CN112353428A - 一种24小时集尿装置及控制分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种24小时集尿装置及控制分析方法，该装置包括集尿装置本体、信号采集单元、控制单元、报警与显示单元，通过控制单元分析系统辅助病人按照集尿要求进行科学储尿，根据设定的温度控制恒温装置保证尿液不随温度变化而变质，自动分析24小时排尿总量及时间间隔、每次排尿量、尿流速度等病理诊断数据，在24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量时自动搅拌后定量注入采样试管，提升24小时尿液检测的精度。

Description

一种24小时集尿装置及控制分析方法

技术领域

本发明涉及电子器械领域，具体为一种24小时集尿装置及控制分析方法。

背景技术

检测肾病患者24小时尿总量、24小时尿酸、24小时尿电解质、24小时尿蛋白定量，及24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量检测白蛋白肌酐比值，是肾功能检测、肾脏疾病治疗的重要依据。现有技术中，24小时尿总量是通过储尿盆、储尿桶等容器存储，24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量是从24小时尿总量中提取的。

现有技术存在三点不足，导致检测值不能完全反映出肾病患者的肾功能：一是24小时尿液是指第一天早上排掉第一次小便之后开始、直至第二天早上起床第一次小便排入的所有尿液，现在技术依靠病人及家属提醒，容易忘记第二天早上起床第一次小便排入储尿容器，造成检测值不准，不能精准统计每次排尿量、时间间隔、排尿时长等信息；第二是病人一般会把储尿盆、储尿桶放置在厕所内，而尿蛋白及尿微量蛋白为蛋白质，经过24小时后，存储温度越高，尿蛋白及尿微量蛋白变质越快；第三，现有技术24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量，是从24小时尿总量中通过人为搅拌提取的，可能因搅拌不均匀、试管采用量不足等原因造成检测误差大。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种24小时尿液采集方法及集尿装置，根据设定的温度控制恒温装置保证尿液不随温度变化而变质，自动分析24小时排尿总量及时间间隔、每次排尿量、尿流速度等病理诊断数据，定量注入采样试管，提升24小时尿液检测的精度。

技术方案：本发明的24小时集尿装置，包括集尿装置本体、控制单元和信号采集单元，所述集尿装置本体包括上盖、集尿胆、底座，所述底座内设有信号采集单元和震动电机；所述信号采集单元用于测量收集的尿液的重量或液位，并将数据传输给控制单元，所述数据包括已采集尿液容积、已采集时长、本次排尿量、本次排尿时长、本次尿流速度、剩余集尿时长等；所述控制单元根据采集的数据，控制抽尿泵和震动电机的运行。

所述底座外壁设有采尿接口，底座内设有抽尿泵，采尿接口通过管路依次连接集尿胆和抽尿泵。

所述信号采集单元包括温度传感器，所述底座内壁设有连接温度传感器的蒸发器，蒸发器连接压缩机，控制单元根绝温度传感器信号控制蒸发器和压缩机的运行。

所述信号采集单元包括设于抽尿管上的流量监测装置，用于检测使用者的排尿间隔、单次排尿量、排尿流速、单次排尿时间。

所述底座上还设有报警与显示单元，用于显示信号采集单元采集的数据以及使用者信息，并通过控制单元发出报警信息；所述显示器包含通信模块，所述使用者信息通过连接云端或远程平台获得。

