CN218458103U - 一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，涉及生物电阻抗监测技术领域，包括通讯连接的可穿戴设备和云服务器；可穿戴设备包括可穿戴式外套、传感器模块、控制模块、电源模块，传感器模块、控制模块和电源模块均与可穿戴式外壳连接，传感器模块和控制模块均与电源模块电连接，传感器模块与控制模块电连接，控制模块与云服务通讯连接。本申请具有对传染病、危重症患者生命体征的无创、远程监控，利用互联网技术将数据上传云平台，供医生端进行远程判读及指导的功能。

Description

一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统

技术领域

本实用新型涉及生物电阻抗监测技术领域，尤其涉及一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统。

背景技术

据报道，住院患者生命体征因未被连续监测出现一系列不良事件；ICU之外时常发生可预防的死亡；84％的患者在心肺停搏前8小时内表现出恶化的迹象，近几年研发的可穿戴心血管设备、血氧监测产品蓬勃出现，然而市面上缺少一种可以连续监测肺通气血流状态的可穿戴装置。电阻抗成像技术(electrical impedance tomography，EIT)是一种无创、无辐射的肺通气监测技术，通过患者呼吸时气体进出肺部时产生的肺部电阻变化，实时显示肺部气体及血流灌注的分布。

。俯卧位通气作为肺保护性策略的一种手段，通过改善通气血流比例，使肺及气管内分泌物在重力作用下能更好引流，并减少心脏及纵隔对下垂肺区压迫。然而俯卧位通气的实施需在床旁密切监测。EIT可以更好地实现持续观察并早期提示俯卧位通气的治疗反应。院外危重患者无法及时接受胸部影像学及肺功能检查；有些ICU患者不能耐受有创及造影剂；慢性肺病患者闭环或居家自我管理时无法了解肺部局部通气受限程度及血流灌注情况，影像结果及肺功能参数更是无法反馈至临床医生。目前传染病大流行时代，智能监测、云端分析、远程医疗对于节约医疗资源及监护成本、危重症或慢病闭环管理，都有十分重要的意义。

因此，提出一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统。

实用新型内容

本说明书提供一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，可实现对传染病、危重症患者生命体征的无创、远程监控，利用互联网技术将数据上传云平台，供医生端进行远程判读及指导。

本申请提供的一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统采用如下的技术方案：

包括通讯连接的可穿戴设备和云服务器；

所述可穿戴设备包括可穿戴式外套、传感器模块、控制模块、电源模块，所述传感器模块、所述控制模块和所述电源模块均与所述可穿戴式外壳连接，所述传感器模块和所述控制模块均与所述电源模块电连接，所述传感器模块与所述控制模块电连接，所述控制模块与所述云服务通讯连接；

所述传感器模块包括EIT监测单元、血压监测单元、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元，所述EIT检测单元、所述血压监测单元、所述心电监测单元、所述体温监测单元、所述血氧监测单元均与所述可穿戴式外壳连接，所述EIT检测单元、所述血压监测单元、所述心电监测单元、所述体温监测单元、所述血氧监测单元均与所述电源模块电连接，所述EIT检测单元、所述血压监测单元、所述心电监测单元、所述体温监测单元、所述血氧监测单元均与所述控制模块电连接。

可选的，所述可穿戴设备还包括语音模块，所述语音模块与所述可穿戴式外壳连接，所述语音模块还与所述控制模块电连接。

可选的，所述语音模块包括麦克风，所述可穿戴式外套的领口表面与所述麦克风连接，所述可穿戴式外套的胸口处与所述控制模块连接，所述可穿戴式外套的镂空处与所述EIT检测单元固定连接，所述血压监测单元与与所述控制模块有线连接。

可选的，所述控制模块包括一体集成的微处理器、可触屏显示器和通讯单元。

可选的，所述EIT检测单元包括胸电极带、腹电极带，所述胸电极带与所述可穿戴式外套的平乳头处绑定连接，所述腹电极带与所述可穿戴式外套的平剑突处绑定连接。

可选的，所述胸电极带和所述腹电极带的背部均设有魔术贴部。

可选的，所述胸电极带包括偶数个等距排列的电极，所述腹电极带包括偶数个等距排列的电极。

可选的，所述胸电极带包括8个等距排列的电极，所述腹电极带包括8个等距排列的电极。

本实用新型，实现对传染病、危重症患者生命体征的无创、远程监控，利用互联网技术将数据上传云平台，供医生端进行远程判读及指导。尤其是对需要肺复张、肺血流再灌注患者的连续监测，实时评估其治疗反应。及时提醒医师采取干预措施，减少不良事件；慢病患者居家自我管理时实现同步肺部通气血流监测，使用者能查看自己的呼吸参数、血氧血压心电监测数据及历史趋势，云端处理器将数据采集统计，指导终端临床决策。

