CN218572206U - 一种误吸动态监测系统及设备、可穿戴式设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种误吸动态监测系统及设备、可穿戴式设备。该系统包括多元传感器模块及主控模块；所述多元传感器模块包括表面肌电采集单元、舌喉复合体振动位移采集单元、舌喉复合体压力采集单元、颈部声音传感器及呼吸气流量传感器；所述表面肌电采集单元、所述舌喉复合体振动位移采集单元、所述舌喉复合体压力采集单元、所述颈部声音传感器及所述呼吸气流量传感器与所述主控模块电连接，所述主控模块，用于接收并根据肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号生成误吸信号。本方案实现了通过多个传感器协同采集多维度的生物特征信号，精确有效地进行误吸筛查与评估。

Description

一种误吸动态监测系统及设备、可穿戴式设备

技术领域

本实用新型实施例涉及误吸动态监测技术，尤其涉及一种误吸动态监测系统及设备、可穿戴式设备。

背景技术

误吸是指将口咽部内容物或胃内容物吸入声门以下呼吸道的情况。根据此定义可分为进食误吸和反流误吸，这是各种疾病后吞咽障碍的主要临床表现。若误吸时间大于1分钟也不出现咳嗽等外部体征，没有刺激性呛咳、气促等症状，定义为隐性误吸(SilentAspiration，SA)，由于临床上不易发现，往往被漏诊，隐性误吸已成为临床吸入性肺炎(aspiration pneumonia,AP)的独立危险因素。

目前临床误吸评估方法包括床旁筛查(WST)、临床容积-粘度吞咽测试评估(Volume-Viscosity Swallow Test，V-VST)，这些评估方式只是一个时点检查，不能实时监测，难以发现微误吸、隐形误吸等；吞咽造影仪器检查(Videofluoroscopic swallowingstudy,VFSS)可作为发现微误吸、隐形误吸的金标准，但存在辐射暴露风险，危重症患者难以在床边完成。

实用新型内容

本实用新型提供了一种误吸动态监测系统及设备、可穿戴式设备，以实现通过多个传感器协同采集多维度的生物特征信号，建立一种精确有效的多模态误吸筛查与评估方法，可将评估结果数据化，实现患者误吸实时动态监测，同时测量过程无创、无辐射。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种误吸动态监测系统，该系统包括：多元传感器模块及主控模块；

所述多元传感器模块包括表面肌电采集单元、舌喉复合体振动位移采集单元、舌喉复合体压力采集单元、颈部声音传感器及呼吸气流量传感器；

所述表面肌电采集单元包括肌电信号发送端；所述舌喉复合体振动位移采集单元包括舌喉复合体振动位移信号发送端；所述舌喉复合体压力采集单元包括舌喉复合体压力信号发送端；所述颈部声音传感器包括颈部声音信号发送端；所述呼吸气流量传感器包括呼气、吸气流量信号发送端；

所述主控模块包括肌电信号接收端、舌喉复合体振动位移信号接收端、舌喉复合体压力信号接收端、颈部声音信号接收端及呼气、吸气流量信号接收端；

所述肌电信号发送端与所述肌电信号接收端电连接，所述舌喉复合体振动位移信号发送端与所述舌喉复合体振动位移信号接收端电连接，所述舌喉复合体压力信号发送端与所述舌喉复合体压力信号接收端电连接，所述颈部声音信号发送端与所述颈部声音信号接收端电连接，所述呼气、吸气流量信号发送端与所述呼气、吸气流量信号接收端电连接；

所述主控模块，用于根据肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号生成误吸信号。

可选的，还包括通讯模块；所述通讯模块与所述主控模块电连接，用于将所述误吸信号发送至远程智能终端。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种误吸动态监测设备，该设备包括上述第一方面所述的误吸动态监测系统，还包括至少一固定贴附件；

所述表面肌电采集单元通过所述固定贴附件贴附于患者下颌和舌骨之间；

所述舌喉复合体振动位移采集单元包括三轴加速度传感器；所述三轴加速度传感器通过所述固定贴附件固定于患者环状软骨与喉正中线相交处；

所述舌喉复合体压力采集单元通过所述固定贴附件固定于患者甲状软骨、环状软骨之间与喉正中线相交处；

所述颈部声音传感器包括微型麦克风，所述微型麦克风通过所述固定贴附件贴附于所述三轴加速度传感器一侧；

所述呼吸气流量传感器通过所述固定贴附件设置于患者鼻口处。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种可穿戴式设备，该设备包括第一方面所述的误吸动态监测系统，还包括基材；所述基材表面印刷导电线；

