CN112890352B - 用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋 - Google Patents
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Abstract
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，包括：鞋面底部沿防滑垫顶边与防滑垫固定。防滑垫顶端粘接有矫正控压垫。所述矫正控压垫顶端粘接有压力垫。所述压力垫顶端呈矩阵排列有薄片形压力传感器。防滑垫顶端位于鞋面外部设有控制模块。所述控制模块包括：电源、处理器、4G/5G模块。所述处理器与薄片形压力传感器、4G/5G模块信号连接。所述4G/5G模块与远程控制系统通过4G/5G信号无线连接。所述远程控制系统设有：分析装置和云储存器。所述分析装置用于对糖尿病患者足底压力监测和分析。本发明可实时监测患者的足底压力，以及压力面分布情况，便于进行调节。
Description
技术领域
本发明涉及医用设备领域，具体为一种用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋。
背景技术
对于糖尿病患者来说，糖尿病足是十分严重的并发症，中老年患者发生糖尿病足，容易发生局部感染，甚至会导致截肢、死亡等严重后果，因此预防工作要从警惕诱因做起。
正常人的足底压力参数和分布有一定的规律，而当人处在疾病状态时足部畸形或功能异常可导致足底压力改变和分布异常。糖尿病状态下，不但足底压力会升高，且足底压力分布不均衡。
感觉神经病变使足失去自我保护机制，容易损伤。运动神经病变使足部小肌肉萎缩，足(趾)畸形和跖骨头突出，前足的纤维脂肪垫前移，前足和跖骨头部位局部压力升高，且前足和后足压力比升高。运动神经病变还可致步态异常、足和踝关节运动受限、胼胝形成。
糖尿病患者足底压力改变是糖尿病足部溃疡发生的重要原因之一，因此对患者的足底压力水平进行客观评价非常重要。
现有技术为：专业人员通过分析病患当前的左右脚的足底压力分布的差异、分析站姿的不对称性、监测体重动态转移情况和压力集中区域、判断潜在发生溃疡之区域等原理过程，从而为糖尿病患者定制足部矫形鞋垫，或选择合适的标准足部矫形鞋垫。但是，现有技术存在：1.不能及时获取患者的使用情况，以及在矫正过程中患者足部压力的变化情况，因此不能在合适的时候对患者的足部矫形鞋垫进行更换，从而不利于患者的使用效果。2.患者足部矫形鞋垫的确定和更换完全依赖于专业人员的工作经验判断，一致性、准确性较差，主管波动性较强，不利于对患者的足底进行稳定、准确的控压。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，包括：鞋面，所述鞋面底部沿防滑垫顶边，与防滑垫固定。所述鞋面内部，防滑垫顶端粘接有矫正控压垫。所述矫正控压垫顶端粘接有压力垫。所述压力垫顶端呈矩阵排列有薄片形压力传感器。所述防滑垫顶端，位于鞋面外部设有控制模块。所述控制模块包括：电源、处理器、4G/5G模块。所述电源为薄片形压力传感器、处理器、4G/5G模块供电。所述处理器的信号接收端与薄片形压力传感器信号连接，信号输出端与4G/5G模块的信号输入端信号连接。所述4G/5G模块与远程控制系统通过4G/5G信号无线连接。所述远程控制系统设有：分析装置和云储存器。所述分析装置用于对糖尿病患者足底压力监测和分析。
进一步的，所述处理器包括压力整合分析：首先处理器分别将接收到的时间段tm内的全部薄片形压力传感器的压力数据PNn，其中N为薄片形压力传感器的编号，n为该薄片形压力传感器产生的压力值的计数次数，m为时间段t的计数次数。然后分别得到时间段t内PNn的最大值PMAX、最小值PMIN和平均值PP。最后处理器将tm、PNn、PMAX、PMIN和PP，与该鞋子的ID绑定后，通过4G/5G模块发送至远程控制系统。
进一步的，所述时间段tm内PNn中有70％以上的数据点为0时，处理器停止传输数据。
进一步的，时间段tm一开始为预设固定值，在第一次完成预设固定值时间段内的PNn数据收集后，根据数据一组波峰和波谷出现的次数z，自动调整时间段tm＝x*z。所述x为预设自然整数。
进一步的，当连续有3次时间段tm中一组波峰和波谷出现的次数≠z时，重新统计获取次数z，并重新计算tm＝x*z得到新的tm数值。
进一步的，所述分析装置包括：首先获取tm、PNn、PMAX、PMIN、PP、鞋子的ID信息。然后将tm时间段内全部薄片形压力传感器的PNn放在同一模拟面内，以时间为参考系，以PNn的动态值，在模拟面上模拟各时间点时全部薄片形压力传感器的PNn构成的压力模拟面A。之后从云储存器获取该鞋子ID对应患者的足底压力安全曲面B，并比较压力模拟面A与足底压力安全曲面B，获取差异值CNn，并结合PMAX、PMIN、PP进行患者足底压力安全分析。最后根据患者足底压力安全分析结果判断是否需要更换新的矫正控压垫。
