[发明专利]一种人体尿检/粪检数据采集及辅助保健的坐便器和方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及超声波数据采集和辅助保健技术领域，具体涉及一种人体尿检/粪检数据采集和辅助保健的坐便器。

背景技术

尿液检查（尿检），包括尿常规分析、尿液中有形成分检测( 如尿红细胞、白细胞等)、蛋白成分定量测定、尿酶测定等。尿液经过离心后的沉淀（简称“尿沉渣”）的显微镜检查（简称镜检）是尿液检查的重要内容。尿液镜检能检出尿中管型、细胞、结晶、细菌等微生物、寄生虫以及其他可见的定形和非定形成分。粪便检查（粪检），分为肉眼一般形状观察、镜下检查和化学检查。粪便涂片的镜下检查是通过显微镜发现粪便中的病理成分，如各种细胞、寄生虫卵、真菌、细菌、原虫和食物残渣等有形物质。因此，在体检或者身体不适时进行尿检/粪检有助于疾病判断，但是需要专业的检测手段和医生进行判别。尿液或者粪便检查对临床诊断、判断疗效和预后有着十分重要的参考价值。

可见,尿检/粪检数据在一定程度反映了人体健康，其数据变化蕴藏了人体健康的变动。如果能够在日常起居中收集尿检/粪检数据，就可以根据尿检/粪检数据的分析结果对人体健康进行预警和及时干预，也可对治疗效果进行疗效追踪。

有鉴于此，本专利提出一种基于超声波人体尿检/粪检数据采集及辅助保健的坐便器。该装置针对坐便器水封中留存的人体排泄物，通过超声波的发射和接收对尿液浓度，排泄物中可见成分的形状、密度和分布等属性进行定性和定量分析，进而通过后续数据处理和特征比对可对人体的健康状况进行监测。该设备具有对人体无害、操作方便、无须去医院排队、使用安全等优点，可广泛用于健康监测、远程体检和辅助保健等领域。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于超声波人体尿检数据采集及辅助保健的坐便器，利用超声波的收发对坐便器水封中留存的人体排泄物进行数据采集，实现远程尿检/粪检和辅助保健。

超声波在液体传播过程中,遇到密度不同的物质，会有反射、折射和吸收等现象产生。因此，根据超声回波产生位置、强弱、衰减和频率特征可以对液体中物质的位置、形状、密度和属性进行判别。尿液和水的比重不同，根据水封中液体的密度变化及其辨识结果可以判断尿液的位置及尿量。如果采用超声波接收阵列，还可以利用空间几何原理一次性推算出多个可见成分的空间位置，具体方法如专利：一种基于几何反演阵列的目标探测方法与装置（授权公告号：CN103529442B）。可见，借助超声波的主动检测可以对尿液容量进行辨别，还可以对排泄物中定形和非定性可见成分的形状、分布、位置进行定量判断并显示出来。数据采集时，如果通过人机交互单元输入个体信息，包括年龄、性别和身体状态信息，如睡眠、食欲、精神状态、病症等，那么在深度学习阶段可以通过大量数据训练得到一个特征数据库，其中保存了检测数据的各种特征和对应的身体状态或者病理信息。后续的数据采集过程中，通过特征比对可以对个体的身体状态进行细致判断，实现人体健康的主动监测。

一种基于超声波人体尿检/粪检数据采集及辅助保健的坐便器，包括数据采集坐便器、数据采集模块和云处理模块。其中数据采集坐便器和数据采集模块相连接，数据采集模块和云处理模块相连接；数据采集坐便器负责数据收集，数据采集模块负责数据缓存、人机交互、单元调度和无线通信，云处理模块负责信号处理、信号反演、特征分析、特征比对、特征训练和特征数据库创建。

一种基于超声波人体尿检/粪检数据采集及辅助保健的坐便器，其中所述数据采集坐便器包括多个数据采集终端和坐便器，数据采集终端嵌入在坐便器水封区域的陶瓷层中并均匀分布。其中的数据采集终端包括收发一体的超声波探头阵列、发射处理单元、接收处理单元和电池单元，并用透声防水材料进行封装。所述收发一体的超声波探头阵列包括一个超声波发射探头和多个超声波接收探头，它们按照一定方式排列并组成超声波探头阵列；所述发射处理单元根据设置参数对从数据采集模块接收的信号进行放大和D/A转换，转换后的电信号通过发射探头转变成超声信号并发射出去；所述接收处理单元根据设置参数对接收信号进行放大、A/D转换和数据缓存；所述电池单元负责对数据采集终端进行供电，采用电池或者无线充电模块。