一种远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统和方法

技术领域

本发明涉及医疗器械装备技术领域，具体涉及一种远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统和方法。

背景技术

新生儿黄疸是新生儿期血液中胆红素代谢异常而在体内累积引起的一种疾病，其表征为巩膜、黏膜、皮肤及其他组织呈现黄褐色。新生儿黄疸发病率高，根据中华医学会儿科分会新生儿学组的调查结果显示：粘住院病例49.1％，足月儿黄疸比例为48.8％，早产儿49.9％。如果干预不及时，严重者可出现胆红素脑病，即核黄疸，而遗留神经系统后遗症，甚至导致死亡，给家庭和社会带来沉重的负担。新生儿出生后的胆红素水平是一个动态变化的过程，实时检测胆红素水平并及时调整干预或者治疗方案，对诊断病情，缩短疗程，具有重要的参考意义。目前暂时无家庭或社区医院使用的实时动态黄疸检测仪，通常新生儿出生后留医院观察的时间为2～7天，期间医生通过目测监测或仪器监测新生儿皮肤黄染情况，可以及时发现部分的病理性黄疸患儿。但大部分病理性黄疸患儿是在出院后或由于皮肤黄染持续时间过长或黄染程度过重亦或消退后再度发生而被发现。迄今为止，尚无供家庭或社区医院使用的远程动态黄疸检测仪，新生儿黄疸院外监测只有依靠新生儿父母的目测观察，而这种观察主观评判标准误差较大，较容易误诊新生儿病理性黄疸风险。

现有的新生儿黄疸检测的金标准是抽取静脉血进行肝功能检验测定，但是这种方法可能损伤患儿皮肤和血管，处理不好的情况会引起出血和感染。而且在治疗过程中，持续关注胆红素浓度情况，需要反复进行抽血化验，对新生儿伤害大。

因此，行业内急需研发一种检测过程无创、简便，且能远程动态检测黄疸的设备或者方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种检测过程无创、简便的且成本低廉的远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统和方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统，包括：黄疸血氧脉搏检测仪、患者终端、云服务器和医生终端；黄疸血氧脉搏检测仪包括微处理器、显示装置和用于采集新生儿皮肤反射的RGB颜色参数的颜色传感器；颜色传感器、显示装置均和微处理器连接，微处理器还和患者终端、云服务器连接，医生终端和云服务器无线连接。

优选地，黄疸血氧脉搏检测仪还包括：用于采集新生儿血氧脉搏值的绑带血氧脉搏探头；绑带血氧脉搏探头和微处理器连接。

优选地，颜色传感器包括：TCS34725芯片；TCS34725芯片的两侧安装有白光LED。

优选地，微处理器和患者终端通过蓝牙连接，微处理器和云服务器通过移动通讯商5G网络连接。

优选地，所述的远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统，还包括：电源模块和电容按键；电容按键和微处理器连接；电源模块包括锂电池、锂电池充电单元和电源稳压单元；锂电池和电源稳压单元连接，电源稳压单元还和微处理、显示装置连接，锂电池还和锂电池充电单元连接。

优选地，电源稳压单元包括：用于对电路稳压，输出5.0V电源的DC-DC升降压子单元和用于输出3.3V电源的线性稳压子单元；锂电池充电单元包括TC4056A芯片。

一种远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测方法，包括：将颜色传感器靠近新生儿皮肤，微处理器每隔预设时间输出采集指令，启动LED发出白光，颜色传感器根据采集指令读取新生儿皮肤反射的RGB颜色分量，并发送至微处理器，微处理器对RGB颜色分量进行处理，并根据预先拟合的计算曲线，得出新生儿黄疸指数；微处理器将新生儿黄疸指数发送至患者终端，并上传至云服务器上，医生终端从云服务器下载新生儿黄疸指数，并根据新生儿实时黄疸指数，给予专业诊断治疗方案，实现实时动态监测新生儿黄疸情况。

优选地，所述的检测方法还包括：将绑带血氧脉搏探头捆绑于新生儿脚掌，绑带血氧脉搏探头采集新生儿血氧脉搏值，并将新生儿血氧脉搏值发送至微处理器，微处理器将新生儿血氧脉搏值发送至患者终端，并上传至云服务器上，医生终端接收新生儿血氧脉搏值。