所述底座与上盖结合处安装压盖检测开关，该开关连接控制单元，当底座与上盖闭合时，控制装置才输出信号控制震动装置运行。

报警与显示单元具有设置按键，能够设置并显示包括下述一种或者他们的组合：

尿液存储温度；

集尿起止时间；

震动装置工作时长；

抽尿装置抽入采样试管的剂量；

报警信息设定，如每次最大排尿量报警、排尿最大时间间隔报警、排尿最小时间间隔报警、集尿总量不足报警。

上述的24小时集尿装置，报警与显示方法包括：液晶屏显示、语音装置提示。

述的24小时集尿装置，能够通过以太网、蓝牙、wifi等通信方式，把集尿过程的参数、报警信息等，随时传递给医院数据中心，用于过程监控、病人非正常集尿的报警。

本发明的24小时集尿控制分析方法，其特征在于，基于权利要求1～7所述的集尿装置，包括以下步骤：

(1)使用者或其监护人员设置初始信息，该初始信息主要包括采集尿液的设定起止时间以及设定存储温度，装置检测集尿胆内是否清空；

(2)使用者第一次排尿，压盖检测开关检测到开盖后，控制单元判断该时间是否在上午5点～8点钟内，提醒使用者本次集尿需为起床后非第一次排尿，从第一次有尿液流入集尿装置自动计时；

(3)根据设定温度，控制集尿装置保持恒温；

(4)从第一次有尿液流入集尿装置计时起累计24小时、早晨5点～8点钟内，提示排放早晨空腹第一次尿液，待时间累计24小时，本次集尿结束；

(5)步骤(4)中，使用者每次排尿前、打开上盖后，自动提示并记录已采集尿液容积、已采集时长；使用者每次排尿结束、盖上上盖后，自动提示并记录已采集尿液容积、本次排尿量、本次排尿时长、本次尿流速度、剩余集尿时长。

还包括以下步骤：

(1)通过上述记录的结果，对24小时排尿量分析方法及集尿装置采样有效性进行确认；

(2)集尿装置自动震动集尿胆，使尿液均匀；

(3)把采样试管放置在排尿装置的采尿接口，抽尿装置从集尿胆内抽取定量的尿液，注入采样试管。

所述步骤(1)的有效性确认包括：通过报警与显示单元确认病人身份、尿液总量、集尿起止时间。

进一步地，上述的24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样方法，能够在自动抽取尿液前，根据集尿装置设定的震动时长和震动频率，由震动装置自动震动集尿胆，使采样尿液均匀。

进一步地，上述的24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样方法，能够在自动抽取尿液注入试管后，显示试管内采样容量，并把该采样的时间、病人信息等发送给医疗系统的数据中心，避免转运出错，为提升检测精准度提供依据。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明能够通过传感器及声光报警装置辅助患者进行科学储尿，并根据设定的温度控制恒温装置保证尿液质量，并自动统计24小时内排尿总量、每次排尿时间间隔、每次排尿时长、每次排尿总量、尿流速度等参数，可以以图表形式显示，进行24小时肾代谢病理分析。

(2)本发明能够进行24小时尿总量、24小时尿酸、24小时尿电解质、24小时尿蛋白定量、及24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样，在24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量时，自动搅拌后定量注入采样试管，提升24小时尿液检测的精度。

(3)本发明能够自动震动后定量采样，集尿过程具有语音及显示屏提醒，同时能使监护人员获得集尿信息，更容易和客观地了解使用者情况，省去了询问等过程，防止使用者遗忘该信息，操作简单，使用方便，易于推广。

附图说明

图1是本发明的24小时集尿装置系统构成示意图；

图2是本发明的24小时集尿装置控制系统框图；

图3是本发明的24小时排尿量分析方法控制程序主流程图。

图4是本发明的24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样方法控制程序主流程图。

附图标记说明：

1，上盖；2，底座；3，集尿胆；4，控制器；101，抽尿管；102，铰接装置；201，蒸发器；202，显示器；203，抽尿泵；204，压缩机；205，震动电机；206，称重传感器；207，采样试管座；208，采尿接口；209，压盖检测开关；211，温度传感器；212，语音模块。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，图1是本实施方式的24小时集尿装置系统构成示意图。

