一种预防胃食道反流的智慧医疗平台的制作方法

本实用新型涉及医疗电子领域，尤其是一种预防胃食道反流的智慧医疗平台。

背景技术：

人口老龄化是当前我国面临的首要社会问题之一，而由老龄化引起的吞咽障碍容易导致患者的胃食道反流。同时，对于因颅内病变、脑血管意外，或者意识障碍等各种原因导致的吞咽障碍患者，也容易因胃食道反流导致误吸的发生，严重地危害了患者的健康。

鼻饲胃管和胃造瘘作为防止患者误吸发生的主要手段，但是其作用有限。目前，国内有两种防止误吸的胃管：一种为2007年由江苏如皋市人民医院所研发，在患者鼻饲后通过胃管壁上的两个低压套囊同时或交替充气，来封堵和预防反流发生。另一种为深圳市罗湖区人民医院联合广东省湛江市事达实业有限公司于 2007 年3月研制的双腔气囊胃管，在给患者注食前，先向胃管气囊充气，再经胃管注食。以上两种胃管均有以下缺点：1）患者发生反流的时间未知，向气囊充气的时间不确定；2）气囊位置固定，容易对食道粘膜造成损伤。所以，以上两种胃管均未能被广泛应用。

国外也有人试图在食道壁上留置刺激器，通过感知食道的电生理节律来促进胃食道运动，减少反流的发生，但是由于胃食道的电生理较为复杂，难以模拟，这种方式也未能实现有效阻止反流的目的。

专利申请号为201520112138.0，名为“一种防止误吸的胃管”的中国实用新型专利提出了一种新型胃管，包括有控制电路、气泵、PH 值传感器和设置有气囊的胃管，能防止误吸和避免食道黏膜损伤，然而这种胃管未能在发生胃食道反流后的第一时间通知患者家属或医疗监护人员，实时性较低，不够安全和有效；也不能对患者或老人进行远程监护，无法让更多的吞咽障碍患者或者更多的鼻饲营养的老人能够安全地回归社会进行社区或居家健康养老，容易延长住院时间和造成医疗资源的浪费。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种实时、有效、安全，能缩短住院时间和节省医疗资源的，预防胃食道反流的智慧医疗平台。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种预防胃食道反流的智慧医疗平台，包括可穿戴监护终端、无线传输模块和智慧医疗远程监控系统，所述可穿戴监护终端包括压力泵和设有气囊的胃管，所述智慧医疗远程监控系统包括PC端、云端和移动终端，所述压力泵与气囊连通，所述压力泵还与无线传输模块电连接，所述无线传输模块还与PC端连接，所述PC端还分别与云端以及移动终端连接。

进一步，所述可穿戴监护终端还包括PH值传感器、压力传感器、信号放大器、模数转换器、主控芯片、第一通信单元，所述PH值传感器的输出端和压力传感器的输出端均与信号放大器的输入端连接，所述信号放大器的输出端通过模数转换器进而与主控芯片的输入端连接，所述主控芯片的输出端与压力泵的输入端连接，所述第一通信单元分别与主控芯片以及无线传输模块连接。

进一步，所述气囊安装在胃管外侧壁上，所述压力泵安装在胃管外。

进一步，所述无线传输模块采用WIFI无线网络，所述WIFI无线网络包括无线控制器、核心交换机、汇聚交换机、POE交换机和AP，所述AP分别与可穿戴监护终端和POE交换机连接，所述POE交换机还与汇聚交换机连接，所述汇聚交换机还与核心交换机连接，所述核心交换机还与无线控制器连接，所述无线控制器还与PC端连接。

进一步，所述主控芯片为MCU、DSP芯片或FPGA芯片。

进一步，所述PH值传感器和压力传感器均安装在距离门齿25cm-40cm的胃管外侧壁上且均设置有多个，所述气囊安装在距离门齿30cm-40cm的胃管外侧壁上。

进一步，所述无线控制器为NETGEAR 公司的WNAC9505万兆机箱式智能无线控制器，所述汇聚交换机为NETGEAR 公司的GSM7328FS千兆三层全网管交换机，所述POE交换机为NETGEAR 公司的GS724TP千兆智能网管交换机。

