一种基于表皮电子的腹内压监测系统

1.本发明涉及医疗设备技术领域，具体为一种基于表皮电子的腹内压监测系统。


背景技术：

2.表皮电子，是一种以超薄的柔性衬底为基础，其厚度、质量、密度和柔性能与人体皮肤良好匹配的电子器件，具有灵敏度高和响应时间快的优点。因其可以毫无感觉地吸附在皮肤之上，类似纹身，故又被称为电子纹身，临床上已用于生命信号监测(心率、呼吸、肌电、胃肠动力)、可穿戴康复治疗等。腹内高压是一种危重征象，其可引起器官组织低灌注，持续性的腹内高压伴新发器官衰竭会发展为腹腔间隔室综合征，严重甚至危及患者生命。腹内高压在重症急性胰腺炎、腹部创伤、脓毒血症、腹部手术患者中十分常见。因此，腹内压已成为继体温、血压、心率、呼吸及氧饱和度之后的第六生命体征。
3.目前，腹内压的监测有直接监测法和间接监测法。直接测压法是指在腹腔内放置一根导管或粗针头，利用水压计、压力传感器、腹腔镜气腹机、植入充气气囊等直接进行腹压的测定，虽然直接测压法能准确测量腹内压，但因有创伤和易感染的风险而无法常规有效推广；间接测压法是指通过测量膀胱、直肠、胃及下腔静脉的压力间接测量腹压，其中膀胱压监测因其方法简单、创伤小、相关性好，为目前腹内压测定的“金标准”。目前测量膀胱压的主要方法是，安置尿管，排空膀胱，通过尿管向膀胱内注入一定量的生理盐水，然后连接压力传感器，测量液体经膀胱排出后的压力。虽然该方法简单易操作，可重复性好，但在临床操作中存在以下问题：
4.1、操作环节繁琐，测压时医护人员需先向患者膀胱内注入生理盐水，等待液体排出后用米尺对输液管高度进行测量读数，再将厘米水柱换算为毫米汞柱，最后书写结果至his系统(医院管理系统)，整个测压过程复杂费时，在夜间或高峰时间等医护人手不足的情况下，存在膀胱压测量结束后，不能及时换算结果，甚至数据丢失的情况；
5.2、患者体验感差，膀胱压监测往往需要每4～6小时进行一次，反复的操作会给患者带来身体和心理上的不适，而且每4～6小时为一个时点的间断监测也不能完整反映患者连续的腹内压力变化；
6.3、结果的准确性低，在实际的膀胱压测量中，往往需要患者体位配合，医护人员选择正确的测量位置，并在患者呼气末进行测量，量过程中各种人为因素容易影响最后结果的准确性。


