一种智能监测保护网、系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种智能监测保护网、系统及其使用方法。

背景技术

动静脉内瘘是指将人体的浅表静脉和它邻近的动脉进行吻合，把动脉血引到静脉中，然后在浅表血管上打针建立体外循环，做血液透析，维持性血液透析患者常用的血管通路；下肢静脉血栓形成是指血液在下肢深静脉系统内不正常的凝结，进而对静脉管腔造成阻塞，最终影响静脉回流。

在日常保养中，动静脉内瘘的主要监测的项目有：动静脉内瘘处的皮肤温度、皮肤表面颜色、皮肤表面张力、手臂围度变化、肢体运动情况、动静脉瘘体血管直径、PPL(Palpable Pulsatility Length，可触及震颤长度)、动静脉内瘘杂音、红外血流信号等；静脉血栓治疗期间及治疗后维护的主要监测的项目有：静脉血栓处的皮肤温度、皮肤表面颜色、皮肤表面张力、腿围度变化、肢体运动情况、红外血流信号等。

但目前监测红外血流信号只能通过医院预约使用血管造影和多普勒彩超进行监测，其中，对于动静脉内瘘处的湍流只可简单的通过对震动声音的听取或触摸震动来判断，其存在特别大的误差，这些条件都对患者动静脉内瘘处、静脉血栓处的术后实时监测产生了制约。除此之外，现有的监测产品大多为环状的样式，具有佩戴不舒适、并且只能监测简单的数据、不能监测患处整体的数据、监测面积小、监测数据不准确等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，本发明的第一个目的是：提供了一种智能监测保护网，该智能监测保护网材质轻柔，适合长时间佩戴，并且可以更加精确地监测整个肢体的生物数据。

本发明的第二个目的是：提供一种智能监测系统，该智能监测系统能够将原本需要依靠医务人员的主观诊断转化为客观的数据以及三维图像，有助于对患者的病患处进行更加精确的诊断。

本发明的第三个目的是：提供一种智能监测系统的使用方法，该使用方法应用于智能监测系统。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种智能监测保护网，包括保护网本体和微型传感器，保护网本体为由若干经线和若干纬线交叉设置构成的网状结构，经线和纬线均为弹性材质，微型传感器通过电路连接有微型电源和通讯单元，微型传感器、微型电源和通讯单元均设置在经线和纬线的交叉处，微型传感器分别为红外光传感器、柔性压力传感器、温度传感器、运动传感器和超声波传感器。

作为一种优选，运动传感器为旋转传感器、重力传感器和倾斜传感器中两种或三种的任意组合；超声波传感器为多普勒探头。

作为一种优选，微型传感器还包括振动传感器和声音传感器。

作为一种优选，还包括连接件，保护网本体上设有开口，开口的两侧均设置有连接件，连接件用于使物品保护网本体并合或分离。

一种智能监测系统，包括：智能监测保护网，对肢体的被监测部位进行实时生物数据采集，并对被监测部位进行保护；服务器，与医疗数据库连接，并通过云端与通讯单元相互通信，智能监测保护网通过通讯单元向服务器传输微型传感器所采集的生物数据，服务器将生物数据与医疗数据库中的数据进行分析处理，生成被监测部位的生理参数和三维图像；客户端，包括显示器和客户端界面，客户端通过云端与服务器相互通信，服务器向客户端传输生理参数和三维图像，生理参数和三维图像通过显示器显示在客户端界面，用户根据生理参数和三维图像来评估被监测部位的血管是否维持正常功能。

作为一种优选，服务器包括数据处理模块和图像分析模块，数据处理模块对生物数据进行分析，生成生理参数；图像分析模块对生物数据和生理参数进行处理，形成三维图像，生理参数和三维图像通过数据收发模块传输至移动终端。

作为一种优选，医疗数据库包括数据储存模块，医务人员可向数据储存模块录入数据，数据储存模块内储存有患者档案。

作为一种优选，还包括报警装置，报警装置安装在智能监测保护网上并与服务器通信连接，若生理参数异常，服务器可向报警装置发送提醒信息，通知患者。

一种智能监测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、建立患者档案：患者在医院接受治疗后，医务人员将患者资料输入医疗数据库中，建立患者档案；

