CN107496116A - 反馈式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，包括床垫和监测处理系统，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。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，并且能够反馈调节皮肤微环境湿度及温度。

Description

反馈式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，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。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，并且能够反馈调节皮肤微环境湿度及温度，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。

所述的床垫总厚度为20cm。

所述的压力传感器采用厚度不超过0.2mm的压力传感器，并由弹性基层封装，形成独立的测压单元。

所述的压力传感器采集到的压力信号通过信号传输导线集成后，通过压力信号蓝牙传输系统数据传输给监测处理系统；所述的温度湿度传感器检测到的温度和湿度信号通过皮肤微环境湿度温度信号蓝牙传输系统传输给监测处理系统。

所述的检测气道和调节气道中的气流速度不大于1m³/min。

所述的检测气道和调节气道合并为一个气道，在气泵的作用下抽吸患者平躺部位的气体或向患者平躺部位的床垫上表面输出干燥低温空气。

所述的监测处理系统采用计算机或智能手机，根据检测的压力和湿度温度反馈调节所述调节气道中的气流，并实现可视化监测管理。

所述的监测处理系统在超出预设定自动调节时间范围或检测到的湿度温度超出预设范围时发出警示。

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，准确计算患者在该体位下最长保持时间；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向自动化、智能化及规范化的转变，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是实施例1的结构示意图；

图3是实施例2的结构示意图；

图中，1-高分子聚氨酯纤维保护表层，2-高分子聚氨酯开放气房泡沫海绵，3-压力传感器测压单元，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-皮肤微环境湿度温度检测进气管道，8-皮肤微环境湿度温度调节反向进气道，9-湿度温度传感器，10-湿度温度信号蓝牙传输系统数据采集端，11-微环境湿度温度检测气泵，12-微环境湿度温度反馈调节气泵，13-压力信号蓝牙传输系统数据中央处理端，14-微环境湿度温度信号蓝牙传输系统数据中央处理端，15-计算机或智能手机监测管理系统。

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。本发明的形状及大小近似目前使用的普通床垫，能够方便应用于普通病床，主体主要由四层构成，第一层为防水透气的高分子聚氨酯纤维保护表层，第二层为压力测量监测层，第三层为高分子材料聚氨酯(polyurethane)减压层及湿度温度监测调控层，第四层为防水透气高分子聚氨酯表层。总厚度20cm。此外还包括测量器信号蓝牙传输系统、计算机或智能手机监测处理系统，采用可视化监测管理界面。

1.设备主体结构：

第一层为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，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，同时能保护内部芯片、管道，最后具有耐用、易于清洁刷洗等优点。

第二层为压力测量监测层。此层由15*50的压力传感器(force sensor)矩阵排列组成。选用轻质、柔韧的薄层压力传感器(厚度不超过0.2mm的压力传感器)，由弹性基层封装，均匀的分布并嵌入第三层的高分子聚氨酯层表面形成独立的测压单元(unit)。其信号传输导线进入第三层高分子聚氨酯减压层，集成后形成集成信号传输界面 (interface)，通过压力信号蓝牙传输系统数据采集及调控端将压力量化数据传输给计算机或智能手机，实现实时、精确、持续性压力监测。

第三层为高分子聚氨酯减压层，成分为高分子聚氨酯开放气房泡沫海绵，主要作用有三：第一，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；第二，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；第三，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进气管道，由检测气管道持续性、缓慢、平衡(气流速度不大于1m³/min)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。

第四层功能同第一层，主要作用为保护床垫内部结构。

2.传感器信号蓝牙传输系统：

此系统包括压力信号蓝牙传输系统和皮肤微环境湿度温度信号蓝牙传输系统，每个系统均分为数据采集端、功能调控端及数据中央处理端。

3.计算机或智能手机监测处理系统：

由计算机或智能手机完成压力、湿度温度数据的处理，并形成相应的反馈调节，并可实现可视化监测管理。

4.可视化监测管理界面。

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身体接触部位进行压力监测。所有激活的压力传感器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传感器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。根据患者体重及最终压力重分布结果，计算出患者在该体位最长保持或持续时间，若超过此时间阈值，则报警提示医务人员应进行查体及护理翻身。此外此系统拥有记忆功能，若中间患者有身体翻动，同一压力测量单元将进行压力变化后的继续监测，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。同时皮肤微环境检测气泵通过检测进气管道持续性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，通过皮肤微环境湿度温度信号蓝牙传输系统传输于计算机或智能手机，建立同压力监测相似的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，则反馈性启动皮肤微环境调节气泵通过反馈性调节进气管道进行缓慢、平稳的反向干燥低温空气输入，在该设备上表面实现平衡且缓慢的微渗漏气体逸出，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，并且可在超出预设定湿度温度范围或超出预设定自动调节时间范围时警示医务人员进行及时查体及人工护理。通过多途径的实时监测及调控，实现精准医疗时代下的个体化医疗及护理方案制定。

