WO2016097200A1 - Krankenhaus- oder pflegebett mit wägeeinrichtung - Google Patents

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WO2016097200A1
WO2016097200A1 PCT/EP2015/080327 EP2015080327W WO2016097200A1 WO 2016097200 A1 WO2016097200 A1 WO 2016097200A1 EP 2015080327 W EP2015080327 W EP 2015080327W WO 2016097200 A1 WO2016097200 A1 WO 2016097200A1
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strain
hospital
metal beam
strain gauges
measuring
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PCT/EP2015/080327
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Sascha Mayer
Bernd TIBKEN
Rüdiger THIESEMANN
Original Assignee
Prometheus Innovation Gmbh
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    • A61G7/012—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons having adjustable mattress frame raising or lowering of the whole mattress frame

Definitions

  • the invention relates to a hospital or nursing bed with weighing device comprising a metal support structure with strain gauges used to detect the weight of the person lying on the bed.
  • the measurement of the weight of a person lying on the bed can be carried out in different ways.
  • a measuring system for determining the weight of a hospital bed in which the hospital bed is in a position in which the wheels of the bed rest on load receptacles which are fastened to the floor and to measure the weight via force measuring elements.
  • the weight of the bed is measured by evaluating the measurement signals of the force measuring elements and indirectly determines the weight of a person lying on the bed.
  • the wheels of the hospital bed have to be moved exactly to the load supports lying on the floor, which, depending on the weight and maneuverability of the bed, is both physically strenuous and requires coordinative skill.
  • DE-T- 38 73 716 discloses a hospital bed, which has a lying above the support frame rectangular weighing frame for measuring the patient weight, wherein at the four corner portions of the frame Load cells are located, over which both frames are in communication.
  • the support frame is connected to the standing on the ground supporting structure of the bed, while the lying surface is connected to the weighing frame.
  • An electronic circuit evaluates the signals of the load cells and regularly determines the weight of the patient.
  • This system is significantly limited in its adaptability to different bed designs, since it is necessary to mechanically adjust the weighing frame to the respective support frame or the respective support structure. This represents a considerable disadvantage, especially when installing weighing systems on existing hospital or nursing beds.
  • Beds with sensors for acquiring physiological data of a patient are known, for example, from DE-U-20 2008 018 439 and JP-A-2005 177 471.
  • the sensors are integrated in the lying surface of the bed. These sensors may be strain gages, for example.
  • This bed is able to detect physiological data based on relative changes in the detected signals due to the design features.
  • this explicitly excludes a safe reconstruction of the weight located on the lying surface.
  • the signal acquisition units are mounted on a wooden support which plastically deforms.
  • a support which is elastically deformable according to Hooke's law is absolutely necessary. If one also considers the position of the mounted sensors in the head end of the lying surface, then it is immediately apparent that the introduction of force by the weight of a patient can not be detected reliably, since a large part of the force is introduced by the weight below the head part.
  • US-A-2002/0005300 describes a patient transport device in the form of a movable stretcher which is provided with a load cell in order to indicate whether the patient's weight exceeds a predetermined threshold.
  • Closing shows DE-A-10 2005 026 984 the application of strain gauges on, for example, cantilevered arms of a loading mechanism to check the load on the arms.
  • the object of the invention is to provide a hospital / nursing bed to which a measuring system for determining the weight of a person lying on the bed is installed.
  • the measuring system should be nachträgl me to an already created bed with safe function, ease of manufacture ment and small external dimensions to be easy to assemble.
  • the support construction has at least one elastically deformable under load metal lbal ken
  • the at least one metal beams of the support structure for detecting a Verformu ng of the metal lbalkens least one Deh ⁇ voltage measuring unit with at least one strain gauge is mechanically coupled cally.
  • the invent ung is therefore accordingly provided on the supporting construction of a particular formerly formerly formerlyverstel ⁇ lbaren and / or traversing the hospital or nursing home bed to mount at least one strain gauge unit.
  • the U is made use of the fact that the height adjustable ble and / or movable support constructions of hospital or nursing beds g rundueller I under load elastic deformations subject.
