CN203935187U - 一种新生儿呼吸传感器及使用该传感器的医用监护仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种新生儿呼吸传感器，包括上表面薄膜、下表面薄膜、及设置在上表面薄膜和下表面薄膜之间的压电传感器和反馈器；第一引线和第二引线分别与压电传感器相连接；第三引线与反馈器相连接；所述压电传感器、反馈器、第一引线、第二引线和第三引线分别封装于上表面薄膜和下表面薄膜之间；所述第一引线、第二引线和第三引线向上、下表面薄膜外部延伸。本实用新型可大幅降低装置的生产成本，增加抗干扰的能力，并且具有高灵敏度的特点，能够感应病人微弱的呼吸，减小窒息误报的概率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种呼吸传感器，特别涉及一种新生儿呼吸传感器及使用该传感器的医用监护仪。
背景技术
目前，越来越多的呼吸传感器采用压电传感器（或压电线缆、压力传感器、加速度传感器）通过监测胸腹起伏的方式来对病人进行呼吸监护，这是利用此类传感器具有高灵敏度、低成本的特点。而大多数装置采用床垫内铺设传感器、在病人体表粘贴或绑定传感器、借助液体或气体床垫连通传感器等方式进行呼吸监护。
采用床垫内铺设压电传感器（横向、纵向及S型铺设）的方式进行设计，这样所用传感器的总面积较大，加其固定物及床垫本身，使总体成本价格较高。另外，由于此类传感器具有高灵敏度特性，铺设较多的传感器将降低抗干扰性能，不但容易引入到病人的轻微肢体动作干扰信号，也避免不了来自病人以外的噪声干扰（如医护人员的脚步声），这将为后续信号的处理增加额外开销。
采用医用粘结剂或绑带将传感器固定在病人胸部或腹部的方式也较普遍。但粘贴在新生儿皮肤上存在很多弊端，有的新生儿皮肤对粘结剂过敏，这将引起不适甚至疼痛，造成新生儿哭闹。当取下传感器时会不可避免的引起新生儿疼痛。采用绑带的方法，其绑定的松紧程度无法一次性设定，绑带较紧容易造成新生儿不适甚至哭闹，绑带较松影响呼吸信号的质量，所以实际操作将花费较多的时间来试验，降低监护的及时性。
采用液体/气体床垫通过连接导管，人体躺在床垫上，传感器可感应导管内液体/气体的变化，但这不但要求精密的设计从而增加成本，并且存在液体/气体泄漏的可能性。
另外，若监测到新生儿呼吸率为零即认为窒息也比较武断，需采取进一步的措施进行处理，这是因为有的新生儿出现短暂的呼吸暂停仍属于正常现象，若此时发出窒息报警提示音，可能会降低监护装置的可信度。
实用新型内容
本实用新型要为了克服以上述缺陷，提供一种低成本、高舒适度、易操作、准确有效的新生儿呼吸传感器
本实用新型提供了一种新生儿呼吸传感器，包括上表面薄膜、下表面薄膜、及设置在上表面薄膜和下表面薄膜之间的压电传感器和反馈器；第一引线和第二引线分别与压电传感器相连接；第三引线与反馈器相连接；所述压电传感器、反馈器、第一引线、第二引线和第三引线分别封装于上表面薄膜和下表面薄膜之间；所述第一引线、第二引线和第三引线向上、下表面薄膜外部延伸。
作为本实用新型的进一步改进，所述压电传感器包括传感器载体、设置于传感器载体上的下表面电极、设置于下表面电极上的压电感应材料、及设置于压电感应材料及上的表面电极。
作为本实用新型的进一步改进，电极柱分别设置于下表面电极和上表面电极的相应位置；一电极引线与电极柱连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述电极引线与第一引线及第二引线相连接。
本实用新型提供一种医用监护仪，包括如上所述的新生儿呼吸传感器；所述监护仪包括呼吸信号处理及呼吸率计算模块和反馈模块；所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块和反馈模块分别与呼吸传感器相连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述压电传感器通过第一引线和第二引线与所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块相连接；所述反馈模块通过第三引线与反馈器相连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块根据呼吸传感器采集的呼吸波信号。对呼吸状态进行识别，并计算相应的呼吸率，并将当前的呼吸状态传输至反馈模块；所述反馈器根据呼吸状态确定是否启动反馈器。