技术实现要素：

7.本发明意在提供一种基于表皮电子的腹内压监测系统，通过将传感器设置为表皮电子的形式，并结合实际医疗环境的特点进行设计，解决传统腹内压监测中存在的上述问题，实现准确、方便、稳定、实时的腹内压力监测。
8.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种基于表皮电子的腹内压监测系统，包括传感单元、信号处理单元、led显示屏
和his系统，所述传感单元与所述信号处理单元通过无线蓝牙连接，所述信号处理单元与所述led显示屏和所述his系统电性连接，所述传感单元为表皮电子，所述表皮电子用于采集监测腹内压生理参数数据并将其转换为电信号进行存储，所述信号处理单元实时读取和接收腹内压生理参数数据，所述信号处理单元还对腹内压生理参数数据进行处理，将数字信号转换为模拟信号后显示在所述led显示屏上并上传至所述his系统，所述his系统对腹内压生理参数数据进行长期存储。
10.进一步地，所述信号处单元包括放大器、滤波器和转换器，所述放大器用于将电学信号整形、放大，所述滤波器用于将放大的信号进行数字滤波，去掉噪音信号，所述转换器用于将经放大、滤波处理后的信号转换为数字信号。
11.进一步地，所述表皮电子从下向上依次包括柔性基底层、介电层、柔性压电式传感器、活性层和柔性电池，所述柔性基底层位于底层贴于皮肤，所述介电层位于所述柔性基底层的上表面并连接有电极，所述柔性压电式传感器采集腹腔的机械压力变化，并将腹腔的机械压力变化转换为电学信号，通过所述电极将电学信号传输给所述信号处理单元，所述柔性电池用于所述柔性压电式传感器的供电。
12.进一步地，所述柔性基底层为聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚乙烯或聚氨酯中的一种。
13.进一步地，所述介电层为电的绝缘材料，所述介电层为聚二甲基硅氧烷、无机纳米离子、铁电纳米离子钛酸钡、金属纳米粒子类导电填充物、导电聚合物或碳纳米管中的一种。
14.进一步地，所述柔性压电式传感器为无机压电材料锆钛酸铅或氧化锌中的一种。
15.进一步地，所述活性层为碳纳米管基活性材料，石墨烯基活性材料，弹性符合结构活性材料的硅、氧化锌、砷化镓或硒化镉中的一种。
16.进一步地，所述柔性电池为柔性薄膜电池，包括柔性锂电子电池、li-s柔性电池、可拉伸有机太阳能电池或薄膜化的燃料电池中的一种。
17.进一步地，所述电极为导电无纺布、铜箔或石墨烯中的一种。
18.本技术方案的原理及有益效果是：
19.1、传感单元为表皮电子，表皮电子为柔性监测电极，通过无线蓝牙将传感单元和信号处理单元连接后形成监测电路，可实现整体腹内压监测系统的设计，具有以下优势：
20.舒适性：相对传统的膀胱压监测方法而言，利用表皮电子的柔性基底层自然吸附皮肤，监测对象感觉不到传感器的存在，且在安装和移除过程中没有一点不适感，也不会对皮肤造成损伤；
21.实时性：表皮电子的柔性压电式传感器实时采集和上传腹内压参数；
22.准确性：表皮电子的柔性传感器直接紧密贴合在人体表面，即使在皮肤变形情况下，也可实现信号的连续测量，保证测量结果的准确性；
23.便携性：表皮电子轻薄小巧，柔性传感器和信号处理单元分离，将收集的数据交由信号处理单元处理，信号处理单元连接his系统，便于人们迅速上手操作。
24.2、本发明设置信号处理单元，配备led显示屏，可以实时显示监测对象腹内压力值、每小时小便量、累计尿量等数据。同时将信号处理单元与医院his系统信息互联，医护人员可在his系统中回顾性查看监测对象既往腹内压变化趋势，以方便及时调整治疗方案。
25.3、本发明设置的传感单元可将检测到的压力信号转化为电信号，输出结果为毫米汞柱，从而简化繁琐的计算流程。
附图说明
26.图1为本发明一种基于表皮电子的腹内压监测系统的示意图；
27.图2为本发明一种基于表皮电子的腹内压监测系统表皮电子的结构示意图；
28.附图中的对应标记的名称为：
29.柔性基底层1、介电层2、柔性压电式传感器3、活性层4、柔性电池5。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
31.如图1和图2所示，一种基于表皮电子的腹内压监测系统，包括传感单元、信号处理单元、led显示屏和his系统，传感单元与信号处理单元通过无线蓝牙连接，信号处理单元与led显示屏和his系统电性连接，传感单元为表皮电子，表皮电子从下向上依次包括柔性基底层1、介电层2、柔性压电式传感器3、活性层4和柔性电池5，柔性基底层1位于底层贴于皮肤，介电层2位于柔性基底层1的上表面并连接有电极，柔性压电式传感器3采集腹腔的机械压力变化，并将腹腔的机械压力变化转换为电学信号，通过电极将电学信号传输给信号处理单元，柔性电池5用于柔性压电式传感器3的供电，信号处理单元实时读取和接收腹内压生理参数数据，信号处理单元还对腹内压生理参数数据进行处理，信号处单元包括放大器、滤波器和转换器，放大器用于将电学信号整形、放大，滤波器用于将放大的信号进行数字滤波，去掉噪音信号，转换器用于将经放大、滤波处理后的信号转换为数字信号，信号处单元将数字信号转换为模拟信号后显示在led显示屏上并上传至his系统，his系统对腹内压生理参数数据进行长期存储。
32.其中，柔性基底层1为聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚乙烯或聚氨酯中的一种；介电层2为电的绝缘材料，介电层2为聚二甲基硅氧烷、无机纳米离子、铁电纳米离子钛酸钡、金属纳米粒子类导电填充物、导电聚合物或碳纳米管中的一种；柔性压电式传感器3为无机压电材料锆钛酸铅或氧化锌中的一种；活性层4为碳纳米管基活性材料，石墨烯基活性材料，弹性符合结构活性材料的硅、氧化锌、砷化镓或硒化镉中的一种；柔性电池5为柔性薄膜电池，包括柔性锂电子电池、li-s柔性电池、可拉伸有机太阳能电池或薄膜化的燃料电池中的一种；电极为导电无纺布、铜箔或石墨烯中的一种。
33.具体实施过程如下：
34.将表皮电子的柔性基底层1贴合在监测对象腹部，其中的柔性压电式传感器3实时采集监测对象的腹内压生理参数数据并将其转换为电信号进行存储；通过无线蓝牙的方式将传感单元与信号处理单元相连，信号处理单元实时读取和接收传感单元的腹内压数据，对腹内压数据进行处理，并将数字信号转换为模拟信号显示在led显示屏上；信号处理单元将计算结果上传至his系统，his系统对数据进行长期存储。
35.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发
明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。