  • the prior art known supporting structures such as scissors mechanisms, pivot lever systems and Hubchulenkonstrutationen usually exists a frame with feet or steering and / or rollers, said frame has at least one elastically deformable metal beam which deforms under load, said deformation with at least one strain gauge is detected.
  • metal beam does not necessarily mean a metal brace with a beam design but generally a metal brace which is subject to elastic deformations when the bed is loaded.
  • metal beam is thus to be understood in a broad sense and includes any cross-sectional shape, as they are used for the elements of support structures for hospital and / or nursing beds.
  • the at least one strain gauge is mechanically coupled to the at least one metal beam, mechanically coupled in a shear-stiff manner, ie non-positively connected to the metal beam, so that deformations of the metal beam and thus mechanical stresses in the metal beam are transferred to the strain gauges as lossless as possible.
  • Strain gauges are usually adhered using as adhesive epoxy resins or other adhesive materials permitting the rigid connection of a strain gauge to the deforming element.
  • the at least one strain gauge is attached to a position of the metal beam, the elastic deformation under the expected loads of the hospital or nursing bed is as large as possible. This guarantees a sufficiently large signal strength. If a plurality of strain gauges or more strain gauges used, it is advisable to attach these strain gauges at positions of the metal beam or at positions of multiple metal beams, at which the tall- metal beams experience substantially equal elastic deformations when the hospital or nursing bed by the Admission of a patient is exposed to expected burdens.
  • the frictional or shear stiff mechanical coupling of the strain gauge with the metal beam can, as described above, be done by an adhesive bond directly to the metal beam;
  • a strain gauge can be used, which in turn is glued to a support member or applied in a shear-stiff manner, in which case the support member in turn is rigidly coupled to the metal beam to transmit deformations or mechanical stresses of the metal beam on the support member on the strain gauges ,
  • the connection of the support member with the metal beam can by welding, screwing, riveting or the like. mechanical connections are made.
  • An adhesive bond of the carrier element with the metal bar can also be provided.
  • the advantage is advantageously taken of the fact that the hospital or nursing bed to be provided with the weighing device does not have to be reconfigured structurally; because even with the support element to which the strain gauge is optionally attached, it is not a structural element of the hospital or nursing bed.
  • the at least one metal beam has a top that compresses under load and a bottom that expands under load
  • the strain measurement unit has at least two strain gauges, one of which is a strain gauge with the top side and the other strain gage is coupled to the underside of the metal beam.
  • the or each strain gauge unit has four strain gauges, with two of the strain gauges coupled to the top and two other strain gauges coupled to the underside of the metal beam and wherein the four strain gauges form a measuring bridge circuit with two measuring bridge branches each having two strain gauges, wherein a measuring voltage can be tapped between the respective connecting points of the strain gauges of each measuring bridge branch.
  • the four strain gauges of an expansion measuring unit are therefore connected in this embodiment as a measuring bridge, wherein the bridge voltage forms the measuring voltage.
  • a strain gauge coupled to the upper side of the metal beam is connected in series with a strain gauge coupled to the underside of the metal beam.
  • the four strain gauges of each or each strain gauging unit are interconnected in such a way that the two measuring bridge branches are connected in parallel by electrical connection in each case of a strain gage coupled to the upper side of the metal beam of one measuring bridge branch to a strain gage of the other measuring bridge branch coupled to the underside of the metal beam.
  • the connection point of the two strain gauges of the respective measuring bridge branch In the middle of each measuring bridge branch is the connection point of the two strain gauges of the respective measuring bridge branch.
  • the connection points of both measuring bridge branches form the measuring voltage tap of the measuring bridge circuit.
  • On both sides of this Meßwoodsabgriffs is thus in the two each connected measuring bridge parts each have a strain gauge, one of which is attached to the top and the other at the bottom of the metal bar.
  • a support structure having at least two elastically deformable metal beams under load it is advantageous if there are four strain gauges with four strain gauges each, wherein the four strain gauges of two strain gauges with the top and the bottom of a metal beam and four expansion gauges of two other strain gauges are coupled to the top and bottom of the other metal beam.
