專利名稱：一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及骨折監(jiān)護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種運(yùn)用超聲波對骨折處實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的監(jiān)護(hù)方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，人們對自身的健康問題越來越重視，各種醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備層出不窮。近幾年來骨折有不斷增加的趨勢，當(dāng)骨折處理不當(dāng)或不及時(shí)帶來的后果比較嚴(yán)重，尤其在老人和小孩這些弱勢人群中，骨折的治療若處理不當(dāng)很可能造成軟組織感染、 關(guān)節(jié)炎，嚴(yán)重者甚至可能出現(xiàn)肢體畸形，所以對骨折處的監(jiān)護(hù)變得十分重要。骨折監(jiān)護(hù)主要是檢測骨骼處的縫隙大小、骨骼附近軟組織的狀況和體溫值，以此來得知骨折的愈合情況。目前多采用X光和CT來對骨骼的情況進(jìn)行觀察與診斷，X光能獲取人體骨骼的透視圖，但它對軟組織的分辨力較差，且對人體有輻射傷害；CT對軟組織的診斷效果較好，但費(fèi)用昂貴且同樣對人體有輻射傷害。而對于內(nèi)臟器官的檢查，現(xiàn)在多用超聲成像的技術(shù)，如應(yīng)用廣泛的B超。這是因?yàn)槌暰哂泻芨叩能浗M織分辨力。目前，超聲成像已能在近20cm的檢測深度范圍，獲取優(yōu)于 Imm的圖像空間分辨力。但是對于骨骼檢測來說，運(yùn)用超聲成像的方法不合適，因?yàn)槌暉o法像X光那樣穿透骨骼，對骨骼的成像效果不是很理想。然而卻可以利用超聲反射的特性來檢測骨骼的情況。當(dāng)超聲波以持續(xù)極短的時(shí)間發(fā)射脈沖串到人體內(nèi)時(shí)，由于超聲波無法穿透骨骼，所以在骨骼處超聲波幾乎全部反射回來，可以根據(jù)反射波來檢測骨骼處的縫隙大小。同樣，在照射軟組織時(shí)，軟組織各層包括皮膚、肌肉、血管，超聲波在穿過不同的介質(zhì)面時(shí)會(huì)發(fā)生反射。軟組織只要有1%。的聲阻抗差異，就能檢測出其反射回波。軟組織有些層次在正常和病變時(shí)其聲阻抗會(huì)明顯不同，導(dǎo)致超聲波在軟組織各層中的衰減會(huì)發(fā)生變化， 同樣回波的波形也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化。所以可以分析在骨骼以及不同軟組織界面的超聲反射回波來獲得骨骼以及周圍組織的病理情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)方法及裝置，能通過無線通信技術(shù)把監(jiān)護(hù)信息傳送到人機(jī)交互中心，且通過圖形顯示骨骼、軟組織、 體溫各監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的監(jiān)護(hù)。監(jiān)護(hù)信息的獲取是通過向被檢測部位處發(fā)射超聲脈沖串，對超聲反射回波進(jìn)行波形分析來獲知骨骼裂縫的大小和骨骼附近軟組織的狀況，通過體溫值來輔助判斷骨折附近的體溫是否正常，軟組織是否有發(fā)炎等異常狀況。由于超聲波照射到骨頭處時(shí)幾乎發(fā)生了全反射，其反射回波幅度要明顯高于超聲波在軟組織中的回波幅度，所以在對回波波形進(jìn)行分類時(shí)設(shè)定一個(gè)幅度的閾值，若回波波形中有一回波幅度超過此閾值，則認(rèn)為回波波形中包含骨骼的回波，否則認(rèn)為超聲波沒有照射到骨骼，回波信號只是軟組織的回波。為了克服一般探頭需要手工移動(dòng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明收發(fā)探頭中的換能器陣列采用了相控陣的波束成形技術(shù)。相控陣超聲，就是通過延遲，調(diào)節(jié)超聲探頭中各單元的工作(發(fā)送和接收超聲波)次序，以獲得所需要的輻射聲場，并進(jìn)行選區(qū)接收的技術(shù)。這樣，在不移動(dòng)或較少移動(dòng)的情況下，用一個(gè)探頭可以適應(yīng)不同部位，不同厚度的檢測需要。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置是
一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，包括若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀和一個(gè)人機(jī)交互平臺。每個(gè)監(jiān)護(hù)儀包括收發(fā)探頭、發(fā)射模塊、接收模塊、測溫電路、控制模塊。其中發(fā)射模塊、控制模塊和收發(fā)探頭通過線纜順次連接?？刂颇K、測溫電路分別與接收模塊中的程控放大器、編碼模塊連接。人機(jī)交互平臺包括數(shù)據(jù)分析模塊、解碼模塊、無線通信模塊和顯示平臺，其中無線通信模塊、 解碼模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和顯示平臺通過線纜順次連接。人機(jī)交互平臺接收監(jiān)護(hù)儀所獲得的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)，并對監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯示監(jiān)護(hù)結(jié)果，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況則發(fā)出報(bào)警。接收模塊中的無線通信模塊和人機(jī)交互平臺的無線通信模塊進(jìn)行無線通信來完成監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸。所述監(jiān)護(hù)儀中的收發(fā)探頭為超聲換能器陣列，既發(fā)射超聲脈沖串又接收脈沖串回波。所述監(jiān)護(hù)儀中的發(fā)射模塊包括數(shù)字波形緩存器、D/A轉(zhuǎn)換器、高頻功率放大器，其中超聲波信號選用頻率范圍為2 5MHz的醫(yī)學(xué)超聲脈沖串，其存儲(chǔ)在數(shù)字波形緩存器中。所述監(jiān)護(hù)儀中的接收模塊包括程控放大器、濾波、檢波器、A/D轉(zhuǎn)換器、采樣緩存器、編碼模塊和無線通信模塊。所述監(jiān)護(hù)儀中的測溫電路通過緊貼于皮膚的溫度傳感器獲得骨骼附近處的體溫， 并通過監(jiān)護(hù)儀中的無線通信模塊將體溫值發(fā)送給人機(jī)交互平臺作為監(jiān)護(hù)的一個(gè)輔助性指標(biāo)。所述監(jiān)護(hù)儀中控制模塊運(yùn)用相控陣的波束成形技術(shù)控制收發(fā)探頭的發(fā)射與接收， 其控制過程如下