S2、采集患者数据：通过智能监测保护网对经过治疗的部位进行监测、生物数据采集；

S3、数据处理：通过服务器对获取的生物数据进行处理，生成生理参数和三维图像；

S4、数据分析：根据处理所得的生理参数和三维图像进行判断，确定患者是否需要接受治疗。

作为一种优选，S4、数据分析步骤包括以下步骤：

当生理参数和三维图像在设定范围内时，则微型传感器持续进行数据监测；

当生理参数和三维图像过低或过高时，则向相关用户传输信息，发出异常提示。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1.智能监测保护网的材质轻柔，适合长时间佩戴，在日常佩戴能起到保护作用，其弹性网状的结构还能避免佩戴时下滑、佩戴不舒适、不通风等问题，有利于创口或患处的恢复。

2.在智能监测保护网上设置拉链、魔术贴或纽扣等连接件，解决了佩戴监测设备不方便的问题，增强患者的使用积极性。

3.现有的监测设备只能监测简单的数据和报警功能，本发明的智能监测系统可以利用微型传感器建模，生成直观的生理参数和三维模型显示在移动终端或PC端上，普通患者无需专业知识即可判断患处是否出现异常，医护人员也可时刻留意患者的情况，以便及时对患者作出相应的救治或提醒。

4.智能监测系统的报警设备，在动静脉内瘘功能完全丧失之前、静脉血栓恶化前、患者及家属有做出不当的措施时均可以做出提醒，来提前进行干预，调整患者的生活作息、活动规律，指导动静脉内瘘维护和使用情况、静脉血栓维护等等。

5.因日常维护和使用动静脉内瘘的医生往往不是原来建立动静脉内瘘的医生，建瘘的医生和用瘘的医生通常无法共享患者的所有情况。本发明可以通过云端上传患者的数据到医疗数据库中，无论是建瘘的医生还是用瘘的医生，都能在患者出院之后获取内瘘的功能或维护情况。

6.本发明不仅可用于监测下肢的静脉血栓情况，还可以监测上肢的动静脉内瘘情况，为多用途监测设备，用途方便且广泛。

附图说明

图1是本发明的智能监测保护网的结构示意图；

图2是本发明的智能监测系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一中智能监测保护网穿戴在下肢的使用示意图；

图4是本发明实施例一中下肢的三维图像显示在客户端上的示意图；

图5是图4的A处放大图；

图6是本发明实施例二中智能监测保护网穿戴在上肢的使用示意图；

图7是本发明实施例一中上肢的三维图像显示在客户端上的示意图；

图8是图7的B处放大图；

图9是本发明的智能监测系统的使用方法的流程图；

其中：1：智能监测保护网、11：弹性线料、12：微型传感器、13：通讯单元、14：微型电源、15：报警装置、16：连接件、2：服务器、21：数据接收模块、22：数据处理模块、23：图像分析模块、24：数据发送模块、3：医疗数据库、4：数据录入模块、5：云端、6：用户A端、7：用户B端、8：下肢、9：上肢。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1和图2所示，一种智能监测保护网，包括保护网本体和微型传感器，保护网本体为由若干经线和若干纬线交叉设置构成的网状结构，经线和纬线均为弹性材质，微型传感器通过电路连接有微型电源和通讯单元，微型传感器、微型电源和通讯单元均设置在经线和纬线的交叉处，微型传感器分别为红外光传感器、柔性压力传感器、温度传感器、运动传感器和超声波传感器。

本发明的智能监测保护网，在保护网本体上的每一个经纬线交叉处设有微型传感器，形成一个微型传感器网，保护网本体采用材质轻柔且弹性优越的布类或橡胶编织而成，在不对肢体施加压力的前提下，能够完全包裹肢体，可以快速、准确地采集肢体的生物数据，其中，微型传感器所采集的生物数据包括肢体围度、皮肤紧张度、皮肤温度、肢体运动情况、血管直径以及血流量，若干个微型传感器可以通过通讯单元将所采集的生物数据传输到客户端上，用户能够在客户端上获取肢体的可视化信息，方便用户直观地了解肢体的状况；弹性网状的结构还可在穿戴时防止智能监测保护网下滑，除此之外还达到了保护肢体、通风等效果。

