膀胱尿量检测装置及检测系统

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种膀胱尿量检测装置及检测系统。

背景技术：

尿失禁作为尿动力学常见临床症状之一，近年来随着人们生活水平的提升，全社会对尿失禁的关注程度也日益提高，我国部分地区的流行病理学调查显示，尿失禁发病率为18岁以上者占5.9％，18-40岁者占1.1％，40岁以上者占10％，老年妇女的发病率甚至高达70％，尿失禁不仅给患者带来焦虑、尴尬，而且严重的影响着患者的工作和生活。然而，对尿失禁问题越来越多的关注促使我们更深入地理解其流行病学特征、病理生理学特点以及小尿路的外周和中央神经调控机制，这有助于我们研发新的诊疗设备。

超声波信号在生物媒质的传播过程中，超声波信号和生物媒质两者会发生相互作用，通过研究他们之间的相互作用的特点和机理，并利用相应的特点和机理对患者的病灶进行诊断。中国专利cn206482596u公开了一种可穿戴膀胱尿量检测仪，包括腰环，所述腰环的左右两端分别连接有固定环和微型多普勒超声装置，所述微型多普勒超声装置表面上下两端分别设有无线发射器和无线接收器，所述无线发射器和无线接收器之间安装有调节旋钮，所述微型多普勒超声装置左侧安装有电极片，所述微型多普勒超声装置右侧设有数据校验器，通过腰环可使检测装置穿戴在患者腰部，电极片可黏贴在患者下腹部，也可安装在检测装置上，并利用超声波检测患者膀胱内部的残余尿量，通过无线收发器与手机app相连，通过手机显示检测结果，携带方便，能够精准的检测膀胱尿量和排尿后膀胱残余尿量。

虽然上述技术方案中采用电极片黏贴在患者的下腹部，但是该电极片属于刚性结构，受人体腹部曲率及呼吸的影响，以及腰环与人体之间无法始终保持不做相对运动，因此换能器很难达到在任何时刻下均可完整的贴合于人体腹部的技术要求，最终导致检测结果不准确。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种膀胱尿量检测装置及检测系统，以解决现有技术中膀胱尿量检测不能完全贴合用户的体表导致检测结果不准确的问题。

本实用新型的一方面，提供了一种膀胱尿量检测装置，包括：柔性探头，包括柔性基底和设置在所述柔性基底上的超声换能器，所述柔性基底用于吸附在人体小腹的检测位置，使得所述超声换能器对准用户的膀胱；主板，包括超声收发模块，所述超声收发模块与所述超声换能器电连接，用于向所述超声换能器发送激励信号以及接收所述超声换能器的超声回波信号。

可选地，所述柔性探头为柔性线阵阵列探头，所述柔性基底上设置有多个超声换能器。

可选地，所述超声换能器为采用柔性材料的片状换能器。

可选地，所述多个超声换能器成十字形排布。

可选地，所述主板还包括：选通模块，所述超声收发模块通过所述选通模块与所述多个超声换能器电连接。

可选地，所述超声收发模块包括：超声发射模块，与所述超声换能器电连接，用于向所述超声换能器发送所述激励信号；超声接收模块，与所述超声换能器电连接，用于接收所述超声换能器将超声波信号转换得到的所述超声回波信号。

可选地，所述主板还包括：存储器，与所述超声接收模块电连接，用于存储所述超声回波信号；无线通信模块，与所述存储器连接，用于向上位机发送所述超声回波信号。

可选地，所述主板还包括：增益放大器，输入端与所述超声接收模块电连接，用于对所述超声回波信号进行放大处理；滤波器，与所述增益放大器的输出端和所述存储器分别电连接，用于对放大处理后的超声回波信号进行滤波处理。

