一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)創(chuàng)面愈合的智能無(wú)線傳感敷料的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)創(chuàng)面愈合的智能無(wú)線傳感敷料，包括傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、可穿戴技術(shù)、云儲(chǔ)存技術(shù)等，應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。
【【背景技術(shù)】】
[0002]創(chuàng)面愈合是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在整個(gè)愈合過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響。全身因素包括年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況、血液循環(huán)系統(tǒng)功能狀態(tài)、感染、糖尿病、肥胖等，這些全身因素的影響最終的表現(xiàn)形式是創(chuàng)面的局部因素，如創(chuàng)面溫度、濕度、pH、細(xì)菌感染等。當(dāng)這些局部因素的參數(shù)處于一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶鷷r(shí)，創(chuàng)面就會(huì)愈合良好。其中尤為復(fù)雜的是慢性創(chuàng)面的愈合過(guò)程，慢性創(chuàng)面的病因機(jī)制復(fù)雜，通過(guò)復(fù)雜的聯(lián)系使創(chuàng)面細(xì)胞受損、生長(zhǎng)因子活力下降、細(xì)胞外基質(zhì)降解增加等都會(huì)干擾正常的創(chuàng)面愈合程序，甚至導(dǎo)致創(chuàng)面迀延不愈。慢性創(chuàng)面常見(jiàn)于各臨床科室，其病因復(fù)雜、病程長(zhǎng)久迀延，已經(jīng)成為21世紀(jì)的一個(gè)重大難題，它不僅對(duì)患者本人的生活質(zhì)量有顯著的負(fù)面影響，其巨額的換藥費(fèi)用還造成了社會(huì)的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，同時(shí)感染可導(dǎo)致創(chuàng)面更加難愈合，難愈合性創(chuàng)面又可并發(fā)感染。到目前為止，我們判斷創(chuàng)面是否愈合的方法就是拿掉敷料直接觀察。如果此時(shí)創(chuàng)面還未愈合，就很有可能會(huì)使創(chuàng)面受到感染，最終留下不可抹掉的疤痕。這種方式不但給患者造成痛苦，而且干擾了創(chuàng)面的正常愈合，減慢了愈合速度。
[0003]傳感器作為一種監(jiān)測(cè)裝置，能感受被測(cè)量的信息并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。其在醫(yī)療系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，已成為促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。在臨床工作中，傳感器一般被用來(lái)監(jiān)測(cè)生理參數(shù)是否正常，以及連續(xù)監(jiān)護(hù)某些生理參數(shù)是否處于正常范圍，如指夾式光電容積血流脈搏波傳感器可以監(jiān)測(cè)血氧飽和度是否處于正常范圍。在實(shí)驗(yàn)室工作中，傳感器可以完成某些標(biāo)志物的監(jiān)測(cè)，Domnanich等設(shè)計(jì)的免疫傳感器可以監(jiān)測(cè)出黑色素瘤的腫瘤標(biāo)志物，實(shí)現(xiàn)了癌癥的早期診斷。
[0004]2015年P(guān)etar Kassal提出了可以監(jiān)測(cè)創(chuàng)面尿酸含量來(lái)判斷創(chuàng)面狀態(tài)的智能繃帶，但該智能繃帶只能監(jiān)測(cè)尿酸一種指標(biāo)，不能監(jiān)測(cè)創(chuàng)面其他參數(shù)，如溫度、濕度、pH值、含氧量等。