作为本实用新型的进一步改进，所述反馈器获取的呼吸状态包括窒息状态及非窒息状态；当呼吸状态为非窒息状态时，则反馈模块发送不启动信号到反馈器，使反馈器处于待机状态；当呼吸状态为窒息状态时，则反馈模块发送启动信号到反馈器，使反馈器启动。
本实用新型提供的一种新生儿呼吸传感器，可采用单片小尺寸的压电传感器作为呼吸信号的采集部件，可大幅降低装置的生产成本。而呼吸传感器采用非粘贴的方式接触病人，一方面可避免病人皮肤过敏的可能性，另一方面可避免取下传感器时的疼痛感。同时，由于采用的压电传感器尺寸小、厚度薄，决定了封装后整体呼吸传感器的形状尺寸小、厚度薄，具有较高的舒适性。呼吸传感器与病人的接触部位没有具体限制，只需将其置于腹部起伏位置即可，不需要丰富的临床经验的医护人员操作，使监护装置的适用范围不仅仅局限于医疗场所。同时，由于操作过程简单容易，节省监护前的准备时间，能够及时对病人进行监护。呼吸传感器与病人的接触采用相对运动的方式，增加抗干扰的能力，为后续信号处理减少开销。呼吸传感器具有高灵敏度的特点，能够感应病人微弱的呼吸，减小窒息误报的概率。另外，呼吸传感器内嵌入反馈器，当新生儿呼吸状态出现窒息时，则启动反馈器进行刺激，促使新生儿进行呼吸运动。如果新生儿恢复到正常呼吸则停止刺激，如果呼吸状态依然处于窒息状态，则产生窒息报警。这将减少窒息的误判，提高监护装置的准确率，增加信任度。
附图说明
图1为实用新型的一种新生儿呼吸传感器的整体示意图；
图2为实用新型的一种新生儿呼吸传感器的组件示意图；
图3为实用新型一种使用该呼吸传感器的医用监护仪。
具体实施方式
请参照图1至图2，本实用新型提供一种新生儿呼吸传感器，包括上表面薄膜101、下表面薄膜102、及设置在上表面薄膜101和下表面薄膜102之间的压电传感器111和反馈器121；该上表面薄膜101和下表面薄膜102将压电传感器111和反馈器进行封装，同时将与连接压电传感器111的第一引线112、第二引线113和连接反馈器121的第三引线122也一并封装，而在第一引线112、第二引线113及第三引线122向上下表面薄膜外部延伸；该呼吸传感器贴附于新生儿的腹部。其中压电传感器111对新生儿的呼吸信号进行采集；该压电传感器111包括传感器载体1110，设置于传感器载体1110上的下表面电极1111，设置于下表面电极1111上的压电感应材料1112，设置于压电感应材料1112及上的表面电极1113，及分别设置于下表面电极1111和上表面电极1113上相应位置的电极柱1114，电极引线1115与电极柱1114连接；同时电极引线1115与第一引线112及第二引线113相连接，进行电信号传输。其中下表面电极1111、压电感应材料1112、上表面电极1113粘附在传感器载体1110上。当外界对压电传感器111施加变力时，传感器载体1110弯曲形变，同时压电感应材料1112会随之形变并将形变转化为电荷信号，最终通过电极柱1114和电极引线1115输出。
当新生儿穿有纸尿裤或类似的衣物时，将呼吸传感器贴附新生儿腹部与纸尿裤之间，当新生儿呼吸时腹部会相应起伏，夹于其内的呼吸传感器1中的压电传感器111受到起伏施加的外界变力而产生形变，进而输出电信号，即呼吸波信号。腹部起伏变化越大，压力传感器111产生的形变也越大，呼吸波信号幅度越大。新生儿连续呼吸时，压电传感器111产生幅度变化的呼吸波信号，且变化频率与呼吸频率一致。
请参照图3，本实用新型提供一种使用上述呼吸传感器的医用监护仪，包括呼吸传感器1及监护仪2；所述监护仪包括呼吸信号处理及呼吸率计算模块22和反馈模块21；所述压电传感器111通过第一引线112和第二引线113与所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块22相连接；所述反馈模块21通过第三引线122与反馈器121相连接。呼吸传感器1采集到的呼吸波信号通过第一引线112和第二引线113传送到监护仪2中的呼吸信号处理与呼吸率计算模块22，通过模块内嵌的算法进行呼吸状态识别及相应呼吸率计算，并将当前的呼吸状态输入到反馈模块21，由反馈器根据呼吸状态确定是否启动反馈器；如果呼吸状态为非窒息状态，则反馈模块21发送“不启动”信号到反馈器121，此时反馈器121将一直处于待机状态；如果呼吸状态为窒息状态，则反馈模块21发送“启动”信号到反馈器21中，则反馈器启动，刺激新生儿促使其呼吸，此时将持续获取新生儿的呼吸状态。若检测到呼吸并且呼吸状态恢复到正常，则反馈模块发送“不启动”信号到反馈器121中，反馈器则停止刺激；若呼吸状态依然为窒息，则监护仪2发出窒息报警提示音，促使医护人员进行紧急处理。
