[發(fā)明專利]一種可穿戴式尿液檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910911207.7
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN110672681B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉劍;蘇杭;魯子鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/27
• 分類號(hào): G01N27/27;G01N27/327;G01N27/30;G01N27/48
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，包括紙尿褲和數(shù)據(jù)采集裝置，所述紙尿褲內(nèi)置有尿液檢測(cè)傳感器，并能夠與尿液中的一種或多種疾病標(biāo)志物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生微弱電信號(hào)；所述數(shù)據(jù)采集裝置至少包括數(shù)據(jù)采集模塊、處理器模塊和無(wú)線通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊與尿液檢測(cè)傳感器連接，用于實(shí)時(shí)接收尿液檢測(cè)傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)并傳輸給處理器模塊；所述處理器模塊用于將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為與對(duì)應(yīng)的疾病標(biāo)志物相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并通過無(wú)線通信模塊傳輸至外部設(shè)備；

所述尿液檢測(cè)傳感器包括基底層、反應(yīng)層和覆蓋層，所述基底層用于支撐反應(yīng)層和覆蓋層；所述反應(yīng)層依次包括進(jìn)樣單元、隔離單元和電極單元，所述隔離單元為不透水的薄膜，所述進(jìn)樣單元用于將尿液進(jìn)行富集并通過隔離單元上的第一開口傳遞到電極單元；

所述進(jìn)樣單元中部為進(jìn)樣區(qū)，通過六個(gè)進(jìn)樣通道利用虹吸作用將尿液從進(jìn)樣區(qū)輸送到各個(gè)進(jìn)樣通道末端，所述通道末端形狀為270度扇形；六個(gè)進(jìn)樣通道繞進(jìn)樣區(qū)設(shè)置，任意相鄰兩個(gè)進(jìn)樣通道之間的夾角相同；

裝置還包括通道選擇機(jī)構(gòu)，所述通道選擇機(jī)構(gòu)包括第一通道、第二通道、第三通道、控制器、觸發(fā)電路、懸臂梁、線圈以及防水層；在傳感器的初始狀態(tài)，第一通道的懸臂梁觸點(diǎn)通過電磁吸合的方式與底部固定有線圈的第二通道保持常閉狀態(tài)，與第三通道保持常開狀態(tài)，其中第二通道的末端與工作電極觸點(diǎn)相連，第三通道則通向尿液檢測(cè)傳感器外部，與紙尿褲中的吸水材料接觸；

當(dāng)有尿液產(chǎn)生時(shí)，尿液通過經(jīng)由進(jìn)樣單元的進(jìn)樣區(qū)與第一通道的前端相連，經(jīng)虹吸作用，液體不斷向第一通道末端移動(dòng)，在第一通道接近于懸臂梁的位置設(shè)置有觸發(fā)電路，當(dāng)有尿液流過，觸發(fā)電路位置處被浸濕，利用尿液中的導(dǎo)電離子，使觸發(fā)電路接通；與此同時(shí)，控制器中的定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一定時(shí)間，線圈中的電流方向改變，線圈極性改變；當(dāng)觸發(fā)電路的位置處沒有尿液經(jīng)過時(shí)，處于斷路狀態(tài)；

第一通道的末端和第二通道、第三通道的前端表面保持相同的尺寸，在第一通道接近觸發(fā)電路的位置設(shè)置懸臂梁，所述懸臂梁的傾斜角小于30度，在第一通道的懸臂梁觸點(diǎn)內(nèi)部含有磁性材料；

尿液經(jīng)第一通道與第二通道抵達(dá)尿液檢測(cè)傳感器的工作電極觸點(diǎn)，與工作電極觸點(diǎn)表面修飾的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)；由于觸發(fā)電路使定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，一定時(shí)間后，線圈中的電流方向發(fā)生改變，線圈的極性隨之變化；利用同性相斥的原理，使懸臂梁觸點(diǎn)與第二通道斷開，與第三通道接觸，使多余尿液通過第三通道排出尿液檢測(cè)傳感器，被紙尿褲吸收。

2.如權(quán)利要求1所述的可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，采用熱貼合或粘合劑的方式將尿液檢測(cè)傳感器嵌入到紙尿褲中，所述尿液檢測(cè)傳感器位于紙尿褲的導(dǎo)流層與吸收層之間。

3.如權(quán)利要求2所述的可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，男用紙尿褲的尿液檢測(cè)傳感器集中在本體襠部以及正前方，女用紙尿褲的尿液檢測(cè)傳感器集中在本體正前方、后方以及襠部。

4.如權(quán)利要求1所述的可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述尿液檢測(cè)傳感器與尿液中的一種或多種疾病標(biāo)志物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生微弱電流信號(hào)，并將微弱電流信號(hào)依次放大、濾波和I/V轉(zhuǎn)換變?yōu)殡妷盒盘?hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。

5.如權(quán)利要求4所述的可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理器模塊對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，變?yōu)槌Ｒ娔蛞簲?shù)據(jù)。

6.如權(quán)利要求1所述的可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括有報(bào)警模塊，被配置為一旦采集到的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)尿液報(bào)警值，處理器模塊向報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警指令控制其發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒看護(hù)人員及時(shí)更換紙尿褲；

或，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括顯示屏和按鍵，所述顯示屏用于顯示當(dāng)前使用環(huán)境的溫度、濕度、報(bào)警信息以及當(dāng)前各檢測(cè)項(xiàng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)；所述按鍵可用來(lái)設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)參數(shù)；

或，所述數(shù)據(jù)采集裝置佩戴于使用者腰部，每一套所述數(shù)據(jù)采集裝置具備唯一編號(hào)，能夠與外部無(wú)線收發(fā)設(shè)備進(jìn)行配對(duì)。

7.如權(quán)利要求1所述的可穿戴式尿液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述外部設(shè)備包括智能手機(jī)、醫(yī)院工作站電腦或個(gè)人電腦中的一種或多種。