一种可远程协同的早产儿康复训练系统的制作方法

1.本公开实施例涉及一种可远程协同的早产儿康复训练系统,是一种医疗机构用于训练和提升早产儿健康水平的医疗器械。


背景技术：

2.早产儿（也称未成熟儿，premature infant）是指胎龄在37足周以前出生的活产婴儿，其出生体重大部分在2.5kg以下，头围在33cm以下。早产儿存在诸多健康问题，比如，中枢神经系统发育不良，对感官刺激的反应较慢，张力反射不好；吸吮-吞咽-呼吸协调功能差，不能经口喂养，易致喂食困难。同时，早产儿出生后通常被移入nicu的低中频电流进行隔离治疗，导致很多早产儿父母的焦虑情绪增高，甚至产生抑郁情绪。而且，隔离治疗缺乏母体熟悉的声音，也降低了早产儿的安全感，不利于早产儿发育和康复。
3.许多早产儿表现出较低的自我调节能力，导致行为警觉性降低。对于早产儿的康复而言，通过感官刺激等多种医学手段进行干预，提高神经系统发育水平、吸吮和吞咽能力、及早实现经口喂养至关重要。对早产儿实现听觉、触觉等干预有助于促进行为组织和神经系统的发育。医学证实，对早产儿进行肌体抚摸、口腔肌肉按摩、用手指吸吮等感官刺激，有助于提高早产儿口腔运动能力，加快经口喂养的进程。而让早产儿聆听父母熟悉的声音，可以让早产儿停止哭闹，恢复安静状态，有助于早产儿的发育。但目前这些干预手段高度依赖人工开展，限于nicu医护人员的人力配置不足，以及nicu病房对医院感染源的管控措施，杜绝父母陪护，对早产儿实现多种感官刺激并不能有效实施。为此，本公开实施例提出一种实现触觉、味觉、听觉等多种模式实施干预的康复训练系统，填补这一技术领域的空白。


技术实现要素：

4.本公开实施例提出一种可远程协同的早产儿康复训练系统，主要由控制主板、体感刺激单元、味觉刺激单元、听觉刺激单元、低中频电流刺激单元、远程交互单元、人机交互界面、电源模块和防护外壳组成。其中，体感刺激单元、味觉刺激单元、听觉刺激单元、低中频电流刺激单元、远程交互单元、人机交互界面、电源模块分别采用数据接口/数据线与控制主板连通工作。
5.所述的控制主板是基于核心处理器开发的集成电路，控制主板中还包含信号处理模块、存储模块等通用元件。其中，核心处理器通常采用中央处理器（cpu）、可编程逻辑控制器（plc）或单片机（mcu）中的任意一种。控制主板烧录有嵌入式软件，嵌入式软件主要用于主板驱动、数据处理、数据分析、程序控制、参数设置和信息打印输出等功能。
6.所述的体感刺激单元主要由动力装置和弹性假体两部分组成，弹性假体设置在体感刺激单元的前端位置，在动力装置的作用下，弹性假体产生有节律的刺激性动作。比如，动力装置驱动弹性假体产生震动、触摸、挠或缩放等动作，用于刺激新生儿口腔或肌体。根据刺激性动作的类型，动力装置选择采用包括微型震动马达、步进电机、伺服电机或微型空气泵中的一种，或者几种的组合。弹性假体可采用乳胶或硅胶等医用高分子材料，制备成类
似手指、奶嘴等仿生形状，弹性假体通常一次性使用。比如，弹性假体制备成手指状，体感刺激单元在具体的临床应用中，伺服电机驱动手指状弹性假体有节奏地挠、拨、低频震动，刺激早产儿口腔内侧肌肉或嘴唇，促进早产儿口腔发育。再比如，弹性假体制备成空心的仿生奶嘴形状，动力装置采用微型空气泵；空心奶嘴底座采用延长管与微型空气泵的气路接口连接；微型空气泵通过充气、泄气交替动作，对仿生奶嘴内部进行有节律地抽吸动作，使仿生奶嘴有节奏膨胀、保持和收缩动作。进行体感刺激训练时，将仿生奶嘴置入早产儿口腔内，通过仿生奶嘴的膨胀、保持和收缩有节奏地交替，刺激早产儿口腔内侧肌肉或舌头，促进口腔运动功能的发育。