所述表面肌电采集单元、所述舌喉复合体振动位移采集单元、所述舌喉复合体压力采集单元、所述颈部声音传感器及所述呼吸气流量传感器通过所述导电线与所述主控模块电连接；

所述表面肌电采集单元、所述舌喉复合体振动位移采集单元、所述舌喉复合体压力采集单元、所述颈部声音传感器及所述主控模块上设置在所述基材的表面上；

其中，所述表面肌电采集单元设置于所述基材的第一位置处，所述第一位置处位于患者下颌和舌骨之间；所述舌喉复合体振动位移采集单元设置于所述基材的第二位置处，所述第二位置处位于患者环状软骨与喉正中线相交处；

所述舌喉复合体压力采集单元设置于所述基材的第三位置处，所述第三位置处位于患者甲状软骨、环状软骨之间与喉正中线相交处；

所述颈部声音传感器设置于所述基材的第四位置处，所述第四位置处位于第二位置的一侧，所述呼吸气流量传感器通过固定贴附件设置于患者鼻口处。

可选的，还包括水凝胶；所述水凝聚设置于所述基材的四角处，用于通过贴合患者皮肤固定所述基材。

可选的，还包括便携式挂绳；所述便携式挂绳与所述呼吸气流传感器相连，且挂置于患者耳部两侧。

可选的，所述表面肌电采集单元包括自粘式电极；所述自粘式电极，用于将患者皮肤表面的电荷传导至所述主控模块；

所述舌喉复合体振动位移采集单元包括三轴加速度传感器；

所述舌喉复合体压力采集单元包括电极层及聚偏氟乙烯压电层；所述电极层用于感应所述聚偏氟乙烯压电层表面的电荷；

所述颈部声音传感器包括微型麦克风；

所述呼吸气流量传感器包括鼻罩及呼吸气流量传感器本体，所述鼻罩，用于收集患者呼、吸气流量至所述呼吸气流量传感器本体。

本实用新型，通过表面肌电采集单元、舌喉复合体振动位移采集单元、舌喉复合体压力采集单元、颈部声音传感器及呼吸气流量传感器分别采集表面肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号、鼻孔处呼吸气流量信号；所述主控模块接收并根据肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号生成误吸信号。本方案实现了通过采集多维度的生物特征信号，精确有效地进行误吸筛查与评估，实现了患者误吸实时动态监测。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种误吸动态监测系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种误吸动态监测系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种误吸动态监测设备的外观结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种可穿戴式设备的外观结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种误吸动态监测系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括多元传感器模块10及主控模块20；多元传感器模块10包括表面肌电采集单元11、舌喉复合体振动位移采集单元12、舌喉复合体压力采集单元13、颈部声音传感器14及呼吸气流量传感器15；表面肌电采集单元11包括肌电信号发送端；舌喉复合体振动位移采集单元12包括舌喉复合体振动位移信号发送端；舌喉复合体压力采集单元13包括舌喉复合体压力信号发送端；颈部声音传感器14包括颈部声音信号发送端；呼吸气流量传感器15包括呼气、吸气流量信号发送端；主控模块20包括肌电信号接收端、舌喉复合体振动位移信号接收端、舌喉复合体压力信号接收端、颈部声音信号接收端及呼气、吸气流量信号接收端；肌电信号发送端与肌电信号接收端电连接，舌喉复合体振动位移信号发送端与舌喉复合体振动位移信号接收端电连接，舌喉复合体压力信号发送端与舌喉复合体压力信号接收端电连接，颈部声音信号发送端与颈部声音信号接收端电连接，呼气、吸气流量信号发送端与呼气、吸气流量信号接收端电连接；主控模块20，用于根据肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号生成误吸信号。

其中，本方案通过表面肌电采集单元11监测肌电信号，舌喉复合体振动位移采集单元12监测舌喉复合体振动位移信号，舌喉复合体压力采集单元13监测舌喉复合体压力信号，颈部声音传感器14监测颈部声音信号，呼吸气流量传感器15监测呼气、吸气流量信号，并将肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号发送至主控模块20，主控模块20根据肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号，并采用半监督深度学习方法构建的模型生成误吸信号。这样实现了通过采集多维度的生物特征信号，精确有效地进行误吸筛查与评估，实现了患者误吸实时动态监测，预期可达到为临床脑卒中后吞咽障碍评估康复干预提供对应精准解决方案。解决了现有技术中不能实时监测，难以发现微误吸、隐形误吸等，缺乏具体量化指标等问题。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的另一种误吸动态监测系统的结构示意图，如图2所示，该系统还包括通讯模块30；通讯模块30与主控模块20电连接，用于将误吸信号发送至远程智能终端。其中，通信模块30可以采用有线通信，如USB通信，RS485通信等，也可以采用无线通信，如WIFI、蓝牙、2.4G通信等；通讯模块30可以将误吸信号实时发送手机或医院病床监护系统等远程智能终端。