  • the four strain gauges used according to this embodiment should expediently be arranged at locations of the at least two metal beams at which they behave similarly or identically under load, provided that the load is introduced at a location to which the four strain gauges are arranged symmetrically distributed. It is expedient in this respect, if the four strain gauges are arranged distributed equally with respect to a plane of symmetry of the support structure. Alternatively, it is also possible to arrange another even number of strain gauges on the support structure or on at least two elastically deformable metal beams of the support structure.
  • each strain measuring unit For evaluating the measurement signals of the at least one strain measuring unit or each strain measuring unit, these are connected to an evaluation unit.
  • the strain gauge or the strain gauges and / or the entire weighing device must be calibrated.
  • calibration is advantageously carried out by positioning known calibration weights at a plurality, preferably at least three, or at least four different locations on the lying surface. Based on the size of the measurement signals of the strain gauges resulting from these calibration measurements, the size of a weight applied to a location of the lying surface can then be determined.
  • the calibration measurements in which a known calibration weight or several known calibration weights are applied at several locations of the lying surface, the behavior of the various strain gauges is determined.
  • the measurement measuring units can then be closed on a weight measurement on the place of introduction of weight on the lying surface.
  • the size of the weight is then determined. Thus, regardless of the sitting or lying position of a patient on the bed surface, the weight of the patient can be determined.
  • the lying surface support structures of hospital or nursing beds are height adjustable.
  • the points of force application of a weight bearing on the lying surface can change into the supporting structure. This is especially true with scissors mechanisms.
  • the support structure would have to be equipped with a height adjustment sensor, wherein here, in addition to the use of sensors, the height adjustment position can also be detected by means of the height drive, if this has, for example, a stepper motor in which the number of steps and the known translation of Rotation of the drive shaft of the motor in the height position this can be determined.
  • the mechanical coupling of a strain gauge with a metal beam should form a mechanical stress of the metal beam on the strain gauge transmitting shear stiff and / or non-positive operative connection, wherein the operative connection may be formed as a glued connection of the strain gauge with the metal beam or an adhesive bond of the strain gauge with may be a mechanical stress transmitting carrier element, which in turn is mechanically rigidly connected to the metal beam.
  • strain gauges are attached to metal beams of a support structure (preferably directly without the interposition of other construction elements) attached in particular at the points of the metal beams, by the load of the bed through the Person compound, in particular an elongation or compression experience.
  • the attachment of the strain gauges to the support structure of the bed offers in particular by sticking the advantage that the installation of a weighing device requires no further construction elements and thus is easy to implement. This represents an advantage in particular with the retrofitting of a weighing device on a bed that has already been created, since in this case constructive changes to the supporting structure are not necessary.
  • the strain gauges are preferably attached to the top and / or bottom of the metal beam of the support structure in the region of maximum elongation. As a result, the strain gauges experience maximum strain when loaded on the top, or maximum compression at the bottom. This offers the advantage that for the determination of the weight, a maximum or minimum resistance change of the strain gauges is evaluated and thus the measuring accuracy of the weighing device is increased.
  • the attachment of the strain gauges to the support structure of the hospital bed may be performed by bonding, screwing or gluing preferably by gluing.
  • the adhesive material is formed as an epoxy resin.
  • strain gauges form an expansion measuring unit, in which the strain gauges are mounted in a cross-sectional plane of a metal beam of the supporting structure, two strain gauges being arranged side by side on the upper side and two strain gauges on the underside of the metal beam.
  • the strain gauges are also preferably in pairs above the other angeord net.
  • Such Anord voltage of the strain gauge has the advantage that during load of the hospital bed, the two strain ⁇ gauges on the top of Metal l bal ken as well as t he strain gauge ⁇ stripes on the underside each have a g corpse resistance change what t he evaluating d simplified by a measuring electronics.
