CN114145711B - 一种人体压力性损伤预防用监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及健康护理技术领域，尤其是公开了一种人体压力性损伤预防用监测系统，包括电源系统、控制系统、传感和执行系统和用户控制端，所述控制系统包括主控单元，所述主控单元电连接有压力监测网络、患者数据库、训练模型库、电极阵列驱动单元，所述传感和执行系统包括电机阵列、压力传感阵列、限位开关阵列、机械支持结构和调整机构。有益效果在于：可实时监测受压部位的压力、受压区域面积、受压时间，并通过2D和3D的方式图形化显示，根据患者自身状况，通过自适应学习模型和参考数据库，计算出受压时间上限值，提供提前预警和用户提示；通过调整机构可以进行自动的减压处理，智能、便捷的解决压力性损伤问题，减轻医护工作负担和患者痛苦。

Description

一种人体压力性损伤预防用监测系统

技术领域

本发明涉及健康护理技术领域，尤其是涉及一种人体压力性损伤预防用监测系统。

背景技术

压力性损伤是身体局部组织长期受压，神经营养紊乱及血液循环障碍，组织营养缺乏，致使皮肤失去正常功能而引起的组织破损和坏死的一类疾病，是卧床病人最常见并发症之一，尤其随着老龄患病人群增加，发病率也有所增加。压力性损伤治疗护理花费高、难度大，且持续影响着患者的健康状况、生活质量，增加健康保健资源和医疗费用。压疮的预防重于压疮的治疗。

各国学术机构发布的压力性损伤预防相关指南均指出，局部减压是预防压疮最有效的措施，临床通过减压床垫、定时翻身等措施起到局部减压的作用，目前市场上生产了各类减压设备，在临床得到广泛应用，然而患者疾病、营养、皮肤状况等差异较大，到底应该间隔多久翻身合适？什么样的减压设备适合于什么样的患者？诸如此类的问题始终困扰着临床护理人员。需要一个科学的局部压力监测系统针对每个患者提供直观的监测数据，设定预警提示，给护理人员预警提供直观的、科学的参考依据，并提供相应的处理措施。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出一种人体压力性损伤预防用监测系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种人体压力性损伤预防用监测系统，包括电源系统、控制系统、传感和执行系统和用户控制端，所述电源系统、所述控制系统、所述传感和执行系统与所述用户控制端电连接；

所述电源系统包括电源压滤波、电源调整和管理单元；

所述控制系统包括主控单元，所述主控单元电连接有压力监测网络、患者数据库、训练模型库、电极阵列驱动单元；

所述传感和执行系统包括电机阵列、压力传感阵列、限位开关阵列、机械支持结构和调整机构，电机阵列由若干个可直线伸缩的电机驱动单元组成，所述压力传感阵列由若干个压力传感器组成，所述限位开关阵列由若干个限位开关组成，一个电机驱动单元串联一个压力传感器和一个限位开关，所述电机阵列、所述压力传感阵列、所述限位开关阵列固定在所述机械支持结构内组成调整机构；

所述用户控制端包括人机交互操作控制端、移动APP操作控制端、远程监护控制端。

进一步的，所述患者数据库包括患者的身高、年龄、性别、感知能力、皮肤潮湿系数、活动能力、移动能力、营养摄取系数、皮肤摩擦和剪切。

进一步的，所述压力监测网络为薄膜压力传感器。

进一步的，所述电极阵列驱动单元与组成所述电机阵列电机驱动单元电连接。

进一步的，所述电机阵列中的电机驱动单元为电动伸缩杆。

进一步的，所述调整机构的调整范围为0-30°。

人体压力性损伤预防用监测系统的使用方法包括以下步骤：

步骤1：系统初始化完成后，使用者体位初步确认；

步骤2：通过用户控制端将使用者参数录入，需要录入的参数包括患者：身高H，年龄E，性别S，感知能力X1-X3，皮肤潮湿系数X4，活动能力X5，移动能力X6，营养摄取系数X7，皮肤摩擦和剪切力X8；

步骤3：主控单元根据初始体位，选择卧位、坐立等大分类，利用压力传感阵列进行压力检测，根据检测结果，进行2D和3D的图形化测绘和显示；

步骤4：主控单元根据参数和信息的录入，通过访问患者数据库和利用训练模型库内的训练模型计算出当前体位受压的时间预警范围，并启动下限时间的倒计时；

步骤5：主控单元根据使用者体位改变情况，持续监测相关压力参数、区域的变化，并自动修正受压时间预警范围限值；

步骤6：当患者某个体位持续时间进入预警下限时，控制系统给出语音、报警提示，同时可以通过声光方式通知其他监护者；

步骤7：根据操作者的选择，系统可以通过调整机构自动调整使用者的姿态，改变受压部位和区域，预防压力性损伤；操作者也可以协作使用者，进行手动体位调整；体位调整的角度为0～30°；