进一步，所述移动终端采用智能手机、笔记本电脑或平板电脑。

本实用新型的平台的有益效果是：包括可穿戴监护终端、无线传输模块和智慧医疗远程监控系统，可穿戴监护终端包括压力泵和设有气囊的胃管，智慧医疗远程监控系统包括PC端、云端和移动终端，将可穿戴监护终端通过无线传输模块与智慧医疗远程监控系统结合起来，能通过智慧医疗远程监控系统的移动终端在发生胃食道反流后的第一时间通知患者家属或医疗监护人员，实时性高，更加安全和高效；增设了智慧医疗远程监控系统，基于PC端、云端和移动终端构建了居家、社区和医院三位一体远程监护体系，综合应用了云端架构和无线传输技术，能对患者或老人进行远程监护，让更多的吞咽障碍患者或者更多的鼻饲营养的老人能够安全地回归社会进行社区或居家健康养老，缩短了住院时间和节约了医疗资源。

附图说明

图1为本实用新型一种预防胃食道反流的智慧医疗平台的整体结构框图；

图2为本实用新型可穿戴监护终端的功能模块框图；

图3为本实用新型可穿戴监护终端中胃管、PH值传感器、压力传感器、压力泵、气囊和主控芯片的横截面结构示意图；

图4为本实用新型无线传输模块采用WIFI无线网络时的结构框图；

图5为本发明实施例一的新型胃管的结构示意图

图6为本发明实施例一的新型胃管的横截面示意图。

具体实施方式

参照图1，一种预防胃食道反流的智慧医疗平台，包括可穿戴监护终端、无线传输模块和智慧医疗远程监控系统，所述可穿戴监护终端包括压力泵和设有气囊的胃管，所述智慧医疗远程监控系统包括PC端、云端和移动终端，所述压力泵与气囊连通，所述压力泵还与无线传输模块电连接，所述无线传输模块还与PC端连接，所述PC端还分别与云端以及移动终端连接。

参照图2和图3，进一步作为优选的实施方式，所述可穿戴监护终端还包括PH值传感器、压力传感器、信号放大器、模数转换器、主控芯片、第一通信单元，所述PH值传感器的输出端和压力传感器的输出端均与信号放大器的输入端连接，所述信号放大器的输出端通过模数转换器进而与主控芯片的输入端连接，所述主控芯片的输出端与压力泵的输入端连接，所述第一通信单元分别与主控芯片以及无线传输模块连接。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述气囊安装在胃管外侧壁上，所述压力泵安装在胃管外。

参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述无线传输模块采用WIFI无线网络，所述WIFI无线网络包括无线控制器、核心交换机、汇聚交换机、POE交换机和AP，所述AP分别与可穿戴监护终端和POE交换机连接，所述POE交换机还与汇聚交换机连接，所述汇聚交换机还与核心交换机连接，所述核心交换机还与无线控制器连接，所述无线控制器还与PC端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述主控芯片为MCU、DSP芯片或FPGA芯片。

进一步作为优选的实施方式，所述PH值传感器和压力传感器均安装在距离门齿25cm-40cm的胃管外侧壁上且均设置有多个，所述气囊安装在距离门齿30cm-40cm的胃管外侧壁上。

进一步作为优选的实施方式，所述无线控制器为NETGEAR 公司的WNAC9505万兆机箱式智能无线控制器，所述汇聚交换机为NETGEAR 公司的GSM7328FS千兆三层全网管交换机，所述POE交换机为NETGEAR 公司的GS724TP千兆智能网管交换机。

进一步作为优选的实施方式，所述移动终端采用智能手机、笔记本电脑或平板电脑。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。

实施例一

针对现有技术实时性较低，不够安全和有效以及不能对患者或老人进行远程监护的问题，本实用新型提出了一种预防胃食道反流的智慧医疗平台。如图1所示，该智慧医疗平台由可穿戴监护终端、无线传输模块和智慧医疗远程监控系统这三部分组成。该智慧医疗平台的智慧医疗远程监控系统可通过无线传输模块接收可穿戴监护终端所采集的反流物数据，并结合云端技术实现了患者的胃食道反流远程监控和异常报警等功能。下面分别对这三部分进行逐一介绍：

（一）可穿戴监护终端

可穿戴监护终端，用于实时获取食道内的PH值信号及食道内的压力参数信息，并根据云端反馈的远程控制信号控制压力泵，使气囊在发生胃食道反流时进行扩张或使气囊在扩张后复位。如图2所示，可穿戴监护终端可进一步细分为PH值传感器、压力传感器、信号放大器、模数转换器、主控芯片、第一通信单元和压力泵。

