用于糖尿病足部溃疡的干预装置及方法

本发明属于医疗辅助装置，具体涉及一种用于糖尿病足部溃疡的干预装置，还涉及一种用于糖尿病足部溃疡的干预方法。

背景技术：

1、糖尿病足溃疡是糖尿病的严重并发症之一，糖尿病患者长期处于高血糖状态，某些代谢途径的异常会导致血管病变或神经病变，容易因为足底压力或足部畸形导致糖尿病足溃疡。早期检测糖尿病足溃疡至关重要，可减少患者住院甚至截肢的风险。糖尿病足溃疡的传统检测方法主要通过分析血液循环和足部神经病变来评估其物理风险因素。随着先进成像技术的发展，计算机断层扫描和磁共振成像可用于糖尿病足的骨骼或肌肉病变生物检测和筛查，但是这些方法或受限于专业医疗人员的经验，无法满足庞大的患者增速，或具有侵入性辐射危害的，成本高的缺点，对患者造成不可逆的伤害。

2、电阻抗成像方法是通过给人体施加安全电流激励、体外测量响应电压信号，来重建人体内部的电学特性分布图像的方法。由于人体不同组织间存在较大的阻抗差，或是同一组织的不同生理状态下的阻抗值不相同，某些组织在发生病变时与正常时的阻抗变化明显，可以使用不同的频率测量生物组织阻抗特性，获得特征频率从而重建目标图像，成为代替现代侵入性辐射医疗成像的新方法，具有非侵入、无辐射检测，实时在线检测成本低，可实现长期床旁监测的优点。

3、现有技术中的糖尿病足治疗鞋垫，无法可视化感知病变程度，无法看到治疗效果，因此，不能适应不同用户特殊需求的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于糖尿病足部溃疡的干预装置，具有通过电阻抗成像方法可视化定位糖尿病足溃疡病变区域的特点；

2、本发明的另一个目的是提供一种用于糖尿病足部溃疡的干预方法。

3、本发明的一个方案为，用于糖尿病足部溃疡的干预装置，包括足型传感器组件，足型传感器组件顶部粘贴有变模量鞋垫层，足型传感器组件还连接有信号线，信号线远离足型传感器组件的一端连接有集成板，集成板依次电性连接有阻抗分析仪、上位机和3d打印机。

4、本发明的特点还在于：足型传感器组件包括足型传感器板，足型传感器板前足顶面均匀分布有若干个前足电极，足型传感器板后足顶面均匀分布有若干个后足电极，每个前足电极和每个后足电极外周均设有绝缘环，足型传感器板顶部贴有变模量鞋垫层。