  • the number of strain gauges attached to the support structure of a hospital bed may vary depending on the shape and configuration of the support structure, preferably, a hospital bed has a large number of particularly preferred four strain gauges.
  • a Be ⁇ attachment of four strain gauge units has the advantage that dad hrough the measurement points are distributed uniformly over t he support structure and both at the top and at the foot on both sides of the hospital / - exist nursing bed measuring points.
  • the strain gauge units are preferably attached to the longitudinal direction of the bed at the same height and equidistant from the central longitudinal axis of the bed. This realizes a symmetrical arrangement of the strain gauges with respect to the longitudinal axis, which has advantages with respect to the evaluation of the measuring signals and the determination of the weight of a patient.
  • the resistances of the four strain gauges of a strain gage are electrically connected as a bridge circuit with each other.
  • a bridge branch of the bridge circuit is formed as a series connection of a strain gauge from the top of a strain gauge of the U nterseite of the metal lbal kens, whereas where the second bridge branch d ⁇ series connection of a strain gauge from the bottom of a strain gauge from the top of the metal lbalkens is formed , A voltage source is created at both bridge branches.
  • Such an interconnection has the advantage that the bridge voltage between the two bridge arms (full bridge) under load of the metal beam kens d by a person lying on the bed ma ⁇ ximal, and thus the measurement accuracy of Dehnungsmessein unit is optimized.
  • less sensitive half-bridge or quarter-bridge circuits can also be used to draw the difference signal for weight determination. This reduces the number of variable resistors (strain gauges), which are replaced by resistors of fixed resistance.
  • the electrical potential differences between the central taps of the two bridge branches form the measuring signal of a strain measuring unit.
  • any Dehn has ungsmessech two measurement signals, which are connected via a cable, nk by foot or Favor a shielded against electromagnetic interference cable with a measuring electric ⁇ technology.
  • the strain gauges are made of metallic or semiconductor strain gauges, preferably metal strain gauges, which have a linear load of a strain on the strain at a strain of a beam through a person in bed.
  • metallic strain gauges have a dependency of the resistance of the Dehnu ng on, which is advantageous for the evaluation of the electronic signals, Since a comparatively low sensitivity of metallic strain gauges to strain changes prevents unwanted noise in the measurement signals and thus enables easier evaluation by measuring electronics.
  • the invention For measuring the weight of a person who is on the bed, the invention preferably provides a measuring electronics which, on the basis of the measuring signals of the strain measuring units, determines, stores, outputs and / or sends to other terminals the weight of the patients lying on the bed. det.
  • the measuring electronics also detects the changes in position, the presence, and / or the heartbeat on the basis of the weight measurement.
  • the generality of the information collected by the measuring electronics is referred to below as personal data.
  • the measuring electronics consists of a multiplexer, an amplifier, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a memory, a display, a user interface and interfaces to other terminals.
  • a lock-in amplifier can be used, which excites the measuring bridge with a periodic signal and thus enables the detection of the smallest signal changes due to the filter properties as a band-pass filter.
  • the measuring electronics are preferably mounted laterally on the lying surface in the region of the foot end, under the bed or next to the hospital bed on a separate care unit.
  • the hospital bed according to the invention preferably has its use in the monitoring or intensive care units of hospitals, where the health status of a person is regularly and continuously monitored and measured. Especially on such hospital station is the Health status of patients often trained so that the patient can not leave the hospital bed to capture vital functions.
  • the weight of a person and its change represents information on the basis of which the state of health of a person is to be determined inter alia.
  • the present invention makes it possible, in particular, to record the weight of patients who are bound to the bed because of their state of health.
  • the present invention can be advantageously used to detect the weight of a person and thus a part of the state of health. Furthermore, the invention offers, in particular in nursing homes and retirement homes, the possibility of measuring a change in position or the presence of the person lying on the bed via the detection of the load. This provides a monitoring option for persons who tend to leave a hospital or nursing bed unauthorized or unwanted.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a hospital / nursing bed according to the present invention
  • FIG. 1 a schematic plan view of a support structure of the hospital / nursing bed from FIG. 1,
  • FIG. 1 the hospital / nursing bed 1 according to the invention is shown schematically in a side view.
