一種人體排泄檢測(cè)監(jiān)護(hù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利屬于家用和醫(yī)用醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于排泄不能感知且不能自理的成人和嬰幼兒排泄檢測(cè)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]尿失禁、半身不遂、癡呆型成年人，嬰幼兒，新生兒等都存在大小便需要他人護(hù)理的情況。
[0003]嬰兒和下肢癱瘓病人的排尿和排便檢測(cè)，雖然不及時(shí)不是什么大問題;但長期護(hù)理不好，會(huì)導(dǎo)致下體皮膚潰爛和過敏。方便快捷地檢測(cè)嬰幼兒和下肢癱瘓病人的排尿和排便時(shí)間，提醒護(hù)理人員及時(shí)更換尿布可以提高嬰兒的舒適度，也可以提高護(hù)理人員的護(hù)理質(zhì)量。
[0004]目前的高檔紙尿褲，采用尿顯功能來解決該問題。該方法的原理是在紙尿褲的外邊縫制一條能彩色線，該彩色線的顏色深度和紙尿褲中吸水材料的吸水飽和度成一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系；吸水飽和時(shí)尿顯顏色線條的顏色深度變淺甚至消失。護(hù)理人員據(jù)此來判斷是否需要換尿布。紙尿褲雖然方便，但存在透氣性差，尿后不及時(shí)更換則內(nèi)部濕氣大，導(dǎo)致嬰兒皮膚發(fā)紅過敏等不適癥狀。特別是紙尿褲穿在衣物下面是，紙尿褲上上尿顯線被遮擋，起不到尿顯的功能。
[0005]不管是具有尿顯功能的紙尿褲，還是家用的尿片，在使用方式上，都依靠人的主動(dòng)護(hù)理去查看或者觸摸是否已經(jīng)發(fā)生排泄，或者根據(jù)嬰兒/新生兒的哭鬧來判斷是否發(fā)生排泄。
[0006]在排泄發(fā)生前幾分鐘就能預(yù)測(cè)并主動(dòng)提示監(jiān)護(hù)人員來護(hù)理是最好的方法。對(duì)于神經(jīng)功能正常的人而言，需要能提取人體排泄器官發(fā)出的神經(jīng)信號(hào)，這個(gè)目前具有較大的技術(shù)難度。對(duì)于大部分排泄失禁的患者，神經(jīng)傳導(dǎo)受損;對(duì)于新生兒和嬰兒，可能神經(jīng)還沒有發(fā)育完整，或者還沒有建立起正常的神經(jīng)反射，所以理論上也是不可行的。但是排尿的特征是膀胱充盈，排便的特征是積累的排泄物達(dá)到并充盈直腸。因此可以采用這兩個(gè)特征來預(yù)先檢測(cè)排泄。但這種方法需要較高的技術(shù)，需要檢測(cè)排泄器官的阻抗和形狀變化，理論上是可行的。也有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)性技術(shù)問世。但尚未達(dá)到試用階段，也存在使用成本高，使用不便的問題。
[0007]在排泄事件發(fā)生后主動(dòng)檢測(cè)并提示護(hù)理人員及時(shí)處理，也是一種好的解決方案。
[0008]專利號(hào)【201180075983.X】公布了排泄物濕度檢測(cè)器的方法，是在一次性尿布中設(shè)計(jì)了一種排泄物液體檢測(cè)裝置/傳感器，利用排泄物中的電解液造成短路來檢測(cè)排泄事件。在專利中也提及了其他多項(xiàng)專利，采用相同的原理來實(shí)現(xiàn)排泄液體的檢測(cè)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，每次排泄后相同電極距離測(cè)得的電阻是不同的，變化范圍很大，因此短路的定義比較模糊，原理上存在漏報(bào)的情況。
