一种人体排泄检测监护方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本专利属于家用和医用医疗监护设备技术领域，特别涉及一种适用于排泄不能感知且不能自理的成人和婴幼儿排泄检测方法和装置。
【背景技术】
[0002]尿失禁、半身不遂、痴呆型成年人，婴幼儿，新生儿等都存在大小便需要他人护理的情况。
[0003]婴儿和下肢瘫痪病人的排尿和排便检测，虽然不及时不是什么大问题;但长期护理不好，会导致下体皮肤溃烂和过敏。方便快捷地检测婴幼儿和下肢瘫痪病人的排尿和排便时间，提醒护理人员及时更换尿布可以提高婴儿的舒适度，也可以提高护理人员的护理质量。
[0004]目前的高档纸尿裤，采用尿显功能来解决该问题。该方法的原理是在纸尿裤的外边缝制一条能彩色线，该彩色线的颜色深度和纸尿裤中吸水材料的吸水饱和度成一定的关联关系；吸水饱和时尿显颜色线条的颜色深度变浅甚至消失。护理人员据此来判断是否需要换尿布。纸尿裤虽然方便，但存在透气性差，尿后不及时更换则内部湿气大，导致婴儿皮肤发红过敏等不适症状。特别是纸尿裤穿在衣物下面是，纸尿裤上上尿显线被遮挡，起不到尿显的功能。
[0005]不管是具有尿显功能的纸尿裤，还是家用的尿片，在使用方式上，都依靠人的主动护理去查看或者触摸是否已经发生排泄，或者根据婴儿/新生儿的哭闹来判断是否发生排泄。
[0006]在排泄发生前几分钟就能预测并主动提示监护人员来护理是最好的方法。对于神经功能正常的人而言，需要能提取人体排泄器官发出的神经信号，这个目前具有较大的技术难度。对于大部分排泄失禁的患者，神经传导受损;对于新生儿和婴儿，可能神经还没有发育完整，或者还没有建立起正常的神经反射，所以理论上也是不可行的。但是排尿的特征是膀胱充盈，排便的特征是积累的排泄物达到并充盈直肠。因此可以采用这两个特征来预先检测排泄。但这种方法需要较高的技术，需要检测排泄器官的阻抗和形状变化，理论上是可行的。也有相关的实验性技术问世。但尚未达到试用阶段，也存在使用成本高，使用不便的问题。
[0007]在排泄事件发生后主动检测并提示护理人员及时处理，也是一种好的解决方案。
[0008]专利号【201180075983.X】公布了排泄物湿度检测器的方法，是在一次性尿布中设计了一种排泄物液体检测装置/传感器，利用排泄物中的电解液造成短路来检测排泄事件。在专利中也提及了其他多项专利，采用相同的原理来实现排泄液体的检测。经实验证明，每次排泄后相同电极距离测得的电阻是不同的，变化范围很大，因此短路的定义比较模糊，原理上存在漏报的情况。
[0009]还有其他一些文献(专利号【201080058416.9，无效】【201180006462.9，无效】)，描述了另一种基于一次性尿布排泄液体检测装置，采用温度测量来判断是否发生排泄。这是一种一次性电子标签，可以配合一次性尿布使用。和上述专利相比，多了无线发射等部分的描述;装置中的利用电解质混合产生的伏打电池原理来产生电能，驱动温度测量并无线发送出排泄事件的信息。后续的文献(专利号【201180006459.7，无效】)公布了基于文献【201080058416.9，无效】的监护系统。采用的无线信号传输方式需要中继站转换，再传送到排泄管理服务器，服务器最后通过邮件发送给手持电话使用者，进行及时护理。
[0010]上述专利利用了排泄物的电解质特性作为导通开关传感器;或者使用热敏电阻来测量排泄物温度来检测排泄事件的发生。上述专利理论上可以解决排泄检测；但存在一些实用化和实用性的问题:
(1)都是在一次性尿布袋的基础上进行设计；
(2)制造成本偏高;使用成本高;不环保；
(3)存在不安全的特点:采用电解液来发电驱动电子部分工作;存在泄露风险，尤其对新生儿和婴幼j L，可能造成皮肤伤害；
(4)无线发射部分在尿布中，发射部分非常接近生殖器官，电磁辐射的能量和发射源的距离是平方反比关系;尽管发射能量在安全范围内，但太靠近辐射源且长期使用，不排除有一定的不安全因素，特别是中国母亲非常在意辐射问题；
(5)在需要集群监护的医院/新生儿病房，多个纸尿裤同时使用时，编号和识别不方便使用;每次更换后需要和佩戴者重新配对;不符合正常的使用方式;增加了新的工作量；
(6)抛弃的使用过的纸尿裤，也存在无线信号继续发射的问题;可能会增加识别干扰；
