CN108095728B - 基于自适应压力判测的意外离床看护设备 - Google Patents
基于自适应压力判测的意外离床看护设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于自适应压力判测的意外离床看护设备,主要由m个(m≥3)L型扁平长条束口气囊气压围带、智能数据处理WiFi节点、数据处理WiFi主机和智能监控终端组成。L型扁平长条束口气囊气压围带均束缚在病床的上半部,每个束口处均嵌入有一个薄膜压力传感器;智能数据处理WiFi节点和数据处理WiFi主机对薄膜压力传感器数据进行综合处理,并通过意外离床判测算法实现对被看护人意外离床的实时判测,同时,在智能监控终端上实现对意外离床的报警和复位。本发明利用智能化和网络化技术,提高看护过程效率,减少看护人的体力付出和精神压力,降低看护意外事故。
Description
技术领域
本项目作品涉及智能医疗设备领域,具体涉及一种基于自适应压力判测的意外离床看护设备及算法。
背景技术
在当今信息化高度发展的时代,许多场合都需要智能化的设备来减少人们的工作量,同时还能提高工作的可靠性。现在医院病房的管理基本上还是传统的人工现场巡视的管理方式,护士和家属的大部分时间还是用在病人的看护上,精神注意力要非常高,病房看护人员的体力消耗、时间付出和精神压力也非常大,而且效率低。
发明内容
本发明的目的在于:针对老龄化社会和医疗看护特殊人群需求,通过融合人工智能、互联网和WiFi/GSM移动通信技术,设计一种基于自适应压力判测的意外离床看护设备及算法,提供被看护人意外离床方面的智能辨识功能,并可在特定手机、手环、专用显示设备和电脑上实现提醒,以提高看护过程效率,减少看护人的体力付出和精神压力,降低看护意外事故。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
本发明给出的一种基于自适应压力判测的意外离床看护设备及算法,包括m个(m≥3)L型扁平长条束口气囊气压围带、智能数据处理WiFi节点、数据处理WiFi主机和智能监控终端组成。其特征是:m个L型扁平长条束口气囊气压围带均束缚在病床的上半部,每个束口处均嵌入有一个薄膜压力传感器;智能数据处理WiFi节点具有Y个(Y≥m)数模转换通道;每一个薄膜压力传感器的输出与智能数据处理WiFi节点的一个数模转换通道相连接;智能数据处理WiFi节点具有基于阀值T的m值判定算法,可判测出实际接入的薄膜压力传感器个数m值,并向数据处理WiFi主机发送m值和对应m个通道的压力数据Pi(i∈[1,m]);数据处理WiFi主机内运行有意外离床判测算法。
智能监控终端具有意外离床判测算法,其算法步骤包括:
(1)在病人尚未躺卧,且初值判测按键有效的条件下,进行环境初值判测初始化:
(i)将意外离床事件逻辑变量清零,UFB=0;
(ii)接收薄膜压力传感器连接的数量值m;
(iii)建立m个h级深度的先入先出数据结构队列FIFOA_i,i∈[1,m];
(iv)接收压力数据Pi,并以i为索引,以先入先出的数据结构存储和更新方式,压入对应的队列FIFOA_i中,队列中的每个元素编号为Pid,d∈[1,h];
(2)在病人躺卧、初值判测按键无效、启动按键有效的条件下,进行压力数据循环采集计算:
(i)持续接收压力数据Pi,并以i为索引,以先入先出的数据结构存储和更新方式,压入对应的队列FIFOA_i中;
(3)状态判定:
(i)当UFB=0时,将实时压力变化量△P与总病人压力Pp进行比较,若△Prt<0.5Pp时,认定发生意外离床事件,将意外离床事件逻辑变量置位,UFB=1。
