[發明專利]非侵入式人體軟組織損傷風險監測系統

有效

• 申請號: 202110337794.0
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113066582B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 王多琎;嚴浩然;陳文明;應繼明;王澤圣;英宗元;喻洪流
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G16H50/30
• 分類號: G16H50/30;G06T17/20;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供了一種非侵入式人體軟組織損傷風險監測系統，用于通過赫茲模型對人體軟組織的損傷風險進行監測，具有這樣的特征，包括信息采集裝置，用于獲取人體預定位置的軟組織的形態參數；信息處理裝置，包括第一信息處理部、第二信息處理部、第三信息處理部以及第四信息處理部，第一信息處理部用于得到赫茲模型的校正因子α，第二信息處理部用于對赫茲模型進行修正，第三信息處理部用于通過修正后赫茲模型計算得到軟組織內部應力σ_zz(t)，第四信息處理部用于將軟組織內部應力σ_zz(t)與軟組織的損傷閾值進行比較；控制裝置，用于控制信息采集裝置進行信息采集，以及控制信息處理裝置進行信息處理。

技術領域

本發明涉及人體軟組織監測領域，具體涉及一種非侵入式人體軟組織損傷風險監測系統。

背景技術

由糖尿病及相關綜合征引起的脊髓神經損傷(SCI)、神經源性疾病、其他行動受限疾病會導致患有這些病癥的人群在站立或者坐著時，軟組織的骨突出部位長時間地受壓迫作用，并且軟組織無法感知所受內部應力，導致血流障礙而產生由深及淺的壞死。當體表皮膚組織發現病變時，患者軟組織其實已經完全壞死，不可治愈或者患者雖然皮膚仍完整但軟組織損傷已出現。現有的醫療條件，更多的是有創的醫療手段或者是對體表組織的監測，而缺乏對軟組織的監測。從醫學角度分析，軟組織不同于體表組織的一大重要特征就是肌肉組織更加容易受到損傷，肌肉線條更加敏感，肌肉強度比較脆弱，這也決定了軟組織不可能像體表組織那樣接受相同的監測方法。通過非侵入式醫療手段對坐骨結節或足部跟骨處表面壓力進行實時測量，再通過算法實現對軟組織內部應力狀態評估，達到監測的目的。

非侵入式醫療手段可以讓患者獲得無痛治療和更好的舒適度，并降低住院率。非侵入式醫療手段可以準確、及時且按需實現患者監測。因此，對于軟組織損傷的監測成為一種必要。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種非侵入式人體軟組織損傷風險監測系統。

本發明提供了一種非侵入式人體軟組織損傷風險監測系統，用于通過赫茲模型對人體軟組織的損傷風險進行監測，具有這樣的特征，包括：信息采集裝置，用于通過醫學影像和軟組織測試裝置，獲取人體預定位置的軟組織在不同壓痕深度z和不同楊氏模量下的形態參數，軟組織測試裝置用于對楊氏模量進行控制變量；信息處理裝置，包括第一信息處理部、第二信息處理部、第三信息處理部以及第四信息處理部，第一信息處理部用于對形態參數進行有限元分析，得到赫茲模型在不同的大變形條件下的校正因子α，第二信息處理部用于對赫茲模型進行修正，得到修正后赫茲模型，第三信息處理部用于通過修正后赫茲模型計算得到軟組織內部應力σ_zz(t)，第四信息處理部用于將軟組織內部應力σ_zz(t)與軟組織的損傷閾值進行比較，對軟組織目前的生存狀態進行評價以及預測軟組織未來出現損傷的風險；控制裝置，用于控制信息采集裝置進行信息采集，以及控制信息處理裝置進行信息處理；其中，第一信息處理部包括第一信息處理部第一單元、第一信息處理部第二單元、第一信息處理部第三單元以及第一信息處理部第四單元，第一信息處理部第一單元用于通過設定壓痕深度z和楊氏模量的條件構建一個可近似代表預定位置的軟組織結構的三維有限元模型，從三維有限元模型的應力分布圖中讀出軟組織的模擬內部應力σ_FE，第一信息處理部第二單元用于通過赫茲模型及其公式計算原始內部應力σ_H，第一信息處理部第三單元用于計算得到校正因子α，校正因子α等于模擬內部應力σ_FE與原始內部應力σ_H之間的商，第一信息處理部第四單元用于改變壓痕深度z和楊氏模量的條件設定，通過第一信息處理部第一單元、第一信息處理部第二單元以及第一信息處理部第三單元得到多組對應不同壓痕深度z和不同楊氏模量的校正因子α，并擬合出校正因子α在不同壓痕深度z和不同楊氏模量下的對應關系。

在本發明提供的一種非侵入式人體軟組織損傷風險監測系統中，還可以具有這樣的特征：其中，預定位置為坐骨結節或足部跟骨。