌合，压力将传导至承压平衡部10-E，进而至被固定的缸体10-A而达到平衡。而所有激活的压力传感器2测压单元将量化压力信号，通过可伸缩弹性压力信号传输导线4汇集于压力信号传输集成线路5，并进入压力信号蓝牙传输系统数据采集端6界面内形成蓝牙信号传出；传出的压力量化信号将被压力信号蓝牙传输系统中央处理端29接收并传输至计算机或智能手机监测处理系统31 进行处理，建立可视化监控操作界面，显示患者所有受压区域实时压力高低量化分布图以及激活的单个压力感受单元压力量化持续监测变化曲线，根据患者体重及某体位身体接触面积，计算机或智能手机监测处理系统31将估算该体位下理想压力及理想体表接触面积，并将所有体表接触部压力由高到低排列分布，且定义出高压区域，同时启旋转动力发动机22，直接驱动动力传导齿轮系统12的终末齿轮12-C运行，并经过多级次级“工”型动力传导齿轮组12-B，最终由最末一级次级“工”型动力传导齿轮12-B 驱动外齿12-A-2，使每个反馈性压力调节垂直升降系统11所穿过的一级“T”型内外双齿齿轮12-A转动，准备进行高压区压力释放。计算机或智能手机监测处理系统31的反馈性释压调节信号通过压力信号蓝牙传输系统中央处理端29传出，并由压力信号蓝牙传输系统调控端20接收，依次通过精微电磁阀19调节信号集成线路及精微电磁阀调节信号传输导线18，激活打开高压区内的各个测压单元下方一一对应的高压气体调节系统中的精微电磁阀16，使高压气体21通过高压气体调节固定金属导管17、精微电磁阀 16、垂直移动式软管15、高压气体滑动固定金属接口管道13而进入反馈性压力调节垂直升降系统11底部的可伸缩动力传导齿轮区11-D内。由于密封橡胶圈13-A的密封作用，高压气体21将推动气压调节滑动模块11-D-2抵抗气压调节滑动模块复位弹簧11-D-1压力而上移，进而推动可伸缩动力传导齿轮11-D-3抵抗动力传导齿轮复位弹簧11-D-4压力而由齿轮窗11-E弹出，可伸缩动力传导齿轮11-D-3弹出部分将与已经启动的动力传导齿轮系统12内的一级“T”型内外双齿齿轮12-A的内齿12-A-1相互匹配嵌合，将旋转动力由动力传导齿轮系统12传递至反馈性压力调节垂直升降系统11。由于反馈性压力调节垂直升降系统11的螺纹升降传动区11-B的螺纹与液压减震动力转换及平衡系统10 的承压平衡部10-E内的升降调节螺纹10-F相互匹配嵌合，因而反馈性压力调节垂直升降系统11的旋转动能将被转化为垂直移动动能，产生反馈性压力调节垂直升降系统11 垂直移位，进而由顶部旋转承压区11-A牵动下活塞10-D、液压油10-C、上活塞10-B以及支撑柱9、万向连接关节8、支撑挡板7，导致上方整个测压单元的下移，逐渐释放高压区内压力。由于高压气体滑动固定金属接口管道13与可伸缩动力传导齿轮区11-D底部连接部存在滚珠轴承B13-B，且其管道壁13-C上的固定凹槽13-D被滑动固定槽14滑动固定，因此允许其带动垂直移动式软管15跟随反馈性压力调节垂直升降系统11进行上下垂直移动，而限制其跟随1反馈性压力调节垂直升降系统11旋转。当高压区内某测压单元所检测的压力降低至预估理想压力值时，计算机或智能手机监测处理系统31将停止向该测压单元对应的精微电磁阀16发送反馈性调节信号，切断高压气体接入，则气压调节滑动模块复位弹簧11-D-1推动气压调节滑动模块11-D-2下移复位，进而动力传导齿轮复位弹簧11-D-4推动可伸缩动力传导齿轮11-D-3回缩复位，最终可伸缩动力传导齿轮11-D-3弹出部分与内齿12-A-1分离，由齿轮窗11-E缩回，进入静息状态，解除一级“T”型内外双齿齿轮12-A对反馈性压力调节垂直升降系统11的旋转动能传递而停止旋转与垂直移动，随之上方液压减震动力转换及平衡系统10、测压单元均停止垂直移位，该测压单元释压过程结束。最终患者将改变接触部位面积而获得压力重新分配，达到均衡性分布而完成所有高压区压力的反馈性压力调节，此时计算机或智能手机监测处理系统31将关闭旋转动力发动机22，停止动力供应。而定义为低压区及均衡区的相对应的精微电磁阀16将不被激活打开。此外可由计算机或智能手机监测处理系统31计算并设置该体位最长保持时间阈值，超过此时间阈值则计算机启动智能自动体位更改及妥善安置模块，首先启动旋转动力发动机22，驱动动力传递齿轮系统12，使所有一级“T”型内外双齿齿轮12-A进入传动状态；然后根据体位更改模式，由计算机或智能手机监测处理系统31通过压力信号蓝牙传输系统中央处理端29传出体位更改信号，并由压力信号蓝牙传输系统调控端20接收，进而批量激活打开精微电磁阀16，激活相应的可伸缩动力传导齿轮11-D-3，对相应的反馈性压力调节垂直升降系统11传动，使其上方的测压单元发生垂直性移动，从而改变床面的整体形态、倾斜角度等而完成智能自动体位更改及更改后妥善安置的功能；亦可通过报警提示医护人员进行人工查体及护理翻身。计算机或智能手机监测处理系统31还拥有记忆功能，若中间患者有身体翻动，同一压力传感器单元仍旧进行压力变化调整后的持续监测，并结合前期数据进行累加分析，对整个系统重新进行时间阈值计算。与此同时由计算机或智能手机监测处理系统31控制微环境湿度温度检测气泵28，驱动湿度温度检测进气管道24，定期或持续的缓慢、平衡进行皮肤微环境内气体抽吸输入，通过湿度温度传感器25检测后排入周围环境中，而湿度温度检测数据则通过微环境湿度温度信号蓝牙传输系统数据采集端26输出，通过微环境湿度温度信号蓝牙传输系统中央处理端30接收，进入计算机或智能手机监测处理系统31，建立可视化监控操作界面，显示患者皮肤微环境内湿度温度续监测变化曲以及进行反馈性皮肤微环境湿度温度调节。若湿度温度低于预设定阈值，按照既往设定，计算机或智能手机监测处理系统31管理微环境湿度温度检测气泵28继续检测工作；若高于预设定阈值，则由计算机或智能手机监测处理系统31发送反馈性调节信号，启动湿度温度反馈调节气泵27，进行缓慢、平稳的干燥低温空气反向调节输入，通过湿度温度调节反向进气管道23在高分子聚氨酯纤维保护表层1上表面形成微渗漏低温干燥空气溢出，从而调节微环境的湿度及温度。