  • the support structure 2, on which the lying surface 3 is located has metal bars 4, which deform reversibly at a load of the lying surface 3 by the weight of a person, namely bend.
  • the strain is different depending on the location of the load points 5, ie the connection of the bed frame with the support structure 2 to the attachment points 6 (support of the support structure 2 on the ground) pronounced.
  • the strain measuring units 7 are positioned at the locations of the metal beam 4 on which the strain is particularly strongly ⁇ shapes.
  • the number of strain gauges 7 attached to a metal beam 4 depends on the particular design of the support structure and is variable.
  • a strain measuring unit 7 are attached to a metal beam 4 at two positions with a particularly high elongation. These preferred positions have been previously determined by analytical calculation, numerical simulation, measurement and / or estimation.
  • FIG. 2 the positioning of the strain gauges 7 in a plan view of the support structure 2 of FIG. 1 is shown in FIG. 2.
  • the support structure 2 two metal beams 4, which rest at the points 6 and are loaded at the load points 5 by the weight of the person lying on the bed.
  • the two metal bars 4 each have two strain gauges 7, which, viewed in the longitudinal direction of the bed, are fastened at the same positions also symmetrically to the transverse center axis QM between the load points 5.
  • a symmetrical distribution of the strain gauges is ensured both to a central longitudinal axis LA and the transverse central axis QM, which is advantageous in the evaluation of the electrical measurement signals, as this is to avoid any adjustments of correction factors.
  • the Fig. FIG. 3 shows a side view of a metal beam 4 in the area of application of a strain gauge 7 comprising four strain gauges 8, of which the two strain gauges 8a, 8b on the top 9 and the other two strain gauges 8c, 8d on the underside 10 of the metal beam 4 are fastened next to each other.
  • the attachment of the strain gauges 8 is preferably realized by gluing, whereby via the adhesive layer 11 a connection with the surface of the metal bar 4 is realized.
  • an adhesive material is particularly preferably used epoxy resin, which produces a cohesive and thus force-fitting shear-stiff connection on the entire adhesive surface.
  • a load of the metal beam 4 by the weight of a person leads to the top 9 of the metal beam 4 to a compression and on the bottom 10 of the metal beam 4 to an extension thereof, so that consequently the electrical resistances of the upper strain gauges 8a, 8b another (eg smaller) value than the resistors of the lower ones
  • Strain measuring strips 8c, 8d, the z. B. assume a larger value.
  • the electrical Verschaitung the strain gauges 8 a strain measuring unit 7 is shown.
  • the electrical resistances of the strain gauges 8 form a bridge circuit 12, to which an electrical voltage is applied via a supply voltage connection 13 and a ground connection point 14.
  • one of the upper strain gauges 8a is connected to the supply voltage junction 13 and connected in series with one of the lower strain gauges 8c, which in turn is connected to the ground connection point 14.
  • the other is the lower strain gauge 8d connected to the stressesstapssignsstel le 13 and connected to the other of the upper strain gauges 8b, which in turn is connected to ground connection point 14, connected in series.
  • This interconnection of the strain gages 8 results in a maximum electrical voltage difference between a first node or connection point 17 and a second node or connection point 18 when the metal weight is loaded by the weight of a person. Because z. B. the resistances of the upper strain gauges 8a, 8b are smaller and the resistances of the lower strain gauges 8c, 8d g are rumbleer. In this way, the sensitivity of the strain gauges 7 can be maximized when the metal beam 4d is loaded by a person lying on the bed. The measuring voltage is tapped between the connection points 17, 18.
  • two electrical Messsig signals S1, S2 of the strain measuring unit 7 are used, wherein the first measurement signal Sl between the first connection point 17 and the ground connection point 14 abuts and the second Messsig signal S2 between the second connection point 18 and the Ground connection point 14 is connected.