其中，PH值传感器，用于获取食道内的PH值信号。

压力传感器，用于获取食道内的压力信号。

信号放大器，用于对获取的PH值信号和压力信号进行信号放大，得到放大后的信号。

模数转换器，用于对放大后的信号进行模数转换，得到转换后的数字信号。

主控芯片，用于根据转换后的数字信号或返回的远程控制信号进行数据处理（包括存储、显示和上传等），以触发相应的控制信号。主控芯片虽然涉及数据处理的过程，但其可采用现有的MCU、DSP芯片或FPGA芯片来实现。

第一通信单元，用于根据主控芯片的控制信号将食道内的PH值信号及食道内的压力参数信息进行上传，并接收返回的远程控制信号。

压力泵，用于根据主控芯片的控制信号在未发生胃食道反流时使气囊复位或在发生胃食道反流时使气囊进行扩张。

PH值传感器、压力传感器、信号放大器、模数转换器、第一通信单元和压力泵均可采用现有的电路或模块来实现，在此不再重复描述。

可穿戴监护终端为留置于患者体内的经过改装后的新型胃管或者检测导丝。本实施例的新型胃管可采用类似于专利申请号为201520112138.0，名为“一种防止误吸的胃管”的中国实用新型专利中所采用的胃管，如图5和6所示（图5和6中，1为进气口，2为胃管，3为气道，4为营养液通道，5为传感器线路，6为气口，7为胃食道，8为堵头，9为PH 值传感器，10为压力传感器，11为密封箍，12为气囊管，13为内衬环，14为电路接口），具体结构不再重复描述。目前已证实，当发生胃食道反流时，食道PH值小于4，食道内压力升高。本实用新型可根据胃食道反流时食道 PH 值小于4的特点，通过胃管外侧壁上的PH 值传感器感知食道内的PH值变化信号；另一方面，根据人体正常生理状态下食道的静息压力为15-25mmHg的特点，在胃管外侧壁上设立多个压力传感器，当食道内压力超过25mmHg时，提示患者出现反流。

如图3所示，本实用新型在距离门齿25cm-40cm的胃管壁上设置了多个PH值传感器和压力传感器，来监测反流物的PH 值和压力参数，并在距离门齿30cm-40cm的胃管外侧壁上设置了一气囊，该气囊通气囊通过细孔与胃管外的压力泵相连接。气囊的压力参数可参照在三腔二囊管的食管囊内的测压值来设置。本实施例设定气囊压力参数范围为25-50mmHg，并依据每个人的特征，在插管时按照每个人食道情况和舒适度作相应调整，以确定不同的压力参数。若待检测到食管内PH值传感器反馈信息获得患者食道下段的PH＜4，或者食道内压力超过25mmHg时，提示患者出现了胃食道反流，此时，压力泵将收到反流远程控制信号（如“1”数字信号），向气囊充气，使得气囊扩张，以防止胃食道反流的发生；若待检测到食管内PH值传感器反馈信息获得患者食道下段的PH＞4，或者食道内压力低于25mmHg时，提示患者未出现胃食道反流，此时，压力泵将收到无反流远程控制信号（如“0”数字信号），将扩张后的气囊内的气体泵出，使得气囊内的压力恢复发生反流前的20mmHg正常压力水平（即使气囊在扩张后复位）。

（二）无线传输模块

无线传输模块主要起传输数据的作用，可采用WIFI无线网络、移动通信网络和其它无线通信网络来实现。本实施例针对医院楼层、科室较多的特点，专门设计了如图4所示的WIFI 无线网络。其中，无线控制器用来控制WIFI无线网络中的所有无线AP，并通过互联网与智慧医疗远程监控系统交换数据。无线控制器可采用NETGEAR 公司的WNAC9505万兆机箱式智能无线控制器来实现。核心交换机、汇聚交换机和POE交换机分别对应了整个医院、整栋楼、整层楼层的交换机结构，负责数据的交换。核心交换机可采用现有的有线局域网的核心交换机来实现。汇聚交换机可采用NETGEAR 公司的GSM7328FS千兆三层全网管交换机来实现。POE交换机可采用NETGEAR 公司的GS724TP千兆智能网管交换机来实现。而采用 POE 供电可以省去 AP 的单独电源。AP为无线访问接入点，可与可穿戴监护终端等交换数据。