进一步的，所述患者足底压力安全分析包括：首先判断出现PMAX、PMIN、PP超出足底压力安全曲面B最大、最小、平均值的tm次数，记为Dm。然后统计Dm对应tm的次数占tm总次数的百分比Y％，当Y％≥30％且tm对应的总时间段≥72小时时，判断为需要更换新的矫正控压垫。
进一步的，所述更换新的矫正控压垫的方法为：首先获取最近48小时内全部的tm、PNn、PMAX、PMIN、PP数据，并根据时间段内的tm，拟合得到压力模拟面Dn。然后从全部压力模拟面Dn中获取拟合度最高的数个压力模拟面Dm。之后根据压力模拟面Dm的各点平均值形成最终的压力模拟面D。最后以压力模拟面D为新的矫正控压垫的顶端面，得到新的矫正控压垫。
本发明所述薄片形压力传感器可采用CCPS18干式陶瓷电容压力传感器。
本发明至少具有以下有益效果之一：
1.本发明可实时监测患者的足底压力，让医护人员或者患者能够实时的获知患者自身足底单点压力的情况，以及压力面分布情况。便于患者进行自身调节或医护人员辅助调节。
2.本发明可根据分析结果在适当的时候对患者的矫正控压垫进行更换，且更换的矫正控压垫贴合患者最近的足底压力分布，从而可以更准确的对患者足底压力进行控压。
附图说明
图1为本发明用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋的结构示意图。
图2为本发明压力垫的结构示意图。
图3为本发明控制模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，如图1-3所示，包括：鞋面1，所述鞋面1底部沿防滑垫4顶边，与防滑垫4固定。所述鞋面1内部，防滑垫4顶端粘接有矫正控压垫3。所述矫正控压垫3顶端粘接有压力垫2。所述压力垫2顶端呈矩阵排列有薄片形压力传感器7。所述防滑垫4顶端，位于鞋面1外部设有控制模块5。所述控制模块5包括：电源501、处理器502、4G/5G模块503。所述电源501为薄片形压力传感器7、处理器502、4G/5G模块503供电。所述处理器502的信号接收端与薄片形压力传感器7信号连接，信号输出端与4G/5G模块503的信号输入端信号连接。所述4G/5G模块503与远程控制系统6通过4G/5G信号无线连接。所述远程控制系统6设有：分析装置和云储存器。所述分析装置用于对糖尿病患者足底压力监测和分析。
所述处理器502包括压力整合分析：首先处理器502分别将接收到的时间段tm内的全部薄片形压力传感器7的压力数据PNn，其中N为薄片形压力传感器7的编号，n为该薄片形压力传感器7产生的压力值的计数次数，m为时间段t的计数次数。然后分别得到时间段t内PNn的最大值PMAX、最小值PMIN和平均值PP。最后处理器502将tm、PNn、PMAX、PMIN和PP，与该鞋子的ID绑定后，通过4G/5G模块503发送至远程控制系统6。
本发明基于矩阵排列的薄片形压力传感器7，将患者足底压力实时动态的通过处理器502的整合处理后发送至分析装置进行分析，从而获得患者足底压力的实时动态的监控信息，让医护人员或者患者能够实时的获知患者自身足底单点压力的情况。
实施例2
基于实施例1所述用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，所述时间段tm内PNn中有70％以上的数据点为0时，处理器502停止传输数据。该设置可在患者未穿戴控压鞋时，不向远程控制系统6发送无效数据，从而减低远程控制系统6的运算压力。
实施例3
基于实施例1所述用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，时间段tm一开始为预设固定值，在第一次完成预设固定值时间段内的PNn数据收集后，根据数据一组波峰和波谷出现的次数z，自动调整时间段tm＝x*z。所述x为预设自然整数。
当连续有3次时间段tm中一组波峰和波谷出现的次数≠z时，重新统计获取次数z，并重新计算tm＝x*z得到新的tm数值。
该设置可有效调节时间段tm的时间长度，使其更贴合患者行走或运动时的频率，从而获取一个整数频率周期内的患者足底压力数据，有效减少半波峰、半波谷等数据的出现，影响后续的分析准确度。
实施例4
基于实施例1所述用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，所述分析装置包括：首先获取tm、PNn、PMAX、PMIN、PP、鞋子的ID信息。然后将tm时间段内全部薄片形压力传感器7的PNn放在同一模拟面内，以时间为参考系，以PNn的动态值，在模拟面上模拟各时间点时全部薄片形压力传感器7的PNn构成的压力模拟面A。之后从云储存器获取该鞋子ID对应患者的足底压力安全曲面B，并比较压力模拟面A与足底压力安全曲面B，获取差异值CNn，并结合PMAX、PMIN、PP进行患者足底压力安全分析。最后根据患者足底压力安全分析结果判断是否需要更换新的矫正控压垫3。