本实用新型的另一方面，提供了一种膀胱尿量检测系统，包括：第一方面或第一方面任一项可选实施方式所述的膀胱尿量检测装置，用于检测反应用户的膀胱内的尿量的超声回波信号；上位机，与所述膀胱尿量检测装置通讯连接，用于接收所述膀胱尿量检测装置发送的数据。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过柔性基底吸附于人体小腹的检测位置，使得超声换能器能够对准用户的膀胱，进而使得柔性探头能够贴合于不同腰围的人体表面，受运动、腹部曲率以及呼吸的影响降低，能够获得更大的超声视场，最终使得检测结果更加准确；除此之外，柔性探头贴合皮肤表面方便用户在不同场景中实现可穿戴的全天候实时尿量监测功能。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过柔性线阵阵列探头，不仅能够贴合人体，还能够承载多个超声换能器，可以对膀胱进行多个线上的膀胱尿量检测，获得更多的膀胱信息，最终提高检测的准确度。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，采用柔性材料的片状换能器，增加与人体皮肤接触的面积，以向用户发送更多超声波进行膀胱尿量的检测，提升检测的准确度。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过选通模块控制多个超声换能器依次工作，并将所述多个超声换能器的超声回波信号依次发送至超声收发模块，提高整个装置的可靠性。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过存储器以及无线通信模块，可以将检测过程中的超声回波信号进行存储并发送至上位机进行计算和分析，得到检测结果显示于用户交互界面(如显示屏)上，还可以将所述检测结果上传至云平台，方便用户或医护人员用app进行查看，实用性高、适用性广、操作方便。

增益放大器将超声回波信号放大一定的倍数后，经由滤波器滤波，将误差较大的超声回波信号剔除，保证参与计算和分析的超声回波信号的准确性。

本实用新型提供的膀胱尿量检测系统，利用第一方面任一项所述的膀胱尿量检测装置对用户的膀胱容积进行检测，并将检测结果发送至上位机进行计算和分析，推送排尿预警。其中，所述膀胱尿量检测装置的柔性基底吸附于人体小腹的检测位置，使得超声换能器能够对准用户的膀胱，进而使得柔性探头能够贴合于不同腰围的人体表面，受运动、腹部曲率以及呼吸的影响降低，能够获得更大的超声视场，最终使得检测结果更加准确；除此之外，柔性探头贴合皮肤表面方便用户在不同场景中实现可穿戴的全天候实时尿量监测功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的膀胱尿量检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的柔性基底11的结构示意图；

图3是本实用新型提供的柔性探头10的排布示意图；

图4是本实用新型提供的超声换能器12的结构示意图；

图5是本实用新型提供的多个超声换能器12十字形排布示意图；

图6是本实用新型提供的膀胱尿量检测装置的完整结构示意图；

图7是本实用新型提供的膀胱尿量检测装置的再一完整结构示意图；

图8是本实用新型提供的膀胱尿量检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的一方面，提供了一种膀胱尿量检测装置，如图1所示，包括：柔性探头10，包括柔性基底11和设置在所述柔性基底11上的超声换能器12，所述柔性基底11用于吸附在人体小腹的检测位置，使得所述超声换能器12对准用户的膀胱；主板20，包括超声收发模块21，所述超声收发模块21与所述超声换能器12电连接，用于向所述超声换能器12发送激励信号以及接收所述超声换能器12的超声回波信号。

所述柔性基底11可以采用柔性压电材料制成，使得所述柔性探头10能够贴合人体。在一个具体的实施例中，如图2所示，所述柔性基底11可包括三层结构：阻挡层111、嵌入层112以及匹配层113。所述嵌入层用于放置所述超声换能器12，所述阻挡层用于阻止所述超声换能器12产生的超声波向后传播，所述匹配层使所述超声换能器12的声阻抗与用户的声阻抗匹配，将所述超声换能器12产生的超声波最大程度的发送至用户。所述阻挡层、嵌入层以及匹配层均为柔性压电材料，例如硅胶材料，其中，所述阻挡层涂覆有环氧树脂、陶瓷粉末等对超声波的传播起到阻挡作用的材料，所述匹配层涂覆有二氧化硅、二氧化钛等能够实现超声波从所述嵌入层发射至空气之间的声阻抗过渡的材料。

为了实时检测膀胱的充盈状态，所述柔性探头10需要满足异物感低、贴合度高等要求。因此，采用柔性压电材料制成的柔性探头10能够贴合并吸附在人体小腹的检测位置，所述超声换能器12直接通过所述柔性基底11承载且固定于用户的膀胱位置，解决了所述超声换能器12与人体不贴合而导致超声波无法有效传导至用户膀胱的问题，有利于获得更大的超声视场。同时，所述柔性基底11采用硅胶材料制成，直接与人体皮肤接触的异物感较低。发明人经过一系列测试证明，所述柔性探头10与人体乳腺模型、手背以及手腕的贴合程度，结果均呈现正向效果。

