介紹一套頭戴式嬰幼兒體溫監(jiān)測預(yù)警裝置1）

吳倩倩，葉 夏，王文富

發(fā)熱嬰幼兒夜間體溫監(jiān)測是家長關(guān)注的重點問題，因嬰幼兒無表達(dá)能力和自我行動能力，無法傳達(dá)自身的健康狀態(tài)和信息，家長需要時刻對其進(jìn)行監(jiān)護?，F(xiàn)介紹一種輕便、耗能低、功能強、價格低廉的頭戴式嬰幼兒體溫監(jiān)測裝置，它能夠與智能手機進(jìn)行對接，并通過智能手機進(jìn)行實時溫度記錄、分析以及預(yù)警。

1 材料及研發(fā)

體溫檢測系統(tǒng)分為兩大部分，分別是用于數(shù)據(jù)采集的硬件發(fā)帶，以及處理數(shù)據(jù)并分析預(yù)警的手機軟件。硬件裝置設(shè)計：將一塊50mm×25mm的超薄線路板植入一個定制、輕薄、可透氣的發(fā)帶中，通過線路板中集成的溫度傳感器、濕度傳感器實時地檢測嬰幼兒的體溫、發(fā)汗等一系列的身體指標(biāo)，如圖1。發(fā)帶采用透氣、有彈性、質(zhì)地柔軟、可調(diào)節(jié)的純棉材料制作，可拆卸清洗；內(nèi)置線路板包含溫度傳感器、濕度傳感器、紅外傳感器、聲音傳感器、藍(lán)牙模塊以及一塊可充電的500mAh微型鋰電池，為裝置中的線路板提供電量。手機軟件目前僅開發(fā)了運行于Android系統(tǒng)上的APP，通過配對藍(lán)牙協(xié)議接收發(fā)帶傳輸?shù)臋z測數(shù)據(jù)，存儲、計算參數(shù)，表明患兒身體狀態(tài)，同時給予監(jiān)護人初步診斷建議。根據(jù)嬰幼兒護理學(xué)原理，智能化地綜合處理生理指標(biāo)，并對警報機制分成大致3個等級：1級（輕度警報）；2級（中度警報）；3級（重度警報）。其中，輕度警報包括額頭溫度達(dá)到38℃、輕微出汗、環(huán)境聲音超過40dB或嬰幼兒體位發(fā)生改變（需檢查發(fā)帶是否正確佩戴）等情況；中度警報包括額頭溫度達(dá)到或趨勢顯示將要達(dá)到39℃、分泌汗液較多、環(huán)境聲音超過50dB或嬰幼兒體位發(fā)生突發(fā)性改變等情況；而當(dāng)額頭溫度達(dá)到或趨勢顯示將要達(dá)到40℃、汗液分泌過多、環(huán)境聲音超過60dB或嬰幼兒體位改變頻繁等情況時，將會觸發(fā)重度警報。以上3級不同的警報被觸發(fā)時，系統(tǒng)會自動辨別所發(fā)生的具體情況，以軟件警報形式給予監(jiān)護人警示與相應(yīng)的處理對策。

2 使用方法

首先，用戶可初始手機端的監(jiān)測軟件，填寫嬰幼兒的年齡（按月計算）、用藥時間與計量等信息。而后與硬件進(jìn)行藍(lán)牙配對，即可完成手機端的設(shè)置與連接。監(jiān)護人可將頭戴式嬰幼兒體溫監(jiān)測發(fā)帶的內(nèi)側(cè)準(zhǔn)確貼附在兒童的額頭正中間，在側(cè)面貼緊發(fā)帶的兩頭，以把發(fā)帶固定在兒童的頭部，即可進(jìn)行后續(xù)的一系列監(jiān)測。在兒童頭戴體溫監(jiān)測發(fā)帶的過程中，發(fā)帶中的線路板會每隔5s采集1次數(shù)據(jù)，而后通過藍(lán)牙每隔1min向配對的智能手機發(fā)送1次數(shù)據(jù)，所測量的指標(biāo)具有連續(xù)性，可預(yù)測患兒的狀態(tài)，并在分析不同警戒線后通過手機進(jìn)行不同程度的警報反應(yīng)及相應(yīng)的指導(dǎo)建議。

