CN109223038A - 一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，包括：超声波模块，与超声波换能器连接，用于发射超声波并接收经由膀胱反射的超声波信号；控制模块，与超声波模块连接，用于基于由膀胱反射的超声波信号得到膀胱中的尿液含量；还包括：无线数据收发器，与控制模块连接，用于发送得到的尿液含量；预警终端，通过无线信道与无线数据收发器连接，用于接收尿液含量并基于尿液含量进行排尿预警。与现有技术相比，本发明配置了无线数据收发器，可以将数据对外发送，从而借助于预警装置，不仅仅可以对膀胱中的尿液含量进行检测，还可以基于检测得到的尿液含量进行排尿预警，从而实现了对于尿失禁人群的排尿提醒。

Description

一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置。

背景技术

一些老人和婴幼儿往往因意识的减弱导致尿失禁，尿液一般存储在膀胱中，目前通过超声波技术测量膀胱中的尿液量的技术已经有了许多的方案，例如中国专利CN107072634 A公开了一种本发明提供超声波尿量测定设备，其能够高度精确地对测定对象的尿量进行测定且对于测定对象而言是方便的。提供：模式选择器，其能够选择测定模式和定位模式中的一种，测定模式为在将超声波探头放置在测定对象的腹部上的规定测定位置的同时测定尿量的模式，定位模式是为了确定适于放置超声波探头的测定位置而在将超声波探头移动至腹部上多个试验性测定位置的同时测定尿量的模式：以及指标值存储部，当选择了定位模式时，其存储自运算单元计算的、多个试验性测定位置处的尿量中的最大值，及/或基于最大值所确定的允许值。最大值及/或允许值作为用于将超声波探头定位的定位指标而显示在显示单元上的图表上，然而该测定设备在临床应用时具有以下缺陷：

1、作为一个单独的设备，其不具有无线收发功能，功能单一，检测出尿液量后没有对外发送，只有进行显示，若用于预警，需要人工根据经验进行。

2、其电路结构不够精细，导致设备需要显示屏这样的额外附件，增大了体积，长期携带的舒适度不佳。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，包括：

超声波模块，与超声波换能器连接，用于发射超声波并接收经由膀胱反射的超声波信号；

控制模块，与超声波模块连接，用于基于由膀胱反射的超声波信号得到膀胱中的尿液含量；

还包括：

无线数据收发器，与控制模块连接，用于发送得到的尿液含量；

预警终端，通过无线信道与无线数据收发器连接，用于接收尿液含量并基于尿液含量进行排尿预警。

所述预警终端的程序执行时包括以下步骤：

载入基于无线信道中接收的尿液含量；

将接收到的尿液含量与设定阈值进行比较，若高于设定阈值，则进行预警。

所述无线数据收发器包括蓝牙和WiFi模块。

所述控制模块的程序执行时包括以下步骤：

控制超声波模块对膀胱进行三次预扫描；

比对三次预扫描的结果，若偏离超过设定阈值，则返回重新预扫描，反之则进行控制超声波模块(1)对膀胱进行扫描并采集尿液含量。

所述采集得到的尿液含量被存储于存储器中。

所述偏离超过设定阈值具体为：三次扫描结果的极差超过10％。

所述控制模块包括模数转换器和控制器，所述模数转换器的输入端与超声波模块连接，输出端与控制器连接，所述控制器与无线数据收发器连接。

所述预警装置还包括USB接口，该USB接口与控制器连接。

所述预警装置还包括介质基板，所述超声波模块、控制模块和无线数据收发器均设于介质基板的顶层，所述超声波换能器位于介质基板的底层。

所述介质基板的底层上还设有数据收发天线，该数据收发天线与无线数据收发器连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)配置了无线数据收发器，可以将数据对外发送，从而借助于预警装置，不仅仅可以对膀胱中的尿液含量进行检测，还可以基于检测得到的尿液含量进行排尿预警，从而实现了对于尿失禁人群的排尿提醒。