附图说明

图1为本实用新型实施例中基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中可穿戴设备1的系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例中可穿戴设备1的结构示意图。

附图标记：1、可穿戴设备；11、可穿戴式外套；12、传感器模块；121、 EIT监测单元；1211、胸电极带；1212、腹电极带；122、血压监测单元；123、血氧监测单元；13、控制模块；14、电源模块；15、麦克风；2、云服务器。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统。

参照图1和图2，包括通讯连接的可穿戴设备1和云服务器2。可穿戴设备 1包括可穿戴式外套11、传感器模块12、控制模块13、电源模块14，传感器模块12、控制模块13和电源模块14均与可穿戴式外套11连接，传感器模块 12和控制模块13均与电源模块14电连接，传感器模块12与控制模块13电连接，控制模块13与云服务器2通讯连接。可穿戴式外套11整体型号尺寸需定制，适用不同体型患者使用，亦或采用柔性弹性材料制造而成，如科技布面，耐磨耐脏，避免长期使用导致皮肤擦伤。

参照图3，传感器模块12包括EIT监测单元121、血压监测单元122、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元123，EIT检测单元121、血压监测单元122、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元123均与可穿戴式外套 11连接，EIT检测单元121、血压监测单元122、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元123均与电源模块14电连接，EIT检测单元121、血压监测单元 122、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元123均与控制模块13电连接。血氧监测单元123设置为按键形式，内置触摸感应电极，接收到手指触摸信号后，开启本系统，并激活初始测量模式(血氧、心率)。电源模块14，既可设有电池仓行供电，也可连接电源/USB接口。USB接口可用于和PC等外部设备进行数据交互，及提供外部供电和给电池充电。

EIT监测单元121主要采用电阻抗成像技术，电阻抗成像技术是一种以利用人体内部的电阻率分布为目标、重建体内组织图像的技术。现有的EIT床旁装置是将两条电极带一上一下分别缠缚到胸壁上；每条电极带包含16个电极。机器对两个相邻电极施加电流激励”I1”，然后测量其它相邻电极之间的电压“Vn”(n＝1,2,…,13)，得到一组电压。重复此过程，得到多组电压。通过分析测量到的电压进行三维图像重建，即可得到最终的三维图像。肺组织的电阻率随其内部气体含量的变化而变化：当气体含量增加(吸气)时，组织电阻率升高；当气体含量减少(呼气)时，组织电阻率降低。肺组织的电阻率也会随其内部血液灌注情况而变化。当胸腔内肺组织的电阻率发生变化时，边界上的测量电压也会发生变化。现有的EIT装置利用有限元法(FEM)进行正向建模，利用线性化的一步高斯牛顿重建算法，将测量电压的变化转换为EIT图像。EIT 不仅无辐射、无需特殊环境、无创、成本低，更具有连续监测肺区域性通气状态、实时显示通气和灌注图像及其对治疗反应的优点。

血压监测单元122包括安装在袖带内的压力传感器，袖带边上设有自由端，通过魔术贴贴合手臂。

可穿戴设备1还包括语音模块，语音模块与可穿戴式外套11连接，语音模块还与控制模块13电连接。语音模块包括麦克风15，可穿戴式外套11的领口表面与麦克风15连接，可穿戴式外套11的胸口处与控制模块13连接，可穿戴式外套11的镂空处与EIT检测单元121固定连接，血压监测单元122与与控制模块13有线连接。语音模块可采集患者的指令，用于进一步选择/设置/启动/ 关闭系统装置。

控制模块13包括一体集成的微处理器、可触屏显示器和通讯单元。患者可通过可触屏显示器触摸菜单栏里选择身份识别模式，输入个人数字信息及人脸图像信息；可触屏显示器可显示各模块连接通讯状态及电量水平。开启穿戴提示，患者按标准流程穿戴并连接本装置，使EIT监测单元121、血压监测单元 122、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元123在相应位置。高级检测功能(EIT成像、是否开启云端计算及数据传输)可由用户通过控制模块13分别发起。微处理器根据用户输入信息加载相应数据，并接受EIT监测单元121、血压监测单元122、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元123采集的信息参数，处理后通过可触屏显示器显示。同时，微处理器对比患者生命体征和预设的参数，判断患者是否需要立即干预，并决定是否触发语音报警指令。