[0009]還有其他一些文獻(xiàn)(專利號(hào)【201080058416.9，無效】【201180006462.9，無效】)，描述了另一種基于一次性尿布排泄液體檢測(cè)裝置，采用溫度測(cè)量來判斷是否發(fā)生排泄。這是一種一次性電子標(biāo)簽，可以配合一次性尿布使用。和上述專利相比，多了無線發(fā)射等部分的描述;裝置中的利用電解質(zhì)混合產(chǎn)生的伏打電池原理來產(chǎn)生電能，驅(qū)動(dòng)溫度測(cè)量并無線發(fā)送出排泄事件的信息。后續(xù)的文獻(xiàn)(專利號(hào)【201180006459.7，無效】)公布了基于文獻(xiàn)【201080058416.9，無效】的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。采用的無線信號(hào)傳輸方式需要中繼站轉(zhuǎn)換，再傳送到排泄管理服務(wù)器，服務(wù)器最后通過郵件發(fā)送給手持電話使用者，進(jìn)行及時(shí)護(hù)理。
[0010]上述專利利用了排泄物的電解質(zhì)特性作為導(dǎo)通開關(guān)傳感器;或者使用熱敏電阻來測(cè)量排泄物溫度來檢測(cè)排泄事件的發(fā)生。上述專利理論上可以解決排泄檢測(cè)；但存在一些實(shí)用化和實(shí)用性的問題:
(1)都是在一次性尿布袋的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)；
(2)制造成本偏高;使用成本高;不環(huán)保；
(3)存在不安全的特點(diǎn):采用電解液來發(fā)電驅(qū)動(dòng)電子部分工作;存在泄露風(fēng)險(xiǎn)，尤其對(duì)新生兒和嬰幼j L，可能造成皮膚傷害；
(4)無線發(fā)射部分在尿布中，發(fā)射部分非常接近生殖器官，電磁輻射的能量和發(fā)射源的距離是平方反比關(guān)系;盡管發(fā)射能量在安全范圍內(nèi)，但太靠近輻射源且長期使用，不排除有一定的不安全因素，特別是中國母親非常在意輻射問題；
(5)在需要集群監(jiān)護(hù)的醫(yī)院/新生兒病房，多個(gè)紙尿褲同時(shí)使用時(shí)，編號(hào)和識(shí)別不方便使用;每次更換后需要和佩戴者重新配對(duì);不符合正常的使用方式;增加了新的工作量；
(6)拋棄的使用過的紙尿褲，也存在無線信號(hào)繼續(xù)發(fā)射的問題;可能會(huì)增加識(shí)別干擾；
(7)—次性使用的特點(diǎn)，自帶的電能不可能很充沛，存在電池電量耗完以后發(fā)生排泄，導(dǎo)致無法檢測(cè)的問題；
等等問題，導(dǎo)致這些方法雖已經(jīng)成熟，但卻至今未在市場(chǎng)上見到相關(guān)產(chǎn)品。
[0011]專利【201430018155.9】公布了一種藍(lán)牙體溫計(jì)，也可用于排尿檢測(cè)、兒童防丟等輔助測(cè)量。這種藍(lán)牙體溫計(jì)是傳感器和信號(hào)處理和無線發(fā)射模塊一體的，用于尿檢也存在距離生殖器太近，存在輻射隱患;并且也存在較大的清潔問題，不易使用。
[0012]目前還有采用濕度傳感器貼在尿布外進(jìn)行檢測(cè)的方法;但是由于所用的濕度傳感器，一般要在通風(fēng)環(huán)境下才能測(cè)出濕度變化，而尿布外的通風(fēng)狀況一般并不一定能達(dá)到要求，且尿布外的濕度變化較大時(shí)，里面一般已經(jīng)濕度非常大了，且排泄事件早過了很長時(shí)間，所以起不到很好的排尿檢測(cè)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本專利提出了一種新的排泄檢測(cè)方法和無線排泄監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該方法的監(jiān)護(hù)類型屬于排泄后檢測(cè)和報(bào)警，相比于以前的方法和技術(shù)，具有使用靈活方便，多功能，輻射危害和風(fēng)險(xiǎn)低，成本低，易加工制造，使用時(shí)間長，使用成本低等特點(diǎn)。
[0014]1.本專利的測(cè)量原理
