TWM598395U

TWM598395U - 滲血感測裝置

Info

Publication number: TWM598395U
Application number: TW109201095U
Authority: TW
Inventors: 朱師弘; 曾嘉煌; 王清香; 蔣文芳
Original assignee: 國軍桃園總醫院; 偉福科技有限公司
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2020-07-11

Abstract

本創作提供一種滲血感測裝置，包括有一第一光學感測器以及一控制器，該光學感測器偵測包紮於對應一第一血脈之區域上的第一包紮物上的滲血狀態，該第一光學感測器，包括有一第一發光元件，用以發射出第一偵測光投射至該第一包紮物上，以及一第一光電轉換元件接收由該第一包紮物所反射的第一反射光，並根據該第一反射光產生一第一電訊號。該控制器與該第一光學感測器耦接，該控制器根據該第一電訊號與一第一閥值之關係，決定是否要產生一第一警示訊號。

Description

滲血感測裝置

本創作為一種光學檢測裝置，特別是指一種可以偵測包紮物上滲血狀況之一種滲血感測裝置。

在醫療的過程中，有很多情況需要透過對人體進行侵入性的處理，例如：外科手術處理體內病灶或者是外科手術清除創傷。此外，有些情況，例如對病人注射藥劑，如：靜脈注射將藥物注入人體，或者是由病人內部抽取體液的程序，也都會有侵入人體的情況產生。

在前述的各種侵入性處理中，不管是手術或者是注射，都有可能會刺破動脈或靜脈，因此當傷口處理完畢，都會利用縫合的方式將傷口封閉，再輔以適當的紗布包紮或鋪蓋在縫合傷口表面。此外，在血液透析的過程中，套管或造瘺導管通常用膠帶固定在患者皮膚上。

上述的情況中都有可能因為疏忽或不注意造成傷口出血，例如：在血液透析期間，套管或造瘺導管有可能被意外拔出，會馬上引起出血。其他通過手術或僅僅借助凝結作用止住的傷口，也可能重新開始出血。這種出血情況，如果是在患者睡眠中或者是意識不清醒或由於其他原因無法察覺流血時，可能會在一段時間後，醫護人員或患者才注意到流血的情形。如果時間太晚，可以能造成患者生命上的危急情形，患者將面臨危險。

為了解決漏血的問題，習用技術中，例如：WO 2006/001759A1揭露了一種使用可傳輸光的光纖來檢測傷口血液滲漏。光纖可包括在血液滲漏檢測設備中，該設備具有：分別與光纖末端輻射連通的光源和光檢測器並響應檢測的光產生電信號；光檢測器信號放大裝置；用於檢測放大的信號隨時間變化的裝置；以及報警裝置，其中，選定時間範圍內信號強度的降低可啟動報警裝置。

其他如中華民國公告專利第I569845則公開了一種，利用電極偵測脫針與漏血的技術，包含一個具有一撓性感測器的感測組件，及一供該感測組件安裝之警示器。撓性感測器設置有兩個用以圍繞於該扎針處周圍之漏血感測電極，該等漏血感測電極可被一支針跨接導通而短路或被扎針處露出之血液接觸導通而短路。警示器可安裝於該患者體表，可電連接於該等漏血感測電極，可於該等感測段導通短路時發出該警示訊息。

此外，中國公開專利第CN101677788也公開了一種利用光纖透光性來偵測漏血的技術，在該技術中教導的感測裝置包括有柔性材料承載件；粘合劑區，該粘合劑區沿承載件周邊除一個約5°至約150°的扇形區以外的區域延伸；血液吸收墊片，該血液吸收墊片具有頂側和底側，設置在承載件上，在粘合劑區內延伸且可選地在該扇形區內延伸；以及包含探頭的血液檢測探測器，其中所述探頭設置於吸收墊片內，處於承載件中心或附近位置，優選在吸收墊片底側與血液吸收墊片鄰接，所述血液檢測探測器選自:成對電極；射頻天線裝置；光學纖維彎曲部或不連續部，特別是包含急劇彎曲部的光學纖維；壓電元件。最優選的是具有探頭的光學纖維探測器，所述探頭包含急劇彎曲部或由急劇彎曲部組成，該急劇彎曲部特別是相對於直線形狀態呈約180°的彎曲部。