在本实施例中，通讯单元为ZigBee模块、Wi-Fi模块或蓝牙模块中的任意一种。通讯单元可通过局域网络将微型传感器所采集的生物数据实时传输到客户端上，采用无线通讯技术，使智能监测保护网实现无约束、方便穿戴的效果。

运动传感器为旋转传感器、重力传感器和倾斜传感器中两种或三种的任意组合。旋转传感器、重力传感器和倾斜传感器分别用于检测肢体运动时的产生的重力、线性加速度、旋转矢量、倾斜角度等运动数据，该运动数据构成患者的肢体运动情况。

超声波传感器为多普勒探头，多普勒探头利用多普勒效应检测血流情况。

如图1所示，智能监测保护网还包括连接件，保护网本体上设有开口，开口的两侧均设置有连接件，连接件用于使物品保护网本体并合或分离。

在本实施例中，连接件为拉链，连接件包括分设在开口两侧的第一链牙和第二链牙，开口通过第一链牙和第二链牙拉合或拉开。

如图2所示，一种智能监测系统，包括：智能监测保护网，对肢体的被监测部位进行实时生物数据采集，并对被监测部位进行保护；智能监测保护网还包括通讯单元；服务器，与医疗数据库连接，并通过云端与通讯单元相互通信，智能监测保护网通过通讯单元向服务器传输微型传感器所采集的生物数据，服务器将生物数据与医疗数据库中的数据进行分析处理，生成被监测部位的生理参数和三维图像；客户端，包括显示器和客户端界面，客户端通过云端与服务器相互通信，服务器向客户端传输生理参数和三维图像，生理参数和三维图像通过显示器显示在客户端界面，用户根据生理参数和三维图像来评估被监测部位的血管是否维持正常功能。

本发明的智能监测系统，智能监测保护网的微型传感器对被监测肢体进行数据采集，结合人工智能技术，利用计算机深度学习的方法，把微型传感器的模拟信号转化为数字信号，最终将原本需要依靠医务人员主观评估的看诊、听诊判断转换成了客观的数据，有助于对患者的病患处进行更加精确的诊断。

服务器包括数据处理模块和图像分析模块，数据处理模块对生物数据进行分析，生成生理参数；图像分析模块对生物数据和生理参数进行处理，形成三维图像，生理参数和三维图像通过数据收发模块传输至移动终端。

医疗数据库包括数据储存模块，医务人员可向数据储存模块录入数据，数据储存模块内储存有患者档案。

智能监测系统还包括报警装置，报警装置安装在智能监测保护网上并与服务器通信连接，若生理参数异常，服务器可向报警装置发送提醒信息，通知患者。

客户端包括用户A端和用户B端，用户A端应用于医务人员，用户B端应用于患者。客户端可采用移动终端或PC端。在本实施例中，用户A端与医疗数据库通信连接，医务人员可在用户A端向数据储存模块录入数据。

如图3至图5所示，在本实施例中，实现的是静脉血栓监测，智能监测保护网穿戴在下肢，具体的，智能监测保护网通过红外光传感器和超声波传感器获取下肢的肢体围度和静脉血管的直径及血流量的生物数据，该生物数据依次通过通讯单元、云端、数据接收模块到达数据处理模块，数据处理模块对生物数进行处理，生成生理参数，生理参数传输到图像分析模块，图像分析模块根据生理参数生成三维的下肢图像，在三维的下肢图像中显示有静脉血管及其周边组织，同时生理参数、三维图像依次通过数据发送模块、云端分别传输到用户A端和用户B端中，生理参数、三维图像通过显示器显示在用户A端和用户B端的客户端界面中。

下肢深静脉血栓形成(Deep Venous Thrombosis，DVT)是深静脉血液异常凝结，导致血液回流受阻，肢体出现肿胀、皮温高、疼痛和功能障碍。临床上的治疗一般分为三个阶段，第一阶段：急性期住院手术治疗前、第二阶段：术后监控、第三阶段：康复期居家恢复。

