[发明专利]一种医用非接触、无感知尿量自动监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种医用非接触、无感知尿量自动监测装置及方法，主要利用电容传感电路配合微处理器进行尿量的自动测量。相比传统尿量测量方案，优势在于结构简单、测量方便、精度高，无需人工干预，即可获得准确的尿量数据并及时自动保存。所选微处理器最主要的特点是功耗低、计算能力强。另外考虑到本方案需要对快速变化的物理量进行精密测量，选用此微处理器要有较快的处理速度。此外，本发明还带有三轴加速度传感器，通过感知用户施加于装置上的动作，切换电路的运行状态。此外，本发明还附带有手机APP，可以在手机端实现数据的读取、统计，对尿量进行分析，实现医生和患者的互动，由医生给出治疗建议。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体来说涉及一种尿量自动监测装置及方法。

背景技术

截至2021年，我国尿毒症患者超过300万，慢性肾病患者更是超过1.2亿，尿量是反应肾脏灌注及肾功能情况的关键指标之一，也是急性肾功能损伤早期鉴别的重要生理指标。对于数量如此庞大的病患群体，我们亟需一种有效的病情监测方法及系统，实现尿量的精确化测量不仅对于掌握患者病情、调整治疗方案、判断病情发展和预后。

电容是用于描述导体间电场的物理量，电容传感器可以直接用于测量或感应多种类型的物质或物理量的变化，例如物体运动及物质化学成分等。除此之外还可以用于间接测量或感应其他能够转换或转化为运动变化、介电常量等变化的物质或物理特性，如压力、加速度以及液位等。电容传感器技术广泛应用于机械自动化、微型机器人、微机电系统等领域。特别是对于微小量及缓慢变化的物理量的测量，一般来说采用电容式传感器进行检测尤为适宜。

现如今，在各个医疗场所中普遍采取使用尿壶收集尿液、肉眼读数的方式收集病人的尿量信息。具体操作过程为将尿壶垂直放置，待液体上表面与地面平行且保持稳定时，使用肉眼观察尿壶外壁的刻度进行读数。这种方法的操作过程复杂、耗时长，且读数带有较大误差，不利于尿量的精确统计。尤其是患者人数较多时，操作过程更加容易出错，还可能导致数据的漏记、错记。并且考虑到医务人员的工作量，很难做到逐小时、逐分钟甚至实时记录尿量数据，造成尿量信息记录不全面。此外，由于尿壶一般放置于低处，在操作过程中有尿液撒漏的风险。

近年来，有关尿量自动监测方面的研究越来越多，但因为存在或多或少的缺点而导致其应用并不广泛。这里将已公开的技术分为3类：

1、滴数测量法：如图1所示，滴数测量法的主要思路是使用量筒标定出尿滴所对应的毫升数，通过流速调节阀将患者排出的尿流转变成尿滴后进行计数，即可求出尿流量。其中计数部分传感器又可分为光电式、声音式、图像式、电极式和声光式。该方法存在问题有(1)当患者尿流量达到一定程度时，流入测量装置的尿量会大于流出装置的尿量，导致尿液的积压，达不到实时监测效果，严重的甚至会影响患者正常排尿。(2)尿液的成分会随着药物服用和肾功能变化而变化，导致尿液的黏滞性变化，进而导致尿滴平均体积的变化，测量误差随着时间累积。

2、质量检测法：如图2所示，质量测量法通过测量患者排出尿液的质量，再根据尿液密度换算成体积。该方法存在问题有(1)测量过程中要保持尿液容器绝对垂直，但在实际使用中很难做道这一点。(2)称重时易受到尿管位置影响。由于尿管会摆动而影响测量效果，在实际使用时通常会用尿管固定夹固定尿管，但这又会导致卧床患者行动受限，例如无法自由翻转身体。容器满时，需要对其进行排空，这个过程中又会导致管路位置变化，造成测量误差。(3)同滴数测量法一样，尿液密度也会随着药物服用和肾功能变化而变化，导致尿量测量误差。

3、对射测量法：如图3所示，这里以光电传感器为例。在固定容积的容器一定刻度上放置一对发射/接收传感器，一端发射红外线，另一端使用光敏电阻检测红外线强度，当尿液液面达到一定高度时，发射器和接收器之间的尿液阻断红外线，从而检测尿液体积。该方法存在问题有(1)由于传感器的位置间隔，测得的尿量也是离散的，无法测量连续的尿量变化情况。(2)测量精度取决于传感器的数量，要提高测量精度就必须增加更多的传感器。

发明内容