基于同一发明构思，本实用新型实施例还提供了一种误吸动态监测设备，图3是本实用新型实施例提供的一种误吸动态监测设备的外观结构示意图，如图3所示，该设备包括上述实施例所述的误吸动态监测系统，具体包括表面肌电采集单元11、舌喉复合体振动位移采集单元12、舌喉复合体压力采集单元13、颈部声音传感器14、呼吸气流量传感器15及主控模块20；还包括至少一固定贴附件40；表面肌电采集单元11通过固定贴附件40贴附于患者下颌和舌骨之间，表面肌电采集单元11包括自粘式电极，可以将患者生物电信号传递至主控模块20；舌喉复合体振动位移采集单元12包括三轴加速度传感器；三轴加速度传感器通过固定贴附件40固定于患者环状软骨与喉正中线相交处，可确定环状软骨附近三个方向的振动位移实时数据；舌喉复合体压力采集单元13通过固定贴附件40固定于甲状软骨、环状软骨之间与喉正中线相交处，可确定甲状软骨附近的压力实时数据；颈部声音传感器14包括微型麦克风，微型麦克风通过固定贴附件40贴附于三轴加速度传感器一侧；呼吸气流量传感器15通过固定贴附件40设置于患者鼻口处，可确定患者呼气和吸气过程的流量值，并得到每次呼气-吸气的间隔时间。主控模块20设置的位置不作具体的限定，可选的，将主控模块20设置于患者一侧，这样主控模块20根据采集多维度的生物特征信号生成误吸信号，如此该设备实现了精确有效地进行误吸筛查与评估，实现了患者误吸实时动态监测。

基于同一发明构思，本实用新型实施例还提供了一种可穿戴式设备，图4是本实用新型实施例提供的一种可穿戴式设备的外观结构示意图，如图4所示，该设备包括上述实施例所述的误吸动态监测系统，还包括基材01；基材01可采用柔性绝缘材料，可选的，可采用聚酰亚胺薄膜材料或者聚酯薄膜材料；基材01表面印刷导电线；表面肌电采集单元11、舌喉复合体振动位移采集单元12、舌喉复合体压力采集单元13、颈部声音传感器14及呼吸气流量传感器15通过导电线与主控模块20电连接；表面肌电采集单元11、舌喉复合体振动位移采集单元12、舌喉复合体压力采集单元13、颈部声音传感器14及主控模块20上设置在基材01的表面上；其中，表面肌电采集单元11设置于基材01的第一位置处，第一位置处位于患者下颌和舌骨之间；舌喉复合体振动位移采集单元12设置于基材的第二位置处，第二位置处位于患者环状软骨与喉正中线相交处；舌喉复合体压力采集单元13设置于基材的第三位置处，第三位置处位于患者甲状软骨、环状软骨之间与喉正中线相交处；颈部声音传感器14设置于基材的第四位置处，第四位置处位于第二位置的一侧。呼吸气流量传感器15通过固定贴附件设置于患者鼻口处。可选的，固定贴附件可以为医用胶带。本方案佩戴式设备不需要使用胶布固定，使用时更加便捷、方便。另外，由于包括上述实施例所述的动态误吸监测系统，也实现了精确有效地进行误吸筛查与评估，实现了患者误吸实时动态监测。

可选的，参照图4，该设备还包括水凝胶50；水凝胶50设置于基材01的四角处，用于通过贴合患者皮肤固定基材01。

可选的，参照图4，还包括便携式挂绳60；便携式挂绳60与呼吸气流传感器15相连，且挂置于患者耳部两侧，进一步固定整个可穿戴式设备。

可选的，参照图4，表面肌电采集单元11包括自粘式电极；自粘式电极，用于将患者皮肤表面的电荷传导至基材01上的导线，然后再传导至主控模块20；舌喉复合体振动位移采集单元12包括三轴加速度传感器；舌喉复合体压力采集单元13包括电极层及聚偏氟乙烯压电层；电极层用于感应聚偏氟乙烯压电层表面的电荷，并将电荷传导至主控模块20；颈部声音传感器14包括微型麦克风；呼吸气流量传感器15包括鼻罩及呼吸气流量传感器本体，鼻罩，用于收集患者呼、吸气流量至呼吸气流量传感器本体。可以理解的是，表面肌电采集单元11、舌喉复合体振动位移采集单元12、舌喉复合体压力采集单元13、颈部声音传感器14、呼吸气流量传感器15的类型可以为其他类型，这里对其类型不作限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种误吸动态监测系统，其特征在于，包括：多元传感器模块及主控模块；