(ii)跳转至压力数据循环采集计算。
(4)状态恢复:
(i)当UFB=1时,将实时压力变化量△Prt与总病人压力Pp进行比较,若△Prt>0.8Pp时,认定发生意外离床事件恢复,将意外离床事件逻辑变量清零,UFB=0。
(ii)跳转至压力数据循环采集计算。
所述智能监控终端包括具有网络通讯功能的计算机、手机、手环或是专用显示设备。且至少具有一种及以上的声音、图像、振动形式的报警功能。
所述智能监控终端在UFB=1时,触发报警功能,在UFB=0时,报警消除。
所述薄膜压力传感器的工作电源由智能数据处理WiFi节点提供。
与现有技术相比本发明的优点在于:
(1)在意外离床报警方面,采用在床上放置气囊的方式进行监测,使得在病人起身离床的瞬间即发出报警,避免病人离床下地行走可能出现的意外跌倒事故。同时,判测算法包含了报警的自复位功能,即当病人回到床上时,自动消除报警,减少人工手动复位的不便。
(2)在意外离床的监测方面,采用m个气囊薄膜压力传感器和h个反馈量进行综合判别,避免了单一传感器反馈引起的误判别,提高了判别的可靠性。
(3)在气囊薄膜压力传感器的配置上,可以连接Y以内的任意个数,智能数据处理WiFi节点能够自动识别m的个数,提高了应用的自适应性。
(4)在意外离床监测算法方面,设置了环境初值判测初始化模块,总压力初值根据每个病人的应用个案实际情况实时计算,使得设备可以适用于不同身高、体重的病人看护,提高了设备的灵活性和自适应性。
(5)在人机接口方面,远程智能监控终端可以是具有网络通讯功能的电脑、手机、手环或是专用显示设备,赋予本设备应用在人机接口的良好可适应性、界面的友好性。
本发明设计针对老龄化社会和医疗看护特殊人群需求,通过融合人工智能、互联网+和WiFi/GSM移动通信技术,实现对被看护人的意外离床方面的智能辨识和远程提醒功能。
对于辨识结果能具备针对手机、手环、特定显示设备和远程PC机平台的声、光、震动和显示报警功能,使得医务人员及家属对看护活动的体力消耗、时间付出和精神压力大大减少。
本发明实现对医院病人以及其他特殊人群活动状态的监控,可有效减少医务人员及家属的对看护活动的体力付出和精神压力,提供看护过程的便捷性,同时增强医院管理的可靠性,减少不必要的医疗伤害事故的发生,对医院管理人员以及家属来说非常有实用意义。
附图说明
图1为本发明的一个实施案例总体结构原理图。
图2为L型扁平长条束口气囊气压围带结构组成原理图。
图3为智能数据处理WiFi节点结构组成原理图。
图4为病床上各部件的安装示意图。
图5为数据处理WiFi主机结构组成原理图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明。
参见附图1,本发明装置所述及内容分别安置于病房1和远程智能监控终端2。
m个L型扁平长条束口气囊气压围带3均束缚在病床4的上半部,每个气压围带3均与智能数据处理WiFi节点5相连接,智能数据处理WiFi节点5与数据处理WiFi主机6通过WiFi进行数据通讯,意外离床判测算法7运行于数据处理WiFi主机6中,数据处理WiFi主机6的判测结果通过WiFi或是Internet传递到远程智能监控终端2中。远程智能监控终端2至少包括一种及以上的具有网络通讯功能的电脑、手机、手环或是专用显示设备。
参见附图2,所述的L型扁平长条束口气囊气压围带3由L型气囊8、气嘴9、薄膜压力传感器10、束带11、束扣12和组成。L型扁平长条束口气囊气压围带3通过束带11束缚在病床4上,并通过束扣12束紧,气囊8固定于束带11上,并放置于床面上,与躺卧的病人身体接触。L型气囊8上部扁平,横截面相对较大,束口处窄小,横截面相对较小。薄膜压力传感器10安装于L型气囊8的束口处,可以较灵敏地检测出气囊气压力的变化。L型气囊8通过安装于束口附近的气嘴9充气,形成一定的初始气压。当病人躺卧于L型气囊8上时,L型气囊8的气压发生变化。该气压通过薄膜压力传感器10检测出来。
