一種人體排泄檢測監護方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本專利屬于家用和醫用醫療監護設備技術領域，特別涉及一種適用于排泄不能感知且不能自理的成人和嬰幼兒排泄檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002]尿失禁、半身不遂、癡呆型成年人，嬰幼兒，新生兒等都存在大小便需要他人護理的情況。
[0003]嬰兒和下肢癱瘓病人的排尿和排便檢測，雖然不及時不是什么大問題;但長期護理不好，會導致下體皮膚潰爛和過敏。方便快捷地檢測嬰幼兒和下肢癱瘓病人的排尿和排便時間，提醒護理人員及時更換尿布可以提高嬰兒的舒適度，也可以提高護理人員的護理質量。
[0004]目前的高檔紙尿褲，采用尿顯功能來解決該問題。該方法的原理是在紙尿褲的外邊縫制一條能彩色線，該彩色線的顏色深度和紙尿褲中吸水材料的吸水飽和度成一定的關聯關系；吸水飽和時尿顯顏色線條的顏色深度變淺甚至消失。護理人員據此來判斷是否需要換尿布。紙尿褲雖然方便，但存在透氣性差，尿后不及時更換則內部濕氣大，導致嬰兒皮膚發紅過敏等不適癥狀。特別是紙尿褲穿在衣物下面是，紙尿褲上上尿顯線被遮擋，起不到尿顯的功能。
[0005]不管是具有尿顯功能的紙尿褲，還是家用的尿片，在使用方式上，都依靠人的主動護理去查看或者觸摸是否已經發生排泄，或者根據嬰兒/新生兒的哭鬧來判斷是否發生排泄。
[0006]在排泄發生前幾分鐘就能預測并主動提示監護人員來護理是最好的方法。對于神經功能正常的人而言，需要能提取人體排泄器官發出的神經信號，這個目前具有較大的技術難度。對于大部分排泄失禁的患者，神經傳導受損;對于新生兒和嬰兒，可能神經還沒有發育完整，或者還沒有建立起正常的神經反射，所以理論上也是不可行的。但是排尿的特征是膀胱充盈，排便的特征是積累的排泄物達到并充盈直腸。因此可以采用這兩個特征來預先檢測排泄。但這種方法需要較高的技術，需要檢測排泄器官的阻抗和形狀變化，理論上是可行的。也有相關的實驗性技術問世。但尚未達到試用階段，也存在使用成本高，使用不便的問題。
[0007]在排泄事件發生后主動檢測并提示護理人員及時處理，也是一種好的解決方案。
[0008]專利號【201180075983.X】公布了排泄物濕度檢測器的方法，是在一次性尿布中設計了一種排泄物液體檢測裝置/傳感器，利用排泄物中的電解液造成短路來檢測排泄事件。在專利中也提及了其他多項專利，采用相同的原理來實現排泄液體的檢測。經實驗證明，每次排泄后相同電極距離測得的電阻是不同的，變化范圍很大，因此短路的定義比較模糊，原理上存在漏報的情況。
[0009]還有其他一些文獻(專利號【201080058416.9，無效】【201180006462.9，無效】)，描述了另一種基于一次性尿布排泄液體檢測裝置，采用溫度測量來判斷是否發生排泄。這是一種一次性電子標簽，可以配合一次性尿布使用。和上述專利相比，多了無線發射等部分的描述;裝置中的利用電解質混合產生的伏打電池原理來產生電能，驅動溫度測量并無線發送出排泄事件的信息。后續的文獻(專利號【201180006459.7，無效】)公布了基于文獻【201080058416.9，無效】的監護系統。采用的無線信號傳輸方式需要中繼站轉換，再傳送到排泄管理服務器，服務器最后通過郵件發送給手持電話使用者，進行及時護理。
[0010]上述專利利用了排泄物的電解質特性作為導通開關傳感器;或者使用熱敏電阻來測量排泄物溫度來檢測排泄事件的發生。上述專利理論上可以解決排泄檢測；但存在一些實用化和實用性的問題:
(1)都是在一次性尿布袋的基礎上進行設計；
(2)制造成本偏高;使用成本高;不環保；
(3)存在不安全的特點:采用電解液來發電驅動電子部分工作;存在泄露風險，尤其對新生兒和嬰幼j L，可能造成皮膚傷害；
(4)無線發射部分在尿布中，發射部分非常接近生殖器官，電磁輻射的能量和發射源的距離是平方反比關系;盡管發射能量在安全范圍內，但太靠近輻射源且長期使用，不排除有一定的不安全因素，特別是中國母親非常在意輻射問題；
(5)在需要集群監護的醫院/新生兒病房，多個紙尿褲同時使用時，編號和識別不方便使用;每次更換后需要和佩戴者重新配對;不符合正常的使用方式;增加了新的工作量；
(6)拋棄的使用過的紙尿褲，也存在無線信號繼續發射的問題;可能會增加識別干擾；
