CN111759321A - 一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统 - Google Patents

一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，在医院扶手内安装有：指纹读取模块，包括相连的柔性膜薄传感器和第一MCU芯片，柔性膜薄传感器安装在扶手一侧且柔性膜薄传感器的外表面外露于扶手的外壳表面；指纹数据处理模块，包括Wi‑Fi控制模块、第一PC服务器和指纹数据存储介质，Wi‑Fi控制模块与柔性膜薄传感器相连；压力感应模块，包括有第二MCU芯片相连的压力传感器，压力传感器设于柔性膜薄传感器的下表面，第二MCU芯片与壁挂式显示器相连；红外测距模块，包括第三MCU芯片以及安装并外露在扶手一端的红外测距传感器，红外测距传感器与Wi‑Fi控制模块相连。患者在扶着扶手行走时显示器会显示动态画面，帮助患者缓解焦虑。

Description

一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统
技术领域
本发明涉及医院病房区设备，具体涉及到一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统。
背景技术
现阶段常见的发明与实用新型大多数是传统的医疗康复设备(如：一种全翻转智能康复床-201710146888.3、一种下肢康复轮椅-201910448121.5和一种智能负重康复助行器-201911020725.6等)，或者是医疗机器人设备(如：一种智能康复机器人-201610007201.3)，或者是单纯的治疗系统(如：一种智能中风康复治疗系统-201711467079.9)。不难发现，其实在医疗康复领域，大多数的创新发明都着眼于改变传统的康复设备，并且这些医疗设备本身的产品语义依然带有很强的“医院”的属性，忽略了用户的精神需求，让用户在使用时产生抗拒的心理。
适当的行走有助于帮助患者更好的康复，为了帮助那些行动不便的患者走路，医院都会在住院病房的走廊设置扶手，为那些行走不便的患者提供助力。但是目前，医院走廊的扶手也仅仅作为帮助病人行走的扶手而已，并没有开发出其他功能。
患者在住院过程中，因为不同的原因很容易产生焦虑与不安的负面情绪。所以为了能帮助患者不仅获得生理上的恢复与提升，同时也能获得心理上的抚慰，本申请利用医院已有的扶手设备进行改造，以缓解患者住院时的焦虑。
发明内容
本发明提供了一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，所述系统包括固定在医院墙壁上的长条形水平扶手，且在医院墙壁上安装有位于扶手上方的显示器，在所述扶手内安装有：
指纹读取模块，所述指纹读取模块包括相连的柔性膜薄传感器和第一MCU芯片，柔性膜薄传感器安装在扶手一侧且柔性膜薄传感器的外表面外露于扶手的外壳表面；
指纹数据处理模块，包括Wi-Fi控制模块、第一PC服务器和指纹数据存储介质，Wi-Fi控制模块与柔性膜薄传感器相连；
压力感应模块，包括有第二MCU芯片相连的压力传感器，第二MCU芯片包括依次相连的第二AD转换器、第二微处理器和第二DA转换器，所述压力传感器设于所述柔性膜薄传感器的下表面，第二MCU芯片与显示器相连；
红外测距模块，包括第三MCU芯片以及安装并外露在扶手一端的红外测距传感器，第三MCU芯片包括依次相连的第三AD转换器、第二微处理器和第三DA转换器，红外测距传感器与Wi-Fi控制模块相连；
红外信号数据处理模块，包括第二PC处理器，第二PC处理器与红外测距传感器和显示器相连。
进一步的，第一MCU芯片包含有第一微处理器。
进一步的，显示器为由LED光学阵列、LED电源驱动、电子开关组成LED屏幕，电子开关与所述第二MCU芯片相连。
进一步的，LED光学阵列选用P2间距的柔性屏幕模组，像素密度为250000dot/m2。
进一步的，在扶手内安装有电源处理模块，所述电源处理模块包括220V转12V的电源转换模块和充放电控制模块。
本发明提供的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，患者在扶着扶手行走时，手指按压在指定区域的柔性膜薄传感器，柔性膜薄传感器下方的压力传感器感应到压力触发红外测距传感器，柔性膜薄传感器采集用户指纹数据，红外测距传感器检测患者的行走距离，显示器的显示内容会根据患者的行走进行变化，形象生动，有助于缓解患者住院的焦虑心情。当红外测距传感器感测到不到人体后，将行走数据上传到对应该用户的云端服务器中，便于后续小程序查看数据统计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统的结构框图；
