CN111529186A - 一种便携式智能体温监测及降温系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于康复辅具技术领域，具体是一种便携式智能体温监测及降温系统。包括放置在额头处的降温贴、紧贴在太阳穴处的温度传感器以及监测显示部分，可替换的降温贴可放置在整体结构的靠近人体侧，两侧透气无纺布的端部设置粘链结构，温度传感器安装在透气无纺布上；所述的降温贴外侧安装有监测显示部分，监测显示部分包括显示屏、开关按键、纽扣电池、主控芯片以及蓝牙模块，纽扣电池为主控芯片供电，主控芯片分别与显示屏和温度传感器导线连接，主控芯片通过蓝牙模块与手机信号连接。能够有效地，准确地给出历史记录、短期预测以及个性化建议，为不便行动、需要长期监测体温等变化的患者起到提示预警作用,并且整体设计小巧轻质，便于携带。

Description

一种便携式智能体温监测及降温系统

技术领域

本发明属于康复辅具技术领域，具体是一种便携式智能体温监测及降温系统。

背景技术

随着人们越来越注意健康生活，感冒发烧作为日常生活中常见的病症，大众更加关注。而鉴于世界疫情的状况，患者为不能近距离监护的传染性强的病毒感染人群，但却需长时间进行体温监测并协助其进行必要的降温，重症患者的体温即时检测、尽量避免近距离医患接触更显得尤为重要。而对老年人以及长期卧床、行动不便的人来说，通过实时监测并反馈数据监测身体健康状况也是十分有必要的。

一般退烧方法有一定副作用，而使用降温贴可通过物理方法（凝胶层水分蒸发带有人体热量）实现降温的目的，但是此类产品有的只有降温效果，有的可以通过变色体现大致温度变化，有的自带显示屏可看到实时温度，但都不能精确地监测到人体温度的变化并将它们记录下来；而人们常使用的温度计、体温测量的电子智能服装等只能显示体温，无法为发热患者基本的降温措施。为此需提供一种更加便捷地方式发明一种可降温、实时监测并具有即时提醒功能的穿戴式医疗器械。这种通过降温贴降温、数据监测进一步的治疗预防对特别是针对残障人士和卧病在床的人或是需要进行无接触测量体温的患者，发展前景较为乐观。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种便携式智能体温监测及降温系统。

本发明采取以下技术方案：一种便携式智能体温监测及降温系统，包括放置在额头处的降温贴、紧贴在太阳穴处的温度传感器以及监测显示部分，可替换的降温贴可放置在整体结构的靠近人体侧，两侧透气无纺布的端部设置粘链结构，温度传感器安装在透气无纺布上；所述的降温贴外侧安装有监测显示部分，监测显示部分包括显示屏、开关按键、纽扣电池、主控芯片以及蓝牙模块，纽扣电池为主控芯片供电，主控芯片分别与显示屏和温度传感器导线连接，主控芯片通过蓝牙模块与手机信号连接。整体采用头戴式结构，用粘链结构将其固定，头部结构适应人体额头形状，内部放置有可重复使用降温贴，可拆卸换用；两旁靠近人体太阳穴处放置有温度传感器检测体温变化，额头处为主要的监测显示装置，实现实时检测功能；产品配制手机软件收集数据并记录提醒。最终将降温贴与智能监测结合，达到降温及实时监测的目的，从而实现多功能化。

进一步的，降温贴采用三层结构，包括塑料保护膜、水凝胶和医用透气无纺布，水凝胶设置在塑料保护膜和医用透气无纺布之间。最内层（与皮肤接触处）为透气层，采用无纺布作为水凝胶附着的基底；中间层为降温层（核心），采用可重复使用的高含水率、高吸水率水凝胶；最外层为保护层，采用PE塑料，防止水分挥发。

进一步的，水凝胶的材料包括丙烯酸、氢氧化钠、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾、聚乙烯醇和薄荷脑。

一种水凝胶的制作方法，将丙烯酸加入水中配置得到30%左右的丙烯酸溶液，加入配置得到的不同浓度的氢氧化钠溶液，滴定氢氧化钠溶液至丙烯酸溶液pH为5～6，将得到的溶液搅拌10min后加入质量分数为0.75%聚乙烯醇，之后在90℃下加热搅拌10min，至聚乙烯醇完全溶解后加入质量分数为0.75%的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，一定量的薄荷脑等清凉物质，常温（约25℃）下搅拌均匀，最后在65℃烘箱中反应3h制备得到几组上述水凝胶。

对所得的几组水凝胶做拉伸、压缩试验，检测含水率的实验来测定其力学性能及降温效果，根据实验结果可知得到的含水率为50-60%时的水凝胶力学性能较好，但降温效果不够明显；而当水凝胶含水率为65-70%范围时的水凝胶，降温效果相对较好，力学性能和上一组比也不会有较大的差异。所以选用上述含水率为65%左右的水凝胶作为降温贴的核心以降温效果为主，力学性能为辅，与市场上的水凝胶相比在降温效果的基础上增加了一些力学性能，在此装置中可以稳定的发挥其降温作用。