第一阶段：急性期住院手术治疗前，这个阶段患者需要绝对卧床、制动患肢和抬高患肢，防止血栓脱落，并且严禁热敷，防止血栓脱落，堵塞其他血管；

第二阶段：术后监控，这个阶段一般是在手术防止溶栓导管后或者使用溶栓药物之后，患者需要长期卧床，术后会及时评估并记录血管造影复查后血管通畅情况和血栓清除率，以判断治疗效果，同时为了促进静脉血液回流，还需做“踝泵运动”；

第三阶段：康复期居家恢复，这个阶段患者也是需要长期卧床的，监测重点在于这几项监测的生物数据有没有趋向正常，同时为了促进康复，也需要做“踝泵运动”，数据可以随时传输回医院数据库，提供给医生参考。如果趋向正常就不用复诊，如果出现反弹或者长时间没有趋向正常，也可以作为一个报告阈值。

因此，本发明的应用可以贯穿整个病程，监测数据根据治疗的三个阶段，侧重点会有所不同。

如图9所示，一种智能监测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、建立患者档案：患者在医院接受治疗后，医务人员将患者资料输入医疗数据库中，建立患者档案；

在本步骤中，医务人员通过用户A端向医疗数据库录入患者信息，患者信息包括但不限于：性别、年龄、身高、体重、职业、疾病史，建立患者档案，患者档案被储存于医疗数据库的数据储存模块内。

S2、采集患者数据：通过智能监测保护网对经过治疗的部位进行监测、生物数据采集；

在本步骤中，第一阶段需要采集的生物数据包括皮肤紧张度、腿围、皮肤温度、肢体运动情况；第二阶段需要采集的生物数据，除第一阶段需要采集的生物数据外，还包括血流量；第三阶段需要采集的生物数据则包括第一阶段和第二阶段需要采集的所有生物数据。

S3、数据处理：通过服务器对获取的生物数据进行处理，生成生理参数和三维图像；

下肢深静脉血栓形成后下肢往往会出现皮肤紧绷、肢体肿胀、皮肤温度较高的情况。在本步骤中，通过柔性压力传感器获取皮肤紧张度的数据、红外光传感器获取腿围的数据、温度传感器获取皮肤温度的数据、运动传感器获取下肢肢体活动情况的数据、超声波传感器获取血流量的数据，被传输至数据处理模块中，数据处理模块生成相应的生理参数和三维的下肢图像。

S4、数据分析：根据处理所得的生理参数和三维图像进行判断，确定患者是否需要接受治疗。

在本实施例中，S4、数据分析步骤包括以下步骤：

当生理参数和三维图像在设定范围内时，则微型传感器持续进行数据监测；

当生理参数和三维图像过低或过高时，则向相关用户传输信息，发出异常提示。

在本步骤中，皮肤紧张度被分为1-10档次，分别为：10档(触感如前额)、5档(触感如鼻尖)、1档(触感如嘴唇或正常弹性皮肤)其余为过度档位，也可以适当的更加细分，方便临床上观察和记录。该生理参数在第一、二阶段中作为辅助性监测数据，可以作为参考，不设置报警阈值；在第三阶段中作为重要的监测数据，将一周内没有逐渐降低或者24小时内一个档位的变化视为报警阈值，一周内没有逐渐降低或者24小时内变化超过一个档位则向报警装置发出信号。

腿部各处的围度形成了三维的下肢图像，结合医疗数据库内的患者档案，在用户A端、用户B端中精确可视化出腿围的变化情况，既可以根据患者入院时的腿围记录作为初始数据，也可以根据患者的健侧肢体作为参考。该生理参数作为重要的监测指标，在第一阶段中将(5％-10％)*初始腿围数据/每天的变化视为报警阈值，变化超出10％或短时间内变化超出5％则向报警装置发出信号；在第二、三阶段中，数值应该慢慢降至正常，将一周内没变化或者24小时内5％的变化视为报警阈值，一周内没变化或24小时内变化超出5％则向报警装置发出信号。