图2为在医院扶手内装配的部件图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，所述系统包括固定在医院墙壁上的长条形水平扶手，且在医院墙壁上安装有位于扶手上方的显示器，在所述扶手内安装有：
指纹读取模块600，所述指纹读取模块600包括相连的柔性膜薄传感器620和第一MCU芯片610，柔性膜薄传感器620安装在扶手一侧且柔性膜薄传感器620的外表面外露于扶手的外壳表面；
指纹数据处理模块700，包括Wi-Fi控制模块710、第一PC服务器720和指纹数据存储介质730，Wi-Fi控制模块710与柔性膜薄传感器620相连；
压力感应模块200，包括有第二MCU芯片210、压力传感器220，压力传感器220与第二MCU芯片210相连，第二MCU芯片210包括依次相连的第二AD转换器211、第二微处理器212和第二DA转换器213，所述压力传感器220设于所述柔性膜薄传感器620的下表面；
红外测距模块400，包括第三MCU芯片410以及安装并外露在扶手两端的红外测距传感器420，第三MCU芯片410包括依次相连的第三AD转换器411、第二微处理器412和第三DA转换器413，红外测距传感器420与Wi-Fi控制模块710相连；
红外信号数据处理模块500，包括第二PC处理器510，第二PC处理器510与红外测距传感器420和显示器300相连。
在一可选的实施例中，第一MCU芯片610包含有第一微处理器611。
在一可选的实施例中，显示器300为由LED光学阵列330、LED电源驱动320、电子开关310，电子开关310与第二MCU芯片210相连。优选的，LED光学阵列330选用P2间距的柔性屏幕模组，P2间距是柔性LED屏幕中的最小间距，这种小间距像素密度为250000dot/m2，可以保证屏幕的高清成像，并且在120°的视角内都可以实现成像。另外，这种柔性屏幕模组适用于多种形式的表面，柔韧性强，不易损坏。并且通过强磁吸附即可安装，非常适用于医院这种公共空间内。
在一可选的实施例中，在扶手内安装有电源处理模块100，所述电源处理模块100包括220V转12V的电源转换模块102和充放电控制模块101。
如图2所示，本发明在扶手部分，集成了3片MCU芯片、1个电源转换模块、1个压力传感器、1个柔性薄膜传感器与1个红外测距传感器。3片MCU芯片上分别接入了压力传感器220、柔性薄膜传感器620与红外测距传感器420。压力感应模块200、指纹读取模块600和红外测距模块400通过充放电控制模块101与电源转换模块102相连，电源转换模块102与地线连接。另外，在与柔性薄膜传感器620相连的第一MCU芯片611上，也植入了Wi-Fi控制模块与蓝牙模块。通过Wi-Fi控制模块710，基于TCP/IP协议的通信方式，柔性薄膜传感器620获取的指纹信息可以直接发送给后台的第一PC处理器720上，第一PC处理器720将柔性薄膜传感器620反馈的数据传输到后台的医院指纹数据库(即指纹数据存储介质730)，进行指纹信息的比对与用户信息的提取。并在获得用户相应的运动数据之后，传输到小程序的数据库中，通过数据的加工处理呈现给用户。
在与压力传感器220连接的第二MCU芯片210中，包括了依次相连的第二AD转换器211、第二微处理器212和第二DA转换器213。压力传感器220通过这些元件控制LED模块的电子开关，以实现控制LED屏幕的画面呈现。而柔性薄膜传感器620是一种新型指纹传感器，它由一层氧化物薄膜晶体管构成，顶层为有机光电二极管。这些光电二极管可以检测到不同的波长，例如近红外光。通过近红外光检测可以将手部的静脉图像显示出来，当用户把手放在扶手上时，柔性薄膜传感器620即可以获取用户的指纹信息。与柔性薄膜传感器相连的第一MCU芯片610仅包括了第一微处理器611，柔性薄膜传感器620通过这个第一微处理器611与Wi-Fi控制模块710连接。这种区别化的设计，在一定程度上降低了产品生产成本，增强了产品的可用性。
红外测距传感器420是利用红外发光二极管发出红外光，在遇到障碍物之后，红外光会被反射给传感器中的光敏接收管，并且传感器可以根据红外光的强弱判断物体的距离。当用户手扶扶手行走的时候，红外测距传感器420开始测算用户的行走距离，并将数据转译发送给第二PC处理器510，以此来控制LED屏幕上的动画显示。这保证了LED动画能与用户有一个更好的交流与互动。例如在一实施例中，当患者扶着扶手行走时，在显示器中会相应的有一个动漫风格的人物在林间小道中行走，显示器中的人物行走与患者在走廊中的行走是同步的，这依靠于红外测距传感器420感测到的距离，并由此为输入信号来改变显示器中人物的行走步伐。具体根据红外测距传感器420感测到的距离来实现显示器中人物与患者同步行走的技术方案，该部分借助于软件和算法即可很容易实现，在此不予赘述。
