防压疮预警床垫的制作方法

1.本实用新型的实施例涉及一种床垫，具体而言，涉及一种防压疮预警床垫。


背景技术：

2.压疮又称压力性溃疡、褥疮，是由于局部组织长期受压，发生持续缺血、缺氧、营养不良而致组织溃烂坏死。皮肤压疮在康复治疗、护理中是一个普通性的问题。预防压疮一般有4个原则：1、频繁更换患者体位、姿势，2、可自行活动的患者，坐位时每15分钟活动1次，每1小时变换体位1次，3、不能自行活动的患者，坐位时每1小时变换体位1次，卧位时每2小时变换体位1 次，4、使用特殊床垫，如充气床垫、泡沫防护垫或压力调节垫。
3.目前长期卧床的患者主要依靠人工定期翻身，但当医护人员或家属忙或者忘记而造成翻身不及时的，就容易导致局部受压皮肤损伤。如果有一种设备可以根据患者的实际情况，及时提醒医护人员或家属为患者翻身，就可以有效避免压疮的发生。
4.申请号为2010102071465的发明专利公开了一种是防压疮预警装置，设有压力敏感元件、组织缺氧程度监测装置、数据处理单元和报警单元，使用时将压力敏感元件贴于压疮好发部位，对该部位所受压力进行监测，结合仪器对组织缺氧程度的监测，就能及时掌握病人受压部位组织的实际缺氧程度，当个体局部组织受压超过一定范围及一定时间，使得组织氧分压降低并有可能导致缺血性损害时，防压疮预警装置将发出预警，提示医务人员和照顾者警惕病人有发生压疮危险，及时采取措施，如为病人翻身的方法来预防压疮。
5.上述发明专利公开的技术很好地解决了卧床患者翻身不及时的问题，但是该发明专利公开的技术仅为模块化设计，缺少相应的电路设计，压力传感器信号如何处理不明确。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种信号处理精准的防压疮预警床垫。
7.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种防压疮预警床垫，包括垫体，以及依次耦接的压力传感模块、信号处理模块、单片机和报警模块，压力传感模块设置在垫体上，用于采集人体受压部位压力并输出传感信号；其中，信号处理模块包括：一级放大电路，与压力传感模块的输出端耦接，用于对传感信号进行一次放大；二级放大电路，与一级放大电路的输出端耦接，用于对一次放大后的传感信号进行二次放大；滤波电路，与二级放大电路的输出端耦接，用于对二次放大后的传感信号进行滤波整形；模数转换电路，与整形电路的输出端耦接，用于对滤波整形后的传感信号进行模数转换并送给单片机。
8.此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：
9.一级放大电路包括第一运放，耦接在压力传感模块的输出端与第一运放的反相输入端之间的电阻r1，耦接在压力传感模块的输出端与第一运放的同相输入端之间的电阻r2，以及耦接在第一运放的反相输入端与输出端之间的电阻r3，第一运放的输出端还耦接
二级放大电路的输入端。
10.二级放大电路包括第二运放，耦接在第一运放的输出端与第二运放的同相输入端之间的电阻r4，耦接在第二运放的反相输入端与地之间的电阻r5，以及耦接在第二运放的反相输入端与输出端之间的电阻r6，第二运放的输出端还耦接滤波电路的输入端。
11.滤波电路包括电阻r7、电容c1和电阻r8，该电阻r7、电容c1和电阻r8 组成rcr t型三阶低通滤波电路。
12.模数转换电路包括型号为adc0832型的模数转换芯片。
13.压力传感模块包括多个相互并联的压力传感器，压力传感器均为应变片式压力传感器。
14.单片机的型号为89c51型单片机。
15.报警模块包括限流电阻、开关管、报警灯、蜂鸣器，开关管的基极通过限流电阻连接至单片机，报警灯和蜂鸣器相互串联并通过开关管连接至电源。
16.垫体为充气式软垫。
17.相比于现有技术，本实用新型的防压疮预警床垫的优势在于：其包括垫体、压力传感模块、信号处理模块、单片机和报警模块，其中的信号处理模块对检测到的压力传感信号进行一次放大、二次放大、滤波整形和模数转换处理，对信号处理提供了一种切实可行的技术方案，符合电路设计原理，并且经处理后的信号具有有效信号损耗低，杂波少，精准度高的特点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。