收發(fā)探頭在發(fā)射時(shí)，控制模塊根據(jù)病人選擇的掃描區(qū)域控制發(fā)射模塊依次掃描每個(gè)點(diǎn)。對于某個(gè)點(diǎn)的掃描，控制模塊根據(jù)當(dāng)前要測量部位掃描點(diǎn)的位置信息，給出相控陣每個(gè)陣元的幅度和相位的控制信息，使得發(fā)射模塊發(fā)射的超聲波信號在相控陣的作用下能在該掃描點(diǎn)的方向上聚焦，然后控制模塊控制發(fā)射模塊發(fā)射脈沖串。發(fā)射模塊通過收發(fā)探頭發(fā)射第一個(gè)脈沖后就切換到接收狀態(tài)。收發(fā)探頭在接收時(shí)，因?yàn)榻邮胀粧呙璺较虻姆瓷浠夭?，所以控制模塊再根據(jù)相控陣每個(gè)陣元的幅度和相位的控制信息來合成信號，獲得該掃描點(diǎn)方向處軟組織各層次和骨骼的反射回波，交由接收模塊處理，這也是接收到的第一個(gè)脈沖回波。緊接著收發(fā)探頭發(fā)送第二個(gè)脈沖，接收第二個(gè)脈沖……直到對該掃描點(diǎn)發(fā)射結(jié)束?？刂颇K對第二個(gè)及其后來的超聲脈沖的處理過程與第一個(gè)脈沖類似。各脈沖之間時(shí)間間隔可以根據(jù)具體需要預(yù)先設(shè)定，滿足所有病人不同部位的的骨骼測量需求，以保證對回波的處理速度且各脈沖回波波形不產(chǎn)生重疊。一個(gè)超聲脈沖串中脈沖個(gè)數(shù)則可以通過穩(wěn)定性測試由廠家預(yù)先設(shè)置一個(gè)固定值。處理好一個(gè)掃描點(diǎn)后，再接著處理下一個(gè)掃描點(diǎn)，直至覆蓋整個(gè)骨折需要掃描的區(qū)域，從而無需移動(dòng)探頭的情況下就能掃描整個(gè)骨折處監(jiān)護(hù)范圍。所述監(jiān)護(hù)儀中的接收模塊中的編碼模塊分別對回波波形和體溫值進(jìn)行不同的編碼。
所述監(jiān)護(hù)儀中的接收模塊中的無線通信模塊，可為GPRS模塊或ZIGBEE模塊。所述人機(jī)交互平臺包括數(shù)據(jù)分析模塊、解碼模塊、無線通信模塊和顯示平臺。 所述人機(jī)交互平臺中的數(shù)據(jù)分析模塊內(nèi)包含數(shù)據(jù)庫、異常計(jì)數(shù)器a和愈合計(jì)數(shù)器 b。其中數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)庫里面包含正常人和骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)、醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)和與人機(jī)交互平臺關(guān)聯(lián)的若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀的信息。正常人和骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)包含正常人和骨折病人骨折部位超聲回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、 軟組織各層聲阻抗和體溫值，其中超聲回波波形已被由淺到深劃分為三個(gè)層次以便與接收到的回波波形的相應(yīng)層次進(jìn)行對比。醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)包括醫(yī)務(wù)人員為每項(xiàng)數(shù)據(jù)設(shè)置一個(gè)骨折情況(骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值)正常范圍、不同掃描區(qū)域異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值。其中愈合點(diǎn)數(shù)是指骨骼縫隙大小已達(dá)到愈合范圍，且軟組織各層的聲阻抗和體溫值都在正常范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)。與人機(jī)交互平臺關(guān)聯(lián)的若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀的信息是指使用該監(jiān)護(hù)儀的監(jiān)護(hù)病人的信息。人機(jī)交互平臺為每個(gè)關(guān)聯(lián)的監(jiān)護(hù)儀分配地址，該地址和所對應(yīng)監(jiān)護(hù)的病人信息一一對應(yīng)。病人在醫(yī)院或家中時(shí)可以將監(jiān)護(hù)儀穿戴在身上，在每天固定時(shí)段定期開啟監(jiān)護(hù)儀，把獲得的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺。這樣不僅可以及時(shí)有效地得到骨折愈合情況的信息，也可以減少監(jiān)護(hù)的成本。 在實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)功能的一次掃描過程中，異常計(jì)數(shù)器a用于統(tǒng)計(jì)結(jié)果異常的掃描點(diǎn)數(shù)，若某掃描點(diǎn)結(jié)果異常，則異常計(jì)數(shù)器a加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，并判斷統(tǒng)計(jì)次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)值，若異常計(jì)數(shù)器a的統(tǒng)計(jì)次數(shù)超過預(yù)設(shè)值，則異常計(jì)數(shù)器a和愈合計(jì)數(shù)器b自動(dòng)歸零且顯示平臺發(fā)出報(bào)警。愈合計(jì)數(shù)器b用于統(tǒng)計(jì)愈合點(diǎn)數(shù)。對于每個(gè)病人剛開始使用監(jiān)護(hù)儀時(shí)，異常計(jì)數(shù)器 a和愈合計(jì)數(shù)器b初始值為零，在實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)功能的一次新的掃描時(shí)，異常計(jì)數(shù)器a和愈合計(jì)數(shù)器b自動(dòng)歸零重新開始統(tǒng)計(jì)。所述人機(jī)交互平臺中的解碼模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，分辨出數(shù)據(jù)是回波波形還是體溫值，若是回波波形，則通過閾值辨別回波波形是否包含骨骼回波。所述人機(jī)交互平臺中的無線通信模塊是與監(jiān)護(hù)儀中接收模塊相匹配的無線通信模塊。接收模塊中的無線通信模塊和人機(jī)交互平臺的無線通信模塊進(jìn)行無線通信來完成監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸。所述人機(jī)交互平臺中的顯示平臺顯示每一點(diǎn)的回波波形圖及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和溫度值，顯示每次掃描完成后的最終監(jiān)護(hù)結(jié)果，且在異常計(jì)數(shù)器 a的統(tǒng)計(jì)次數(shù)超過預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警。所述的一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的監(jiān)護(hù)方法，包括下列步驟