所述患者足底压力安全分析包括：首先判断出现PMAX、PMIN、PP超出足底压力安全曲面B最大、最小、平均值的tm次数，记为Dm。然后统计Dm对应tm的次数占tm总次数的百分比Y％，当Y％≥30％且tm对应的总时间段≥72小时时，判断为需要更换新的矫正控压垫3。
所述更换新的矫正控压垫3的方法为：首先获取最近48小时内全部的tm、PNn、PMAX、PMIN、PP数据，并根据时间段内的tm，拟合得到压力模拟面Dn。然后从全部压力模拟面Dn中获取拟合度最高的数个压力模拟面Dm。之后根据压力模拟面Dm的各点平均值形成最终的压力模拟面D。最后以压力模拟面D为新的矫正控压垫3的顶端面，得到新的矫正控压垫3。
该方法通过实时获取的患者足底压力数据，转换为压力面并与足底压力安全曲面进行对比，从而获取患者在当前矫正控压垫3的控压矫正作用下，其足底压力的分布是否符合预期设置。根据分析对比结果判断是否需要更换新的矫正控压垫3。在需要更换新的矫正控压垫3时，又可以根据分析对比结果获取最贴合当前患者需要的足底压力分布的压力模拟面D，并根据压力模拟面D制备更换新的矫正控压垫3，从而使得患者能够得到最符合其当前足底压力分布需要的矫正控压垫3。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，其特征在于，包括：鞋面(1)，所述鞋面(1)底部沿防滑垫(4)顶边，与防滑垫(4)固定；所述鞋面(1)内部，防滑垫(4)顶端粘接有矫正控压垫(3)；所述矫正控压垫(3)顶端粘接有压力垫(2)；所述压力垫(2)顶端呈矩阵排列有薄片形压力传感器(7)；所述防滑垫(4)顶端，位于鞋面(1)外部设有控制模块(5)；所述控制模块(5)包括：电源(501)、处理器(502)、4G/5G模块(503)；所述电源(501)为薄片形压力传感器(7)、处理器(502)、4G/5G模块(503)供电；所述处理器(502)的信号接收端与薄片形压力传感器(7)信号连接，信号输出端与4G/5G模块(503)的信号输入端信号连接；所述4G/5G模块(503)与远程控制系统(6)通过4G/5G信号无线连接；所述远程控制系统(6)设有：分析装置和云储存器；所述分析装置用于对糖尿病患者足底压力监测和分析；
所述处理器(502)包括压力整合分析：首先处理器(502)分别将接收到的时间段tm内的全部薄片形压力传感器(7)的压力数据PNn，其中N为薄片形压力传感器(7)的编号，n为该薄片形压力传感器(7)产生的压力值的计数次数，m为时间段t的计数次数；然后分别得到时间段t内PNn的最大值PMAX、最小值PMIN和平均值PP；最后处理器(502)将tm、PNn、PMAX、PMIN和PP，与该鞋的ID绑定后，通过4G/5G模块(503)发送至远程控制系统(6)；
所述分析装置包括：首先获取tm、PNn、PMAX、PMIN、PP、鞋子的ID信息；然后将tm时间段内全部薄片形压力传感器(7)的PNn放在同一模拟面内，以时间为参考系，以PNn的动态值，在模拟面上模拟各时间点时全部薄片形压力传感器(7)的PNn构成的压力模拟面A；之后从云储存器获取该鞋子ID对应患者的足底压力安全曲面B，并比较压力模拟面A与足底压力安全曲面B，获取差异值CNn，并结合PMAX、PMIN、PP进行患者足底压力安全分析；最后根据患者足底压力安全分析结果判断是否需要更换新的矫正控压垫(3)；
所述患者足底压力安全分析包括：首先判断出现PMAX、PMIN、PP超出足底压力安全曲面B最大、最小、平均值的tm次数，记为Dm；然后统计Dm对应tm的次数占tm总次数的百分比Y％，当Y％≥30％且tm对应的总时间段≥72小时时，判断为需要更换新的矫正控压垫(3)；
所述更换新的矫正控压垫(3)的方法为：首先获取最近48小时内全部的tm、PNn、PMAX、PMIN、PP数据，并根据时间段内的tm，拟合得到压力模拟面Dn；然后从全部压力模拟面Dn中获取拟合度最高的数个压力模拟面Dm；之后根据压力模拟面Dm的各点平均值形成最终的压力模拟面D；最后以压力模拟面D为新的矫正控压垫(3)的顶端面，得到新的矫正控压垫(3)。
2.根据权利要求1所述用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，其特征在于，所述时间段tm内PNn中有70％以上的数据点为0时，处理器(502)停止传输数据。
3.根据权利要求1所述用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，其特征在于，时间段tm一开始为预设固定值，在第一次完成预设固定值时间段内的PNn数据收集后，根据数据一组波峰和波谷出现的次数z，自动调整时间段tm＝x*z；所述x为预设自然数。
4.根据权利要求3所述用于糖尿病患者足底压力监测及控压的鞋，其特征在于，当连续有3次时间段tm中一组波峰和波谷出现的次数≠z时，重新统计获取次数z，并重新计算tm＝x*z得到新的tm数值。
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Granted publication date: 20220830 |