[0005]溫度可以作為創(chuàng)面是否發(fā)生感染，以及創(chuàng)面血流量的指標(biāo)。溫度升高往往表示創(chuàng)面發(fā)生了感染。Lock等證實(shí)保持創(chuàng)面局部溫度恒定或接近在正常的37°C時(shí)，細(xì)胞的有絲分裂速度增加108%。創(chuàng)面愈合與密閉濕潤(rùn)環(huán)境的關(guān)系倍受醫(yī)學(xué)界學(xué)者們的關(guān)注。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為保持創(chuàng)面干燥可以預(yù)防創(chuàng)面感染。然而，1962年Winter博士在動(dòng)物(豬)實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了創(chuàng)面在濕性環(huán)境下愈合速度要比干性環(huán)境快一倍。濕性環(huán)境不僅有利于保持細(xì)胞活力，促進(jìn)細(xì)胞再生，還可以使免疫細(xì)胞，特別是白細(xì)胞功能增強(qiáng)，并加快表皮細(xì)胞迀移速度。氧氣在愈合過(guò)程中起到關(guān)鍵性作用，創(chuàng)面局部血運(yùn)障礙或缺血是阻礙創(chuàng)面愈合的重要原因，通暢的血液循環(huán)能保證將創(chuàng)面修復(fù)所必需的氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)絼?chuàng)面。Sheffield研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)比正常愈合創(chuàng)面，難愈創(chuàng)面區(qū)域組織氧分壓的變化范圍為5-15mmHg，而正常愈合創(chuàng)面為30-50mmHg ；Shah發(fā)現(xiàn)創(chuàng)面組織經(jīng)皮氧分壓<40mmHg，創(chuàng)面修復(fù)細(xì)胞呈衰老狀態(tài)，倉(cāng)ij面愈合序貫過(guò)程被阻斷。慢性創(chuàng)面的治療一直是個(gè)醫(yī)學(xué)難題，特別是血供不良的慢性創(chuàng)面治療更為困難?？梢?jiàn)如何改善慢性創(chuàng)面組織局部氧供和氧利用，是治療慢性創(chuàng)面的關(guān)鍵因素。局部氧治療(Topical oxygen therapy, TOT)創(chuàng)面始于20世紀(jì)60年代，局部氧治療的主要優(yōu)勢(shì)在于獨(dú)立改善創(chuàng)面的微環(huán)境，僅對(duì)創(chuàng)面局部進(jìn)行干預(yù)，直接將氧氣作用于創(chuàng)面床，能避免發(fā)生氧作用于全身產(chǎn)生的不良反應(yīng)。聶開(kāi)瑜等證實(shí)這種治療可顯著改善組織低氧狀態(tài)，通過(guò)局部氧療可增加創(chuàng)面氧含量，糾正創(chuàng)面中心處細(xì)胞的低氧壓，促進(jìn)肉芽生長(zhǎng)、促進(jìn)創(chuàng)面膠原合成、促進(jìn)血管新生。同時(shí)，一定濃度的氧氣可產(chǎn)生廣譜抗菌作用，可以抑制革蘭陰性和革蘭陽(yáng)性細(xì)菌生長(zhǎng)。氧的抑菌作用可通過(guò)NADPH氧化酶產(chǎn)生活性氧自由基，從而非特異性抑制或滅活一些細(xì)菌酶，使細(xì)菌代謝發(fā)生障礙，抑制細(xì)菌微生物生長(zhǎng)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道創(chuàng)面愈合所需適宜局部組織氧分壓為50-100mmHg，局部氧分壓高于90mmHg時(shí)能基本抑制大多數(shù)病原菌生長(zhǎng)；但體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)顯示當(dāng)氧張力高于137mmHg時(shí)，則可抑制組織成纖維細(xì)胞增殖。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，除封閉創(chuàng)面外，再輔以持續(xù)或間斷負(fù)壓吸引，可明顯改善局部血供，有利于創(chuàng)面愈合。負(fù)壓封閉引流技術(shù)(Vacuum sealingdrainage，VSD)是一種設(shè)計(jì)思維獨(dú)特、對(duì)傳統(tǒng)外科引流做出了重大改進(jìn)的新型技術(shù)，是治療急、慢性創(chuàng)面的有效方法，該系統(tǒng)將醫(yī)用泡沫材料作為創(chuàng)面引流區(qū)與引流管之間的中介物，及時(shí)引流出創(chuàng)面滲液、膿性積液、異常積聚的血性滲液和壞死組織等有害物質(zhì)；利用具有生物閥的半通透性粘貼膜封閉創(chuàng)面，使之與外界隔絕，構(gòu)成人為的"真空"引流系統(tǒng)。