7.所述的味觉刺激单元主要由流质食物控制模块和专用耗材组成，流质食物控制模块主要由流量控制器和测压传感器组成。流量控制器设置在喂食管路的外周，用于控制喂食管路中流质食物的释放。比如，流量控制器采用电子截止阀、蠕动泵、节流阀等常规节流元件，设置在喂食管路外周，通过改变喂食管路的内部通径，截止或释放喂食管路内的流质食物。测压传感器用于动态测量早产儿吸食过程中口腔内产生的负压值，采用高精度、小量程压力传感器，量程应不少于-35kpa~0，精度不低于0.1kpa。专用耗材是指与味觉刺激单元配套使用的卫生材料，用于流质食物的喂养训练，通常一次性使用。专用耗材主要由流质容器、喂食管路及仿生奶嘴组成，其中，流质容器出口与喂食管路连通，喂食管路中设有分支接口，分支接口采用y型分支或三通，其中一个分支接口与测压传感器的测压口连通，另外两个分支接口分别与喂食管路的上下两端连通，专用耗材各部件之间的连接部位应无泄漏。根据早产儿的个性化特征，医护人员设定早产儿的刺激训练目标值，刺激训练目标值在吸食负压-5kpa~-10kpa之间设定，流量控制器根据设定的刺激训练目标值，控制流质食物（比如奶液或蜂蜜水）的动态释放，对达到训练目标值的吸吮动作进行味觉奖励刺激。举例说明，在采用奶液对早产儿进行味觉刺激训练时，设定刺激训练目标值为-8kpa，将喂食管路置入流量控制器的蠕动泵外周，将仿生奶嘴置入早产儿口腔内，诱发早产儿产生吸食动作。当早产儿吸食负压达到-8kpa时，蠕动泵挤压喂食管路向仿生奶嘴输送奶液，奶液流入早产儿口腔内，通过释放奶液激励早产儿继续努力吸食，刺激早产儿的吸食能力的提升。设定的刺激训练目标值完成后，可阶梯性提高训练目标值，反复进行味觉刺激训练，直到早产儿能够完全经口喂养。
8.所述的听觉刺激单元主要由音频采集器和音频播放器组成。音频采集器通常采用高保证麦克风，可进行现场录音，比如录入爸爸妈妈的安抚声、爸爸妈妈唱的儿歌等，还可以将爸爸妈妈录制完成的音频文件以及轻音乐、儿歌等下载保存。音频播放器包括音频播放软件和音响，音频播放软件常见的有mp3播放器、qq音乐等；音响采用高保证扬声器或耳机。听觉刺激单元通过给早产儿播放对应的音频文件，增强早产儿的安全感，并刺激神经系统的发育。
9.所述的低中频电流刺激单元主要由电流调制装置、导联线和电极片组成，电极片贴附在早产儿的体表，电流调制装置输出1khz以下的低频电流或者1khz～100khz的中频电流，电流通过低中频调制或产生干扰波的方式流经人体组织，使人体发生电化学和/或电生理反应，促进神经肌肉组织兴奋、促进局部血液循环。电极片通常采用合金材料制成，一次性使用。
10.所述的远程交互单元主要由摄像头、信号处理器及通讯模块组成，通讯模块通常
采用wifi模块。远程交互单元的音频采集器和音响设备可以独立设置，优选的是，音频采集器和音响设备与听觉刺激单元共用。远程交互单元用于医护端和保育暖箱端的交互通讯、或者早产儿父母端与保育暖箱端的交互通讯、或者医护端/保育暖箱端/早产儿父母端的三方交互通讯。比如，开启远程交互单元，经过医护人员授权和身份确认，早产儿父母能够在自己手机或电脑远程观看保育暖箱端内的早产儿状态，也可以给早产儿同步传递父母的声音。
11.所述的人机交互界面主要由显示器和操作功能键组成，人机交互界面与控制主板连通。人机交互界面主要用于开/关机操作、功能设置、参数设置、信息读出以及打印输出等。