集尿胆3安装在底座2内，用于存储病人尿液。集尿胆3可以从底座2中取出，进行清洗。上盖1通过铰接装置102与底座2装配在一起，底座上设有脚踏装置，通过传动机构与铰接装置102连接，通过踩压脚踏装置，自动开启上盖。压盖检测开关安装在底座2上，能够检测到病人排尿时打开或关闭上盖1的动作。所述底座2与上盖1结合处安装压盖检测开关209，该开关连接控制单元，当底座与上盖闭合时，控制装置才输出信号控制震动装置运行。

抽尿管101设于上盖的开孔内，伸入集尿胆3中，抽尿管1010连接到采尿接口208和抽尿泵203。当需要24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样时，控制器4控制抽尿泵203工作，尿液从集尿胆3抽出，从采尿接口208注入采样试管。

震动电机205安装在底座2底座上，能够根据控制器4的指令，自动震动集尿胆，使尿液均匀。震动电机带有减速机构，能够实现集尿3胆进行围绕中心线的旋转。本实施例中，震动电机带有偏心机构，能够在集尿胆3围绕中心线旋转时，控制尿液在集尿胆中进行偏转，使尿液在旋转和偏转中混合均匀。

蒸发器201均布在底座2内壁上，连接安装在底座2底座上的压缩机204一起，根据温度传感器211测量的集尿装置内的温度，自动控制集尿装置保持恒温。

在本实施例中，信号采集单元包括称重传感器206，在其他实施例中，还可以为液位传感器。称重传感器206安装在底座2底座上，集尿胆3放置在底座2上，能够测量出集尿胆3内尿液的质量，继而根据密度，计算出某一时刻尿流速度、排尿量等信息。本实施例中，在底座2内按照120°均布3个称重传感器206，通过3个称重传感器206能够更准确的计算尿液的质量，继而测量出尿流速度、排尿量等信息。所述信号采集单元包括设于抽尿管101上的流量监测装置，用于检测使用者的排尿间隔、单次排尿量、排尿流速、单次排尿时间。

报警与显示单元包括显示器202和语音模块212。显示器202安装在底座2外壁上，能够显示24小时内排尿总量、每次排尿时间间隔、每次排尿时长、每次排尿总量、尿流速度。本实施例中，显示器202为4.3寸触摸屏，通过总线与控制器4进行数据通信，显示器202能够用图形形式设置集尿起止时间、恒温温度等参数。语音模块212安装在底座2底座内，能够根据控制器4的指令，通过语音告知病人24小时内排尿总量、每次排尿时间间隔、每次排尿时长、每次排尿总量、尿流速度、及各类报警信息。所述显示器202包含通信模块，所述使用者信息通过连接云端或远程平台获得，例如连接医院的内部系统。

如图2是根据本发明实施例的24小时集尿装置控制系统框图。

称重传感器206通过测量集尿胆的质量计算出尿流速度、排尿量等信息，本实施例中，根据集尿胆压迫称重传感器206的应力测量，输出信号4～mA电流信号，经AD转换输入控制器4，由控制器4根据应力获得尿液质量，继而获知流速、容积。

温度传感器211测量的集尿装置内的温度，经AD转换输入控制器4根据设定的温度控制蒸发器201、压缩机204的工作，自动控制集尿胆3中的尿液保持温度恒定。

控制器4安装在底座2底座内，带有信号采集、计算、输出、数据存储、通信等功能。需要说明的是，在本实施例中，控制器4同时带有以太网接口、HDMI接口、USB接口，能够通过这些接口传送或打印集尿装置存储的数据。

如图3是本发明的24小时排尿量分析方法控制程序主流程图。在本实施例中，该程序主要在控制器4中完成。主要包括以下步骤：

S422，医护人员通过显示器202，设置病人ID、集尿起止时间、存储温度等信息。

S423，医护人员把集尿胆3安装在底座2内，控制器4读取集尿胆质量，并根据L＝m/ρ计算出，计算出当前集尿胆是否清空。其中L为尿液容积，m为根据称重传感器206测量的尿液质量，ρ为尿液密度。