本創作提供一種光學反射式偵測的滲血感測裝置，其係由至少一個發光元件和一個光電轉換元件組成。利用發光元件產生偵測光，並根據偵測光反射的狀態來判斷滲血狀況以全程監測病患瘻管是否滲血。在一實施例中，本創作可以同時偵測動脈和靜脈是否有滲血，解決習用裝置無法同時監測動靜脈端的問題。此外，本創作的滲血感測裝置可以透過不同的警報方式，例如：燈號顯示、螢幕顯示資訊及蜂鳴器等方式，並透過無線或有線傳輸的方式，將病患狀態顯示於護理站電腦與警報器，並與醫療資訊系統( HIS) 整合，實現血液透析時全程監測、即時通知的訴求，達到減輕護理師工作量的效果。

本創作提供一種光學反射式偵測的滲血感測裝置，其係使用反射式光電感測器偵測病患透析針上方紗布的表面狀態，藉由光電二極體接收到的光強度判斷病患是否滲血。

在一實施例中，本創作提供一種滲血感測裝置，包括有第一光學感測器以及控制器。其中，第一光學感測器，用以偵測包紮於對應一第一血脈之區域上的第一包紮物上的滲血狀態，該第一光學感測器，包括有一第一發光元件，用以發射出第一偵測光投射至該第一包紮物上，以及一第一光電轉換元件接收由該第一包紮物所反射的第一反射光，並根據該第一反射光產生一第一電訊號。而控制器則與該第一光學感測器耦接，該控制器根據該第一電訊號與一第一閥值之關係，決定是否要產生一第一警示訊號。

在另一實施例中，本創作提供一種滲血感測裝置，包括有第一光學感測器、第二光學感測器以及控制器。其中，第一光學感測器，用以偵測包紮於對應一第一血脈之區域上的第一包紮物上的滲血狀態，該第一光學感測器，包括有一第一發光元件，用以發射出第一偵測光投射至該第一包紮物上，以及一第一光電轉換元件接收由該第一包紮物所反射的第一反射光，並根據該第一反射光產生一第一電訊號。第二光學感測器，用以偵測包紮於對應一第二血脈之區域上的第二包紮物上的滲血狀態，該第二光學感測器，包括有一第二發光元件，用以發射出第二偵測光投射至該第二包紮物上，以及一第二光電轉換元件接收由該第二包紮物所反射的第二反射光，並根據該第二反射光產生第二電訊號。控制器則與該第一光學感測器耦接，該控制器根據該第一電訊號與一第一閥值之關係，決定是否要產生一第一警示訊號，或該控制器根據該第二電訊號與一第二閥值之關係，決定是否要產生一第二警示訊號。

在下文將參考隨附圖式，可更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本創作概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本創作將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本創作概念的範疇。類似數字或元件符號指示類似或相同元件。以下將以多種實施例配合圖式來說明滲血感測裝置，然而，下述實施例並非用以限制本創作。

請參閱圖1A所示，該圖為本創作之滲血感測裝置第一實施例示意圖。在本實施例中，該滲血感測裝置2包括有第一光學感測器20以及一控制器22。該第一光學感測器20透過光學發射與反射的原理，來偵測包匝在患者手臂上包紮物，例如：紗布90，的滲血狀況。本實施例中，第一光學感測器20設置在紗布上，和控制器22電性連接，用輸出第一電訊號給控制器。該控制器22用以處理第一電訊號以進行判斷紗布90是否有滲血的情況發生。本實施例的紗布90可以包匝在動脈或靜脈血管上。除此之外，在另一實施例中，如圖1B所示，該滲血感測裝置2a具有第一光學感測器20以及第二光學感測器21，分別設置在包匝在動脈的紗布90與靜脈的紗布91上，透過兩個感測器20與21，能同時偵測動脈端與靜脈端，解決市售裝置無法同時監測動脈與靜脈端的問題。