步驟1:在人機(jī)交互平臺的數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)庫中存入與之相關(guān)聯(lián)的監(jiān)護(hù)儀的地址和對應(yīng)骨折監(jiān)護(hù)人的信息，同時(shí)存入正常人和骨折病人不同骨折部位的骨折數(shù)據(jù)，包括超聲回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值，其中超聲回波波形已被由淺到深劃分為三個(gè)層次以便與接收到的回波波形的相應(yīng)層次進(jìn)行對比。數(shù)據(jù)庫還存有醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括為每項(xiàng)骨折數(shù)據(jù)設(shè)置一個(gè)骨折情況(骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值)正常范圍、不同掃描區(qū)域異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值。上述骨折情況的正常范圍須由專門的醫(yī)務(wù)人員根據(jù)相關(guān)資料建立，包括骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫的正常范圍，其中骨骼縫隙大小的正常范圍又分為安全范圍和愈合范圍，安全范圍為骨骼縫隙大小不出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的范圍，愈合范圍為骨骼縫隙大小達(dá)到健康人水平的范圍。數(shù)據(jù)庫中骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)具體包括骨折愈合各階段骨骼不同縫隙大小時(shí)的回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小，軟組織各層聲阻抗不同(如正常和出現(xiàn)血腫、膿腫、腫脹)時(shí)的回波波形及其對應(yīng)的軟組織各層聲阻抗，體溫值正常和不正常(過高、過低)時(shí)的值，以便于和接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。第一次監(jiān)護(hù)時(shí)步驟1必須進(jìn)行，其后的監(jiān)護(hù)過程中若病人或掃描部位有變化時(shí)步驟1也需進(jìn)行，否則步驟1可跳過。步驟2:啟動(dòng)監(jiān)護(hù)儀，病人根據(jù)自身骨折監(jiān)護(hù)區(qū)域選擇監(jiān)護(hù)儀收發(fā)探頭的掃描區(qū)域，掃描區(qū)域可以分為三種探頭直接覆蓋的小區(qū)域、探頭側(cè)邊波束偏轉(zhuǎn)45度的中區(qū)域、探頭最側(cè)邊波束偏轉(zhuǎn)90度的大區(qū)域，其中中區(qū)域包含小區(qū)域，大區(qū)域包含中小區(qū)域。若病人選擇了小區(qū)域，則監(jiān)護(hù)儀直接掃描整個(gè)小區(qū)域；若選擇了中區(qū)域，則監(jiān)護(hù)儀先掃描小區(qū)域， 再向中區(qū)域擴(kuò)展；若選擇了大區(qū)域，則先掃描小區(qū)域，再向中區(qū)域擴(kuò)展，最后向大區(qū)域擴(kuò)展。步驟3 監(jiān)護(hù)儀與人機(jī)交互平臺進(jìn)行初始化通信，監(jiān)護(hù)儀通過與其連接的無線通信模塊將自己的地址和病人所選擇的掃描區(qū)域數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺，人機(jī)交互平臺根據(jù)接收的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)庫中找到病人的信息并選擇掃描區(qū)域相關(guān)的異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值。步驟4 監(jiān)護(hù)儀根據(jù)設(shè)置好的掃描區(qū)域依次對每個(gè)掃描點(diǎn)進(jìn)行掃描并得出監(jiān)護(hù)結(jié)果。掃描區(qū)域中某個(gè)點(diǎn)的具體實(shí)施過程是
收發(fā)探頭根據(jù)骨折區(qū)域向骨折處該點(diǎn)發(fā)射超聲脈沖串并接收脈沖串回波，同時(shí)測溫電路開始測量此處的體溫，收發(fā)探頭把接收的回波波形通過控制模塊傳給程控放大器，經(jīng)過放大、濾波、檢波、A/D轉(zhuǎn)換后放入采樣緩存器和測溫電路測得的體溫值一起進(jìn)入編碼模塊編碼后傳給無線通信模塊，無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺，人機(jī)交互平臺通過與其連接的無線通信模塊接收數(shù)據(jù)。人機(jī)交互平臺的無線通信模塊接收到數(shù)據(jù)后首先通過解碼模塊解碼出回波波形或溫度值，若是回波波形，則通過閾值辨別回波波形是否包含骨骼回波，然后顯示平臺顯示回波波形圖，若是溫度值則直接顯示溫度值。隨后，人機(jī)交互平臺的數(shù)據(jù)分析模塊把顯示的回波波形圖或溫度值與數(shù)據(jù)庫中回波波形或溫度值進(jìn)行比較分析該點(diǎn)的愈合情況，得出回波波形圖對應(yīng)的骨骼縫隙大小和軟組織各層聲阻抗，從而判斷該掃描點(diǎn)是否正常并得出監(jiān)護(hù)結(jié)果。對該點(diǎn)進(jìn)行掃描得到的監(jiān)護(hù)結(jié)果包括回波結(jié)果和溫度值結(jié)果。在回波結(jié)果中又包含了骨骼狀況結(jié)果和軟組織狀況結(jié)果對于骨骼狀況結(jié)果，顯示平臺會(huì)顯示骨骼縫隙的大小和判斷結(jié)果，若骨骼縫隙大小在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常；對于軟組織狀況結(jié)果，顯示平臺會(huì)顯示軟組織各層次的聲阻抗和判斷結(jié)果，若聲阻抗在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常。溫度值結(jié)果會(huì)顯示骨折附近處的體溫值和判斷結(jié)果，若體溫值在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常。只有當(dāng)回波結(jié)果和溫度值結(jié)果都為正常時(shí)，該點(diǎn)的掃描結(jié)果才為正常，否則為異常。步驟5 得出一個(gè)點(diǎn)的掃描結(jié)果后，人機(jī)交互平臺開始對結(jié)果進(jìn)行處理。若該掃描點(diǎn)結(jié)果正常，則進(jìn)一步判斷骨骼縫隙大小是否在愈合范圍內(nèi)，若在愈合范圍內(nèi)則異常計(jì)數(shù)器a維持原值，愈合計(jì)數(shù)器b加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，然后判斷是否完成整個(gè)掃描區(qū)域的掃描；若骨骼縫隙大小不在愈合范圍內(nèi)則直接判斷整個(gè)掃描區(qū)域的掃描是否完成。若該掃描點(diǎn)結(jié)果異常，則異常計(jì)數(shù)器a加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，愈合計(jì)數(shù)器b維持原值。然后判斷異常計(jì)數(shù)器a統(tǒng)計(jì)次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)值，沒超過則判斷整個(gè)掃描區(qū)域的掃描是否完成，沒完成則回到步驟4 繼續(xù)下一個(gè)點(diǎn)的掃描，完成則顯示平臺顯示該病人本次掃描的最終監(jiān)護(hù)結(jié)果，最終監(jiān)護(hù)結(jié)果包括異常計(jì)數(shù)器a的值和愈合計(jì)數(shù)器b的值，若愈合計(jì)數(shù)器b的值達(dá)到愈合點(diǎn)數(shù)，則顯示基本愈合，否則顯示一切正常，從而結(jié)束該病人本次的骨折掃描；若異常計(jì)數(shù)器a統(tǒng)計(jì)次數(shù)超過預(yù)設(shè)值，則異常計(jì)數(shù)器a和愈合計(jì)數(shù)器b自動(dòng)歸零且顯示平臺發(fā)出報(bào)警，相應(yīng)的醫(yī)務(wù)人員就可根據(jù)為監(jiān)護(hù)儀賦予的地址確定是哪個(gè)病人出現(xiàn)問題并做及時(shí)地處理，從而結(jié)束該病人本次的骨折掃描。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是