2)在正式开始数据采集之前进行了三次预扫描，可以避免接收不到信号或者其他突发干扰等异常情况对数据采集造成的干扰。

3)采集的数据存储于存储器中可以实现日志记录。

4)配置了USB接口，可以外接存储器实现数据的导入及导出等。

5)将天线和超声波换能器设置于底层，其余设置于顶层，可以方便佩戴，不影响数据收发效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为介质基板顶层硬件电路示意图；

图3为介质基板底层硬件电路示意图；

图4为介质基板3维示意图；

图5为工作流程示意图；

其中：1、超声波模块，2、控制模块，3、无线数据收发器，4、预警终端，5、USB接口，6、介质基板，7、超声波换能器，8、数据收发天线，9、存储器，10、电池，11、发射脉冲控制器，12、发射与接收电路，13、停止脉冲控制器，21、模数转换器，22、控制器，101、开关机键。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，如图1所示，包括：

超声波模块1，与超声波换能器7连接，用于发射超声波并接收经由膀胱反射的超声波信号；

控制模块2，与超声波模块1连接，用于基于由膀胱反射的超声波信号得到膀胱中的尿液含量；

还包括：

无线数据收发器3，与控制模块2连接，用于发送得到的尿液含量；

预警终端4，通过无线信道与无线数据收发器3连接，用于接收尿液含量并基于尿液含量进行排尿预警。

预警终端4的程序执行时包括以下步骤：

载入基于无线信道中接收的尿液含量；

将接收到的尿液含量与设定阈值进行比较，若高于设定阈值，则进行预警。

无线数据收发器3为蓝牙/WiFi模块。

控制模块2的程序执行时包括以下步骤：

控制超声波模块1对膀胱进行三次预扫描；

比对三次预扫描的结果，若偏离超过设定阈值，则返回重新预扫描，反之则进行控制超声波模块1对膀胱进行扫描并采集尿液含量。

采集得到的尿液含量被存储于存储器中。

偏离超过设定阈值具体为：三次扫描结果的极差超过10％。

控制模块2包括模数转换器21和控制器22，模数转换器21的输入端与超声波模块1连接，输出端与控制器22连接，控制器22与无线数据收发器3连接。

预警装置还包括USB接口5，该USB接口5与控制器22连接。

本装置以一个长方形电路板为主板，该电路板尺寸为20mm*30mm*1mm，以介质基板为衬底，介质基板顶层是硬件电路和纽扣电池安装位置，介质基板底层是蓝牙/WiFi天线以及超声波换能器安装位置。该装置尺寸小巧，易于嵌入到其他产品(例如皮带)中，结构简单且易于使用。

如图2～4所示，预警装置还包括介质基板6，超声波模块1、控制模块2和无线数据收发器3均设于介质基板6的顶层，超声波换能器7位于介质基板6的底层。介质基板6的底层上还设有数据收发天线8，该数据收发天线8与无线数据收发器3连接。

装置有一个开关机键按钮101，控制电源10供电通路的通断，电源10采用纽扣电池。电源10提供了整个装置所需的电源，分别给除了预警终端以外的各部分供电。按下开关机键按钮101，启动该装置，这时候纽扣电池给装置中的各个模块提供直流电源，模块上电后进入系统，装置开始工作。

开始工作时，该装置会先进行一次超声波发射，电信号经过超声波换能器后转换成超声波信号，发射到膀胱，膀胱会反射一部分信号，该反射回波会重新被装置的超声波换能器7接收，超声波换能器7会将超声波信号转换成电信号接收。超声波电脉冲信号的发射与停止由该装置的控制模块2的控制器22控制。经过多次的回波采集后，电信号送往芯片内部进行放大和滤波，之后提供给A/D转换器(A/D转换器：模拟数字转换器)转换成数字信号，数字信号进入控制器22进行分析，计算出膀胱内尿液占膀胱体积的百分比，一般可以保证±5％的精度。