皮肤温度在第一阶段中一般都是高于正常温度的，而且会随着患者的肿胀加重或减轻，产生一定的波动。该生理参数作为重要的监测指标，可通过连续长时间的监测得出均值，在第一阶段中通过前后温度对比，设定10％的变化为报警阈值，变化超出10％则向报警装置发出信号，同时给予医务人员一定的参考；在第二、三阶段中，皮肤温度一般是接近正常或者已经正常了，将24小时内1℃的变化视为报警阈值，24小时内上升超过1℃则向报警装置发出信号。

肢体活动情况在第二阶段中为重要的监测指标，将200次“踝泵运动”视为报警阈值，“踝泵运动”低于200次则向报警装置发出信号；在第三阶段中作为辅助性监测数据，可以作为参考，不设置报警阈值。

血流量在第二阶段中，因为患者是绝对卧床状态，血流相对平稳，将10％的变化设置为报警阈值，变化超出10％则向报警装置发出信号，血流量增大是变好，如果血流量减少，则为病情加重。

实施例二

智能监测保护网还包括振动传感器和声音传感器。振动传感器用于检测肢体体表的震颤，声音传感器用于检测肢体体表的杂音。

如图6至图8所示，在本实施例中，实现的是动静脉内瘘监测，智能监测保护网穿戴在上肢，具体的，智能监测保护网通过红外光传感器和超声波传感器获取上肢的肢体围度和动静脉内瘘的直径及血流量的生物数据，该生物数据依次通过通讯单元、云端、数据接收模块到达数据处理模块，数据处理模块对生物数进行处理，生成生理参数，生理参数传输到图像分析模块，图像分析模块根据生理参数生成三维的上肢图像，在三维的上肢图像中显示有动静脉血管及其周边组织，同时生理参数、三维图像依次通过数据发送模块、云端分别传输到用户A端和用户B端中，生理参数、三维图像通过显示器显示在用户A端和用户B端的客户端界面中。

动静脉内瘘术是维持性血液透析患者常用的血管通路，使用频率高，容易损坏，所以监测动静脉内瘘的状况尤为重要。在动静脉内瘘建成以后，动静脉造瘘术的术后护理需注意的要点有：

(1)术后因静脉压力升高，淋巴回流受阻，手部及前臂可有不同程度的肿胀，术侧手部应适当抬高，以促进静脉回流，减轻肿胀；

(2)每天检查血管吻合口是否通畅，如静脉侧扪到震颤，听到血管杂音，表示瘘管通畅，否则应怀疑血栓形成，需与医生取得联系及时处理；

(3)术后2周需进行握拳动作、屈肘等动作进行锻炼，以促进血管扩张，早日成熟；

(4)动静脉内瘘成熟的早晚，取决于血管自身条件及手术情况，一般应静脉呈动脉化(表现为显露清晰、怒张、突出于皮肤表面、有动脉震颤或搏动)方可进行血透。

本发明可以应用于动静脉造瘘术的术后护理过程中，根据术后护理需注意的要点设置重点监测的数据，有助于患者和医护人员及时了解动静脉内瘘的情况，保护动静脉内瘘，延长动静脉内瘘的使用寿命。

如图9所示，一种智能监测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、建立患者档案：患者在医院接受治疗后，医务人员将患者资料输入医疗数据库中，建立患者档案；

在本步骤中，医务人员通过用户A端向医疗数据库录入患者信息，患者信息包括但不限于：性别、年龄、身高、体重、职业、疾病史，建立患者档案，患者档案被储存于医疗数据库的数据储存模块内。

S2、采集患者数据：通过智能监测保护网对经过治疗的部位进行监测、生物数据采集；

在本步骤中，需要采集的生物数据包括皮肤紧张度、手臂围、皮肤温度、肢体运动情况、血流量、PPL(Palpable Pulsatility Length，可触及震颤长度)以及内瘘杂音。

S3、数据处理：通过服务器对获取的生物数据进行处理，生成生理参数和三维图像；

在动静脉造瘘术术后，上肢往往会出现皮肤紧绷、肢体肿胀、皮肤温度较高的情况。在本步骤中，通过柔性压力传感器获取皮肤紧张度的数据、红外光传感器获取手臂围的数据、温度传感器获取皮肤温度的数据、运动传感器获取上肢肢体活动情况的数据、超声波传感器获取血流量的数据、振动传感器获取PPL的数据、声音传感器获取内瘘杂音的数据，被传输至数据处理模块，数据处理模块生成相应的生理参数和三维的上肢图像。