实施例1

图2是实施例1的构造图，当患者置于本发明上，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测压单元3，所有接触部位下方的压力传感器单元均将被激活，激活的压力传感器测压单元3将产生量化压力信号，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，由压力信号蓝牙传输系统数据中央处理端13 接收并进入计算机或智能手机监测管理系统15进行处理，并以计算机或智能手机监测管理界面形式显示。同时微环境湿度温度检测气泵11通过皮肤微环境湿度温度检测进气管道7持续、缓慢、平衡的进行气体抽吸，将患者皮肤微环境内气体输入湿度温度传感器9进行湿度温度检测，并形成湿度温度信号经由湿度温度信号蓝牙传输系统数据采集端10界面，转换为蓝牙信号并传出，由微环境湿度温度信号蓝牙传输系统数据中央处理端14接收，并传入计算机或智能手机监测管理系统15内进行处理，以计算机或智能手机监测管理界面形式显示。压力测量信号经传输及处理后实现可视化压力识别及实时监测，而湿度温度测量信号经传输及处理后，不仅可以实现可视化湿度温度识别及监测功能，而且还可以反馈式自动调节患者皮肤微环境内的湿度温度值。若湿度温度低于预设定阈值，按照预设定，计算机或智能手机监测管理系统15维持微环境湿度温度检测气泵继续监测微环境湿度温度；若高于预设定阈值，则计算机或智能手机监测管理系统15将启动微环境湿度温度反馈调节气泵进行缓慢、平稳的干燥低温空气反向调节性输入，通过皮肤微环境湿度温度调节反向进气道在高分子聚氨酯纤维保护表层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，维持微环境清洁。

实施例2

图3是实施例2的构造图，当患者置于本发明上，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测压单元3，所有接触部位下方的压力传感器单元均将被激活，激活的压力传感器测压单元3将产生量化压力信号，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，由压力信号蓝牙传输系统数据中央处理端13 接收并进入计算机或智能手机监测管理系统15，并以计算机或智能手机监测管理界面形式显示。同时微环境湿度温度检测及反馈调节气泵11通过皮肤微环境湿度温度检测及反馈调节进气管道7持续、缓慢、平衡的进行气体抽吸，将患者皮肤微环境内气体输入湿度温度传感器9进行湿度温度检测，并形成湿度温度信号经由湿度温度信号蓝牙传输系统数据采集端10界面，转换为蓝牙信号并传出，由微环境湿度温度信号蓝牙传输系统数据中央处理端14接收，并传入计算机或智能手机监测管理系统15内进行处理，以计算机或智能手机监测管理界面形式显示。压力测量信号经传输及处理后实现可视化压力识别及实时监测，而湿度温度测量信号经传输及处理后，不仅可以实现可视化湿度温度识别及监测功能，而且还可以反馈式自动调节患者皮肤微环境内的湿度温度值。若湿度温度低于预设定阈值，按照预设定，计算机或智能手机监测管理系统维持微环境湿度温度检测及反馈调节气泵继续目前检测工作状态，继续监测微环境湿度温度；若高于预设定阈值，则计算机或智能手机监测管理系统将关闭微环境湿度温度检测及反馈调节气泵检测工作状态，停止通过皮肤微环境湿度温度检测及反馈调节进气管道进行微环境气体抽吸，开启微环境湿度温度检测及反馈调节气泵调节工作状态，通过皮肤微环境湿度温度检测及反馈调节进气管道进行缓慢、平稳的干燥低温空气反向调节性输入，在高分子聚氨酯纤维保护表层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，维持微环境清洁。

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 (8)

1.一种反馈式自调节褥疮监测预防智能设备，包括床垫和监测处理系统，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，其特征在于：所述的床垫总厚度为20cm。

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，其特征在于：所述的压力传感器采用厚度不超过0.2mm的压力传感器，并由弹性基层封装，形成独立的测压单元。

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，其特征在于：所述的压力传感器采集到的压力信号通过信号传输导线集成后，通过压力信号蓝牙传输系统数据传输给监测处理系统；所述的温度湿度传感器检测到的温度和湿度信号通过皮肤微环境湿度温度信号蓝牙传输系统传输给监测处理系统。

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，其特征在于：所述的检测气道和调节气道中的气流速度不大于1m³/min。

6.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，其特征在于：所述的检测气道和调节气道合并为一个气道，在气泵的作用下抽吸患者平躺部位的气体或向患者平躺部位的床垫上表面输出干燥低温空气。

7.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，其特征在于：所述的监测处理系统采用计算机或智能手机，根据检测的压力和湿度温度反馈调节所述调节气道中的气流，并实现可视化监测管理。

8.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，其特征在于：所述的监测处理系统在超出预设定自动调节时间范围或检测到的湿度温度超出预设范围时发出警示。