所述主板20包括超声收发模块21，所述超声收发模块21与所述超声换能器12电连接，用于向所述超声换能器12发送激励信号并接收超声波经过用户膀胱反射至超声换能器12后形成的超声回波信号。检测开始时，所述超声收发模块21按照预设的频率向所述超声换能器12发送激励信号，使得所述超声换能器12向用户发送预设频率的超声波，经过用户膀胱反射后回到所述超声换能器12，并转换为电信号，形成所述超声回波信号。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过柔性基底吸附于人体小腹的检测位置，使得超声换能器能够对准用户的膀胱，进而使得柔性探头能够贴合于不同腰围的人体表面，受运动、腹部曲率以及呼吸的影响降低，能够获得更大的超声视场，最终使得检测结果更加准确；除此之外，柔性探头贴合皮肤表面方便用户在不同场景中实现可穿戴的全天候实时尿量监测功能。

可选地，如图3所示，所述柔性探头10为柔性线阵阵列探头，所述柔性基底11上设置有多个超声换能器12。

请参见图3，所述柔性探头10包括多个探头阵列(1至n，n取正整数)按照直线方向依次排布，每个所述探头阵列中均包括柔性基底11和多个超声换能器12，所述超声换能器12的排布规律可以如图3所示呈直线形排布，也可以呈其他任意方式的排布，其目的是为了能够获取到不同线上的膀胱信息，增加检测的准确度。所述柔性基底11可以如图3所示，以所述探头阵列为单位，依次排布，也可以以所述柔性探头10为单位排布，在此不做限定，当以所述柔性探头10为单位排布时，所述超声换能器12在所述柔性基底11上呈行列矩阵式排布。

所述多个超声换能器12分别与所述超声收发模块21连接，或者，以所述探头阵列为单元，每个所述探头阵列中设置有超声收发子模块与所述超声收发模块21连接，以此来向所述多个超声换能器12发送激励信号并接收返回的超声回波信号。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过柔性线阵阵列探头，不仅能够贴合人体，还能够承载多个超声换能器，可以对膀胱进行多个线上的膀胱尿量检测，获得更多的膀胱信息，最终提高检测的准确度。

可选地，所述超声换能器12为采用柔性材料的片状换能器。

图4是本实用新型提供的超声换能器12的结构示意图，如图4所示，所述超声换能器12包括片状柔性基底以及采用刻蚀技术在所述柔性基底上形成的凹槽，所述超声换能器12的声能产生模块设置在所述凹槽内，并通过柔性压电材料例如硅胶和二氧化钛混合粉末填充所述凹槽，将所述声能产生模块固定并封闭在所述凹槽内。所述声能产生模块的两个电极从所述凹槽露出，并与所述超声收发模块21连接。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，采用柔性材料的片状换能器，增加与人体皮肤接触的面积，以向用户发送更多超声波进行膀胱尿量的检测，提升检测的准确度。

可选地，如图5所示，所述多个超声换能器12成十字形排布。

在这里，图5所示的柔性基底11是以所述柔性探头10为单位，其上设置有成十字形排布的多个超声换能器12，所述多个超声换能器12被超声收发模块21控制，逐次向用户的膀胱发射超声波。除此之外，所述多个超声换能器12还可以成t字形排布，无论是十字形排布还是t字形排布，均可以使得所述柔性探头10更加轻薄，且在检测时，采用十字形或t字形的排布方式，能够避免对膀胱进行同一条线的重复检测问题，提高超声波的利用率。

可选地，如图6所示，所述主板20还包括：选通模块22，所述超声收发模块21通过所述选通模块22与所述多个超声换能器12电连接。

图6是本实用新型提供的膀胱尿量检测装置的完整结构示意图，其中，所述选通模块22与所述多个超声换能器12的电连接仅以双向箭头起到示意作用，在实际中，所述多个超声换能器12均连接至所述选通模块22，所述选通模块22为各个超声换能器12分配通道，以预设时间间隔，控制所述多个超声换能器12工作，依次对用户的膀胱发射预设频率的超声波。

所述超声收发模块21向所述多个超声换能器12发送激励信号，通过所述选通模块22以预设时间间隔，依次控制所述多个超声换能器12工作，并依次接收所述多个超声换能器12的超声回波信号。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过选通模块控制多个超声换能器依次工作，并将所述多个超声换能器的超声回波信号依次发送至超声收发模块，提高整个装置的可靠性。