1.超聲對人體沒有傷害，利用超聲對骨折部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，避免了 X光和CT的輻射危害，安全性高。2.該實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置是多個(gè)監(jiān)護(hù)儀把監(jiān)護(hù)到的信息傳給人機(jī)交互平臺，通過事先為每個(gè)監(jiān)護(hù)儀賦予的地址，醫(yī)務(wù)人員可以了解每一位病人的骨折愈合情況，并在報(bào)警時(shí)能對病人做出及時(shí)處理。從而可以看出其服務(wù)范圍廣，面向多個(gè)病人，且能減輕醫(yī)務(wù)人員的工作量，醫(yī)務(wù)人員不用到病人處就能省時(shí)省力地得到監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)。3.所需傳輸?shù)谋O(jiān)護(hù)信息數(shù)據(jù)量小，所用無線通信模塊傳輸過程中不經(jīng)任何延時(shí)， 具有較好的實(shí)時(shí)性、可靠性。4.相對于B超、X光和CT，本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置成本要低得多，且只用到一個(gè)探頭和少量的處理模塊，結(jié)構(gòu)較為簡單。


圖1是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置中監(jiān)護(hù)儀粘合時(shí)的俯視圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置中監(jiān)護(hù)儀展開時(shí)的平視圖； 圖4是GPRS模塊的結(jié)構(gòu)框圖5是一個(gè)超聲脈沖串中一個(gè)脈沖對應(yīng)的不包含骨骼的回波波形圖； 圖6是一個(gè)超聲脈沖串中一個(gè)脈沖對應(yīng)的包含骨骼的回波波形圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的一次掃描的方法流程圖8是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的一次掃描時(shí)對某點(diǎn)掃描并得出結(jié)果的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的實(shí)施不限于此。

如圖1所示，本發(fā)明中實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置，包括若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀和一個(gè)人機(jī)交互平臺。圖1只給出了一個(gè)監(jiān)護(hù)儀和一個(gè)人機(jī)交互平臺6。監(jiān)護(hù)儀包括收發(fā)探頭1、發(fā)射模塊 2、接收模塊3、測溫電路4、控制模塊5。其中發(fā)射模塊2、控制模塊5和收發(fā)探頭1通過線纜順次連接，控制模塊5、測溫電路4分別與接收模塊中的程控放大器31、編碼模塊35連接。 其中超聲脈沖串信號存儲(chǔ)在數(shù)字波形緩存器21中，一般采用高頻超聲脈沖串信號。人機(jī)交互平臺6包括顯示平臺61、數(shù)據(jù)分析模塊62、解碼模塊63和無線通信模塊64，其中無線通信模塊64、解碼模塊63、數(shù)據(jù)分析模塊62和顯示平臺61通過線纜順次連接。人機(jī)交互平臺6接收監(jiān)護(hù)儀所獲的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)處理、顯示、發(fā)出報(bào)警。接收模塊3中的無線通信模塊36和人機(jī)交互平臺6的無線通信模塊64進(jìn)行無線通信來完成監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸。其中人機(jī)交互平臺6可以是醫(yī)務(wù)人員值班室或辦公室的電腦平臺，也可以是病人或其家屬的手機(jī)平臺。本文以醫(yī)務(wù)人員值班室或辦公室的電腦平臺為例，來說明本發(fā)明監(jiān)護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)流程。若人機(jī)交互平臺6為病人或其家屬的手機(jī)平臺，則手機(jī)平臺以短信的方式接收無線通信模塊36發(fā)送來的數(shù)據(jù)，其它實(shí)現(xiàn)方式與電腦平臺類似。如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置中監(jiān)護(hù)儀粘合時(shí)的俯視圖，監(jiān)護(hù)儀為穿戴式，其中8為粘合區(qū)。收發(fā)探頭1上涂有干式或濕式的耦合劑，使聲波在不同介質(zhì)間更好傳播，提高測量精度和準(zhǔn)確性。圖3是本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)裝置中監(jiān)護(hù)儀展開時(shí)的平視圖，各器件與模塊均固定在柔性帶7上，陰影部分8為粘合區(qū)，柔性帶7的長度和粘合區(qū)8的大小可根據(jù)具體的監(jiān)護(hù)部位而調(diào)整和改變。比如要監(jiān)護(hù)的是胸部或腰間肋骨，則柔性帶7可稍長，粘合區(qū)8可稍大；若要監(jiān)護(hù)的是手、足或頸部骨骼，則柔性帶7可稍短，粘合區(qū)8可稍小。測溫電路4平時(shí)卡在儀器上，為避免繃帶對測溫結(jié)果的影響，使用時(shí)可將其通過線纜從儀器中抽出，緊貼在骨折附近的皮膚上。如圖4所示，本發(fā)明所用的無線通信模塊，在實(shí)施中可采用GPRS模塊來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。GPRS模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源ASIC電路、Flash 存儲(chǔ)器、SRAM以及ZIF連接器和天線接口組成。其具有40腳的ZIF接口，主要有電源接口、 標(biāo)準(zhǔn)RS232雙向串口、SIM卡接口和模擬語音接口等，其最大傳輸速率可以達(dá)到85. 6Kbps, 特別適用于數(shù)據(jù)的監(jiān)測和傳輸。若病人居住處離人機(jī)交互平臺6較近，也可以考慮用ZIGBEE模塊來代替GPRS模塊，ZIGBEE功耗更低，工作在在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段，價(jià)格更低廉，且ZIGBEE工作在 20 250 kbps的較低速率，能夠滿足一般數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用需求，傳輸范圍一般介于10 IOOm之間，如果通過路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)?，F(xiàn)以手臂骨折為例，來說明波形檢測與分析的原理和實(shí)現(xiàn)流程