步骤8：如果改变体位后，选择结束系统的受压情况监测，则输出监测报告；如果改变体位后，选择继续监测，则系统重复步骤4-7。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：可实时监测受压部位的压力、受压区域面积、受压时间，并通过2D和3D的方式图形化显示，根据患者自身状况，通过自适应学习模型和参考数据库，计算出受压时间上限值，提供提前预警和用户提示；通过调整机构可以进行自动的减压处理，智能、便捷的解决压力性损伤问题，减轻医护工作负担和患者痛苦。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的使用方法流程图；

图3是本发明的人体受压部位2D图形化显示图；

图4是本发明的人体受压部位3D图形化显示图；

图5是本发明的自适应预警时间计算模型流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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-图5所示，一种人体压力性损伤预防用监测系统，包括电源系统、控制系统、传感和执行系统和用户控制端，电源系统、控制系统、传感和执行系统与用户控制端电连接；

电源系统包括电源压滤波、电源调整和管理单元，电源系统负责系统所有模块的供电管理和监控；

控制系统包括主控单元，主控单元电连接有压力监测网络、患者数据库、训练模型库、电极阵列驱动单元，通过压力监测网络、利用患者数据库和当前使用者详细体征参数，在训练模型库支撑下，进行预警时间计算，将当前患者体位对应的受压面积、受压压力大小通过2D和3D图形显示到用户控制端，所述压力监测网络为薄膜压力传感器，用于监测人体在检测设备上的活动导致的压力变化，所述患者数据库包括患者的身高、年龄、性别、感知能力、皮肤潮湿系数、活动能力、移动能力、营养摄取系数、皮肤摩擦和剪切，训练模型库用来根据被检测者的活动情况自动计算当前体位受压的时间预警范围；

传感和执行系统包括电机阵列、压力传感阵列、限位开关阵列、机械支持结构和调整机构，电机阵列由若干个可直线伸缩的电机驱动单元组成，电机驱动单元为电动伸缩杆，压力传感阵列由若干个压力传感器组成，限位开关阵列由若干个限位开关组成，一个电机驱动单元串联一个压力传感器和一个限位开关，电机阵列、压力传感阵列、限位开关阵列固定在机械支持结构内组成调整机构，调整机构用于带动检测床的床板倾斜从而方便被监测者进行坐起或翻身活动，所述电极阵列驱动单元与组成所述电机阵列电机驱动单元电连接，通过主控单元控制电机阵列中的电机驱动单元单独工作，传感和执行系统主要负责系统设定时间耗尽后，执行使用者的指令，根据训练模型库和患者数据库信息，进行体位自动调整，或者操作者也可以协作使用者，进行手动体位调整，体位调整的限定范围是0-30°范围；

用户控制端包括人机交互操作控制端、移动APP操作控制端、远程监护控制端，主要实现人机交互功能，即录入用户信息、动态显示人体受压区域、压力大小和时间等参数，并在设定时间耗尽时提醒使用者/监护者，及时调整体位，避免压力性损伤血管、肌肉组织和神经系统等。

人体压力性损伤预防用监测系统的使用方法包括以下步骤：

步骤1：系统初始化完成后，使用者体位初步确认；

步骤2：通过用户控制端将使用者参数录入，需要录入的参数包括患者：身高H，年龄E，性别S，感知能力X1-X3，皮肤潮湿系数X4，活动能力X5，移动能力X6，营养摄取系数X7，皮肤摩擦和剪切力X8；

步骤3：主控单元根据初始体位，选择卧位、坐立等大分类，利用压力传感阵列进行压力检测，根据检测结果，进行2D和3D的图形化测绘和显示；

步骤4：主控单元根据参数和信息的录入，通过访问患者数据库和利用训练模型库内的训练模型计算出当前体位受压的时间预警范围，并启动下限时间的倒计时；

步骤5：主控单元根据使用者体位改变情况，持续监测相关压力参数、区域的变化，并自动修正受压时间预警范围限值；

步骤6：当患者某个体位持续时间进入预警下限时，控制系统给出语音、报警提示，同时可以通过声光方式通知其他监护者；

步骤7：根据操作者的选择，系统可以通过调整机构自动调整使用者的姿态，改变受压部位和区域，预防压力性损伤；操作者也可以协作使用者，进行手动体位调整；体位调整的角度为0～30°；