請參閱圖2A與圖2B所示，該圖為本創作之第一或第二光學感測器的感測原理示意圖。本創作的光學感測器使用光反射方式偵測瘻管滲血。使用反射式光電感測器偵測病患透析針上方紗布的表面狀態，以第一光學感測器20為例，該第一光學感測器20，包括有第一發光元件200以及第一光電轉換元件201，第一發光元件200用以發射出第一偵測光30投射至紗布90上。第一光電轉換元件201接收由紗布所反射的第一反射光31，並根據該第一反射光31產生一第一電訊號。要說明的是，第一發光元件200所發出的光為綠光，其波長在525nm，但不以此為限制。該第一發光元件200，在一實施例中，使用的是發光二極體，但不以此為限制。本實施例中的第一發光元件200，本身具有兩顆波長為 525nm 的發光二極體。要說明的是，發光二極體的數量係根據使用者設計而定，並不以兩個為限制。而第一光電轉換元件201，則為光電二極體，但不以此為限制。如圖2A所示，當紗布90表面沒有血跡時，綠光不會被血液吸收，因此第一光電轉換元件201接收到大量反射光線，產生大量感應電流A，感應電流A再被轉換成電壓V；反之，如圖2B所示，當紗布90表面出現血跡900時，綠光被血液吸收，第一光電轉換元件201接收到少量第一反射光32，其所產生的感應電流A會減少，所產生的感應電流A再被轉換成電壓V。

第一與第二光學感測器20或21內，更具有一電流轉電壓元件202，用以將感測電流轉換成電壓。要說明的是，電流轉電壓方式有兩種，第一種為透過單一顆電阻的方式，將電流轉換成電壓，第二種方式則是利用轉阻放大器 (Trans-Impedance Amplifier, TIA)。在本創作的實施例中，係使用轉阻放大器，如圖3所示。轉阻放大器202與第一光電轉換元件201電性連接。轉阻放大器202將第一光電轉換元件201所產生的電流A轉換成電壓V。

輸出電壓V經由傳輸線L傳輸至控制器22，在控制器22具有分壓電路220、類比數位轉換單元221(Analog-to-Digital Converter, ADC)、處理單元222、燈號警示單元223、聲音警示單元224以及網路傳輸單元225，例如：有線網路或者是無線網路傳輸的方式。其中分壓電路220用以將第一或第二光學感測器20與21所輸入的電壓進行分壓，使其電壓範圍縮小為 0~1V，供處理單元222判斷電量是否足夠。該類比數位轉換單元221與該分壓電路220電性連接，用以將分壓電路220所輸出的電壓訊號轉換成數位數值，以讓處理單元222可以根據述數值大小和預設閥值進行比對，進而產生警示訊號，判斷是否有滲血現象產生。

該控制器22更具有一警示裝置，接收警示訊號，以顯示相應的警示資訊，例如：聲音、燈光、文字或影像等。警示裝置可以包括燈號警示單元223，其係由複數個LED顏色燈組成、顯示器226(例如：液晶顯示器、七段顯示器、或LED顯示器等)、或聲音警示單元224(例如：喇叭、蜂鳴器或廣播裝置等)，其中之一或者是前述之任意組合。燈號警示單元223，複數個不同顏色的燈號，代表著裝置或滲血的狀態，例如：綠色燈代表電源、紅色燈代表動脈端滲血量、黃色燈代表電量不足、藍色燈代表靜脈端滲血等，或啟動後初始設定是否呈功的狀態。聲音警示單元224則可以在偵測到滲血狀態時，透過聲音予以警示醫護人員。顯示器226可以顯示出床號，例如：還沒有開始偵測時，床號以閃爍方式，當開始偵測時，床號則恆亮顯示，然後再透過網路傳輸單元225將床號資訊外傳到遠端電腦，例如：護理站電腦、或警報裝置等。此外，控制器22上更具有設定輸入單元227，例如按鍵，用以設定控制器22所對應的患者所在的床號。

請參閱圖4A與圖4B所示，其中圖4A為本創作之滲血感測裝置初始化流程圖；圖4B為本創作之滲血感測裝置進行感測流程圖。在圖4A所示的初始化過程中，係以圖1B所示的滲血感測裝置來實施，請一同參閱圖3所示，其中第一光學感測器20設置在覆蓋在動脈上的紗布90上，而第二光學感測器21設置在覆蓋在靜脈的紗布91上。控制器22內的處理單元222會設定所有腳位的功能，處理單元222接著會偵測控制器22內的電池電量是否足夠，如果電量不足，處理單元222會以燈號警示單元223中特定顏色的燈號告知，例如：黃色 LED 燈告知。如果電量不足，則初始化停止，不再進入後續程序。反之，如果電量足夠，則進入床號設定，此時使用者可以輸入單元227設定床號。