人體排泄部位的環(huán)境溫度，在排泄發(fā)生前，就是皮膚表面溫度或者內(nèi)衣內(nèi)空間溫度，一般在22°C至36°C之間；而排泄物的溫度在剛出體的時(shí)候，基本和體內(nèi)溫度相同，一般在36.30C到41 °C之間(正常體內(nèi)溫度在36.3 °C到37.7 °C ;女性排卵期可升高0.3 °C左右;人體生病發(fā)燒后可高于38°C，嚴(yán)重發(fā)燒后體內(nèi)可高于40°C以上)；排泄物存在排泄部位在半分鐘之后，慢慢降低，最后達(dá)到正常的環(huán)境溫度;此環(huán)境溫度是低于人體內(nèi)溫度和皮膚溫度的。這是人體排泄發(fā)生的規(guī)律之一。
[0015]人體的排泄物中的水分，由于含有鹽分和其他電離子，實(shí)際上是一種弱導(dǎo)電的電解質(zhì)，因此被排泄物浸濕的尿布/衣物或者皮膚表面的電阻抗在20K Ω到IM Ω之間；而沒有發(fā)生排泄時(shí)，不存在這種導(dǎo)電性，則阻抗大于20M Ω ;因此含有排泄物的尿布和尿布/衣物等材料的電阻抗在排泄前后會(huì)發(fā)生較大的變化;而人體對(duì)排泄物也有干化作用，電解液被干化后排泄部位的阻抗會(huì)逐步變大最后超出測(cè)量范圍。這是人體排泄發(fā)生的規(guī)律之二。
[0016]利用上述兩個(gè)排泄發(fā)生前后溫度和電阻抗變化規(guī)律，設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的傳感器，SP可較為準(zhǔn)確檢測(cè)排泄事件。
[0017]2.本專利采用的排泄檢測(cè)方法
設(shè)計(jì)特殊構(gòu)造的排泄物溫度和阻抗檢測(cè)傳感器，置于排泄器官附近;設(shè)計(jì)其中溫度的檢測(cè)范圍為32 °C到40 0C，阻抗的檢測(cè)范圍為10K Ω到1M Ω。
[0018]連續(xù)定時(shí)檢測(cè)溫度和阻抗，采用下列算法計(jì)算排泄事件:
A.使用測(cè)量準(zhǔn)確度<0.2°C測(cè)量范圍最小為32°C-40 V的一個(gè)或者多個(gè)精密電阻，并列放置于排泄器官旁邊的尿布或者衣物內(nèi)并貼近皮膚;每個(gè)精密電阻通過延長線電纜，連接到一個(gè)可以測(cè)量阻抗變化的裝置中，輪詢切換進(jìn)行阻抗的測(cè)量，通過算法確認(rèn)是否有排泄事件發(fā)生;其中算法可用下式計(jì)算:
(1)根據(jù)數(shù)字化后的數(shù)字，根據(jù)電壓變換計(jì)算出阻抗熱敏電阻的阻值R[i];
(2)根據(jù)R[i]計(jì)算溫度:T[i] = l/(l/T25-ln(R25/R[i])/B;
其中T25 = 298.15°C;R25是25°C時(shí)的電阻值;B是材料相關(guān)的溫度系數(shù)；
(3)計(jì)算延時(shí)溫差:dT[i]= T [i]-T[1-C];
其中T[1-C]是C時(shí)間段之前的溫度值，C值大小根據(jù)熱敏電阻的導(dǎo)熱延遲情況選擇；
(4)計(jì)算連續(xù)符合條件的溫度點(diǎn)數(shù):EPt= ΣΒοο1((Τ[?] < 36.5°C且dT[i]> dTc)); 其中，dTc是設(shè)定的溫差閾值；
排泄事件條件之一:Bool((T[i] < 36.5°C且dT[i]>dTc)) = I；
其他情況 Bool((T[i] <= 36.5°C或 dT[i]<= dTc)) = O;
(5)EPt>Nt，則表示檢測(cè)到排泄事件;Nt是時(shí)間段數(shù)閾值;試驗(yàn)可確定；
B.使用一個(gè)或者多個(gè)低成本不銹鋼電極片，并列放置于排泄器官旁邊的尿布或者衣物內(nèi)并貼近皮膚;尿液或者排便中的弱導(dǎo)電液體滲透入衣物或者尿布中時(shí)，電極片之間的阻抗就從超出測(cè)量范圍降低到50ΚΩ到1ΜΩ之間；每個(gè)電阻通過延長線電纜，連接到一個(gè)可以測(cè)量阻抗變化的裝置中，輪詢切換進(jìn)行阻抗的測(cè)量，通過算法確認(rèn)是否有排泄事件發(fā)生；其中算法可用下式計(jì)算:
(1)根據(jù)數(shù)字化后的數(shù)值，通過電壓變換計(jì)算出電極