圖5、圖6說明了回波波形檢測的原理。如圖5和圖6所示，不僅可以根據(jù)回波的延時(shí)來確定軟組織的各個(gè)層次，并且可以通過設(shè)定回波幅度的閾值，來辨別回波波形中是否包含骨骼的回波?；夭ǖ难訒r(shí)存在差異，可以根據(jù)回波的延時(shí)來確定軟組織的各個(gè)層次，由淺到深依次分為三層。在超聲波剛進(jìn)入檢測部位時(shí)，回波延時(shí)較小的，可能是表面的皮膚和靜脈血管；回波延時(shí)較大的，可能是深層的肌肉和動(dòng)脈血管。圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間T，縱坐標(biāo)為回波幅度A。圖5是一個(gè)超聲脈沖對應(yīng)的不包含骨骼的回波情況，當(dāng)超聲波照射手臂處時(shí)， 超聲波首先進(jìn)入表面的皮膚和靜脈血管，在皮膚和靜脈血管處部分聲波發(fā)生發(fā)射，這是第一層的反射回波R1，然后剩下部分超聲波穿透皮膚和靜脈血管進(jìn)入深層次的肌肉組織和動(dòng)脈血管，繼而在肌肉組織和動(dòng)脈血管中發(fā)生反射，這是第二層的反射回波S2，最后超聲波從皮膚和靜脈血管處射出時(shí)又發(fā)生一次反射，收到第三層反射回波R3。確定各層次的回波后可將各層次回波Rl、S2和R3分別提取出來與數(shù)據(jù)庫中不包含骨骼的回波波形的相應(yīng)層次 (Rl與第一層，S2與第二層，R3與第三層)進(jìn)行對比分析得出結(jié)果；圖6是一個(gè)超聲脈沖對應(yīng)的包含骨骼的回波情況，收到第一、二層回波Rl和S2的情況與圖5類似，當(dāng)超聲波繼續(xù)穿透肌肉和動(dòng)脈血管射向骨骼時(shí)，在骨骼處產(chǎn)生了全反射的第三層回波Q3，因?yàn)楣趋捞幨侨瓷洌訯3的幅度要明顯大于Rl和S2。確定各層次的回波后可將各層次回波Rl、S2 和Q3分別提取出來與數(shù)據(jù)庫中包含骨骼的回波波形的相應(yīng)層次(Rl與第一層，S2與第二層，Q3與第三層)進(jìn)行對比分析得出結(jié)果。根據(jù)圖7和圖8詳述本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)流程
步驟1 在人機(jī)交互平臺6的數(shù)據(jù)分析模塊62的數(shù)據(jù)庫中存入與之相關(guān)聯(lián)的監(jiān)護(hù)儀的地址和對應(yīng)骨折監(jiān)護(hù)人的信息，同時(shí)存入正常人和骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)，包括超聲回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值，其中超聲回波波形已被由淺到深劃分為三個(gè)層次以便與接收到的回波波形的相應(yīng)層次進(jìn)行對比。數(shù)據(jù)庫還存有醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括為每項(xiàng)骨折數(shù)據(jù)設(shè)置一個(gè)骨折情況(骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值)正常范圍、不同掃描區(qū)域異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)，其中愈合點(diǎn)數(shù)是指骨骼縫隙大小已達(dá)到愈合范圍，且軟組織各層的聲阻抗和體溫值都在正常范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)。骨折情況的正常范圍須由專門的醫(yī)務(wù)人員根據(jù)相關(guān)資料建立，包括骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫的正常范圍，其中骨骼縫隙大小的正常范圍又分為安全范圍和愈合范圍，安全范圍為骨骼縫隙大小不出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的范圍，愈合范圍為骨骼縫隙大小達(dá)到健康人水平的范圍。數(shù)據(jù)庫中骨折病人不同骨折部位的骨折數(shù)據(jù)具體包括骨折愈合各階段骨骼不同縫隙大小時(shí)的回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小，軟組織各層聲阻抗不同 (如正常和出現(xiàn)血腫、膿腫、腫脹)時(shí)的回波波形及其對應(yīng)的軟組織各層聲阻抗，體溫值正常和不正常(過高、過低)時(shí)的值，以便于和接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。比如有十個(gè)手臂骨骼不同縫隙時(shí)的回波波形，按縫隙從小到大依次編號為 01—010，其中01—08為骨折時(shí)骨骼的正?？p隙范圍，09—010為骨骼異常裂開、縫隙過大的危險(xiǎn)情況，當(dāng)比較結(jié)果顯示骨骼回波與09、010相似時(shí)，則認(rèn)為骨骼可能出現(xiàn)異常情況；有十二個(gè)手臂軟組織回波波形，其中011—016為正常情況時(shí)軟組織的回波范圍， 017—018為軟組織出現(xiàn)血腫時(shí)的回波波形，019—020為軟組織出現(xiàn)膿腫時(shí)的回波波形， 021—022為軟組織出現(xiàn)腫脹時(shí)的回波波形，當(dāng)比較結(jié)果顯示軟組織回波與017—022相似時(shí)，則認(rèn)為軟組織可能出現(xiàn)異常情況；有四個(gè)手臂體溫值，其中023為最低體溫值，024為最高體溫值，025為任意小于023的體溫值，026為任意大于024的體溫值，當(dāng)比較結(jié)果顯示體溫值為025、026時(shí)，則認(rèn)為體溫可能出現(xiàn)異常。第一次監(jiān)護(hù)時(shí)步驟1必須進(jìn)行，其后的監(jiān)護(hù)過程中若病人或掃描部位有變化時(shí)步驟1也需進(jìn)行，否則步驟1可跳過。步驟2:啟動(dòng)監(jiān)護(hù)儀，病人根據(jù)自身骨折監(jiān)護(hù)區(qū)域選擇監(jiān)護(hù)儀收發(fā)探頭1的掃描區(qū)域，掃描區(qū)域可以分為三種探頭直接覆蓋的小區(qū)域、探頭側(cè)邊波束偏轉(zhuǎn)45度的中區(qū)域、探頭最側(cè)邊波束偏轉(zhuǎn)90度的大區(qū)域，其中中區(qū)域包含小區(qū)域，大區(qū)域包含中小區(qū)域。若病人選擇了小區(qū)域，則監(jiān)護(hù)儀直接掃描整個(gè)小區(qū)域；若選擇了中區(qū)域，則監(jiān)護(hù)儀先掃描小區(qū)域， 再向中區(qū)域擴(kuò)展；若選擇了大區(qū)域，則先掃描小區(qū)域，再向中區(qū)域擴(kuò)展，最后向大區(qū)域擴(kuò)展。步驟3 監(jiān)護(hù)儀與人機(jī)交互平臺6進(jìn)行初始化通信，監(jiān)護(hù)儀通過與其連接的無線通信模塊64將自己的地址和病人所選擇的掃描區(qū)域數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺6，人機(jī)交互平臺6根據(jù)接收的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分析模塊62的數(shù)據(jù)庫中找到病人的信息并選擇掃描區(qū)域相關(guān)的異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值。

步驟4 監(jiān)護(hù)儀根據(jù)設(shè)置好的掃描區(qū)域依次對每個(gè)掃描點(diǎn)進(jìn)行掃描并得出監(jiān)護(hù)結(jié)果。掃描區(qū)域中某個(gè)點(diǎn)的具體實(shí)施過程是