优选地，颜色传感器根据采集指令读取新生儿皮肤反射的RGB颜色分量之前还包括：对颜色传感器进行白平衡，具体为：拿白纸对准颜色传感器；当颜色传感器读取到RGB的三个颜色分量均大于250的时候，则认为白平衡成功；如果白平衡不成功，增加LED亮度，继续判断RGB的三个颜色分量是否均大于250。

优选地，预先拟合计算曲线的步骤包括：采集新生儿的肝功能指标中的血清总胆红素，同时在采血时刻，通过颜色传感器读取新生儿的RGB颜色分量；将新生儿的肝功能指标中的血清总胆红素换算成黄疸指数；根据黄疸指数和对应的RGB颜色分量，得出RGB颜色分量对应的黄疸指数的计算曲线：272.18-4.46*G+2.37R。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

本发明的黄疸血氧脉搏检测仪采用高度集成的颜色传感器检测新生儿的肤色，计算出黄疸值，整个过程无创、简便、准确，而且成本低廉；且本发明实现了新生儿黄疸血氧指数居家实时动态检测，实现阈值报警和远程诊断治疗功能。本产品可以广泛应用在大型医院新生儿、儿科等临床科室和社区医院、个人家庭

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统的原理框图。

图2为本发明的远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，一种远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统，包括：黄疸血氧脉搏检测仪、患者终端、云服务器和医生终端；黄疸血氧脉搏检测仪包括微处理器、显示装置和用于采集新生儿皮肤反射的RGB颜色参数的颜色传感器；颜色传感器、显示装置均和微处理器连接，微处理器还和患者终端、云服务器连接，医生终端和云服务器无线连接。

在本实施例，所述的远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统，黄疸血氧脉搏检测仪还包括：用于采集新生儿血氧脉搏值的绑带血氧脉搏探头；绑带血氧脉搏探头和微处理器连接。

其中，患者终端和医生终端均可为平板电脑或者智能手机，且均安装有对应的应用程序。显示装置为TFT屏幕。黄疸血氧脉搏检测仪可穿戴式佩戴于新生儿的脚腕处，LED及颜色传感器紧贴新生儿皮肤，血氧探头(绑带血氧脉搏探头)采集的数据通过很短的连续连接微处理器，防止血氧连线因为新生儿触动而引起缠绕手脚的危险，血氧探头使用软式帆布包裹更加亲肤，不会引起新生儿不适感。

在本实施例，颜色传感器包括：TCS34725芯片；TCS34725芯片的两侧安装有白光LED，以保证光源均匀照射到皮肤上。LED亮度为10档，通过软件调节其亮度。在TCS34725芯片中共有64个光电二极管平均分四组交叉均匀排列，其中48个为颜色滤波器(红、绿、蓝色各16个，剩下16个为全透光不带滤波)。四组光电二极管交叉均匀排列，不会出现暗区或因位置不同而接收的光强不同，尽量保证了光能均匀照射到每个二极管，提高了颜色识别的精确度。在颜色识别过程中，固定时间只开一个颜色滤波器，确保滤掉其他颜色，从而获得这个颜色光的光强。以检测皮肤颜色为例，当光源照射到皮肤时候，通过分时轮流打开RGB颜色滤波器，然后采集到RGB颜色分量的光强，再综合全透光的光强，分析得到皮肤的颜色，便完成了皮肤颜色的识别。

在本实施例，微处理器和患者终端通过蓝牙连接，微处理器和云服务器通过移动通讯商5G网络连接。

在本实施例，所述的远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统还包括：电源模块和电容按键；电容按键和微处理器连接；电源模块包括锂电池、锂电池充电单元和电源稳压单元；锂电池和电源稳压单元连接，电源稳压单元还和微处理、显示装置连接，锂电池还和锂电池充电单元连接。锂电池充电单元包括TI公司的TC4056A，该芯片广泛应用于锂电池充电电路中，芯片通过一个USB接口供电，具有输入过压保护。更进一步，本系统需要为电路提供3.3V和5V两组电源，而锂电池的工作电压在3.0至4.2V左右，所以电源稳压单元包括：用于对电路稳压，输出5.0V电源的DC-DC升降压子单元和用于输出3.3V电源的线性稳压子单元。

