近年来,失去言语和行动能力的残疾老年人在总人口中的比例越来越高。通常这些老年人还患有尿失禁、糖尿病、痛风等慢性病,需要定期进行尿检来判断身体状况。尿液中相关疾病标志物的浓度水平是医生诊断疾病和疗效的重要依据。在医院里,患者需要独立取样,检查人员依靠尿液分析仪对尿液进行检测和分析。这种检测方法对卧床失禁的残疾老年人来说非常困难。这些人通常需要穿成人纸尿裤.失禁纸尿裤.纸类失禁用品来解决失禁问题。针对上述问题,本文研究了一种将生物传感器与产品相结合的智能成人纸尿裤传感系统,设计了可获取传感器信号的检测装置,实现尿液中疾病标志物的在线检测,并利用无线通信模块将检测结果发送到智能手机应用程序。经授权,临床医生、主管护士及患者家属可随时通过手机查看检测结果。
制备了基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的葡萄糖和尿酸传感器,用四硫富瓦烯修改工作电极,用戊二醛固定葡萄糖氧化酶或尿酸氧化酶。此外,还提出了一种自膨胀“阀”,用于控制进入传感器的尿量。设计用于获取传感器信号的检测装置的硬件电路,选择主控芯片、计算放大器、电源芯片、无线模块和显示模块。以基准电源芯片输出精度在±1%以内的电压作为恒电位电路虚拟地和模数转换器的基准,保证检测装置的准确性。同时,设计了恒电位电路、信号采集调理电路、无线通信模块和显示模块的连接电路。
编制检测装置下位机程序,开发基于Android的智能手机App软件,搭建App使用的服务器平台。循环伏安法和计时电流法通过C语言编写实现程序,其电压扫描速率可达1.2mV/s,采样间隔为0.ls。原始信号中的无用噪声通过滑动平均滤波程序去除。由主控芯片计算得出的结果,会呈现在OLED屏幕上。检测结果由检测装置中的无线模块同步发送到智能手机应用程序中。应用程序的主要功能包括:用户注册和登录;与测试装置的无线连接;测试结果的无线接收;数据可视化和本地存储;数据上传服务器中的数据库;在不同的地方查询测试结果。编写Windows计算机下服务器平台的后端程序,实现检测数据的远程存储;临床医生、主管护士、家属等授权用户可使用应用程序查看检测结果。
此外,还进行了生物传感器的抗干扰实验,表明两种传感器具有抗坏血酸、氯化钾等干扰物质。最后,通过志愿者穿戴智能纸尿裤进行实测实验,验证了该智能系统应用于成人纸尿裤、失禁纸尿裤、纸类失禁用品的可行性。
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