可选地，如图6所示，所述超声收发模块21包括：超声发射模块211，与所述超声换能器12电连接，用于向所述超声换能器12发送所述激励信号；超声接收模块212，与所述超声换能器12电连接，用于接收所述超声换能器12将超声波信号转换得到的所述超声回波信号。

具体地，如图6所示，所述超声收发模块21包括超声发射模块211以及超声接收模块212，分别通过所述选通模块22与所述超声换能器12电连接。所述超声发射模块211还与所述超声接收模块212连接，当所述超声发射模块211发出激励信号后，所述超声接收模块212在预设时间间隔后的时间段内，接收超声回波信号。

可选地，如图6所示，所述主板20还包括：存储器23，与所述超声接收模块212电连接，用于存储所述超声回波信号；无线通信模块24，与所述存储器23连接，用于向上位机30发送所述超声回波信号。

具体地，在检测过程中，所述超声发射模块211产生激励信号，经由所述选通模块22选择逐次激励所述多个超声换能器12产生超声波信号，所述超声波信号经用户膀胱反射后回到对应的超声换能器12，转换为电信号作为所述超声回波信号，再次经由所述选通模块22逐次发送至所述超声接收模块212。所述存储器23与所述超声接收模块212连接，将所述超声回波信号进行存储，并通过所述无线通信模块24发送至上位机30。在一个具体的实施例中，所述无线通信模块24为蓝牙或wifi通信模块，所述上位机30包括但不限于手机、平板电脑、pc机等，所述膀胱尿量检测装置还包括有云平台40，用于将上位机30的膀胱尿量检测结果进行统计和分析后显示于用户的膀胱尿量检测app上，方便用户或医护人员查看。

本实用新型提供的膀胱尿量检测装置，通过存储器以及无线通信模块，可以将检测过程中的超声回波信号进行存储并发送至上位机进行计算和分析，得到检测结果显示于用户交互界面(如显示屏)上，还可以将所述检测结果上传至云平台，方便用户或医护人员用app进行查看，实用性高、适用性广、操作方便。

可选地，如图7所示，所述主板20还包括：增益放大器25，输入端与所述超声接收模块212电连接，用于对所述超声回波信号进行放大处理；滤波器26，与所述增益放大器25的输出端和所述存储器23分别电连接，用于对放大处理后的超声回波信号进行滤波处理。

具体地，所述增益放大器25将超声回波信号放大一定的倍数后，经由所述滤波器26滤波，将误差较大的超声回波信号剔除，保证参与计算和分析的超声回波信号的准确性。

本实用新型的另一方面，提供了一种膀胱尿量检测系统，如图8所示，所述检测系统包括：第一方面任一项所述的膀胱尿量检测装置100，用于检测反应用户的膀胱内的尿量的超声回波信号；上位机200，与所述膀胱尿量检测装置100通讯连接，用于接收所述膀胱尿量检测装置100发送的数据。

具体地，请参见图8，所述膀胱尿量检测系统包括第一方面任一项所述的膀胱尿量检测装置100以及上位机200，所述膀胱尿量检测装置100用于对用户的膀胱的尿量进行检测并产生超声回波信号，具体的组成结构以及过程请参见第一方面，在此不再赘述；所述上位机200与所述膀胱尿量检测装置100通讯连接，包括无线连接或有线连接，用于接收所述超声回波信号转化后的数据码流，并进行计算和分析，得到膀胱容积值显示于用户交互界面(如显示屏)上，还可以根据所述膀胱容积值推送例如，蜂鸣报警、消息推送、振动、响铃等方式的排尿预警。

本实用新型提供的膀胱尿量检测系统，利用第一方面任一项所述的膀胱尿量检测装置对用户的膀胱容积进行检测，并将检测结果发送至上位机进行计算和分析，推送排尿预警。其中，所述膀胱尿量检测装置的柔性基底吸附于人体小腹的检测位置，使得超声换能器能够对准用户的膀胱，进而使得柔性探头能够贴合于不同腰围的人体表面，受运动、腹部曲率以及呼吸的影响降低，能够获得更大的超声视场，最终使得检测结果更加准确；除此之外，柔性探头贴合皮肤表面方便用户在不同场景中实现可穿戴的全天候实时尿量监测功能。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。