步骤8：如果改变体位后，选择结束系统的受压情况监测，则输出监测报告；如果改变体位后，选择继续监测，则系统重复步骤4-7。

其中，训练模型计算当前体位受压的时间预警范围(自适应预警时间计算模型)公式为：

生活能力Barthel指数评分函数：

Y1＝f0(y1,y2…,y10)＝B11*y1+B12*y2+…+B1,10*y10；

Barthel指数正常者体位时间预警函数：

T1＝f1(h,w,e,s)＝k11*h+k12*w*k13*e+k14*s；

Barthel指数不正常者，压疮Braden评分函数：

Y2＝f2(X1,X2,X3…,X6)＝k21*X1+k22*X2+…+k26*X6；

Barthel指数不正常者体位时间预警函数：T1＝f2(Y2)

修正预警时间：T＝T1*f4(P,L)

其中各参数代表含义如下表：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：包括电源系统、控制系统、传感和执行系统和用户控制端，所述电源系统、所述控制系统、所述传感和执行系统与所述用户控制端电连接；

所述电源系统包括电源压滤波、电源调整和管理单元；

所述控制系统包括主控单元，所述主控单元电连接有压力监测网络、患者数据库、训练模型库、电极阵列驱动单元；

所述传感和执行系统包括电机阵列、压力传感阵列、限位开关阵列、机械支持结构和调整机构，所述电机阵列、所述压力传感阵列、所述限位开关阵列固定在所述机械支持结构内组成调整机构；

所述用户控制端包括人机交互操作控制端、移动APP操作控制端、远程监护控制端；

人体压力性损伤预防用监测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤1：被评估者生活能力参数和基本体征参数输入，生活能力参数为生活能力的评分，包括进食y₁、洗澡y₂、修饰y₃、穿衣y₄、控制大便y₅、控制小便y₆、如厕y₇、座椅转移y₈、平地行走y₉、上下楼梯y₁₀，基本体征参数包括身高h、体重w、年龄e、性别s；

步骤2：被评估者生活能力指数Y₁评估，根据被评估者对自己生活能力的选择进行自动打分得到被评估者生活能力指数Y₁，以便于系统决策当某个体位时间到后，是否必须协作者才能够改变当前体位；

步骤3：生活能力指数Y₁与Y_th比较确定是否低于Y_th；

步骤3.1：当Y₁≤Y_th，预警时间计算T₁＝f₂(Y₂),

Y₂＝f₂(X₁,X₂,X₃…,X₆)＝k₂₁*X₁+k₂₂*X₂+…+k₂₆*X₆；

其中，X₁为感知能力，X₂为皮肤潮湿系数，X₃为活动能力，X₄为移动能力，X₅为营养摄取系数，X₆为皮肤摩擦和剪切力，k₂₁为感知能力的加权系数，k₂₂为皮肤潮湿系数的加权系数，k₂₃为活动能力的加权系数，k₂₄为移动能力的加权系数，k₂₅为营养摄取系数的加权系数，k₂₆为皮肤摩擦和剪切力的加权系数；

步骤3.2：当Y₁＞Y_th，预警时间计算T₁＝f₁(h,w,e,s)；

f₁(h,w,e,s)＝k₁₁*h+k₁₂*w*k₁₃*e+k₁₄*s；

其中，h为身高、w为体重、e为年龄、s为性别，k₁₁为身高的加权系数、k₁₂为体重的加权系数、k₁₃为年龄的加权系数、k₁₄为性别的加权系数；

步骤4：根据体位，修正预警时间T，根据被评估者受压部位最大压强P、被评估者所对应的受压身体部位L，f₄和压力性损伤数据库，利用T＝T₁*f₄(P,L)模型来修正预警时间，达到自适应体位、自适应受压部位的动态预警时间；

步骤5：系统预警时间达到之前，被评估者体位改变后，系统可以重新按照步骤4重新修正系统预警时间；系统预警时间到后，发出声音和预警提示，并通知远程监护控制端，经过操作者确认后可以自动调整体位，也可以由监护者来协助调整体位，具体方式是由被评估者当前的身体状态来确定。

2.根据权利要求1所述的一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：所述电机阵列由若干个可直线伸缩的电机驱动单元组成，所述压力传感阵列由若干个压力传感器组成，所述限位开关阵列由若干个限位开关组成，一个电机驱动单元串联一个压力传感器和一个限位开关。

3.根据权利要求1所述的一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：所述患者数据库包括患者的身高、年龄、性别、感知能力、皮肤潮湿系数、活动能力、移动能力、营养摄取系数、皮肤摩擦和剪切。

4.根据权利要求1所述的一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：所述压力监测网络为薄膜压力传感器。

5.根据权利要求2所述的一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：所述电极阵列驱动单元与组成所述电机阵列电机驱动单元电连接。

6.根据权利要求2所述的一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：所述电机阵列中的电机驱动单元为电动伸缩杆。

7.根据权利要求2所述的一种人体压力性损伤预防用监测系统，其特征在于：所述调整机构的调整范围为0-30°。