S424，判断当前集尿胆是否清空，L＝0。如果L＞0，说明集尿胆中有残存尿液或者其他污水等，系统提示重新清理集尿胆并重新安装，重新执行S423；如果L＝0，说明集尿胆已经全部清空，执行S425。

S425，判断上盖是否打开。如果上盖没有打开，说明病人没有排尿需求，执行S423；如果上盖打开，说明病人准备利用集尿装置进行集尿，执行S426。

S426，判断当前打开上盖是否早上5点～8点。如果是，向病人提示本次为早晨第二次尿液，病人开始排尿(步骤S427)，集尿装置根据集尿胆的质量从0变化到有一定质量，认为病人已经进行第一次集尿，自动开始计时T＝0(步骤S430)，执行S432；如果打开上盖不在早上5点～8点之间，执行S428。

S428，判断当前累计集尿时间T是否24±0.5小时。如果是，提示病人需进行早晨第一次排尿(步骤S429)，继而执行S431；如果当前累计集尿时间T不在24±0.5小时以内，执行S431。

S431，通过语音、显示屏，提示当前排尿总量L，进行排尿。

S432，判断设定时间ΔT内上盖是否闭合，如果没有闭合，恒温系统不能保证保持集尿装置内尿液温度保持恒温，提示病人使上盖闭合、保持恒温(步骤S433)，继而执行S432，进行持续判断和提醒；如果设定时间ΔT内上盖已经闭合，执行S434。

S434，在上盖闭合后，自动通过语音、显示屏，向病人提示提示排尿总量L、本次排时长t_n、本次尿量L_n、排尿流速V_n。

S435，判断是否打开抽尿泵开关。如果打开抽尿泵开关，本次24小时集尿结束，执行24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样方法控制程序，同时提示24小时内排尿总量、时间间隔、每次时长、每次排尿量等信息；如果没有打开抽尿泵开关，执行S425。

最后，使用图4对本发明实施例的24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样方法控制程序策略进行说明。如图4是根据本发明实施例的24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样方法控制程序主流程图。在本实施例中，该程序是完成上述24小时排尿量分析方法控制程序后，在控制器4中完成。主要包括以下步骤：

S462，读取集尿胆内集尿总容量L。

S463，根据集尿胆内集尿总容量L，判断当前集尿胆是否清空L＝0。如果已经被清空，抽尿泵203工作可能会烧毁电动机，程序结束(执行步骤S469)；如果当前集尿胆未被清空，执行步骤S464。

S464，判断当前集尿时间T是否超过24±0.5小时。如果是，执行步骤S465；当前集尿时间T没有达到24±0.5小时，当前集尿时间不足，程序结束(执行步骤S469)。

S465，判断当前是否打开抽尿泵开关，如果打开抽尿泵开关，说明医护人员希望24小时尿蛋白定量及24小时尿微量蛋白定量采样，执行步骤S466；如果没有打开抽尿泵开关，程序结束(执行步骤S469)。

S466，根据设置震动频率、振幅、时长，震动电机震动集尿胆，使集尿胆中尿液各成分均匀分布。

S467，根据控制器4预先设置的程序，控制抽尿泵203从集尿胆3中抽出废尿ΔL₁。

需要说明的是，本实施例中，只有从集尿胆3中抽出废尿ΔL₁后，才判断为已经排空抽尿装置中气体、上次残留尿液，保证本次采样的精准度。

需要说明的是，本实施例中，从集尿胆3中抽出废尿ΔL₁的容量，是根据医护人员预先通过显示器202设定的，并通过称重传感器206与控制器4实际测量值。

S468，根据设定剂量抽尿泵向采样试管注入尿液ΔL₀。

需要说明的是，本实施例中，从集尿胆3向采样试管注入抽出ΔL₀，是根据医护人员预先通过显示器202设定的，并通过称重传感器206与控制器4实际测量值。

需要说明的是，本实施例中，根据设定剂量抽尿泵203向采样试管注入尿液ΔL₀完成后，抽尿泵203自动停止工作，ΔL₀是通过称重传感器206与控制器4实际测量值。

Claims (10)