S4、数据分析：根据处理所得的生理参数和三维图像进行判断，确定患者是否需要接受治疗。

在本实施例中，S4、数据分析步骤包括以下步骤：

当生理参数和三维图像在设定范围内时，则微型传感器持续进行数据监测；

当生理参数和三维图像过低或过高时，则向相关用户传输信息，发出异常提示。

在本步骤中，皮肤紧张度被分为1-10档次，分别为：10档(触感如前额)、5档(触感如鼻尖)、1档(触感如嘴唇或正常弹性皮肤)其余为过度档位，也可以适当的更加细分，方便临床上观察和记录。因为患者自身感觉也能感受到皮肤紧张度的变化，该生物数据的采集更多是基于数据采集，记录变化的曲线，以便在患者离开医院后，能够让医生直观地了解相关情况，出现异常可以及时通知患者做出随访或者回院治疗，同时提示患者，患者自行分析导致皮肤张力升高的原因(是否提重物、是否用力过度、是否是内瘘的原因引起的张力升高等等)，以便后续的生活习惯调整。该生理参数作为辅助性监测数据，可以作为参考，不设置报警阈值。

手臂各处的围度形成了三维的上肢图像，结合医疗数据库内的患者档案，在用户A端、用户B端中精确可视化出手臂围的变化情况，既可以根据患者入院时的手臂围记录作为初始数据，也可以根据患者的健侧肢体作为参考。该生理参数作为重要的监测指标，将(5％-10％)*初始手臂围数据/每天的变化视为报警阈值，变化超出10％或短时间内变化超出5％则向报警装置发出信号。

皮肤温度在动静脉造瘘术术后一般都是高于正常温度的，当内瘘出现问题，血液回流不畅，会导致皮温增高。该生理参数作为重要的监测指标，可通过连续长时间的监测得出均值，通过前后温度对比，将24小时内30％的变化视为报警阈值，24小时内变化超出30％则向报警装置发出信号，同时给予医务人员一定的参考。

动静脉造瘘术术后手臂需要做运动锻炼，促进动静脉内瘘的生成和防止血栓形成，肢体活动情况作为重要的监测指标，将30分钟“捏握橡皮健康球运动”视为报警阈值，“捏握橡皮健康球运动”低于30分钟则向报警装置发出信号。

血流量是动静脉内瘘功能的核心检测数据，可由治疗后或者建立动静脉内瘘后测定自然血流量＞500ml/min、穿刺段静脉内径≥5mm、距皮深度小于6mm作为内瘘成熟的定义及判断标准。自然血流量＜200ml/min作为回院治疗阈值，500ml/min＞自然血流量＞200ml/min作为日常监控阈值，将10％的变化视为报警阈值，变化超出10％则向报警装置发出信号。

PPL的定义为从瘘口到能触及震颤的整个内瘘的长度，反映动静脉内瘘可正常穿刺部位的长度。选择PPL<11.0cm作为临界值来预测临界流入道狭窄最为合适，将10％的变化为报警阈值，变化超出10％则向报警装置发出信号，一旦该生理参数出现报警则提示患者需要回院治疗，医护人员看到该生理参数出现异常，也可以主动的通知患者回院治疗。

动静脉内瘘的杂音是双期杂音，在收缩期和舒张期都可以听到杂音，为音调低沉的隆隆样杂音。动静脉内瘘狭窄的听诊音被分为为五种声音类型，即正常(normal)、硬音(hard)、高音(high)、间歇音(intermittent)、哨音(whistling)，局部增强高调的哨音则提示该部位有狭窄，该生理参数作为辅助性监测数据，可以作为参考，不设置报警阈值。

本实施例未提及部分同实施例一。

除了上述实施例提及的方式外，保护网本体可通过魔术贴、纽扣、绑带等连接件实现并合或分离，这些变换方式均在本发明的保护范围内。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。