床號設定完成後，滲血感測裝置利用第一光學感測器20取一次動脈端的電壓 ADC 值，以及利用第二光學感測器21取得一次靜脈端的電壓ADC值。然後處理單元222將ADC 值與一初始化閥值比對，在一實施例中，初始化閥值設定一初始化預設值T，其係可以根據需求而定，並無依定限制。因此，如果數值低於該初始化預設值T，則代表相應的第一或第二光學感測器20或21未固定穩固在紗布90或91上。要說明的是，初始化閥值係可透過對乾淨的紗布進行多次感測之後所得到的ADC數值進行決定，並無一定的限制。同時，處理單元222控制發聲裝置224產生警示的聲音，例如：蜂鳴器嗶兩聲，並以燈號警示單元223中特定顏色的燈號告知，例如：紅色和藍色 LED 告知。此時，護理人員需重新固定有問題的光學感測器，此功能是為了防止第一光學感測器20與第二光學感測器21固定不確實造成裝置誤判。固定完成後，滲血感測裝置2會將第一光學感測器20與第二光學感測器21所產生的第一筆 ADC 值寫入記憶單元228中，例如:EEPROM memory 中，作為後續判斷病患是否滲血的依據。

初始化完成之後，進行如圖4B所示的偵測流程，在本實施例中，第一光學感測器20與第二光學感測器21，每隔一週期時間就進行偵測，本實施例為每一周期時間偵測一次，偵測流程相同，以下以第一光學感測器20偵測滲血狀況做說明。周期時間的長度可以根據需求而定，以秒、分為單位來設定。由於第一光學感測器20在初始化流程階段會取得未滲血前所偵測得的初始電壓 ADC值(Arterial_init)，並將其當作病患是否滲血的基準，因此在監測過程中，第一光學感測器20每一周期時間取得一次感測器的偵測電壓 ADC 數值(Arterial_RT)，並將初始電壓 ADC值(Arterial_init) 與偵測電壓 ADC 數值(Arterial_RT) 相減得到差值(Arterial_difference)，當差值大於閥值時表示病患滲血，裝置啟動警報功能，告知護理師盡快處理。要說明的是，閥值數值的大小的訂定，可以根據使用需求而定，並無一定之限制。

請參閱圖5A所示，該圖為本創作之滲血感測裝置另一實施例架構示意圖。在本實施例中，因為每一個滲血感測裝置2a都具有網路傳輸單元，因此可以透過有線或無線的方式，將第一與第二光學感測器20與21所輸出的電壓數值和閥值比較的結果經由網路，例如：網際網路或者是內部網路，傳輸到遠端的雲端伺服器4。在雲端伺服器4內具有資料庫40，用以儲存比較的結果。這些比較結果，可以提供使用者透過終端裝置41進行監控，或者是透過終端裝置41產生警示訊息。在一實施例中，終端裝置41可以微電腦、筆記型電腦，平板電腦或智慧型手持裝置，例如：智慧型手機。使用者在終端裝置41內安裝有應用程式或者是APP，具有監控的介面，週期性的到雲端資料庫下載比較的結果，並根據該比較結果透過應用程式的使用者介面產生警示的訊息。在一實施例中，使用者介面上具有對應每一號床的畫面，例如:透過顯示器顯示出不同顏色的燈號。因此護理人員可以隨時透過終端裝置監控每一號病床上的病人滲血狀態。在另一實施例中，雲端伺服器可以整合有醫療資訊系統(HIS)，將這些比較結果整合至HIS系統內。

此外，如圖5B所示，在本實施例中，基本上與圖5A相似，差異的是，本實例設置一個實體的警示裝置42，整合燈號顯示模組420，例如：複數個不同顏色的LED燈，與發聲裝置421，例如：喇叭、蜂鳴器或廣播裝置等，每一組燈號420對應有一號病床，這樣的警示裝置可以設置在護理站，讓護理人員一目了然，且可以即使監控滲血情況。

以上所述，乃僅記載本創作為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本創作專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

2、2a:滲血感測裝置 20:第一光學感測器 200:第一發光元件 201:光電轉換元件 21:第二光學感測器 22:控制器 220:分壓電路 221:類比數位轉換單元 222:處理單元 223:燈號警示單元 224:聲音警示單元 225:網路傳輸單元 226:顯示器 227:設定輸入單元 228:記憶單元 30:第一偵測光 31、32:第一反射光 4:雲端伺服器 40:資料庫 41:終端裝置 42:警示裝置 420:燈號顯示模組 421:發聲裝置 90、91:紗布 900:血跡 A:電流 V:電壓 L:傳輸線