1.一种24小时集尿装置，其特征在于，包括集尿装置本体、控制单元和信号采集单元，所述集尿装置本体包括上盖、集尿胆、底座，所述底座内设有信号采集单元和震动电机；所述信号采集单元用于测量收集的尿液的重量或液位，并将数据传输给控制单元；所述控制单元根据采集的数据，控制抽尿泵和震动电机的运行。

2.根据权利要求1所述的24小时集尿装置，其特征在于，所述底座外壁设有采尿接口，底座内设有抽尿泵，采尿接口通过管路依次连接集尿胆和抽尿泵。

3.根据权利要求1所述的24小时集尿装置，其特征在于，所述信号采集单元包括温度传感器，所述底座内壁设有连接温度传感器的蒸发器，蒸发器连接压缩机，控制单元根绝温度传感器信号控制蒸发器和压缩机的运行。

4.根据权利要求1所述的24小时集尿装置，其特征在于，所述信号采集单元包括设于抽尿管上的流量监测装置，用于检测使用者的排尿间隔、单次排尿量、排尿流速、单次排尿时间。

5.根据权利要求1～4任一项所述的24小时集尿装置，其特征在于，所述底座上还设有报警与显示单元，用于显示信号采集单元采集的数据以及使用者信息，并通过控制单元发出报警信息；所述显示器包含通信模块，所述使用者信息通过连接云端或远程平台获得。

6.根据权利要求1所述的24小时集尿装置，其特征在于，所述底座与上盖结合处安装压盖检测开关，该开关连接控制单元，当底座与上盖闭合时，控制装置才输出信号控制震动装置运行。

7.根据权利要求1所述的24小时集尿装置，其特征在于，报警与显示单元具有设置按键，能够设置并显示包括下述一种或者他们的组合：

尿液存储温度；

集尿起止时间；

震动装置工作时长；

抽尿装置抽入采样试管的剂量；

报警信息设定，如每次最大排尿量报警、排尿最大时间间隔报警、排尿最小时间间隔报警、集尿总量不足报警。

8.一种24小时集尿控制分析方法，其特征在于，基于权利要求1～7所述的集尿装置，包括以下步骤：

(1)使用者或其监护人员设置初始信息，该初始信息主要包括采集尿液的设定起止时间以及设定存储温度，装置检测集尿胆内是否清空；

(2)使用者第一次排尿，压盖检测开关检测到开盖后，控制单元判断该时间是否在上午5点～8点钟内，提醒使用者本次集尿需为起床后非第一次排尿，从第一次有尿液流入集尿装置自动计时；

(3)根据设定温度，控制集尿装置保持恒温；

(4)从第一次有尿液流入集尿装置计时起累计24小时、早晨5点～8点钟内，提示排放早晨空腹第一次尿液，待时间累计24小时，本次集尿结束；

(5)步骤(4)中，使用者每次排尿前、打开上盖后，自动提示并记录已采集尿液容积、已采集时长；使用者每次排尿结束、盖上上盖后，自动提示并记录已采集尿液容积、本次排尿量、本次排尿时长、本次尿流速度、剩余集尿时长。

9.根据权利要求8所述的24小时集尿控制分析方法，其特征在于，还包括以下步骤：

(1)通过上述记录的结果，对24小时排尿量分析方法及集尿装置采样有效性进行确认；

(2)集尿装置自动震动集尿胆，使尿液均匀；

(3)把采样试管放置在排尿装置的采尿接口，抽尿装置从集尿胆内抽取定量的尿液，注入采样试管。

10.根据权利要求9所述的24小时集尿控制分析方法，其特征在于，所述步骤(1)的有效性确认包括：通过报警与显示单元确认病人身份、尿液总量、集尿起止时间。

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