收發(fā)探頭1根據(jù)骨折區(qū)域向骨折處某一點(diǎn)發(fā)射超聲脈沖串并接收脈沖串回波，同時(shí)測溫電路4開始測量此處的體溫，收發(fā)探頭1把接收的回波波形通過控制模塊5傳給程控放大器31，經(jīng)過放大、濾波、檢波、A/D轉(zhuǎn)換后放入采樣緩存器34和測溫電路4測得的體溫值一起進(jìn)入編碼模塊35編碼后傳給無線通信模塊36，無線通信模塊36將數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺6，人機(jī)交互平臺6通過與其連接的無線通信模塊64接收數(shù)據(jù)。人機(jī)交互平臺6的無線通信模塊64接收到數(shù)據(jù)后首先通過解碼模塊63解碼出回波波形或溫度值，若是回波波形，則通過閾值辨別回波波形是否包含骨骼回波，然后顯示平臺61顯示回波波形圖，若是溫度值則直接顯示溫度值。隨后，數(shù)據(jù)分析模塊62把顯示的回波波形圖或溫度值與數(shù)據(jù)庫中回波波形或溫度值進(jìn)行比較分析該點(diǎn)的愈合情況，得出回波波形圖對應(yīng)的骨骼縫隙大小和軟組織各層聲阻抗，從而判斷該掃描點(diǎn)是否正常并得出監(jiān)護(hù)結(jié)果。對該點(diǎn)進(jìn)行掃描得到的監(jiān)護(hù)結(jié)果包括回波結(jié)果和溫度值結(jié)果。在回波結(jié)果中又包含了骨骼狀況結(jié)果和軟組織狀況結(jié)果，對于骨骼狀況結(jié)果，顯示平臺61會(huì)顯示骨骼縫隙的大小和判斷結(jié)果，若骨骼縫隙大小在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常，對于軟組織狀況結(jié)果，顯示平臺61會(huì)顯示軟組織各層次的聲阻抗和判斷結(jié)果，若聲阻抗在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常；溫度值結(jié)果會(huì)顯示骨折附近處的體溫值和判斷結(jié)果，若體溫值在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常。只有當(dāng)回波結(jié)果和溫度值結(jié)果都為正常時(shí)，該點(diǎn)的掃描結(jié)果才為正常，否則為異常。步驟5 得出一個(gè)點(diǎn)的掃描結(jié)果后，人機(jī)交互平臺6開始對結(jié)果進(jìn)行處理。若該掃描點(diǎn)結(jié)果正常，則進(jìn)一步判斷骨骼縫隙大小是否在愈合范圍內(nèi)，若在則異常計(jì)數(shù)器a維持原值，愈合計(jì)數(shù)器b加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，然后判斷掃描范圍是否完成，不在則直接判斷掃描范圍是否完成。若該掃描點(diǎn)結(jié)果異常，則異常計(jì)數(shù)器a加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，愈合計(jì)數(shù)器b維持原值， 然后判斷異常計(jì)數(shù)器a統(tǒng)計(jì)次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)值，沒超過則判斷掃描范圍是否完成，沒完成則回到步驟4繼續(xù)下一個(gè)點(diǎn)的掃描，完成則顯示平臺61顯示該病人本次掃描的最終監(jiān)護(hù)結(jié)果，最終監(jiān)護(hù)結(jié)果包括異常計(jì)數(shù)器a的值和愈合計(jì)數(shù)器b的值，若愈合計(jì)數(shù)器b的值達(dá)到愈合點(diǎn)數(shù)，則顯示基本愈合，否則顯示一切正常，從而結(jié)束該病人本次的骨折掃描；若異常計(jì)數(shù)器a統(tǒng)計(jì)次數(shù)超過預(yù)設(shè)值，則異常計(jì)數(shù)器a和愈合計(jì)數(shù)器b自動(dòng)歸零且顯示平臺發(fā)出報(bào)警，相應(yīng)的醫(yī)務(wù)人員就可根據(jù)為監(jiān)護(hù)儀賦予的地址確定是哪個(gè)病人出現(xiàn)問題并做及時(shí)的處理，從而結(jié)束該病人本次的骨折掃描。若在某次使用時(shí)人機(jī)交互平臺6的數(shù)據(jù)分析庫62中找不到相似的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，則可以存入更多的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)分析模塊62中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，以保證監(jiān)護(hù)儀與人機(jī)交互平臺6的正常使用與運(yùn)行。本發(fā)明利用超聲回波對骨折部位的檢測功能，設(shè)計(jì)了一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的監(jiān)護(hù)方法及其實(shí)現(xiàn)裝置，該實(shí)現(xiàn)裝置安全性好，使用方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)且成本不高，可廣泛用于醫(yī)院和家庭中骨折病人的個(gè)人監(jiān)護(hù)。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于包括若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀和一個(gè)人機(jī)交互平臺；每個(gè)監(jiān)護(hù)儀包括收發(fā)探頭、發(fā)射模塊、接收模塊、測溫電路和控制模塊，其中發(fā)射模塊、控制模塊和收發(fā)探頭通過線纜順次連接，控制模塊、測溫電路分別與接收模塊中的程控放大器、編碼模塊連接；人機(jī)交互平臺包括數(shù)據(jù)分析模塊、解碼模塊、無線通信模塊和顯示平臺，其中無線通信模塊、解碼模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和顯示平臺通過線纜順次連接，人機(jī)交互平臺接收監(jiān)護(hù)儀所獲得的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)，并對監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯示監(jiān)護(hù)結(jié)果，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況則發(fā)出報(bào)警；接收模塊中的無線通信模塊和人機(jī)交互平臺的無線通信模塊進(jìn)行無線通信來完成監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于所述監(jiān)護(hù)儀中的收發(fā)探頭為超聲換能器陣列，既發(fā)射超聲脈沖串又接收脈沖串回波；所述監(jiān)護(hù)儀中的發(fā)射模塊包括數(shù)字波形緩存器、D/A轉(zhuǎn)換器、高頻功率放大器，數(shù)字波形緩存器用于存儲(chǔ)頻率范圍為2 5MHz的醫(yī)學(xué)超聲脈沖串；所述監(jiān)護(hù)儀中的接收模塊包括順次連接的程控放大器、濾波檢波器、A/D轉(zhuǎn)換器、采樣緩存器、編碼模塊和無線通信模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于所述監(jiān)護(hù)儀中的測溫電路通過緊貼于皮膚的溫度傳感器獲得骨骼附近處的體溫，并通過監(jiān)護(hù)儀中的無線通信模塊將體溫值發(fā)送給人機(jī)交互平臺作為監(jiān)護(hù)的一個(gè)輔助性指標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于所述監(jiān)護(hù)儀中控制模塊運(yùn)用相控陣的波束成形技術(shù)控制收發(fā)探頭的發(fā)射與接收；所述監(jiān)護(hù)儀中的接收模塊中的編碼模塊分別對回波波形和體溫值進(jìn)行不同的編碼；所述監(jiān)護(hù)儀中的接收模塊中的無線通信模塊為GPRS模塊或ZIGBEE模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于所述人機(jī)交互平臺包括順次連接的無線通信模塊、解碼模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和顯示平臺；所述人機