患者在开始扶着行走时，首先需要手触及扶手上的柔性薄膜传感器620，柔性薄膜传感器620采集指纹以记录当前用户的数据。与此同时，柔性薄膜传感器620受到手指向下施加的压力向下弯曲，压力传感器220感受到压力后被触发，随后传输信号控制红外测距传感器420的开启。同时，压力传感器220将信号通过第二MCU芯片210的转换，传输给LED屏幕的电子开关310，电子开关310开启LED电源驱动320，LED屏幕开始工作。
当柔性薄膜传感器620开启后，读取用户指纹信息，并反馈用户信息给后台数据库(即指纹数据存储介质730)。当用户开始行走时，红外测距传感器420测量用户位置，并传输信号控制LED画面变化，使LED屏幕上的画面跟随着用户的移动而改变，形成良好的人机交互体验。当用户完成行走后，通过指纹信息匹配的数据将传输给后台数据库，方便医护人员得知患者的运动情况。
在小程序部分，考虑到数据的隐私保护需求，根据患者、医护与家属不同的身份分为三个入口，针对不同身份的用户，数据显示会有所不同。小程序主要有两个主要功能，一是从服务器拉取数据，并进行分析，可视化显示给用户，以供用户参考。在数据可视化部分，通过用户点选日、月、周、年等按钮后，由APP连接云端服务器的数据库，按照用户的指令拉取相应的数据，并通过图标可视化显示，提供良好的图形界面，供使用者查看。二是提供良好的人机交互界面，方便用户理解数据，并及时将数据反馈给医护人员。小程序极大的便利用户与医护人员交流的过程，避免了繁琐的操作步骤。
本发明提供的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，患者在扶着扶手行走时，手指按压在指定区域的柔性膜薄传感器，柔性膜薄传感器下方的压力传感器感应到压力触发红外测距传感器，柔性膜薄传感器采集用户指纹数据，红外测距传感器检测患者的行走距离，显示器的显示内容会根据患者的行走进行变化，形象生动，有助于缓解患者住院的焦虑心情。当红外测距传感器感测到不到人体后，将行走数据上传到对应该用户的云端服务器中，便于后续小程序查看数据统计。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，其特征在于，所述系统包括固定在医院墙壁上的长条形水平扶手，且在医院墙壁上安装有位于扶手上方的显示器，所述扶手内安装有：
指纹读取模块，所述指纹读取模块包括相连的柔性膜薄传感器和第一MCU芯片，柔性膜薄传感器安装在扶手一侧且柔性膜薄传感器的外表面外露于扶手的外壳表面；
指纹数据处理模块，包括Wi-Fi控制模块、第一PC服务器和指纹数据存储介质，Wi-Fi控制模块与柔性膜薄传感器相连；
压力感应模块，包括有第二MCU芯片相连的压力传感器，第二MCU芯片包括依次相连的第二AD转换器、第二微处理器和第二DA转换器，所述压力传感器设于所述柔性膜薄传感器的下表面，第二MCU芯片与显示器相连；
红外测距模块，包括第三MCU芯片以及安装并外露在扶手一端的红外测距传感器，第三MCU芯片包括依次相连的第三AD转换器、第二微处理器和第三DA转换器，红外测距传感器与Wi-Fi控制模块相连；
红外信号数据处理模块，包括第二PC处理器，第二PC处理器与红外测距传感器和显示器相连。
2.如权利要求1所述的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，其特征在于，第一MCU芯片包含有第一微处理器。
3.如权利要求1所述的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，其特征在于，显示器为由LED光学阵列、LED电源驱动、电子开关组成，电子开关与所述第二MCU芯片相连。
4.如权利要求3所述的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，其特征在于，LED光学阵列选用P2间距的柔性屏幕模组，像素密度为250000dot/m2。
5.如权利要求1所述的一种针对住院患者步行激励与焦虑缓解的系统，其特征在于，在扶手内安装有电源处理模块，所述电源处理模块包括220V转12V的电源转换模块和充放电控制模块。
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