(7)—次性使用的特點，自帶的電能不可能很充沛，存在電池電量耗完以后發生排泄，導致無法檢測的問題；
等等問題，導致這些方法雖已經成熟，但卻至今未在市場上見到相關產品。
[0011]專利【201430018155.9】公布了一種藍牙體溫計，也可用于排尿檢測、兒童防丟等輔助測量。這種藍牙體溫計是傳感器和信號處理和無線發射模塊一體的，用于尿檢也存在距離生殖器太近，存在輻射隱患;并且也存在較大的清潔問題，不易使用。
[0012]目前還有采用濕度傳感器貼在尿布外進行檢測的方法;但是由于所用的濕度傳感器，一般要在通風環境下才能測出濕度變化，而尿布外的通風狀況一般并不一定能達到要求，且尿布外的濕度變化較大時，里面一般已經濕度非常大了，且排泄事件早過了很長時間，所以起不到很好的排尿檢測作用。
【發明內容】
[0013]本專利提出了一種新的排泄檢測方法和無線排泄監護系統。該方法的監護類型屬于排泄后檢測和報警，相比于以前的方法和技術，具有使用靈活方便，多功能，輻射危害和風險低，成本低，易加工制造，使用時間長，使用成本低等特點。
[0014]1.本專利的測量原理
人體排泄部位的環境溫度，在排泄發生前，就是皮膚表面溫度或者內衣內空間溫度，一般在22°C至36°C之間；而排泄物的溫度在剛出體的時候，基本和體內溫度相同，一般在36.30C到41 °C之間(正常體內溫度在36.3 °C到37.7 °C ;女性排卵期可升高0.3 °C左右;人體生病發燒后可高于38°C，嚴重發燒后體內可高于40°C以上)；排泄物存在排泄部位在半分鐘之后，慢慢降低，最后達到正常的環境溫度;此環境溫度是低于人體內溫度和皮膚溫度的。這是人體排泄發生的規律之一。
[0015]人體的排泄物中的水分，由于含有鹽分和其他電離子，實際上是一種弱導電的電解質，因此被排泄物浸濕的尿布/衣物或者皮膚表面的電阻抗在20K Ω到IM Ω之間；而沒有發生排泄時，不存在這種導電性，則阻抗大于20M Ω ;因此含有排泄物的尿布和尿布/衣物等材料的電阻抗在排泄前后會發生較大的變化;而人體對排泄物也有干化作用，電解液被干化后排泄部位的阻抗會逐步變大最后超出測量范圍。這是人體排泄發生的規律之二。
[0016]利用上述兩個排泄發生前后溫度和電阻抗變化規律，設計特殊結構的傳感器，SP可較為準確檢測排泄事件。
[0017]2.本專利采用的排泄檢測方法
設計特殊構造的排泄物溫度和阻抗檢測傳感器，置于排泄器官附近;設計其中溫度的檢測范圍為32 °C到40 0C，阻抗的檢測范圍為10K Ω到1M Ω。
[0018]連續定時檢測溫度和阻抗，采用下列算法計算排泄事件:
A.使用測量準確度<0.2°C測量范圍最小為32°C-40 V的一個或者多個精密電阻，并列放置于排泄器官旁邊的尿布或者衣物內并貼近皮膚;每個精密電阻通過延長線電纜，連接到一個可以測量阻抗變化的裝置中，輪詢切換進行阻抗的測量，通過算法確認是否有排泄事件發生;其中算法可用下式計算:
(1)根據數字化后的數字，根據電壓變換計算出阻抗熱敏電阻的阻值R[i];
(2)根據R[i]計算溫度:T[i] = l/(l/T25-ln(R25/R[i])/B;
其中T25 = 298.15°C;R25是25°C時的電阻值;B是材料相關的溫度系數；
(3)計算延時溫差:dT[i]= T [i]-T[1-C];
其中T[1-C]是C時間段之前的溫度值，C值大小根據熱敏電阻的導熱延遲情況選擇；
(4)計算連續符合條件的溫度點數:EPt= ΣΒοο1((Τ[?] < 36.5°C且dT[i]> dTc)); 其中，dTc是設定的溫差閾值；
排泄事件條件之一:Bool((T[i] < 36.5°C且dT[i]>dTc)) = I；
其他情況 Bool((T[i] <= 36.5°C或 dT[i]<= dTc)) = O;
(5)EPt>Nt，則表示檢測到排泄事件;Nt是時間段數閾值;試驗可確定；
B.使用一個或者多個低成本不銹鋼電極片，并列放置于排泄器官旁邊的尿布或者衣物內并貼近皮膚;尿液或者排便中的弱導電液體滲透入衣物或者尿布中時，電極片之間的阻抗就從超出測量范圍降低到50ΚΩ到1ΜΩ之間；每個電阻通過延長線電纜，連接到一個可以測量阻抗變化的裝置中，輪詢切換進行阻抗的測量，通過算法確認是否有排泄事件發生；其中算法可用下式計算:
(1)根據數字化后的數值，通過電壓變換計算出電極