（三）智慧医疗远程监控系统

如图1所示，智慧医疗远程监控系统主要包括PC端、云端和移动终端。PC端一方面为医生、护士或者陪护人员通过电脑显示接收到的相关反流信息（即食道内的PH值信号及食道内的压力参数信息）；另一方面，将反流信息发送到云端，经云端进行数据处理（包括分析、比较等）后返回相应的远程控制信号（如“1”数字信号或“0”数字信号），以在胃食道发生反流时启动患者可穿戴监护终端胃管外的压力泵，使得胃管壁上的气囊扩张，发挥有效地阻止胃食道反流的作用。同时，PC端还会将云端数据处理的结果通过移动通信网络（如GSM通信网络等）上传给移动终端（如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等），方便移动终端所绑定的患者的家属或医疗监护人员在胃食道发生反流后第一时间获知告警信息，以便患者的家属或医疗监护人员及时采取措施来防止胃食道反流的发生。

本实用新型基于PC端、云端和移动终端构建了居家、社区和医院三位一体远程监护体系，其中，PC端设置在社区医院内，负责胃食道反流信息的接收与上传、远程控制信号的返回与云端数据处理结果的上传；云端设置在医学中心内，负责根据PC端上传的信息进行数据处理和远程控制信号的返回；移动终端预先绑定好患者的家属或医疗监护人员，负责在发生胃食道反流时进行告警提示，以第一时间通知患者的家属或医疗监护人员。本实用新型可利用云+端的物联网技术，形成胃食道反流的医学中心-社区医院-患者三位一体的远程监控体系，加强了对患者的实时监控。云端虽然涉及数据处理的过程，但其可采用现有的云端服务器来实现。

本实用新型的基本工作过程为：可穿戴监护终端的PH 值传感器、压力传感器采集胃食道反流物的PH值和压力信号，并将采集的信号依次经过信号放大器的放大和模数转换器的模数转换后变为数字信号。该数字信号进入主控芯片进行数据处理（包括存储、上传和获取返回的远程控制信号等处理），以触发相应的控制信号。第一通信单元可根据主控芯片的上传控制信号将食道内的PH值信号及食道内的压力参数信息转换为无线信号发射给智慧医疗远程监控系统。智慧医疗远程监控系统的PC端接收到该无线信号后上传给云端，由云端根据该无线信号进行数据处理并返回反流远程控制信号或无反流远程控制信号。智慧医疗远程监控系统的PC端接收到返回的反流远程控制信号或无反流远程控制信号后，一方面将反流远程控制信号或无反流远程控制信号返回给可穿戴监护终端，另一方面根据反流远程控制信号或无反流远程控制信号将是否发生胃食道反流的结果通过GSM网络等移动通讯网络上传给移动终端。若接收到代表胃食道反流已发生的反流远程控制信号，可穿戴监护终端则根据主控芯片的控制信号启动连接胃管的外压力泵，通过压力泵使胃管外侧壁上的气囊扩张，防止胃食道反流的发生；若接收到代表胃食道反流未发生的无反流远程控制信号，可穿戴监护终端则根据主控芯片的控制信号启动连接胃管的外压力泵，通过压力泵将胃管外侧壁上的气囊内的气体泵出，使得气囊内的压力恢复发生反流前的正常压力水平。

与现有技术相比，本实用新型具备实时监测感知的特点，能精确地感知患者反流的发生，避免了长时间充气气囊压迫食道造成的粘膜损伤；同时因为提前调节了气囊压力，可以调整适合每个患者的压力参数，达到有效而且个体化的治疗目的，也提高了患者的舒适度；基于PC端、云端和移动终端构建了居家、社区和医院三位一体远程监护体系，通过对患者的远程监控和快速反应，预防了患者误吸的发生，实现了以家庭、社区监控为核心，居家、社区、医院三位一体的远程健康监控系统，通过居家-社区-医院三位一体的监控，可以让更多的老年患者安全地回归社会，进行居家养老，同时缩短了患者的住院时间，节省了医疗开支。因此，该智慧医疗平台可以推广到各级医院、社区和家庭使用，具有极其重大的社会和经济效益。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。