12.所述的电源模块为控制主板及各种组成单元提供工作电源，为了便于移动，通常采用内部电源。内部电源主要由充电电池和充电管理电路组成，充电电池采用常规的18650锂电池组、镍氢充电电池块均可，充电管理电路用于充放电管理、电池余量监测、充电过载保护等。
13.所述的防护外壳用于控制主板、内部电源等模块的外部防护；防护外壳外侧设有数据接口的插口，便于与体感刺激单元、味觉刺激单元、听觉刺激单元、低中频电流刺激单元、远程交互单元等即插即用外挂部件以及打印机等设备的连接。
14.体感刺激单元、味觉刺激单元、听觉刺激单元和低中频电流刺激单元作为外挂在主机的独立组件，采用数据线与控制主板连通工作。体感刺激单元、味觉刺激单元、听觉刺激单元和低中频电流刺激单元既能够独立工作，还能够实现两个或几个单元组合，协同工作。比如，将体感刺激单元和味觉刺激单元组合训练，具体方法是，将体感刺激单元的空心奶嘴作为共用部件，空心奶嘴后端连通喂食管路和分支接口，分支接口的一个通路连接喂食管路和流质容器，分支接口的另外一个通路连接测压单元。体感刺激单元和味觉刺激单元两个单元协同工作时，先进行体感刺激训练，然后再设置刺激训练目标值，进行味觉刺激训练。进一步地，在体感刺激单元、味觉刺激单元和低中频电流刺激单元三个单元组合训练的基础上，同时增加听觉刺激单元的协同训练。比如，在体感刺激训练或味觉刺激训练时，播放早产儿父母的“宝宝加油”、“宝宝真棒”等鼓励声音。基于4g、5g通讯技术的广泛应用，在体感刺激训练或味觉刺激训练时，通过远程交互单元，还能够实现早产儿父母实时参与听觉刺激训练。
15.本公开实施例还能够与早产儿保育暖箱或保育床组合为一体，具体方法是：将体感刺激单元、味觉刺激单元、听觉刺激单元、低中频电流刺激单元、远程交互单元组合到现有早产儿保育暖箱/保育床中，控制主板、人机交互界面和电源模块作为共用部件，按照组合后的功能编写嵌入式软件进行编程控制，提高早产儿康复治疗器具的集成水平。
16.本公开实施例的有益效果是，通过体感刺激、味觉刺激、听觉刺激和低中频电流刺激多种康复训练模式，有效促进早产儿口腔运动功能发育，并提高听觉、味觉、口腔肌肉以及早期神经系统发育水平。通过实现早产儿与父母的远程交互，不仅有利于安抚早产儿，促进早产儿康复，而且能有效降低早产儿父母的焦虑情绪，具有很好的临床意义和社会价值。
附图说明
17.图1是本公开实施例的原理框图
图2是空心奶嘴形状的弹性假体的纵向剖面图图3是味觉刺激单元的专用耗材的其中一种结构示意图图4体感刺激单元与味觉刺激单元组合示意图图中：弹性假体101、喂食小孔102、空心奶嘴底座103、喂食腔道104、气路接口105、喂食管路接口106、喂食管路201、流质容器301、延长管401、动力装置501、直流电机601、滚轮602、测压传感器701。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例具体地说明本公开实施例。
19.实施例1：空心奶嘴形状的弹性假体101的制备空心奶嘴形状的弹性假体101的制备具体要求如下：1、体感刺激单元的弹性假体101是一种内部为空腔的空心奶嘴，按照图2所示结构，制备弹性假体101的生产模具。
20.2、空心奶嘴的乳头凸起位置设有喂食小孔102，喂食小孔102直径1mm-3mm之间，喂食小孔102与空心奶嘴的底座103之间设有喂食腔道104；喂食腔道104的内径1mm-3mm之间，喂食腔道104的末端设有喂食管路接口105。