  • the Fig. 5 stel lt an advantageous embodiment of a erfind ungsdorfen evaluation unit (measurement electronics) 19 as a block diagram, which dimensional evaluation of the Messsig which performs in d iesem embodiment, four strain gauge ⁇ units 7 and thus detects the weight and other information about the lying on the bed person (see below).
  • the Messsig dimensional S l and S2 al ler strain measuring units 7 are located on a M Ultimatum plexer- member 20, the dimensional the Messsig the difference union strain ⁇ measurement units 7 selects and I zeitl one behind the other, the two signals S1, ibt S2 a strain measuring unit excl.
  • the amplified difference signal is applied to an analog-digital wall ler 22, which the analog Differenzsig signal with a resolution of z. B. 12 to 18 bits, preferably digitized 16 bits.
  • a microcontroller 23 extracts the measurement signals of the individual strain gauges 7 by demultiplexing the amplified digital difference signal. Based on the measured signals, the microcontroller 23 determines the weight, and / or the change in position, and / or the presence and / or the heartbeat of the person lying on the bed.
  • the transmission of the measuring signals of the strain gauges 7 to the measuring electronics 19 can be carried out in different ways, preferably the transmission is by cable or by radio. Particularly preferred according to the invention is a signal transmission through a cable which is screened against electromagnetic interference radiation. As a result, the many electromagnetic interferences that can occur in a hospital room are attenuated, thus preventing a falsification of the measuring signal.
  • the measuring electronics have a memory 24 in which the recorded measured values and personal data determined therefrom are recorded over a longer period of time. These data serve as the basis for manual or automatic long-term examinations, in order to be able to evaluate the temporal course of the personal data and to determine therefrom the development of the state of health of the person.
  • the measuring electronics has a display unit 25, which displays the current and / or stored personal data g raph isch and / or numerically.
  • the display unit 25 has lighting elements which act as a warning light, if the weight and / or the heartbeat falls below or exceeds a certain limit. Such a warning function is also provided for extreme changes in position or leaving the hospital bed.
  • a control unit 26 is also provided for manual operation, which can be used to activate and deactivate operating modes, to acknowledge alarm messages, and to activate a control unit. allow limits to be set.
  • the display unit 25 and the operating unit 26 are designed together as a touch screen.
  • the display unit 25 and the operating unit 26 form a unit with a separate housing, which is structurally not connected to the housing of the remaining measuring electronics.
  • the electrical connection between the two units is realized in this way by a cable or by radio. In this way it is possible to keep the signal paths from the strain gauge units to the measuring electronics short by positioning the measuring electronics in the area of the carrying unit, while the operating and display unit is fixed in one position, which is easy for the hospital staff reach is.
  • the measuring electronics has in an advantageous embodiment of an interface 27, which implements communication with other terminals 28 such as mobile phones, computers, computer centers, operations centers and / or other electronic measuring units.
  • the interface 27 makes it possible to interrogate and display the acquired personal data of one or more hospital beds from the outside. Especially when operating a plurality of hospital beds according to the invention, central monitoring of the information of several persons is advantageous since the health status and the presence of several patients can thus be performed by a person of the staff.
  • this can be achieved by retrofitting a hospital bed which has neither a weighing device nor fastening devices or weighing structures provided for a weighing device, such as weighing baskets or weighing frames, by pivoting the metal bars 4 to those positions , which have a strong elongation when the bed is stressed by the person, strain gauges 8 d are attached directly to the metal beam 4.
  • a hospital bed which has neither a weighing device nor fastening devices or weighing structures provided for a weighing device, such as weighing baskets or weighing frames, by pivoting the metal bars 4 to those positions , which have a strong elongation when the bed is stressed by the person, strain gauges 8 d are attached directly to the metal beam 4.
  • the necessary effort is limited to sticking the strain gauges of the strain gauges on the points of the metal beams 4, which have a high elongation, and on the subsequent calibration of the measuring device.
  • the invention can also be alternatively by rewrite one of the following feature groups, wherein the feature groups can be combined with each other and also individual features of a feature group with one or more features of one or more other feature groups and / or one or more of the embodiments described above can be combined.