一种便携式智能体温监测及降温系统的使用方法，包括以下步骤，

S100～在身体感到不适、发热时将便携式智能体温监测及降温系统戴在额头上，并通过两侧粘链结构调整系统使其适应用户头部大小，按动额头处的电源开关开始进行实时监测体温。

S200～系统每隔1~2min检测一次体温变化或实时监测体温。

S300～检测过程中，主控芯片实现数据处理，蓝牙模块进行数据实时传输，显示屏实时显示人体温度，患者可通过显示屏了解自身体温变化情况。

S400～蓝牙模块将人体温度传输至手机APP上，患者通过APP内的温度曲线图观察自己一段时间内的降温情况，还可通过APP上显示的降温贴使用时间及时更换降温贴以达到最大降温效果；若使用很长一段时间体温未变化或体温变得更高时，APP提醒患者及时到医院治疗。

监测系统为通过导线连接的温度传感器与监测显示装置，共同将温度信息传输至手机终端。

显示信息的手机终端用于显示并记录温度变化，结合体温升高速率及时达到提醒预警、个性化建议的作用。可依据使用时间及体温变化在水凝胶最低效用时提醒用户更换或不必继续使用降温贴。

与现有技术相比，本发明通过降温系统与实时监测系统的研究，多次实验制出符合要求的水凝胶，包括高含水率，有一定粘性，可重复利用等，检测其各项性能，确定产品各项参数指标。通过功能要求设计硬件电路，进行实践操作，检测灵敏度和准确性以达到精确检测，能够有效地，准确地给出历史记录、短期预测以及个性化建议，为不便行动、需要长期监测体温等变化的患者起到提示预警作用,并且整体设计小巧轻质，便于携带。

附图说明

图1是本发明的仰视立体图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的展开正视图；

图4是本发明的展开后视图；

图5是本发明的降温贴设计图；

图6是本发明的整体结构分解示意图I；

图7是本发明的整体结构分解示意图II；

图8是本发明的监测系统原理框图；

图9是本发明手机软件截面图I；

图10是本发明手机软件截面图II；

图11是本发明水凝胶的力学性能与含水率的关系图；

图12是本发明水凝胶的降温性能与含水率的关系图；

图中1-降温贴、2-温度传感器、3-透气无纺布、4-粘链结构、5-塑料保护膜、6-水凝胶、7-医用透气无纺布、8-显示屏、9-电源开关、10-检测按键、11-PCB电路板（主控芯片）、12-蓝牙模块、13-纽扣电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，一种便携式智能体温监测及降温系统，包括放置在额头处的降温贴1、紧贴在太阳穴处的温度传感器2以及监测显示部分，降温贴1放置在以无纺布3为主体的结构中，两侧透气无纺布3的端部设置粘链结构4，温度传感器2安装在透气无纺布3上；所述的降温贴1外侧安装有监测显示部分。如图5所示，监测显示部分包括显示屏8、电源开关9、检测按键10、纽扣电池10、主控芯片11以及蓝牙模块12，纽扣电池10为主控芯片11供电，主控芯片11分别与显示屏8和温度传感器2导线连接，主控芯片11通过蓝牙模块12与手机信号连接。

如图3所示，降温贴1包括塑料保护膜5、水凝胶6和医用透气无纺布7，水凝胶6设置在塑料保护膜5和医用透气无纺布7之间。

水凝胶6的材料包括丙烯酸、氢氧化钠、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾、聚乙烯醇和薄荷脑。

一种水凝胶的制作方法，将丙烯酸加入水中，并加入配置得到的不同浓度的氢氧化钠溶液，滴定加氢氧化钠溶液至丙烯酸溶液的pH为5～6，将的达到的溶液搅拌10min后加入聚乙烯醇，在90℃下加热搅拌10min后，加入N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾和薄荷脑等，常温（25摄氏度）下搅拌均匀，最后在65℃烘箱中反应3h制备得到所述降温贴。制备多组水凝胶进行材料力学性能及含水率测试，如图11所示，测得水凝胶含水率在53%-58%时，水凝胶的力学属性相对较好，随着含水率的增加，力学性能逐渐减小；如图12所示，当含水率在65%-70%时降温效果相对较好。综合实验所得，以降温效果为主、力学性能为辅，最终选择含水率为60%-65%的水凝胶作为降温系统的核心层。

本发明提供的一种便携式智能体温监测及降温系统，所述的用于人体降温的可重复利用降温贴为三层结构。温度传感器放置于太阳穴处准确获取温度信息的，导线连接两个传感器与额头部分的处理传输系统结合，通过装置内部的蓝牙传输至手机终端，实时监测体温。

具体的，所述的可重复利用降温贴放置于额头处，最内层（与皮肤接触处）为透气层；中间层为降温层（核心），采用可重复使用的高含水率、高吸水率水凝胶；最外层为保护层，采用PE塑料，减少水分蒸发。在使用时，将最外层揭下，把水凝胶部分放置于对应的额头部分，若降温效果开始缓慢，可将该片降温贴拆下，采用备用降温贴进行循环利用。不仅可以用作降温，还可以用来退烧或者是提神醒脑等，能够有效的降低身体的局部温度，进而达到降低全身温度的目的。