(7)—次性使用的特点，自带的电能不可能很充沛，存在电池电量耗完以后发生排泄，导致无法检测的问题；
等等问题，导致这些方法虽已经成熟，但却至今未在市场上见到相关产品。
[0011]专利【201430018155.9】公布了一种蓝牙体温计，也可用于排尿检测、儿童防丢等辅助测量。这种蓝牙体温计是传感器和信号处理和无线发射模块一体的，用于尿检也存在距离生殖器太近，存在辐射隐患;并且也存在较大的清洁问题，不易使用。
[0012]目前还有采用湿度传感器贴在尿布外进行检测的方法;但是由于所用的湿度传感器，一般要在通风环境下才能测出湿度变化，而尿布外的通风状况一般并不一定能达到要求，且尿布外的湿度变化较大时，里面一般已经湿度非常大了，且排泄事件早过了很长时间，所以起不到很好的排尿检测作用。
【发明内容】
[0013]本专利提出了一种新的排泄检测方法和无线排泄监护系统。该方法的监护类型属于排泄后检测和报警，相比于以前的方法和技术，具有使用灵活方便，多功能，辐射危害和风险低，成本低，易加工制造，使用时间长，使用成本低等特点。
[0014]1.本专利的测量原理
人体排泄部位的环境温度，在排泄发生前，就是皮肤表面温度或者内衣内空间温度，一般在22°C至36°C之间；而排泄物的温度在刚出体的时候，基本和体内温度相同，一般在36.30C到41 °C之间(正常体内温度在36.3 °C到37.7 °C ;女性排卵期可升高0.3 °C左右;人体生病发烧后可高于38°C，严重发烧后体内可高于40°C以上)；排泄物存在排泄部位在半分钟之后，慢慢降低，最后达到正常的环境温度;此环境温度是低于人体内温度和皮肤温度的。这是人体排泄发生的规律之一。
[0015]人体的排泄物中的水分，由于含有盐分和其他电离子，实际上是一种弱导电的电解质，因此被排泄物浸湿的尿布/衣物或者皮肤表面的电阻抗在20K Ω到IM Ω之间；而没有发生排泄时，不存在这种导电性，则阻抗大于20M Ω ;因此含有排泄物的尿布和尿布/衣物等材料的电阻抗在排泄前后会发生较大的变化;而人体对排泄物也有干化作用，电解液被干化后排泄部位的阻抗会逐步变大最后超出测量范围。这是人体排泄发生的规律之二。
[0016]利用上述两个排泄发生前后温度和电阻抗变化规律，设计特殊结构的传感器，SP可较为准确检测排泄事件。
[0017]2.本专利采用的排泄检测方法
设计特殊构造的排泄物温度和阻抗检测传感器，置于排泄器官附近;设计其中温度的检测范围为32 °C到40 0C，阻抗的检测范围为10K Ω到1M Ω。
[0018]连续定时检测温度和阻抗，采用下列算法计算排泄事件:
A.使用测量准确度<0.2°C测量范围最小为32°C-40 V的一个或者多个精密电阻，并列放置于排泄器官旁边的尿布或者衣物内并贴近皮肤;每个精密电阻通过延长线电缆，连接到一个可以测量阻抗变化的装置中，轮询切换进行阻抗的测量，通过算法确认是否有排泄事件发生;其中算法可用下式计算:
(1)根据数字化后的数字，根据电压变换计算出阻抗热敏电阻的阻值R[i];
(2)根据R[i]计算温度:T[i] = l/(l/T25-ln(R25/R[i])/B;
其中T25 = 298.15°C;R25是25°C时的电阻值;B是材料相关的温度系数；
(3)计算延时温差:dT[i]= T [i]-T[1-C];
其中T[1-C]是C时间段之前的温度值，C值大小根据热敏电阻的导热延迟情况选择；
(4)计算连续符合条件的温度点数:EPt= ΣΒοο1((Τ[?] < 36.5°C且dT[i]> dTc)); 其中，dTc是设定的温差阈值；
排泄事件条件之一:Bool((T[i] < 36.5°C且dT[i]>dTc)) = I；
其他情况 Bool((T[i] <= 36.5°C或 dT[i]<= dTc)) = O;
(5)EPt>Nt，则表示检测到排泄事件;Nt是时间段数阈值;试验可确定；
B.使用一个或者多个低成本不锈钢电极片，并列放置于排泄器官旁边的尿布或者衣物内并贴近皮肤;尿液或者排便中的弱导电液体渗透入衣物或者尿布中时，电极片之间的阻抗就从超出测量范围降低到50ΚΩ到1ΜΩ之间；每个电阻通过延长线电缆，连接到一个可以测量阻抗变化的装置中，轮询切换进行阻抗的测量，通过算法确认是否有排泄事件发生；其中算法可用下式计算:
(1)根据数字化后的数值，通过电压变换计算出电极