本技术涉及肌肉松弛度监测领域,具体涉及一种柔性穿戴肌松监测装置。
背景技术:
1、肌松监测技术是一种用于连续实时监测患者在全身麻醉或在呼吸机支持情景下的肌肉松弛程度改变的技术。肌松是通过骨骼肌松弛剂选择性地作用于运动神经终板膜上的n2受体,阻断神经冲动向骨骼肌传递,导致肌肉松弛。该技术常常在全身麻醉、icu机械通气或其他过程中使用,避免患者发生体动、肌肉痉挛、呛咳、呼吸机人机对抗等伤害性刺激,为气管插管、机械通气、显微外科操作、控制肌肉痉挛等提供良好的肌肉松弛条件。
2、现有的肌松监测技术通常通过给予神经刺激后,测量受试者的肌肉活动或神经功能来评估肌肉松弛的程度和效果。目前,常用的肌松监测技术是加速度肌松监测仪,其通过测量受试者的肌肉神经兴奋性来判断肌松状态。传统的神经电刺激通过在支配相应肌肉(如拇内收肌)的运动神经(如桡神经)的体表皮肤上放置电极,电极与加速度肌松监测仪连接,加速度传感与拇内收肌绑定,并固定前臂。当启动肌松监测仪给予运动神经不同模式的电刺激时,触发肌肉收缩,通过加速度传感测量肌肉的加速度变化并输出对应的数据,进而评估肌松的程度。但是,当前的监测设备通常需要固定受试者的被测试部位(常为前臂及手部),操作不便,常会受到复杂监测环境的干扰与限制。测试结果会因为操作者的操作手法而产生影响,导致结果不准确。不正确的电极位置可能导致信号干扰、无法准确测量肌肉运动的变化。不同测试者对测试结果的解读与分析常因实验人员经验、专业知识等主观差异而具有不同的解释,可能会导致错误的肌松状态评估和管理决策。因此,该方法需要一定的技术知识和专业培训。
3、此外,电极放置和电刺激可能会引起受试者不适或皮肤损伤,过度监测或频繁刺激可能导致疲劳或不适、不准确的监测结果,因此,现有技术不利于长时间监测。在复杂的临床场景中,电刺激还可能与其他设备、电气设备(如心电图、其他电子医疗设备等)互相干扰,影响其他设备的正常使用,存在安全问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术上的问题,本实用新型提供一种可自动控制的柔性可穿戴肌松监测装置,无需施加电刺激,将压电/压阻传感器集成于一个柔性可穿戴的设备上,实现了针对不同人群、连续实时、长时程的肌肉模量的变化监测。
2、本实用新型提供以下技术方案:
3、一种柔性穿戴肌松监测装置,包括柔性穿戴装置、传感控制模块和固定器,所述柔性穿戴装置套戴在受试者手上,所述传感控制模块设置在柔性穿戴装置上与拇内收肌对应位置,由固定器对传感控制模块进行限位,所述传感控制模块对拇内收肌提供动态压力,监测拇内收肌的压电和压阻变化。
4、进一步的,所述柔性穿戴装置为柔性穿戴手套,柔性材料为橡胶、乳胶、硅胶、丁腈、或弹性布料,所述固定器为十字状的两端具有孔的弹性条带,条带材料为弹性尼龙活或硅胶,采用磁吸扣固定于柔性手套上。
5、进一步的,所述传感控制模块由单片机控制电磁阀的通断、压电泵的开关,压电泵、电磁阀、加压装置、气压传感器通过四通管连接形成气路,电磁阀控制气体通断,加压装置向拇内收肌传递压力,在加压装置与拇内收肌的接触面上设有压阻传感器和压电传感器。
6、进一步的,所述加压装置包括外筒和活塞,所述活塞由橡胶塞连接活塞轴和活塞柄,活塞柄突出于外筒外与拇内收肌接触。
7、进一步的,压阻传感器贴合连接在活塞柄上,压阻传感器由压阻薄膜和梳齿状电极组成,压阻薄膜为聚二甲基硅氧烷参杂碳纳米管成膜,电极为银电极,银电极平铺于压阻薄膜上,上下两层粘性聚对苯二甲酸乙二醇酯层将电极层和压阻薄膜封装在一起,监测施加在拇内收肌上压力变化,获得拇内收肌上受力数值f。
8、进一步的,压电传感器呈凸字型位于活塞柄上方,两端弯折并贴合连接在传感控制模块壳体上;压电传感器由压电薄膜和弹性基底组成,压电薄膜为聚偏二氟乙烯薄膜,弹性基底为聚酰亚胺薄膜,压电薄膜和压电薄膜通过酰亚胺双面胶黏附结合,监测加压状态下拇内收肌的形变,获得肌肉的压痕深度数值δ。
9、一种柔性穿戴肌松监测装置自动监测肌松度的方法,包括以下步骤:
10、步骤一 气压传感器检测气路内的气压,当气压低于20-25千帕时,单片机控制电磁阀关闭气路,打开压电泵,向气路内增加气压,当气压传感器检测到气压大于30-35千帕,单片机控制关闭压电泵;
11、步骤二加压装置的外筒受到气压产生形变,挤压活塞运动,推动活塞柄挤压拇内收肌,单片机调节压电泵的功率,使活塞的加压力度为5-8n和加压速度为200-230mm/min;
12、步骤三压阻传感器在受到活塞柄的挤压后,获得拇内收肌上受力数值f通过单片机的adc转化后存储;
13、步骤四压电传感器受到活塞柄挤压发生变形后,获得肌肉的压痕深度数值δ单片机的adc转化后存储。
14、进一步的,还包括步骤五,在步骤二到步骤四中各传感器的读数稳定后,单片机控制电磁阀打开气路,恢复至大气压重复上述步骤一至四,长时连续监测。
15、采用上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:
16、1、本实用新型利用压力施加装置给予受试部位合适的力刺激,由压电传感器与压阻传感器监测受试者不同时间点的肌肉模量的变化,从而对受试者的肌肉松弛状态进行量化和评估,可用于对受试者的肌肉松弛度提供定量的指标。
17、2、传统的肌松监测设备是较大的、且不是一体集成的。本实用新型的柔性穿戴设备能够较为舒适的将监测设备固定在拇内收肌上,轻便、无约束,仪器设备可适合手术室、icu等监测场景中。本实用新型中压阻作为力传感器,既可以实时测试施加在被测位置的力的大小,同时根据所设置力的大小对应的压阻传感器输出的大小作为控制各元件的依据。本实用新型可对患者无创伤、无痛感、无风险地获得长时程、实时、灵敏、精确的肌松模量数据。
18、3、传统产品测试过程中,需严格限定受试者测试肢体的位置,对于多数情况下会对手术的正常进行、肌松状态的准确评估造成一定干扰。区别于现有产品,本实用新型对受试者的体位无明确限定,对手术环境及患者友好,操作便捷,易于被测试者接受。
19、4、本实用新型的测试机制是采用施加固定力产生肌肉形变,进而测试反馈不同状态下的肌肉模量变化。区别于传统测试的原理,避免了在局部的反复、频繁电刺激,是对神经、肌肉组织的保护。
1.一种柔性穿戴肌松监测装置,包括柔性穿戴装置、传感控制模块和固定器,其特征在于,所述柔性穿戴装置套戴在受试者手上,所述传感控制模块设置在柔性穿戴装置上与拇内收肌对应位置,由固定器对传感控制模块进行限位,所述传感控制模块对拇内收肌提供动态压力,监测拇内收肌的压电和压阻变化。
2.根据权利要求1所述的柔性穿戴肌松监测装置,其特征在于,所述柔性穿戴装置为柔性穿戴手套,柔性材料为橡胶、乳胶、硅胶、丁腈、或弹性布料,所述固定器为十字状的两端具有孔的弹性条带,条带材料为弹性尼龙活或硅胶,采用磁吸扣固定于柔性手套上。
3.根据权利要求1所述的柔性穿戴肌松监测装置,其特征在于,所述传感控制模块由单片机控制电磁阀的通断、压电泵的开关,压电泵、电磁阀、加压装置、气压传感器通过四通管连接形成气路,电磁阀控制气体通断,加压装置向拇内收肌传递压力,在加压装置与拇内收肌的接触面上设有压阻传感器和压电传感器。
4.根据权利要求3所述的柔性穿戴肌松监测装置,其特征在于,所述加压装置包括外筒和活塞,所述活塞由橡胶塞连接活塞轴和活塞柄,活塞柄突出于外筒外与拇内收肌接触。
5.根据权利要求3所述的柔性穿戴肌松监测装置,其特征在于,压阻传感器贴合连接在活塞柄上,压阻传感器由压阻薄膜和梳齿状电极组成,压阻薄膜为聚二甲基硅氧烷参杂碳纳米管成膜,电极为银电极,银电极平铺于压阻薄膜上,上下两层粘性聚对苯二甲酸乙二醇酯层将电极层和压阻薄膜封装在一起,监测施加在拇内收肌上压力变化,获得拇内收肌上受力数值f。
6.根据权利要求3所述的柔性穿戴肌松监测装置,其特征在于,压电传感器呈凸字型位于活塞柄上方,两端弯折并贴合连接在传感控制模块壳体上;压电传感器由压电薄膜和弹性基底组成,压电薄膜为聚偏二氟乙烯薄膜,弹性基底为聚酰亚胺薄膜,压电薄膜和压电薄膜通过酰亚胺双面胶黏附结合,监测加压状态下拇内收肌的形变,获得肌肉的压痕深度数值δ。