5、每个前足电极和每个后足电极均为横截面是圆形的阶梯型电极，每个前足电极和每个后足电极底部均固接有半球型的接地电极。

6、变模量鞋垫层表面开设有与每个前足电极和每个后足电极和相应的圆形通孔。

7、前足电极和后足电极的材质均为ag或cu。

8、集成板包括控制部，控制部连接有前足电极开关，控制部还连接有后足电极开关，信号线连接前足电极开关和后足电极开关，控制部连接阻抗分析仪。

9、本发明的另一个方案为，用于糖尿病足部溃疡的干预方法，具体步骤如下：

10、步骤1、将足部放置在变模量鞋垫层上，开启阻抗分析仪并通过卡扣绷带连接在脚腕的集成板控制足型传感器组件释放电流，测量电极之间的阻抗数据发送到上位机；

11、步骤2、上位机通过电极测量的足部阻抗数据采用图像重构算法生成足部电导率分布图，并通过边界提取算法提取足部溃疡区域传输到3d打印机；

12、步骤3、3d打印机接收足部溃疡区域并打印出新变模量鞋垫粘贴至足型传感器组件；

13、步骤4、每经过5-7日，重复实施步骤1-步骤3，完成用于糖尿病足溃疡的检测及干预。

14、本发明另一个方案的特点还在于：新变模量鞋垫中通过上位机测得足部电导率分布图中足部溃疡区域为低填充区域，中间足部为高填充区域，其余为中填充区域。

15、步骤2具体步骤如下：

16、步骤2.1、上位机接收到电极之间的阻抗数据时，根据预先设定的数据处理模块程序去除冗余阻抗数据；

17、步骤2.2、通过图像重构算法将剩余阻抗数据进行重构，重建断层图像，得到用户足的电导率分布；

18、步骤2.3、通过边界提取算法将得到的由颜色区分的足部的电导率分布图像中出现电导率突变的足部溃疡区域提取；

19、步骤2.4、将足部溃疡区域传输到3d打印机中。

20、本发明的有益效果是：

21、1.本发明通过电阻抗成像方法检测糖尿病足溃疡早期风险区域，得到足底损伤图像，并使用边界提取算法获得糖尿病足溃疡风险区域轮廓，根据此轮廓设计糖尿病足鞋垫，进行足底减压设计，达到可视化定位糖尿病足溃疡病变区域的效果；

22、2.本发明在每个电极外部增加绝缘环，防止电极之间相互干扰，测量结果精准。

技术特征：

1.用于糖尿病足部溃疡的干预装置，其特征在于，包括足型传感器组件(1)，所述足型传感器组件(1)顶部粘贴有变模量鞋垫层(2)，所述足型传感器组件(1)还连接有信号线(3)，所述信号线(3)远离足型传感器组件(1)的一端连接有集成板(4)，所述集成板(4)依次电性连接有阻抗分析仪(5)、上位机(6)和3d打印机(7)。

2.根据权利要求1所述的用于糖尿病足部溃疡的干预装置，其特征在于，所述足型传感器组件(1)包括足型传感器板(101)，所述足型传感器板(101)前足顶面均匀分布有若干个前足电极(102)，所述足型传感器板(101)后足顶面均匀分布有若干个后足电极(103)，每个前足电极(102)和每个后足电极(103)外周均设有绝缘环(8)，所述足型传感器板(101)顶部贴有变模量鞋垫层(2)。

3.根据权利要求2所述的用于糖尿病足部溃疡的干预装置，其特征在于，所述每个前足电极(102)和每个后足电极(103)均为横截面是圆形的阶梯型电极，所述每个前足电极(102)和每个后足电极(103)底部均固接有半球型的接地电极(9)。

4.根据权利要求2所述的用于糖尿病足部溃疡的干预装置，其特征在于，所述变模量鞋垫层(2)表面开设有与每个前足电极(102)和每个后足电极(103)和相应的圆形通孔。

5.根据权利要求2所述的用于糖尿病足部溃疡的干预装置，其特征在于，所述前足电极(102)和后足电极(103)的材质均为ag或cu。

6.根据权利要求1所述的用于糖尿病足部溃疡的干预装置，其特征在于，所述集成板(4)包括控制部(401)，所述控制部(401)连接有前足电极开关(402)，所述控制部(401)还连接有后足电极开关(403)，所述信号线(3)连接所述前足电极开关(402)和后足电极开关(403)，所述控制部(401)连接阻抗分析仪(5)。

7.用于糖尿病足部溃疡的干预方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-6中任意一项所述的足部检测干预装置，具体步骤如下：

8.根据权利要求7所述的用于糖尿病足部溃疡的干预方法，其特征在于，新变模量鞋垫中通过上位机(6)测得足部电导率分布图中足部溃疡区域为低填充区域，中间足部为高填充区域，其余为中填充区域。

9.根据权利要求7所述的用于糖尿病足部溃疡的干预方法，其特征在于，所述步骤2具体步骤如下：

技术总结
本发明公开了用于糖尿病足部溃疡的干预装置及方法，包括足型传感器组件，足型传感器组件顶部粘贴有变模量鞋垫层，足型传感器组件还连接有信号线，信号线远离足型传感器组件的一端连接有集成板，集成板依次电性连接有阻抗分析仪、上位机和3D打印机；本发明通过电阻抗成像方法检测糖尿病足溃疡早期风险区域，得到足底损伤图像，并使用边界提取算法获得糖尿病足溃疡风险区域轮廓，根据此轮廓设计糖尿病足鞋垫，进行足底减压设计，达到可视化定位糖尿病足溃疡病变区域的效果。

技术研发人员：孙博,王芸倩,赵桐
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15