参见附图3,智能数据处理WiFi节点5由模数转换单元、CPU单元、电源、WiFi模块以及必要的按键及外围电路组成。智能数据处理WiFi节点5具有Y个模数转换单元通道数,其中Y≥m,在其CPU单元的控制下,每一隔Tm周期,循环采集一遍Y个模数转换单元通道。
参见附图4,进一步示出了m个L型扁平长条束口气囊气压围带3,病床4和智能数据处理WiFi节点5相连接的方式。智能数据处理WiFi节点5的电源为各个薄膜压力传感器10提供工作电压;智能数据处理WiFi节点5的模数转换单元Y个通道,与m个薄膜压力传感器10的输出端相连,在其CPU单元的控制下,以Tm为周期,循环采集Y个通道。CPU单元对采集到的这Y个数据进行判别,当某个数据高于某个阀值T时,则可判定该通道连接了某个薄膜压力传感器10的输出,否则判定该通道未连接薄膜压力传感器。由此,可以智能地判定智能数据处理WiFi节点5实际连接的L型扁平长条束口气囊气压围带3的个数m值。最后,在其CPU单元的控制下,以Tm为周期,通过WiFi模块将判定到的m值,和m个薄膜压力传感器气压数据Pi(i∈[1,m])传送给数据处理WiFi主机6。
参见附图5,数据处理WiFi主机6由CPU单元、WiFi模块、外围电路、独立拨码按钮,以及受独立拨码按钮控制的电源、启停、初值判测、发声、振动、发光功能电路组成。数据处理WiFi主机6接收智能数据处理WiFi节点5传送过来的m值和m个薄膜压力传感器的气压数据Pi,交由意外离床判测算法7进行运算,形成是否发生病人意外离床事件的判测。判测结果一方面直接输送给本主机的发声报警功能电路、振动报警功能电路、发光报警功能电路,形成声光电报警,另一方面通过WiFi或Internet传送给远程智能监控终端5的各种设备,以使得看护人员实时收到病人的卧床情况。通过独立拨码按钮,看护人员可以控制本主机的发声、振动、发光各个功能电路的声光电报警使能和禁止。看护人员通过启停功能电路、初值判测功能电路,可实现对意外离床判测算法7进行启停或是初始化复位控制。
意外离床判测算法7的算法步骤包括:
(1)在病人尚未躺卧,且初值判测按键有效的条件下,进行环境初值判测初始化:
(i)将意外离床事件逻辑变量清零,UFB=0;
(ii)接收薄膜压力传感器连接的数量值m;
(iii)建立m个h级深度的先入先出数据结构队列FIFOA_i,i∈[1,m];
(iv)接收压力数据Pi,并以i为索引,以先入先出的数据结构存储和更新方式,压入对应的队列FIFOA_i中,队列中的每个元素编号为Pid,d∈[1,h];
(2)在病人躺卧、初值判测按键无效、启动按键有效的条件下,进行压力数据循环采集计算:
(i)持续接收压力数据Pi,并以i为索引,以先入先出的数据结构存储和更新方式,压入对应的队列FIFOA_i中;
(3)状态判定:
(i)当UFB=0时,将实时压力变化量△P与总病人压力Pp进行比较,若△Prt<0.5Pp时,认定发生意外离床事件,将意外离床事件逻辑变量置位,UFB=1。
(ii)跳转至压力数据循环采集计算。
(4)状态恢复:
(i)当UFB=1时,将实时压力变化量△Prt与总病人压力Pp进行比较,若△Prt>0.8Pp时,认定发生意外离床事件恢复,将意外离床事件逻辑变量清零,UFB=0。
(ii)跳转至压力数据循环采集计算。