21.3、空心奶嘴的底座103还设有气路接口106，气路接口106与空心奶嘴的内部空腔连通。
22.4、制备材料选用硅胶，采用模具成型工艺制备而成，备用。
23.5、进一步地，如图3所示，喂食管路接口105与喂食管路201连通，喂食管路201与流质容器301连通，各连接部位应无泄漏；组合成味觉刺激单元的专用耗材，通常为一次性使用。
24.6、如图3所示，气路接口106与延长管401连通，连接部位应无泄漏。
25.实施例2：体感刺激单元与味觉刺激单元组合1、体感刺激单元的动力装置501采用edzp02型微型充气泵，工作电压3v，体积4.3*1.2*2.1cm，充气速率2l/min；动力装置501的气源口与延长管401连接，检查气密性，应无泄漏。
26.2、味觉刺激单元的流量控制器主要采用直流电机601和滚轮602组成，直流电机601具体为6mm空心行星减速电机，工作电压3.0v，转速800rpm，扭力10g.cm；滚轮602采用铝合金机加工制成，厚度8mm，直径12mm。
27.3、味觉刺激单元的测压传感器701用于监测喂食管路201的压力，采用型号gzp6847微压力传感器，量程0~100kpa。测压传感器701采用三通接头与喂食管路201连通，具体设置在空心奶嘴与滚轮602之间的那一段喂食管路201中。
28.4、动力装置501、直流电机601及测压传感器701分别采用导线与通讯接口801连通，通讯接口801采用导联线与控制主板连通工作。
29.5、采用塑料模具工艺，制备保护外壳901。如图4所示，将动力装置501、直流电机601、测压传感器701及通讯接口801封装在保护外壳901中。保护外壳901的头部能与弹性假体101牢固组合，保护外壳901的侧面设有喂食管路201的限位槽。
30.6、体感刺激单元与味觉刺激单元组合工作时，将实施例1制备的专用耗材与实施
例2制成的组合配套使用，进行体感刺激训练和味觉刺激训练，比如：（1）体感刺激训练：控制主板给出指令进行体感刺激训练，动力装置501设置充气、保持和泄气的占空比，比如按照充气8秒、保持3秒、泄气5秒进行工作，使弹性假体101有节律膨胀、保持、回缩变化，刺激早产儿口腔。
31.（2）味觉刺激训练：在流质容器301中加入牛奶或蜂蜜水，将专用耗材的喂食管路201限位在限位槽内。排出喂食管路201内的空气后，直流电机601驱动滚轮602挤压喂食管路201外壁，使喂食管路201处于夹闭状态。
32.在人机交互界面设定本次刺激训练的目标值，比如，将本次刺激训练目标值设定为-5kpa。
33.将弹性假体101置入早产儿口腔，诱发早产儿吸吮。期间，测压传感器701动态监测早产儿的吸吮压力值，当吸吮压力值达到刺激训练目标值-5kpa时，直流电机601驱动滚轮602反向运动，松开喂食管路201，喂食管路201中的奶液或蜂蜜水流出，经喂食腔道104和喂食小孔102流入早产儿口腔，对达到训练目标值的吸吮动作进行味觉奖励刺激。
34.7、在体感刺激单元与味觉刺激的同时，还可以进行听觉刺激，具体方式是，在以上训练操作同时，给早产儿播放父母声音或者音乐。
35.上述附图及实施例仅用以说明本公开实施例的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开实施例技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开实施例的权利要求范围当中，对本公开实施例的保护范围不构成任何限制。