通过本发明，首先实现了患者个体化精准压力及湿度温度的实时、持续监测，为不同体重不同体位患者的身体压力重新分配状况、患者微环境湿度温度变化状况提供了精确而直观的实时客观数据，为患者在不同情况下褥疮发生危险性的评估、最佳体位预测、某体位下最长护理翻身时间、频次的计算提供了客观的、精确的量化依据，从而制定精准的个体化医疗评估及护理方案；其次，本发明可自动监测并反馈性进行患者接触部位高压区压力释放，实现自动二次压力再分配，确保患者在某体位下体表接触部位的压力分布为最佳，压力值为最低，从而最大程度的延长某体位下安全的恒定姿势保持时间，有效解放医护人员劳动力，降低医护人员工作强度；再次，本发明可根据患者个体化压力监测及反馈性调节具体状况，进行智能化自动患者体位更改及妥善安置，实现褥疮监测、预防医疗护理真正的完全智能化、自动化，彻底解放医护人员劳动力，彻底降低医护人员工作强度；再次，本发明可自动监测并反馈性调节微环境湿度及温度，保证患者皮肤接触微环境的干燥、低温及清洁，消除褥疮发生最重要的致病因素之一，最大程度的降低卧床患者褥疮的发生率；再次，本发明针对已有褥疮患者，可根据其体重、各个体位身体接触面积、皮肤状况等因素，预估并制定最佳的卧床体位、监测体位、某体位最长保持时间等，为褥疮治疗提供有效的辅助；最后实现临床医疗护理工作的智能化、自动化，建立全新的褥疮监测、预防、治疗模式及理念，解放劳动力、节省医疗成本及资源，实现个体化精准医疗。因此在精准医疗时代背景下，本发明完全能够应对日益严峻的医疗护理挑战，为制定个体化最佳护理方案提供客观的、精准的个体化量化依据，从根本上监测、评估、预防长期卧床患者、手术中患者褥疮的发生，减少患者的痛苦，推动医院自动化、智能化进程，建立全新的疾病监测、预防、治疗模式及理念，彻底减轻医护人员工作负担，提高医护人员工作效率，避免不必要的额外的高级别的医疗及护理行为，有效的节省国家整体医疗资源。

Claims (5)