圖1 頭戴式嬰幼兒體溫監(jiān)測預(yù)警發(fā)帶示意圖

3 臨床測試結(jié)果

頭戴嬰幼兒體溫監(jiān)測預(yù)警裝置已初步完成并投入臨床實驗。根據(jù)實驗需求，選擇了我校附屬兒童醫(yī)院中患有輕微高溫、體溫過低及反復(fù)發(fā)熱的患兒50例。其中輕微高溫20例，體溫過低10例，由患兒的監(jiān)護人在家使用1周；反復(fù)發(fā)熱20例，使用周期為1個月。通過分析記錄于網(wǎng)絡(luò)云端的數(shù)據(jù)及相應(yīng)監(jiān)護人的使用反饋，得到以下結(jié)果。①從患兒體溫變化及控制角度分析，根據(jù)30例試用期為1周的輕微高溫和體溫過低的患兒使用后的數(shù)據(jù)顯示，不同時刻的體溫都很好地控制在了2級預(yù)警線以內(nèi)，83．3%的家長表示，在1級預(yù)警時根據(jù)建議很好地控制了體溫的變化，尤其夜間（20：00至次日08：00）的額溫在36．5℃～38．5℃波動；同時，試用周期為1個月的20例反復(fù)發(fā)熱的患兒的數(shù)據(jù)顯示，96．7%的家長表示，雖然儀器沒有治療作用，但能夠很清晰地體現(xiàn)體溫變化曲線，能夠每天對比曲線的波動規(guī)律和變化，且試用期內(nèi)沒有出現(xiàn)超出2級預(yù)警線（中度警報）需要到醫(yī)院救助的患兒。②從所采集數(shù)據(jù)連續(xù)性的角度分析，記錄的數(shù)據(jù)點連貫性高達(dá)98%，通過患兒監(jiān)護人的反饋可知，2%的數(shù)據(jù)中斷可能由人為更換電源所致，即監(jiān)測儀器沒有因為脫落或佩戴不準(zhǔn)確而導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差致患兒的生命危險。③從監(jiān)護人夜間起床頻率的角度分析，50例患兒的監(jiān)護人在試用期間，都因不同次數(shù)的警報起床查看患兒病情，平均每個試用者起床次數(shù)為0．6次／天，約為4次／周，大大減少了監(jiān)護人以往每晚醒來4次或5次的情況，患兒的監(jiān)護人因監(jiān)測儀器的配合使用，得到了安穩(wěn)的睡眠，相比較人為對患兒實時監(jiān)護而言，得到明顯的夜間休息保證。

4 優(yōu)點與缺點

4．1 優(yōu)點 ①頭戴式嬰幼兒體溫監(jiān)測裝置在國內(nèi)外現(xiàn)有相似裝置的基礎(chǔ)上，體積更加輕便、材質(zhì)更加舒適，在裝置穩(wěn)固性上也得到了一定的加強，能夠檢測是否佩戴準(zhǔn)確，防止脫落帶來的危險性；②借鑒了專業(yè)型的監(jiān)護設(shè)備價格較為昂貴的缺點，本裝置選擇了價格低廉的材料，且設(shè)備在市場上也較為普及，且無輻射、無強電流，安全性可以保證［1］；③數(shù)據(jù)誤差精確到0．1之內(nèi)，實現(xiàn)了更短時間間隔的數(shù)據(jù)點采集，能夠通過描繪數(shù)據(jù)曲線預(yù)測身體狀態(tài)的變化趨勢，提前警報，避免無法及時實施救助的危害；④監(jiān)護過程中，為了保證硬件能長時間穩(wěn)定的工作，要求傳感器有很低的功耗，并且盡量采用小的系統(tǒng)復(fù)雜度以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性［2，3］；⑤借助智能手機和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)云儲存功能，實現(xiàn)了溫度、濕度等一系列的大量檢測數(shù)據(jù)的云儲存及讀取。

4．2 缺點 ①為使得電池盡可能小巧，續(xù)航時間盡可能長，需要將設(shè)備功耗降至最低，因此確保藍(lán)牙通訊數(shù)據(jù)的正確顯得至關(guān)重要，因此數(shù)據(jù)幀正確性和完整的校驗在已有的較高的基礎(chǔ)上，仍應(yīng)進(jìn)一步完善至百分百的準(zhǔn)確率；②嬰幼體溫監(jiān)測通常最為準(zhǔn)確的方法應(yīng)直接測量肛溫，額溫雖能一定程度上體現(xiàn)患兒的體溫狀況，但仍缺乏直觀準(zhǔn)確性；③事實上，本體溫監(jiān)測發(fā)帶對于醫(yī)學(xué)而言，還僅限于監(jiān)測護理，沒有治療作用，無法直接使患兒體溫降低，得到明顯的治療效果，但本體溫監(jiān)測發(fā)帶在國內(nèi)現(xiàn)有的嬰幼兒監(jiān)測護理領(lǐng)域仍然是一個不小的創(chuàng)新和突破。

［1］ 邢文姬，郭明儒，王興，等．嬰兒睡眠監(jiān)護系統(tǒng)設(shè)計［J］．應(yīng)用奇葩，2011，30（5）：102－108．

［2］ 林金朝，李國軍，陳志勇，等．可穿戴式生命體征監(jiān)護設(shè)備的研制［J］．傳感技術(shù)學(xué)報，2009，22（5）：632－638．

［3］ 陳延慧，韓俊南，吳效明，等．基于GPRS的腕帶式兒童健康實時監(jiān)護模塊的研究［J］．中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2009，26（2）：1130－1143．