(jī)交互平臺中的數(shù)據(jù)分析模塊內(nèi)包含數(shù)據(jù)庫、異常計(jì)數(shù)器和愈合計(jì)數(shù)器，其中數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)庫包含正常人和骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)、醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)和與人機(jī)交互平臺關(guān)聯(lián)的若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀的信息，正常人和骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)包含正常人和骨折病人骨折部位超聲回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值，其中超聲回波波形已被由淺到深劃分為三個(gè)層次以便與接收到的回波波形的相應(yīng)層次進(jìn)行對比；醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)包括醫(yī)務(wù)人員為每項(xiàng)數(shù)據(jù)設(shè)置一個(gè)骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值正常范圍、不同掃描區(qū)域異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值，其中愈合點(diǎn)數(shù)是指骨骼縫隙大小已達(dá)到愈合范圍，且軟組織各層的聲阻抗和體溫值都在正常范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)；與人機(jī)交互平臺關(guān)聯(lián)的若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀的信息包括使用該監(jiān)護(hù)儀的監(jiān)護(hù)病人的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于所述人機(jī)交互平臺中的解碼模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，分辨出數(shù)據(jù)是回波波形還是體溫值，若是回波波形，則通過閾值辨別回波波形是否包含骨骼回波；所述人機(jī)交互平臺中的無線通信模塊是與監(jiān)護(hù)儀中接收模塊相匹配的無線通信模塊；接收模塊中的無線通信模塊和人機(jī)交互平臺的無線通信模塊進(jìn)行無線通信來完成監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸；所述人機(jī)交互平臺中的顯示平臺顯示每一點(diǎn)的回波波形圖及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和溫度值，顯示每次掃描完成后的最終監(jiān)護(hù)結(jié)果，且在異常計(jì)數(shù)器a的統(tǒng)計(jì)次數(shù)超過預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警。
7.一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的監(jiān)護(hù)方法，包括下列步驟步驟1:在人機(jī)交互平臺的數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)庫中存入與之相關(guān)聯(lián)的監(jiān)護(hù)儀的地址和對應(yīng)骨折監(jiān)護(hù)人的信息，同時(shí)存入正常人和骨折病人不同骨折部位的骨折數(shù)據(jù)，包括超聲回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值，其中超聲回波波形已被由淺到深劃分為三個(gè)層次以便與接收到的回波波形的相應(yīng)層次進(jìn)行對比；數(shù)據(jù)庫還存有醫(yī)務(wù)人員設(shè)置的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括為每項(xiàng)骨折數(shù)據(jù)設(shè)置一個(gè)骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫值正常范圍、不同掃描區(qū)域異常計(jì)數(shù)器a的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值；第一次監(jiān)護(hù)時(shí)步驟1必須進(jìn)行，其后的監(jiān)護(hù)過程中若病人或掃描部位有變化時(shí)步驟1也需進(jìn)行，否則跳過步驟1 ；步驟2:啟動(dòng)監(jiān)護(hù)儀，病人根據(jù)自身骨折監(jiān)護(hù)區(qū)域選擇監(jiān)護(hù)儀收發(fā)探頭的掃描區(qū)域，掃描區(qū)域可以分為三種探頭直接覆蓋的小區(qū)域、探頭側(cè)邊波束偏轉(zhuǎn)45度的中區(qū)域、探頭最側(cè)邊波束偏轉(zhuǎn)90度的大區(qū)域，其中中區(qū)域包含小區(qū)域，大區(qū)域包含中小區(qū)域；若病人選擇了小區(qū)域，則監(jiān)護(hù)儀直接掃描整個(gè)小區(qū)域；若選擇了中區(qū)域，則監(jiān)護(hù)儀先掃描小區(qū)域，再向中區(qū)域擴(kuò)展；若選擇了大區(qū)域，則先掃描小區(qū)域，再向中區(qū)域擴(kuò)展，最后向大區(qū)域擴(kuò)展；步驟3 監(jiān)護(hù)儀與人機(jī)交互平臺進(jìn)行初始化通信，監(jiān)護(hù)儀通過與其連接的無線通信模塊將自己的地址和病人所選擇的掃描區(qū)域數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺，人機(jī)交互平臺根據(jù)接收的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)庫中找到病人的信息并選擇掃描區(qū)域相關(guān)的異常計(jì)數(shù)器a 的預(yù)設(shè)值和愈合計(jì)數(shù)器b的愈合點(diǎn)數(shù)預(yù)設(shè)值；步驟4 監(jiān)護(hù)儀根據(jù)設(shè)置好的掃描區(qū)域依次對每個(gè)掃描點(diǎn)進(jìn)行掃描并得出監(jiān)護(hù)結(jié)果； 步驟5:得出一個(gè)點(diǎn)的掃描結(jié)果后，人機(jī)交互平臺開始對結(jié)果進(jìn)行處理，若該掃描點(diǎn)結(jié)果正常，則進(jìn)一步判斷骨骼縫隙大小是否在愈合范圍內(nèi)，若在愈合范圍內(nèi)則異常計(jì)數(shù)器a 維持原值，愈合計(jì)數(shù)器b加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，然后判斷是否完成整個(gè)掃描區(qū)域的掃描；若骨骼縫隙大小不在愈合范圍內(nèi)則直接判斷整個(gè)掃描區(qū)域的掃描是否完成；若該掃描點(diǎn)結(jié)果異常， 則異常計(jì)數(shù)器a加一統(tǒng)計(jì)次數(shù)，愈合計(jì)數(shù)器b維持原值；然后判斷異常計(jì)數(shù)器a統(tǒng)計(jì)次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)值，沒超過則判斷整個(gè)掃描區(qū)域的掃描是否完成，沒完成則回到步驟4繼續(xù)下一個(gè)點(diǎn)的掃描，完成則顯示平臺顯示該病人本次掃描的最終監(jiān)護(hù)結(jié)果，最終監(jiān)護(hù)結(jié)果包括異常計(jì)數(shù)器a的值和愈合計(jì)數(shù)器b的值，若愈合計(jì)數(shù)器b的值達(dá)到愈合點(diǎn)數(shù)，則顯示基本愈合，否則顯示一切正常，從而結(jié)束該病人本次的骨折掃描；若異常計(jì)數(shù)器a統(tǒng)計(jì)次數(shù)超過預(yù)設(shè)值，則異常計(jì)數(shù)器a和愈合計(jì)數(shù)器b自動(dòng)歸零且顯示平臺發(fā)出報(bào)警，相應(yīng)的醫(yī)務(wù)人員就可根據(jù)為監(jiān)護(hù)儀賦予的地址確定是哪個(gè)病人出現(xiàn)問題并做及時(shí)地處理，從而結(jié)束該病人本次的骨折掃描。