圖1A為本創作之滲血感測裝置第一實施例示意圖。圖1B為本創作之滲血感測裝置第二實施例示意圖。圖2A與圖2B為本創作之第一或第二光學感測器的感測原理示意圖。圖3為本創作之轉阻放大器偵測電路示意圖。圖4A為本創作之滲血感測裝置初始化流程圖。圖4B為本創作之滲血感測裝置進行感測流程圖。圖5A與圖5B分別為本創作之滲血感測裝置實施例架構示意圖。

2a:滲血感測裝置

20:第一光學感測器

21:第二光學感測器

22:控制器

223:燈號警示單元

224:聲音警示單元

226:顯示器

227:設定輸入單元

90、91:紗布

L:傳輸線

Claims

一種滲血感測裝置，包括：一第一光學感測器，用以偵測包紮於對應一第一血脈之區域上的第一包紮物上的滲血狀態，該第一光學感測器，包括有一第一發光元件，用以發射出第一偵測光投射至該第一包紮物上，以及一第一光電轉換元件接收由該第一包紮物所反射的第一反射光，並根據該第一反射光產生一第一電訊號；以及一控制器，與該第一光學感測器耦接，該控制器根據該第一電訊號與一第一閥值之關係，決定是否要產生一第一警示訊號。
如申請專利範圍第1項所述之滲血感測裝置，其中該控制器更包括有一警示裝置，接收該第一警示訊號，以顯示相應的警示資訊。
如申請專利範圍第2項所述之滲血感測裝置，其中該警示資訊包括有聲音、燈光、文字或影像。
如申請專利範圍第1項所述之滲血感測裝置，其中該第一光電轉換元件分別耦接一電流轉電壓電路，以產生該第一電訊號。
如申請專利範圍第1項所述之滲血感測裝置，其係更具有一雲端伺服器，用以收集該第一警示訊號。
如申請專利範圍第5項所述之滲血感測裝置，其係更具有一終端裝置。
如申請專利範圍第1項所述之滲血感測裝置，其中該控制器根據該第一電訊號與一初始化閥值，判斷該第一光學感測器是否適當固定於該第一包紮物上。
一種滲血感測裝置，包括：一第一光學感測器，用以偵測包紮於對應一第一血脈之區域上的第一包紮物上的滲血狀態，該第一光學感測器，包括有一第一發光元件，用以發射出第一偵測光投射至該第一包紮物上，以及一第一光電轉換元件接收由該第一包紮物所反射的第一反射光，並根據該第一反射光產生一第一電訊號；一第二光學感測器，用以偵測包紮於對應一第二血脈之區域上的第二包紮物上的滲血狀態，該第二光學感測器，包括有一第二發光元件，用以發射出第二偵測光投射至該第二包紮物上，以及一第二光電轉換元件接收由該第二包紮物所反射的第二反射光，並根據該第二反射光產生第二電訊號；以及一控制器，與該第一光學感測器耦接，該控制器根據該第一電訊號與一第一閥值之關係，決定是否要產生一第一警示訊號，或該控制器根據該第二電訊號與一第二閥值之關係，決定是否要產生一第二警示訊號。
如申請專利範圍第8項所述之滲血感測裝置，其中該控制器更包括有一警示裝置，接收該第一或第二警示訊號，以顯示相應的警示資訊。
如申請專利範圍第9項所述之滲血感測裝置，其中該警示資訊包括有聲音、燈光、文字或影像。
如申請專利範圍第8項所述之滲血感測裝置，其中該第一與第二光電轉換元件分別耦接一電流轉電壓電路，以產生該第一或第二電訊號。
如申請專利範圍第8項所述之滲血感測裝置，其係更具有一雲端伺服器，用以收集該第一或第二警示訊號。
如申請專利範圍第12項所述之滲血感測裝置，其係更具有一終端裝置。
如申請專利範圍第8項所述之滲血感測裝置，其中該控制器根據該第一電訊號或第二電訊號與一初始化閥值，判斷該第一光學感測器或第二光學感測器是否適當固定於該第一包紮物上。