参见图2，适用于上述远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统的一种远程动态新生儿黄疸血氧脉搏检测系统的检测方法包括：将颜色传感器靠近新生儿皮肤，微处理器每隔3分钟输出采集指令，启动LED发出高亮度白光，颜色传感器根据采集指令读取新生儿皮肤反射的RGB颜色分量，并发送至微处理器，微处理器对RGB颜色分量进行处理，并根据预先拟合的计算曲线，得出新生儿黄疸指数；微处理器将新生儿黄疸指数发送至患者终端，并上传至云服务器上，医生终端从云服务器下载新生儿黄疸指数，并根据新生儿实时黄疸指数，给予专业诊断治疗方案，实现实时动态监测新生儿黄疸情况。

所述的检测方法还包括：将绑带血氧脉搏探头捆绑于新生儿脚掌，绑带血氧脉搏探头采集新生儿血氧脉搏值，并将新生儿血氧脉搏值发送至微处理器，微处理器将新生儿血氧脉搏值发送至患者终端，并上传至云服务器上，医生终端接收新生儿血氧脉搏值。医生终端实时接收新生儿黄疸指数和新生儿血氧脉搏值，并描绘新生儿黄疸指数的动态曲线和实时血氧脉搏值，医生根据数据并给出指导性治疗方案。

检测仪的微处理器多采用实时发送方式控制，黄疸值每3分钟发送一次，血氧饱和度和脉搏值实时发送，动态检测。医生终端界面显示新生儿姓名、父母姓名、出生时间、黄疸历史数据、实时血氧饱和度、血氧曲线、脉搏、家庭地址、联系方式等，以智能手机为载体，实时双向与云服务器通信，界面具备语音和文字通信输入输出功能，方便双方实时通信，黄疸和血氧指数脉搏设置报警阈值，血氧范围：80％-100％，脉搏范围：60-130bpm，当新生儿黄疸和血氧脉搏值达到报警阈值，患者终端主动发生报警信息至医生终端，使得医生及时获悉新生儿黄疸和血氧脉搏危急值。医生终端为根据新生儿实时黄疸和血氧脉搏指数，给予专业诊断治疗方案，实时动态监测新生儿黄疸血氧情况。

黄疸检测仪开机后，微处理器会对串口通讯接口、IO端口、屏幕、界面、测量标志位和颜色传感器进行初始化。初始化后，对颜色传感器进行白平衡，具体为：拿白纸对准颜色传感器；当颜色传感器读取到RGB的三个颜色分量均大于250的时候，则认为白平衡成功；如果白平衡不成功，增加LED亮度，继续判断RGB的三个颜色分量是否均大于250。白平衡后，TFT屏幕显示READY字样。当短触碰一次触摸按键，系统进入则启动一次测量。当持续触碰时间超过5秒，则重新进入白平衡状态。

颜色传感器通过识别物体的RGB值，共能检测出255*255*255种不同颜色组合。对人体肤色而言，细微的颜色差异可能会导致RGB值的变化。因此，需要建立一种模型(计算曲线)，将颜色传感器识别到的RGB颜色分量换算成对应的黄疸显示指数。预先拟合计算曲线的步骤包括：采集大量的新生儿的肝功能指标中的血清总胆红素，同时在采血时刻，通过颜色传感器读取新生儿的RGB颜色分量；将新生儿的肝功能指标中的血清总胆红素换算成黄疸指数；

拟采用多重线性回归分析，建立回归模型(计算曲线)。通过对比新生儿的血液分析结果和本课题设计的黄疸仪测量结果(颜色分量分别记为R，G，B)，来标定我们的测量系统。经过数据分析后，发现R和B分量的偏回归系数显著性(P值)<0.01，说明偏回归系数具有极其显著的统计学意义。最终根据黄疸指数和对应的RGB颜色分量，得出RGB颜色分量对应的黄疸指数的计算曲线：272.18-4.46*G+2.37R。其中R代表红光分量，G代表绿光分量，B代表蓝光分量。

综上，本发明穿戴式的脚腕黄疸血氧脉搏检测仪，检测仪佩戴于新生儿的脚腕处，LED及颜色传感器紧贴新生儿皮肤，每隔三分钟监测黄疸指数通过蓝牙技术发送至患者终端，实时发送新生儿血氧脉搏值，并实时上传至云服务器，医生终端从云服务器下载黄疸血氧脉搏，生成实时数据和动态曲线，及时了解患者的黄疸和血氧脉搏数值，若监测数值超出设定黄疸血氧阈值，提醒新生儿父母及时送医，医生终端也能接收报警信息，采取干预措施。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。