EIT检测单元121包括胸电极带1211、腹电极带1212，胸电极带1211与可穿戴式外套11的平乳头处绑定连接，腹电极带1212与可穿戴式外套11的平剑突处绑定连接。胸电极带1211和腹电极带1212的材料具体可以是纤维织物等多种绝缘材料。胸电极带1211和腹电极带1212的背部均设有魔术贴部。胸电极带1211和腹电极带1212设置固定袢带，两条电极带像束腰带一样卡在各自位置，采用弹性魔术贴于背部连接，于胸壁完整贴合，提高胸电极带1211 和腹电极带1212贴合性与绑缚稳定性。胸电极带1211包括偶数个等距排列的电极，腹电极带1212包括偶数个等距排列的电极。胸电极带包括8个等距排列的电极，腹电极带包括8个等距排列的电极。电极可以是金属或非金属材料的导电片，每个电极带外侧面配有相应电极的按扣，电缆线一端连接相应电极按扣。为了美观，电缆线可按实际需要隐藏设计。

本实用新型的可穿戴系统便于携带，可在不同的使用环境中使用，如手术室、监护室、隔离病房和救护车等场景。可实现移动和远程监护，满足80％临床监护场景，主机的可触屏显示器为触摸屏。可内置安卓智能系统、方便人机交互。

本实用新型，实现对传染病、危重症患者生命体征的无创、远程监控，利用互联网技术将数据上传云平台，供医生端进行远程判读及指导。尤其是对需要肺复张、肺血流再灌注患者的连续监测，实时评估其治疗反应。及时提醒医师采取干预措施，减少不良事件；慢病患者居家自我管理时实现同步肺部通气血流监测，使用者能查看自己的呼吸参数、血氧血压心电监测数据及历史趋势，云端处理器将数据采集统计，指导终端临床决策。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利采用范围，即凡依本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (8)

1.一种基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于：包括通讯连接的可穿戴设备(1)和云服务器(2)；

所述可穿戴设备(1)包括可穿戴式外套(11)、传感器模块(12)、控制模块(13)、电源模块(14)，所述传感器模块(12)、所述控制模块(13)和所述电源模块(14)均与所述可穿戴式外套(11)连接，所述传感器模块(12)和所述控制模块(13)均与所述电源模块(14)电连接，所述传感器模块(12)与所述控制模块(13)电连接，所述控制模块(13)与所述云服务器(2)通讯连接；

所述传感器模块(12)包括EIT监测单元(121)、血压监测单元(122)、心电监测单元、体温监测单元、血氧监测单元(123)，所述EIT监测单元(121)、所述血压监测单元(122)、所述心电监测单元、所述体温监测单元、所述血氧监测单元(123)均与所述可穿戴式外套(11)连接，所述EIT监测单元(121)、所述血压监测单元(122)、所述心电监测单元、所述体温监测单元、所述血氧监测单元(123)均与所述电源模块(14)电连接，所述EIT监测单元(121)、所述血压监测单元(122)、所述心电监测单元、所述体温监测单元、所述血氧监测单元(123)均与所述控制模块(13)电连接。

2.根据权利要求1所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，所述可穿戴设备(1)还包括语音模块，所述语音模块与所述可穿戴式外套(11)连接，所述语音模块还与所述控制模块(13)电连接。

3.根据权利要求2所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，包括：所述语音模块包括麦克风(15)，所述可穿戴式外套(11)的领口表面与所述麦克风(15)连接，所述可穿戴式外套(11)的胸口处与所述控制模块(13)连接，所述可穿戴式外套(11)的镂空处与所述EIT监测单元(121)固定连接，所述血压监测单元(122)与所述控制模块(13)有线连接。

4.根据权利要求1所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，所述控制模块(13)包括一体集成的微处理器、可触屏显示器和通讯单元。

5.根据权利要求1所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，所述EIT监测单元(121)包括胸电极带(1211)、腹电极带(1212)，所述胸电极带(1211)与所述可穿戴式外套(11)的平乳头处绑定连接，所述腹电极带(1212)与所述可穿戴式外套(11)的平剑突处绑定连接。

6.根据权利要求5所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，所述胸电极带(1211)和所述腹电极带(1212)的背部均设有魔术贴部。

7.根据权利要求5所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，所述胸电极带(1211)包括偶数个等距排列的电极，所述腹电极带(1212)包括偶数个等距排列的电极。

8.根据权利要求7所述的基于电阻抗成像的智能监护可穿戴系统，其特征在于，所述胸电极带(1211)包括8个等距排列的电极，所述腹电极带(1212)包括8个等距排列的电极。

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