文獻(xiàn)報(bào)道VSD通過(guò)高效引流為創(chuàng)面提供相對(duì)清潔、微濕環(huán)境；持續(xù)機(jī)械牽張微循環(huán)動(dòng)靜脈，擴(kuò)張血管，刺激毛細(xì)血管新生，改善局部微循環(huán)；誘導(dǎo)創(chuàng)面組織細(xì)胞外基質(zhì)形成，促進(jìn)肉芽組織生長(zhǎng)。持續(xù)負(fù)壓是負(fù)壓封閉引流技術(shù)的特點(diǎn)，負(fù)壓的高低和有無(wú)中斷之影響引流效果。負(fù)壓過(guò)小不能保證創(chuàng)面壞死組織滲出物及有害物質(zhì)的充分引出；負(fù)壓值過(guò)高又會(huì)使大量組織液、淋巴液被吸出，同時(shí)產(chǎn)生類(lèi)似機(jī)械性壓力，影響局部血液循環(huán)，甚至血管栓塞，且易引發(fā)周?chē)窠?jīng)末梢壞死產(chǎn)生嚴(yán)重疼痛等并發(fā)癥。歐美創(chuàng)傷治療學(xué)會(huì)創(chuàng)面負(fù)壓治療指南中提出:負(fù)壓值設(shè)定在-125-450_Hg之間符合創(chuàng)面修復(fù)的生理需求，最有利于組織細(xì)胞有絲分裂和蛋白合成。MorykWa等對(duì)急性創(chuàng)面應(yīng)用負(fù)壓治療發(fā)現(xiàn)負(fù)壓值設(shè)定為-125mmHg時(shí)創(chuàng)面組織血流達(dá)到最佳，也最有利于肉芽組織形成，創(chuàng)面滲液清除量達(dá)到最大。如果在負(fù)壓的基礎(chǔ)上加上對(duì)創(chuàng)面的局部供氧，創(chuàng)面的生長(zhǎng)會(huì)更加迅速，已有文章表示創(chuàng)面負(fù)壓聯(lián)合局部給氧能顯著促進(jìn)兔耳缺血?jiǎng)?chuàng)面的愈合。創(chuàng)面pH值是愈合過(guò)程中的一個(gè)影響因素，可以影響創(chuàng)面愈合的很多方面。創(chuàng)面局部微環(huán)境中不同PH值的抑菌效果不完全相同，PH值在酸性環(huán)境下(PH = 5)時(shí)，抑菌的效果最好，隨著PH值的增加，其抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的作用減弱，PH = 7時(shí)，最適細(xì)菌生長(zhǎng)，堿性環(huán)境對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)有抑制作用，但與酸性環(huán)境相比(PH= 5)，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的能力較弱，差異性顯著(P〈0.05)。所以創(chuàng)面局部微酸性環(huán)境可以有效的預(yù)防創(chuàng)面局部感染，促進(jìn)創(chuàng)面的愈合。堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等多種細(xì)胞具有促進(jìn)分裂、增值等作用?，F(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)堿性成纖維細(xì)胞對(duì)燒傷創(chuàng)面愈合具有促進(jìn)作用。所以，陳旭林等認(rèn)為適度的堿性環(huán)境有利于堿性成纖維細(xì)胞促進(jìn)燒傷創(chuàng)面愈合，所以可以通過(guò)監(jiān)測(cè)燒傷創(chuàng)面的pH值，使之保持處于弱堿性環(huán)境，積極發(fā)揮堿性成纖維細(xì)胞的生物學(xué)功能，從而促進(jìn)創(chuàng)面的愈合。Sayegh等觀察到，在一定范國(guó)內(nèi)，隨著創(chuàng)面pH值的增加，植皮成活率也增加，隨后柴家科等通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦證實(shí)，除去其他因素，當(dāng)創(chuàng)面的pH值在7.0-7.7之間，植皮成活率可達(dá)90%以上，可以對(duì)預(yù)測(cè)手術(shù)植皮成活率提供了一項(xiàng)客觀指標(biāo)。研究認(rèn)為，NO可促進(jìn)創(chuàng)傷愈合過(guò)程中血管的生成及成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等的增殖和分化，調(diào)節(jié)基質(zhì)的沉積和重塑，從而廣泛參與創(chuàng)傷的愈合過(guò)程。NO作為一種關(guān)鍵的在自分泌與旁分泌因子在維持正常皮膚組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要作用。