所述多元传感器模块包括表面肌电采集单元、舌喉复合体振动位移采集单元、舌喉复合体压力采集单元、颈部声音传感器及呼吸气流量传感器；

所述表面肌电采集单元包括肌电信号发送端；所述舌喉复合体振动位移采集单元包括舌喉复合体振动位移信号发送端；所述舌喉复合体压力采集单元包括舌喉复合体压力信号发送端；所述颈部声音传感器包括颈部声音信号发送端；所述呼吸气流量传感器包括呼气、吸气流量信号发送端；

所述主控模块包括肌电信号接收端、舌喉复合体振动位移信号接收端、舌喉复合体压力信号接收端、颈部声音信号接收端及呼气、吸气流量信号接收端；

所述肌电信号发送端与所述肌电信号接收端电连接，所述舌喉复合体振动位移信号发送端与所述舌喉复合体振动位移信号接收端电连接，所述舌喉复合体压力信号发送端与所述舌喉复合体压力信号接收端电连接，所述颈部声音信号发送端与所述颈部声音信号接收端电连接，所述呼气、吸气流量信号发送端与所述呼气、吸气流量信号接收端电连接；

所述主控模块，用于根据肌电信号、舌喉复合体振动位移信号、舌喉复合体压力信号、颈部声音信号及呼气、吸气流量信号生成误吸信号。

2.根据权利要求1所述的误吸动态监测系统，其特征在于，还包括通讯模块；所述通讯模块与所述主控模块电连接，用于将所述误吸信号发送至远程智能终端。

3.一种误吸动态监测设备，其特征在于，包括上述权利要求1-2任一项所述的误吸动态监测系统，还包括至少一固定贴附件；

所述表面肌电采集单元通过所述固定贴附件贴附于患者下颌和舌骨之间；

所述舌喉复合体振动位移采集单元包括三轴加速度传感器；所述三轴加速度传感器通过所述固定贴附件固定于患者环状软骨与喉正中线相交处；

所述舌喉复合体压力采集单元通过所述固定贴附件固定于患者甲状软骨、环状软骨之间与喉正中线相交处；

所述颈部声音传感器包括微型麦克风，所述微型麦克风通过所述固定贴附件贴附于所述三轴加速度传感器一侧；

所述呼吸气流量传感器通过所述固定贴附件设置于患者鼻口处。

4.一种可穿戴式设备，其特征在于，包括上述权利要求1-2任一项所述的误吸动态监测系统，还包括基材；所述基材表面印刷导电线；

所述表面肌电采集单元、所述舌喉复合体振动位移采集单元、所述舌喉复合体压力采集单元、所述颈部声音传感器及所述呼吸气流量传感器通过所述导电线与所述主控模块电连接；

所述表面肌电采集单元、所述舌喉复合体振动位移采集单元、所述舌喉复合体压力采集单元、所述颈部声音传感器及所述主控模块上设置在所述基材的表面上；

其中，所述表面肌电采集单元设置于所述基材的第一位置处，所述第一位置处位于患者下颌和舌骨之间；所述舌喉复合体振动位移采集单元设置于所述基材的第二位置处，所述第二位置处位于患者环状软骨与喉正中线相交处；

所述舌喉复合体压力采集单元设置于所述基材的第三位置处，所述第三位置处位于患者甲状软骨、环状软骨之间与喉正中线相交处；

所述颈部声音传感器设置于所述基材的第四位置处，所述第四位置处位于第二位置的一侧，所述呼吸气流量传感器通过固定贴附件设置于患者鼻口处。

5.根据权利要求4所述的可穿戴式设备，其特征在于，还包括水凝胶；所述水凝聚设置于所述基材的四角处；所述水凝胶，用于通过贴合患者皮肤固定所述基材。

6.根据权利要求4所述的可穿戴式设备，其特征在于，还包括便携式挂绳；所述便携式挂绳与所述呼吸气流量传感器相连，且挂置于患者耳部两侧。

7.根据权利要求4所述的可穿戴式设备，其特征在于，所述表面肌电采集单元包括自粘式电极；所述自粘式电极，用于将患者皮肤表面的电荷传导至所述主控模块；

所述舌喉复合体振动位移采集单元包括三轴加速度传感器；

所述舌喉复合体压力采集单元包括电极层及聚偏氟乙烯压电层；所述电极层用于感应所述聚偏氟乙烯压电层表面的电荷；

所述颈部声音传感器包括微型麦克风；

所述呼吸气流量传感器包括鼻罩及呼吸气流量传感器本体，所述鼻罩，用于收集患者呼、吸气流量至所述呼吸气流量传感器本体。

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