  • Hospital / nursing bed 1 according to item 1, wherein the strain gauges 8 are fixed on the top 9 and underside 10 on the metal beam 4 in the region of greatest elongation, in particular glued, wherein epoxy resin is the preferred adhesive material.
  • Hospital / nursing bed 1 according to one of the numbers 3 to 5, wherein two strain gauges 7 are attached to the longitudinal direction of the bed at the same height H.
  • a strain measuring unit 7 is formed as a bridge circuit 12, wherein a bridge branch 15 is formed by series connection of a strain gauge from the top 8a with a strain gauge from the bottom 8c of the metal beam 4, whereas the second Bridge branch 16 is formed by series connection of a strain gauge from the bottom 8d with a strain gauge from the top 8b of the metal beam.
  • a strain measuring unit 7 is formed as a bridge circuit 12, wherein a bridge branch 15 is formed by series connection of a strain gauge from the top 8a with a strain gauge from the bottom 8c of the metal beam 4, whereas the second Bridge branch 16 is formed by series connection of a strain gauge from the bottom 8d with a strain gauge from the top 8b of the metal beam.
  • strain gauge 8 are preferably metallic or semiconductor strain gauges, particularly preferably metal ic Dehnungsmessstrei ⁇ fen.
  • a measuring electronics 19 for evaluating the Messsig signals of the strain gauges 7 and for determining the weight, the change in position, the presence and / or the heartbeat of the person lying on the bed.
  • the measuring electronics 19 via an amplifier 21 preferably has a differential amplifier which amplifies the output signal of the M u ltiplexers 20 by a factor of 200 to 2000, preferably from 500 to 1500.
  • Hospital / nursing bed 1 according to one of the numbers 9 to 11, wherein the measuring electronics 19 via an analog-digital wall ler 22 has the output signal of the amplifier 21 with a resolution of in particular 12 bits to 18 bits, preferably 16 bits It is Italian. 14. Hospital / nursing bed 1 according to one of the numbers 9 to 12, the measuring electronics 19 having a microcontroller 23, which demultiplexes the output signal of the analogue-to-digital converter 22 and, on the basis of The extracted voltage signals of the strain measuring unit 7 would be the weight, the change of position, the presence and / or the heartbeat of the person lying on the bed as personal data.
  • Bridge circuit measuring bridge circuit supply voltage connection ground connection point

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Abstract

Die Erfindung betrifft Krankenhausbett oder Pflegebett mit einer Metallbalken aufweisenden Tragkonstruktion (2) zwischen Liegefläche (3) und Raumboden und der Tragkonstruktion (2) befestigten Dehnungsmessstreifen (8) insbesondere zum Erfassen des Gewichts der auf dem Bett liegenden Person, wobei die Dehnungsmessstreifen (8) an den Metallbalken (4) der Tragkonstruktion (2) direkt ohne Zwischenschaltung weiterer Konstruktionselemente befestigt insbesondere angeklebt sind und zwar an den Stellen der Metallbalken (4), die durch die Belastung des Bettes durch die Person eine Dehnung erfahren.

Description

Krankenhaus- oder Pfleqebett mit Wäqeeinrichtunq
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 018 584.2 vom 17. Dezember 2014 in Anspruch, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gehört.
Die Erfindung betrifft ein Krankenhaus- oder Pflegebett mit Wägeeinrichtung, das eine Metall- Tragkonstruktion mit Dehnungsmessstreifen, die zur Erfassung des Gewichtes der auf dem Bett liegenden Person verwendet werden, aufweist.