所述呼吸传感器1内用于采集信号的传感器不局限于压电传感器，任何厚度较薄、面积较小的压力传感器、压电线缆、加速度传感器都将适用。所述呼吸传感器1的外部封装采用可拆卸的方式进行设计，提高核心部件的重复利用率，只更换外部封装，降低成本。所述呼吸传感器1的内部添加快速体温探头进行新生儿体温监测，代替目前常用的水银体温计，将节省临床体温测量时间，并能够进行连续、实时的体温监测。
本实用新型提供的一种新生儿呼吸传感器，可采用单片小尺寸的压电传感器作为呼吸信号的采集部件，可大幅降低装置的生产成本。而呼吸传感器采用非粘贴的方式接触病人，一方面可避免病人皮肤过敏的可能性，另一方面可避免取下传感器时的疼痛感。同时，由于采用的压电传感器尺寸小、厚度薄，决定了封装后整体呼吸传感器的形状尺寸小、厚度薄，具有较高的舒适性。呼吸传感器与病人的接触部位没有具体限制，只需将其置于腹部起伏位置即可，不需要丰富的临床经验的医护人员操作，使监护装置的适用范围不仅仅局限于医疗场所。同时，由于操作过程简单容易，节省监护前的准备时间，能够及时对病人进行监护。呼吸传感器与病人的接触采用相对运动的方式，增加抗干扰的能力，为后续信号处理减少开销。呼吸传感器具有高灵敏度的特点，能够感应病人微弱的呼吸，减小窒息误报的概率。另外，呼吸传感器内嵌入反馈器，当新生儿呼吸状态出现窒息时，则启动反馈器进行刺激，促使新生儿进行呼吸运动。如果新生儿恢复到正常呼吸则停止刺激，如果呼吸状态依然处于窒息状态，则产生窒息报警。这将减少窒息的误判，提高监护装置的准确率，增加信任度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种新生儿呼吸传感器，其特征在于，包括上表面薄膜、下表面薄膜、及设置在上表面薄膜和下表面薄膜之间的压电传感器和反馈器；第一引线和第二引线分别与压电传感器相连接；第三引线与反馈器相连接；所述压电传感器、反馈器、第一引线、第二引线和第三引线分别封装于上表面薄膜和下表面薄膜之间；所述第一引线、第二引线和第三引线向上、下表面薄膜外部延伸。
2.如权利要求1所述的一种新生儿呼吸传感器，其特征在于，所述压电传感器包括传感器载体、设置于传感器载体上的下表面电极、设置于下表面电极上的压电感应材料、及设置于压电感应材料及上的表面电极。
3.如权利要求2所述的一种新生儿呼吸传感器，其特征在于，电极柱分别设置于下表面电极和上表面电极的相应位置；一电极引线与电极柱连接。
4.如权利要求3所述的一种新生儿呼吸传感器，其特征在于，所述电极引线与第一引线及第二引线相连接。
5.一种医用监护仪，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的新生儿呼吸传感器；所述监护仪包括呼吸信号处理及呼吸率计算模块和反馈模块；所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块和反馈模块分别与呼吸传感器相连接。
6.如权利要求5所述的一种医用监护仪，其特征在于，所述压电传感器通过第一引线和第二引线与所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块相连接；所述反馈模块通过第三引线与反馈器相连接。
7.如权利要求6所述的一种医用监护仪，其特征在于，所述呼吸信号处理及呼吸率计算模块根据呼吸传感器采集的呼吸波信号，对呼吸状态进行识别，并计算相应的呼吸率，并将当前的呼吸状态传输至反馈模块；所述反馈器根据呼吸状态确定是否启动反馈器。
8.如权利要求7所述的一种医用监护仪，其特征在于，所述反馈器获取的呼吸状态包括窒息状态及非窒息状态；当呼吸状态为非窒息状态时，则反馈模块发送不启动信号到反馈器，使反馈器处于待机状态；当呼吸状态为窒息状态时，则反馈模块发送启动信号到反馈器，使反馈器启动。
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Cited By (2)
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| CN105943050A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-21 | 广西长益智能科技有限公司 | 一种穿戴式呼吸检测设备 |
| CN110215190A (zh) * | 2019-06-09 | 2019-09-10 | 中国人民解放军海军特色医学中心 | 一种具备生命体征探测和定位功能的装置 |
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