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)護(hù)方法，其特征在于步驟4中，掃描區(qū)域中某個(gè)點(diǎn)的具體實(shí)施過程是收發(fā)探頭根據(jù)骨折區(qū)域向骨折處該點(diǎn)發(fā)射超聲脈沖串并接收脈沖串回波，同時(shí)測溫電路開始測量此處的體溫，收發(fā)探頭把接收的回波波形通過控制模塊傳給程控放大器，經(jīng)過放大、濾波、檢波、A/D轉(zhuǎn)換后放入采樣緩存器和測溫電路測得的體溫值一起進(jìn)入編碼模塊編碼后傳給無線通信模塊，無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給人機(jī)交互平臺，人機(jī)交互平臺通過與其連接的無線通信模塊接收數(shù)據(jù)；人機(jī)交互平臺的無線通信模塊接收到數(shù)據(jù)后首先通過解碼模塊解碼出回波波形或溫度值，若是回波波形，則通過閾值辨別回波波形是否包含骨骼回波，然后顯示平臺顯示回波波形圖，若是溫度值則直接顯示溫度值；隨后，人機(jī)交互平臺的數(shù)據(jù)分析模塊把顯示的回波波形圖或溫度值與數(shù)據(jù)庫中回波波形或溫度值進(jìn)行比較分析該點(diǎn)的愈合情況，得出回波波形圖對應(yīng)的骨骼縫隙大小和軟組織各層聲阻抗，從而判斷該掃描點(diǎn)是否正常并得出監(jiān)護(hù)結(jié)果；對該點(diǎn)進(jìn)行掃描得到的監(jiān)護(hù)結(jié)果包括回波結(jié)果和溫度值結(jié)果，在回波結(jié)果中包含了骨骼狀況結(jié)果和軟組織狀況結(jié)果對于骨骼狀況結(jié)果，顯示平臺會(huì)顯示骨骼縫隙的大小和判斷結(jié)果，若骨骼縫隙大小在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常；對于軟組織狀況結(jié)果， 顯示平臺會(huì)顯示軟組織各層次的聲阻抗和判斷結(jié)果，若聲阻抗在正常范圍內(nèi)則顯示正常， 否則顯示異常；溫度值結(jié)果會(huì)顯示骨折附近處的體溫值和判斷結(jié)果，若體溫值在正常范圍內(nèi)則顯示正常，否則顯示異常；只有當(dāng)回波結(jié)果和溫度值結(jié)果都為正常時(shí)，該點(diǎn)的掃描結(jié)果才為正常，否則為異常。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)護(hù)方法，其特征在于所述骨折情況的正常范圍須由專門的醫(yī)務(wù)人員根據(jù)相關(guān)資料建立，包括骨骼縫隙大小、軟組織各層聲阻抗和體溫的正常范圍，其中骨骼縫隙大小的正常范圍又分為安全范圍和愈合范圍，安全范圍為骨骼縫隙大小不出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的范圍，愈合范圍為骨骼縫隙大小達(dá)到健康人水平的范圍；數(shù)據(jù)庫中骨折病人骨折部位的骨折數(shù)據(jù)具體包括骨折愈合各階段骨骼不同縫隙大小時(shí)的回波波形及其對應(yīng)的骨骼縫隙大小，軟組織各層聲阻抗不同時(shí)的回波波形及其對應(yīng)的軟組織各層聲阻抗，體溫值正常和不正常時(shí)的值，以便于和接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)護(hù)方法，其特征在于所述監(jiān)護(hù)儀中控制模塊運(yùn)用相控陣的波束成形技術(shù)控制收發(fā)探頭的發(fā)射與接收，控制過程包括收發(fā)探頭在發(fā)射時(shí)，控制模塊根據(jù)病人選擇的掃描區(qū)域控制發(fā)射模塊依次掃描每個(gè)點(diǎn)，對于某個(gè)點(diǎn)的掃描，控制模塊根據(jù)當(dāng)前要測量部位掃描點(diǎn)的位置信息，給出相控陣每個(gè)陣元的幅度和相位的控制信息，使得發(fā)射模塊發(fā)射的超聲波信號在相控陣的作用下能在該掃描點(diǎn)的方向上聚焦，然后控制模塊控制發(fā)射模塊發(fā)射脈沖串；發(fā)射模塊通過收發(fā)探頭發(fā)射第一個(gè)脈沖后就切換到接收狀態(tài)；收發(fā)探頭在接收時(shí)，因?yàn)榻邮胀粧呙璺较虻姆瓷浠夭?，所以控制模塊再根據(jù)相控陣每個(gè)陣元的幅度和相位的控制信息來合成信號，獲得該掃描點(diǎn)方向處軟組織各層次和骨骼的反射回波，交由接收模塊處理，這也是接收到的第一個(gè)脈沖回波；緊接著收發(fā)探頭發(fā)送第二個(gè)脈沖，接收第二個(gè)脈沖，直到對該掃描點(diǎn)發(fā)射結(jié)束；控制模塊對第二個(gè)及其后來的超聲脈沖的處理過程與第一個(gè)脈沖類似；各脈沖之間時(shí)間間隔可以根據(jù)具體需要預(yù)先設(shè)定，滿足所有病人不同部位的的骨骼測量需求，以保證對回波的處理速度且各脈沖回波波形不產(chǎn)生重疊；一個(gè)超聲脈沖串中脈沖個(gè)數(shù)則通過穩(wěn)定性測試由廠家預(yù)先設(shè)置一個(gè)固定值；處理好一個(gè)掃描點(diǎn)后，再接著處理下一個(gè)掃描點(diǎn)，直至覆蓋整個(gè)骨折需要掃描的區(qū)域，從而無需移動(dòng)探頭的情況下就能掃描整個(gè)骨折處監(jiān)護(hù)范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種骨折實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)方法及裝置，裝置包括若干個(gè)監(jiān)護(hù)儀和一個(gè)人機(jī)交互平臺；每個(gè)監(jiān)護(hù)儀包括收發(fā)探頭、發(fā)射模塊、接收模塊、測溫電路和控制模塊，其中發(fā)射模塊、控制模塊和收發(fā)探頭通過線纜順次連接，控制模塊、測溫電路分別與接收模塊中的程控放大器、編碼模塊連接。所述方法通過無線通信技術(shù)把監(jiān)護(hù)信息傳送到人機(jī)交互中心，且通過圖形顯示骨骼、軟組織、體溫各監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的監(jiān)護(hù)，監(jiān)護(hù)信息的獲取是通過向被檢測部位處發(fā)射超聲脈沖串，對超聲反射回波進(jìn)行波形分析來獲知骨骼裂縫的大小和骨骼附近軟組織的狀況，通過體溫值來輔助判斷骨折附近的體溫是否正常，軟組織是否有發(fā)炎等異常狀況。本發(fā)明具有實(shí)時(shí)性及安全性高、結(jié)構(gòu)較為簡單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號A61B8/08GK102293668SQ20111016284
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者吳禹權(quán), 曹燕, 譚梁鐫, 韋崗 申請人:華南理工大學(xué)