19.图1是压力传感模块、信号处理模块、单片机和报警模块的结构框图。
20.图2是垫体的结构示意图。
21.图3是压力传感模块和信号处理模块的电路图。图中仅示出3个压力传感器。
22.图4是单片机和报警模块的电路图。
具体实施方式
23.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。
24.本实施例的防压疮预警床垫包括：垫于患者身下的垫体，以及用于进行防压疮预警的电子模块，即：压力传感模块、信号处理模块、单片机和报警模块。
25.见图1，压力传感模块1、信号处理模块2、单片机3和报警模块4依次耦接。压力传感模块1包括多个相互并联的压力传感器rp1(见图3)，该多个压力传感器均为应变片式压力传感器，型号选用bf350(见图3)，主要用于采集人体受压部位压力并输出传感信号。信号处理模块2包括依次耦接的一级放大电路、二级放大电路、滤波电路和模数转换电路，主要用于对传感信号进行放大、滤波和模数转换。单片机3用于接收数字化后的传感信号，并生成控制信号。报警模块4主要用于受控制信号控制发出声光报警。
26.见图2，垫体100采用充气式软垫，多个压力传感器1a分别设置在垫体100 上，重点设置在压疮易发部位所在的位置上，用于采集人体受压部位压力并输出传感信号。为避免压力传感器与人体直接接触，在压力传感器1a的上方盖设有棉布。
27.见图3，一级放大电路耦接在压力传感模块的输出端，其包括第一运放u1、电阻r1、电阻r2和电阻r3。其中，电阻r1耦接在压力传感模块的输出端与第一运放的反相输入端之间，阻值为10k；电阻r2耦接在压力传感模块的输出端与第一运放的同相输入端之间，阻值为10k；电阻r3耦接在第一运放的反相输入端与输出端之间，阻值为90k；第一运放u1的输出端还耦接二级放大电路的输入端，第一运放u1的型号选用lm358。
28.二级放大电路包括第二运放u2、电阻r4、电阻r5和电阻r6。其中，电阻r4耦接在第一运放的输出端与第二运放的同相输入端之间，阻值为10k；电阻 r5耦接在第二运放的反相输入端与地之间，阻值为10k；电阻r6耦接在第二运放的反相输入端与输出端之间，阻值为20k。第二运放u2的输出端还耦接滤波电路的输入端，第二运放u2的型号同样选用lm358。
29.一级放大电路和二级放大电路接收传感器产生的模拟信号，并将所接收的信号进行2次放大处理后输出至滤波电路，经2次放大后的传感信号可以使有效信号损耗降低。
30.滤波电路包括电阻r7、电容c1和电阻r8，该电阻r7、电容c1和电阻r8 组成rcr t型三阶低通滤波电路。电阻r7的阻值为1k，电容c1的容值为100pf，电阻r8的阻值为10k。滤波电路用于滤除干扰，为后续数据转换提供稳定、可靠的模拟信号。
31.模数转换电路包括型号为adc0832型的模数转换芯片u3，主要用于将模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。
32.见图4，单片机u4的型号为89c51型单片机，其p1.0、p1.1、p1.2脚分别耦接模数转换电路的输出端，接收经转换为数字信号的传感信号，单片机具有时钟电路，并且内部存储有压力上限阈值，当超过阈值的传感信号持续输入到单片机，并且超过设定的时间范围时，单片机输出控制信号致报警模块。
33.报警模块包括限流电阻r9、开关管q1、报警灯led1、蜂鸣器lp1。其中，开关管q1为npn型三极管，其基极通过限流电阻r9连接至单片机u4的p2.0 口，报警灯led1和蜂鸣器lp1相互串联，并耦接在开关管q1的发射极，开关管q1的集电极耦接电源(12v)。
34.当患者局部组织受压超过内部压疮动物模型存储单元中设定的范围及时间，使得组织氧分压降低并有可能导致缺血性损害时，单片机u4将发出控制信号，报警模块受控发出声光报警，提示医务人员和照顾者警惕病人有发生压疮危险，及时采取措施。
35.综上，本实施例的防压疮预警床垫可以实现及时提醒医护人员为病人翻身，避免压疮发生，同时对信号处理提供了一种切实可行的技术方案，符合电路设计原理，并且经处理后的信号具有有效信号损耗低，杂波少，精准度高的特点。
36.需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。