控制器22得出尿液的占比后，会自动将检测信息保存在内置的存储器9中，存储器9满后新信息自动覆盖旧信息。同时，每次检测的信息经由低功耗WiFi/蓝牙模块发送给手机或其他终端设备，用户可通过手机APP或其他终端调取并查看佩戴者的尿量随时间的变化情况，以便于用户设定相应的设备参数，如采集时间和报警阈值。若膀胱中尿液量占比高于设定阈值(该数值可由手机或者终端设备人为设定，默认值为80％)时，则触发手机或者终端设备产生预警，告知用户或者其监护人员提醒及时排尿。

为避免接收不到信号或者其他突发干扰等异常情况，在正式采集数据前，本装置将先进行3次的预扫描，若三次的结果相差10％(也可以是其他值)，则重新扫描。若3次预扫描的结果差值小于10％，系统将进行正式的数据采集，正式采集将重复10次，这也是出于低功耗策略的考量。

该装置默认的工作方式为每隔15分钟进行连续监测，监测的时间间隔可根据个人情况和后台数据信息进行设定；在默认的工作方式下，该装置的续航时间约为72小时。

当用户处于没有WiFi网络的场景时，默认开启蓝牙模式，首次使用需要终端设备或者手机与该装置进行配对，配对成功后，装置的蓝牙/WiFi模块将主动与手机或者其他终端设备进行通信；当用户处于有WiFi的场景时，该装置会自动连接WiFi热点并进入WiFi模式，监护人员即可通过手机或终端设备实现远距离的实时监控，及时帮助佩戴者进行排尿。当处于WiFi和蓝牙同时可用的场景时，出于省电的考虑将以蓝牙连接为优先，连接成功后，即可进行控制与数据传输。

该装置可实现对佩戴者膀胱尿量情况的实时监控，用户可根据个人情况灵活设置监控及报警策略，有效减小老人小孩尿失禁的发生，减轻用户因尿失禁引起不舒适感，实现远距离监控报警，能及时提醒使用者及监护人员，方便监护人员的照料。

Claims (10)

1.一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，包括：

超声波模块(1)，与超声波换能器(7)连接，用于发射超声波并接收经由膀胱反射的超声波信号；

控制模块(2)，与超声波模块(1)连接，用于基于由膀胱反射的超声波信号得到膀胱中的尿液含量；

其特征在于，还包括：

无线数据收发器(3)，与控制模块(2)连接，用于发送得到的尿液含量；

预警终端(4)，通过无线信道与无线数据收发器(3)连接，用于接收尿液含量并基于尿液含量进行排尿预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述预警终端(4)的程序执行时包括以下步骤：

载入基于无线信道中接收的尿液含量；

将接收到的尿液含量与设定阈值进行比较，若高于设定阈值，则进行预警。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述无线数据收发器(3)包括蓝牙模块和WiFi模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述控制模块(2)的程序执行时包括以下步骤：

控制超声波模块(1)对膀胱进行三次预扫描；

比对三次预扫描的结果，若偏离超过设定阈值，则返回重新预扫描，反之则进行控制超声波模块(1)对膀胱进行扫描并采集尿液含量。

5.根据权利要求4所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述采集得到的尿液含量被存储于存储器中。

6.根据权利要求4所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述偏离超过设定阈值具体为：三次扫描结果的极差超过10％。

7.根据权利要求1所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述控制模块(2)包括模数转换器(21)和控制器(22)，所述模数转换器(21)的输入端与超声波模块(1)连接，输出端与控制器(22)连接，所述控制器(22)与无线数据收发器(3)连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述预警装置还包括USB接口(5)，该USB接口(5)与控制器(22)连接。

9.根据权利要求7所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述预警装置还包括介质基板(6)，所述超声波模块(1)、控制模块(2)和无线数据收发器(3)均设于介质基板(6)的顶层，所述超声波换能器(7)位于介质基板(6)的底层。

10.根据权利要求9所述的一种基于超声检测膀胱尿液的预警装置，其特征在于，所述介质基板(6)的底层上还设有数据收发天线(8)，该数据收发天线(8)与无线数据收发器(3)连接。