它能促進(jìn)創(chuàng)面愈合的過(guò)程，如；新生血管形成，成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、及角朊細(xì)胞的迀移、增殖。在早期創(chuàng)面皮下組織液中，硝酸鹽和亞硝酸鹽產(chǎn)物增加，NO代謝增強(qiáng)，同時(shí)，在新鮮手術(shù)創(chuàng)面形成后，尿中亞硝酸鹽產(chǎn)物排出持續(xù)性增加。另外，硝酸鹽和亞硝酸鹽產(chǎn)物增加與創(chuàng)面膠原沉著及皮膚成纖維細(xì)胞增加直接相關(guān)，提示NO在創(chuàng)面膠原形成及創(chuàng)面組織機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)的過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。
[0006]智能無(wú)線傳感敷料是將監(jiān)測(cè)創(chuàng)面溫度、濕度、pH值、含氧量、N0濃度、微生物及創(chuàng)面所處環(huán)境壓力的監(jiān)測(cè)裝置嵌入敷料中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者創(chuàng)面信息，并通過(guò)后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)面數(shù)據(jù)信息的長(zhǎng)期保存，分享以及監(jiān)測(cè)監(jiān)控?？梢詿o(wú)需更換敷料的條件下提供創(chuàng)面信息，根據(jù)患者的愈合情況合理?yè)Q藥，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療，從而減少不必要的浪費(fèi)，減輕患者痛苦，加快創(chuàng)面愈合，縮短患者住院時(shí)間以及降低住院費(fèi)用。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)創(chuàng)面愈合的智能無(wú)線傳感敷料。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0009]—種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)創(chuàng)面愈合的智能無(wú)線傳感敷料，包括創(chuàng)面敷料，嵌入創(chuàng)面敷料中的用于監(jiān)測(cè)創(chuàng)面溫度、濕度、pH值、N0濃度、含氧量以及微生物的監(jiān)測(cè)裝置和后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)分析系統(tǒng)，創(chuàng)面敷料用于覆蓋患者創(chuàng)面；
[0010]監(jiān)測(cè)裝置包括安裝于電路板上的CPU控制模塊，以及均與CPU控制模塊相交互的輸入模塊、輸出模塊、藍(lán)牙模塊、傳感器模塊、存儲(chǔ)模塊以及電源模塊；電源模塊同時(shí)與輸入模塊、輸出模塊、藍(lán)牙模塊、傳感器模塊以及存儲(chǔ)模塊電連接；
[0011]后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)分析系統(tǒng)包括智能平臺(tái)模塊以及云端模塊；
[0012]CPU控制模塊用于接收傳感器模塊所采集的創(chuàng)面信息，以及協(xié)調(diào)存儲(chǔ)模塊、藍(lán)牙模塊、輸出模塊以及電源模塊進(jìn)行工作；
[0013]存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)CPU控制模塊所接收到的傳感器模塊所采集的創(chuàng)面信息；
[0014]傳感器模塊包括溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、微生物傳感器模塊、壓力傳感器模塊、氧傳感器模塊、N0傳感器模塊以及pH傳感器模塊；傳感器模塊與CPU控制模塊電連接，用于監(jiān)測(cè)患者創(chuàng)面相應(yīng)的參數(shù)信息并將其傳送到所述的CPU控制模塊；
[0015]電源模塊為整個(gè)監(jiān)測(cè)裝置提供工作電源；
[0016]輸出模塊用于顯示傳感器模塊所監(jiān)測(cè)到的的相應(yīng)參數(shù)大小以及電量狀態(tài)；
[0017]輸入模塊用于控制整個(gè)裝置的開(kāi)啟與關(guān)閉；
[0018]藍(lán)牙模塊用于連接智能平臺(tái)模塊，將存儲(chǔ)模塊所儲(chǔ)存信息傳送給智能平臺(tái)模塊；
[0019]智