1.一种反馈式自调节褥疮监测预防智能设备II，包括床垫、支撑系统、液压减震压力反馈性调节系统、反馈性压力调节垂直升降系统、高压气体调节系统、动力传导齿轮组系统和监测处理系统，其特征在于：所述的床垫在聚氨酯泡沫海绵的上下两侧分别包覆聚氨酯纤维保护表层；所述的聚氨酯泡沫海绵上表面均匀排列有若干压力传感器，采集患者在床垫上的压力并集成传输至监测处理系统；所述的支撑系统包括若干均匀排列的单元，每个单元包括支撑挡板、万向连接关节和支撑柱组成；所述的支撑柱一端连接液压减震动力转换及平衡系统，另一端通过万向连接关节连接支撑挡板的下表面，支撑挡板的上表面和聚氨酯泡沫海绵下表面之间安装有压力传感器；所述的液压减震压力反馈性调节系统由上下两个活塞将液压缸体分隔为三部分，上下活塞之间填充液压油，上活塞与支撑柱固连，下活塞下表面中心有球凹面；所述的反馈性压力调节垂直升降系统为一圆柱体，上端为光滑球面，与下活塞的球凹面构成滚珠轴承，中部与液压缸体下端开口螺纹配合，下端面沿轴线开有盲孔，盲孔侧壁开有通孔，盲孔内有可伸缩动力传导齿轮，可伸缩动力传导齿轮在所述高压气体调节系统输入的高压气体作用下伸出通孔与动力传导齿轮组系统啮合，在复位弹簧作用下缩回盲孔内；所述的动力传导齿轮组系统由若干级齿轮组组成，将一台动力装置的旋转动作输出至所有反馈性压力调节垂直升降系统；所述的动力传导齿轮组系统和高压气体调节系统由监测处理系统控制；所述的聚氨酯泡沫海绵中安装有检测气道和调节气道；所述的检测气道在气泵作用下抽吸患者平躺部位的气体，由温度湿度传感器检测温度和湿度，传输至监测处理系统，并由调节气道在气泵作用下向患者平躺部位的床垫上表面输出干燥低温空气。

2.根据权利要求1所述的反馈式自调节褥疮监测预防智能设备II，其特征在于：所述的液压减震动力转换及平衡系统的缸体下壁厚是其他部位壁厚的2倍。

3.根据权利要求1所述的反馈式自调节褥疮监测预防智能设备II，其特征在于：所述反馈性压力调节垂直升降系统的盲孔内安装有锥台状的可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块和环状的可伸缩动力传导齿轮，可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块从可伸缩动力传导齿轮的圆环中穿过；可伸缩动力传导齿轮能够周向分割并径向扩展；可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块在高压气体推动下朝向锥台顶面运动，推动可伸缩动力传导齿轮径向扩展，伸出通孔与动力传导齿轮组系统啮合；无高压气体输入时，可伸缩动力传导齿轮气压调节滑动模块在弹簧推动下朝向锥台底面运动，可伸缩动力传导齿轮在复位弹簧作用下径向收拢，缩回盲孔内。

4.根据权利要求1所述的反馈式自调节褥疮监测预防智能设备II，其特征在于：所述的高压气体调节系统包括高压气体滑动固定金属接口管道、滑动固定槽、垂直移动式软管、电磁阀和高压气体调节固定金属导管；所述的高压气体滑动固定金属接口管道与反馈性压力调节垂直升降系统的盲孔开口端通过滚珠轴承连接，并配有橡胶密封圈进行密封；高压气体滑动固定金属接口管道外壁有滑动固定槽接口，嵌入固定位置的滑动固定槽内，实现管道跟随压力调节垂直升降系统垂直移动而不跟随其旋转；高压气体滑动固定金属接口管道依次通过垂直移动式软导管和高压气体调节固定金属导管连通高压气源，且高压气体调节固定金属导管内安装电磁阀控制导管通断。

5.根据权利要求1所述的反馈式自调节褥疮监测预防智能设备II，其特征在于：所述的动力传导齿轮组系统包括连接反馈性压力调节垂直升降系统的一级齿轮、连接动力装置的末级齿轮和两者之间的多级齿轮；所述末级齿轮与动力装置的输出轴同轴固接；所述的多级齿轮均为工字形齿轮，一端与下一级齿轮啮合，另一端与上一级齿轮啮合；所述的一级齿轮为中空柱体，反馈性压力调节垂直升降系统同轴穿过柱体空腔，空腔内壁有齿与伸出状态的可伸缩动力传导齿轮啮合，柱体外壁有多级齿轮的一端啮合。