一种便携式智能体温监测及降温系统的使用方法，包括以下步骤，

S100～在身体感到不适、发热时将便携式智能体温监测及降温系统戴在额头上，并通过两侧粘链结构调整系统使其适应用户头部大小，按动额头处的电源开关开始进行实时监测体温。

S200～系统每隔1~2min检测一次体温变化或实时监测体温。

S300～检测过程中，主控芯片实现数据处理，蓝牙模块进行数据实时传输，显示屏实时显示人体温度，患者可通过显示屏了解自身体温变化情况。

S400～蓝牙模块将人体温度传输至手机APP上，患者通过APP内的温度曲线图观察自己一段时间内的降温情况，还可通过APP上显示的降温贴使用时间及时更换降温贴以达到最大降温效果；若使用很长一段时间体温未变化或体温变得更高时，APP提醒患者及时到医院治疗。

太阳穴处使用温度传感器精确检测人体温度，通过计算编程的方法，将传感器测温分辨率提高到0.1℃-0.01℃，使其满足体温测量的精度要求，并通过滤波算法减少干扰，进一步提高检测精度，而左右两侧的温度传感器共同采集温度，更能实现准确检测温度变化的目的，也可间接证明降温贴降温的效果。额头监测装置使用小型控制芯片实现数据处理，蓝牙模块进行实时传输，显示屏实时显示人体温度，电源开关控制整体检测系统开启情况，检测按键可依据用户个人情况点击即可实时监测，一般情况下平均每1~5min系统自动检测，此装置耗能少，使用纽扣电池供电，可以减少整体体积。

实际应用时，适当调整温度传感器与降温贴的位置，用粘链式设计将其戴在头部，之后按下按键对体温进行检测，额头部分的显示屏可以显示实时的体温。打开手机APP可以获得使用降温贴过程中的温度变化，连接蓝牙，查看历史记录、短期预测以及个性化建议，还可以为不便行动、需要长期监测体温等变化的患者起到提示预警作用。按动按键还可以刷新历史记录，显示新一轮的温度变化。用户可自行选择是否使用降温贴，添加降温贴后手动设置APP提醒开关，在即将达到使用极限时提醒用户更换或不必继续使用降温贴。本发明可重复使用，实现多功能集成，且轻质便携，经济实惠，使用方便。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (5)

1.一种便携式智能体温监测及降温系统，其特征在于：包括放置在额头处的降温贴（1）、紧贴在太阳穴处的温度传感器（2）以及监测显示部分，降温贴（1）两侧分别连接透气无纺布（3），两侧透气无纺布（3）的端部设置粘链结构（4），温度传感器（2）安装在透气无纺布（3）上；所述的降温贴（1）外侧安装有监测显示部分，监测显示部分包括显示屏（8）、电源开关（9）、检测按键（10）、纽扣电池（13）、主控芯片（11）以及蓝牙模块（12），纽扣电池（13）为主控芯片（11）供电，主控芯片（11）分别与显示屏（8）和温度传感器（2）导线连接，主控芯片（11）通过蓝牙模块（12）与手机信号连接。

2.根据权利要求1所述的便携式智能体温监测及降温系统，其特征在于：所述的降温贴（1）包括塑料保护膜（5）、水凝胶（6）和医用透气无纺布（7），水凝胶（6）设置在塑料保护膜（5）和医用透气无纺布（7）之间。

3.根据权利要求2所述的便携式智能体温监测及降温系统，其特征在于：所述的水凝胶（6）的材料包括丙烯酸、氢氧化钠、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾、聚乙烯醇和薄荷脑。

4.一种如权利要求3所述的水凝胶的制作方法，其特征在于：将丙烯酸加入水中，并加入配置得到的不同浓度的氢氧化钠溶液，滴入所得溶液中至pH为5～6，将得到的溶液搅拌10min后加入聚乙烯醇，在90℃下加热搅拌10min后，加入N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾和薄荷脑等， 25℃下搅拌均匀，最后在65℃烘箱中反应3h制备得到所述水凝胶。

5.一种如权利要求3所述的便携式智能体温监测及降温系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100～在身体感到不适、发热时将便携式智能体温监测及降温系统戴在额头上，并通过两侧粘链结构调整系统使其适应用户头部大小，按动额头处的电源开关开始进行实时监测体温；

S200～系统每隔1~2min检测一次体温变化或实时监测体温；

S300～检测过程中，主控芯片（11）实现数据处理，蓝牙模块进行数据实时传输，显示屏实时显示人体温度，患者可通过显示屏了解自身体温变化情况；

S400～蓝牙模块将人体温度传输至手机APP上，患者通过APP内的温度曲线图观察自己一段时间内的降温情况，还可通过APP上显示的降温贴使用时间及时更换降温贴以达到最大降温效果；若使用很长一段时间体温未变化或体温变得更高时，APP提醒患者及时到医院治疗。

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