所述智能数据处理WiFi节点具有Y个模数转换单元通道数,其中Y≥m,在其CPU单元的控制下,每一隔Tm周期,循环采集一遍Y个模数转换单元通道,并通过对Y个通道数据的判别智能地获知连接的L型扁平长条束口气囊气压围带m的数量。
远程智能监控终端2至少包括一种以上的具有网络通讯功能的电脑、手机、手环或是专用显示设备。这些设备至少具有一种及以上的声、光、振动和图像形式的报警功能。利用LabVIEW或是Android开发相应的App功能软件,使得其在收到UFB=1时,触发报警功能,在UFB=0时,报警消除。
Claims (4)
1.一种基于自适应压力判测的意外离床看护设备,包括m个L型扁平长条束口气囊气压围带、智能数据处理WiFi节点、数据处理WiFi主机和智能监控终端组成,m≥3,其特征是:m个L型扁平长条束口气囊气压围带均束缚在病床的上半部,每个束口处均嵌入有一个薄膜压力传感器;智能数据处理WiFi节点具有Y个数模转换通道,Y≥m;每一个薄膜压力传感器的输出与智能数据处理WiFi节点的一个数模转换通道相连接;智能数据处理WiFi节点具有基于阀值T的m值判定算法,可判测出实际接入的薄膜压力传感器个数m值,并向数据处理WiFi主机发送m值和对应m个通道的压力数据Pi,i∈[1,m];数据处理WiFi主机内运行有意外离床判测算法;
采用在床上放置气囊的方式进行监测,使得在病人起身离床的瞬间即发出报警,避免病人离床下地行走可能出现的意外跌倒事故;采用m个气囊薄膜压力传感器和h个反馈量进行综合判别,避免了单一传感器反馈引起的误判别,提高了判别的可靠性;在气囊薄膜压力传感器的配置上,可以连接Y以内的任意个数,智能数据处理WiFi节点能够自动识别m的个数,提高了应用的自适应性;
所述意外离床判测算法步骤包括:
(1)在病人尚未躺卧,且初值判测按键有效的条件下,进行环境初值判测初始化:
(i)将意外离床事件逻辑变量清零,UFB=0;
(ii)接收薄膜压力传感器连接的数量值m;
(iii)建立m个h级深度的先入先出数据结构队列FIFOA_i,i∈[1,m];
(iv)接收压力数据Pi,并以i为索引,以先入先出的数据结构存储和更新方式,压入对应的队列FIFOA_i中,队列中的每个元素编号为Pid,d∈[1,h];
(2)在病人躺卧、初值判测按键无效、启动按键有效的条件下,进行压力数据循环采集计算:
(i)持续接收压力数据Pi,并以i为索引,以先入先出的数据结构存储和更新方式,压入对应的队列FIFOA_i中;
(3)状态判定:
(i)当UFB=0时,将实时压力变化量△P与总病人压力Pp进行比较,若△Prt<0.5Pp时,认定发生意外离床事件,将意外离床事件逻辑变量置位,UFB=1;
(ii)跳转至压力数据循环采集计算;
(4)状态恢复:
(i)当UFB=1时,将实时压力变化量△Prt与总病人压力Pp进行比较,若△Prt>0.8Pp时,认定发生意外离床事件恢复,将意外离床事件逻辑变量清零,UFB=0;
(ii)跳转至压力数据循环采集计算。
2.根据权利要求1所述的基于自适应压力判测的意外离床看护设备,其特征是:所述智能监控终端包括具有网络通讯功能的计算机、手机、手环或是专用显示设备;且至少具有一种及以上的声音、图像、振动形式的报警功能。
3.根据权利要求1所述的基于自适应压力判测的意外离床看护设备,其特征是:所述智能监控终端在UFB=1时,触发报警功能,在UFB=0时,报警消除。
4.根据权利要求1所述的基于自适应压力判测的意外离床看护设备,其特征是:所述薄膜压力传感器的工作电源由智能数据处理WiFi节点提供。
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