Die Messung des Gewichtes einer auf dem Bett liegenden Person kann auf unterschiedliche Arten ausgeführt sein. Aus der DE -B-199 30 414 ist beispielsweise ein Messsystem für die Bestimmung des Gewichts eines Krankenhausbetts bekannt, bei dem sich das Krankenhausbett in einer Position befin- det, in der die Räder des Bettes auf Lastaufnahmen aufliegen, die auf dem Boden befestigt sind und zur Messung des Gewichtes über Kraftmesselemente verfügen. Das Gewicht des Bettes wird durch Auswertung der Messsignale der Kraftmesselemente gemessen und daraus indirekt das Gewicht einer auf dem Bett liegenden Person bestimmt. Allerdings müssen bei dieser Lösung die Rä- der des Krankenhausbetts exakt auf die auf dem Boden liegenden Lastaufnahmen bewegt werden, was je nach Gewicht und Beweglichkeit des Bettes für das verantwortliche Personal sowohl körperlich anstrengend ist und als auch koordinatives Geschick erfordert. Die DE -T- 38 73 716 offenbart ein Krankenhausbett, welches zur Messung des Patientengewichts einen über dem Tragerahmen liegenden rechteckigen Wägerahmen aufweist, wobei sich an den vier Eckabschnitten des Rahmens Wägezellen befinden, über die beide Rahmen in Verbindung stehen . Der Tragerahmen ist mit der auf dem Boden stehenden Tragkonstruktion des Bettes verbunden, während die Liegefläche mit dem Wägerahmen verbunden ist. Durch eine elektronische Schaltung werden die Signale der Wägezellen ausge- wertet und das Gewicht des Patienten regelmäßig bestimmt. Dieses System ist bezüglich seiner Adaptierbarkeit an unterschiedliche Bettkonstruktionen deutlich eingeschränkt, da es notwendig ist, den Wägerahmen an den jeweiligen Tragrahmen oder die jeweilige Tragkonstruktion mechanisch anzupassen . Dies stellt gerade bei der Installation von Wägesystemen an bereits vorhandenen Krankenhaus- oder Pflegebetten einen erheblichen Nachteil dar.
Betten mit Sensoren zur Erfassung physiologischer Daten eines Patienten sind beispielsweise aus DE-U-20 2008 018 439 und JP-A-2005 177 471 bekannt. Dabei sind die Sensoren in der Liegefläche des Betts integriert. Bei diesen Sensoren kann es sich beispielhaft um Dehnungsmessstreifen handeln . Dieses Bett ist aufgrund der Konstruktionsmerkmale in der Lage physiologische Daten zu erfassen, die auf relative Änderungen der erfassten Signale basieren . Dies schließt jedoch eine sichere Rekonstruktion des auf der Liegefläche befindlichen Gewichts explizit aus. Insbesondere sind die Einheiten zur Signalerfas- sung auf einem Holzträger aufgebracht, welcher sich plastisch verformt. Zur sicheren Rekonstruktion ist jedoch ein sich nach dem Hook'schen Gesetz elastisch verformbarer Träger zwingend erforderlich . Betrachtet man zudem die Lage der angebrachten Sensoren im Kopfende der Liegefläche, so ist sofort ersichtlich, dass die Krafteinleitung durch das Gewicht eines Patienten nicht rekonstruktionssicher erfasst werden kann, da ein Großteil der Krafteinleitung durch das Gewicht unterhalb des Kopfteils erfolgt.
In WO-A-2005/080927 ist ein Krankenstuhl beschrieben, der in seinen mit Rollen versehenen Füßen jeweils eine Lastzelle aufweist.
US-A-2002/0005300 beschreibt eine Krankentransportvorrichtung in Form einer verfahrbaren Krankentrage, die mit einer Lastzelle versehen ist, um an- zuzeigen, ob das Gewicht des Patienten einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Schließl ich zeigt DE-A- 10 2005 026 984 die Applikation von Dehnungsmess- streifen an beispielsweise freitragenden Armen eines Lademechanismus zur Überprüfung der Belastung der Arme .
Aufgabe der Erfind ung ist es, ein Krankenhaus-/Pflegebett zur Verfügung zu stel len, an dem ein Messsystem zur Bestimmung des Gewichtes einer auf dem Bett l iegenden Person instal liert ist. Insbesondere sollte das Messsystem nachträgl ich an ein bereits erstelltes Bett bei sicherer Funktion, einfacher Herstel lung und geringen äußeren Abmessungen leicht zu montieren sein .
Diese Aufgabe wird erfind ungsgemäß d urch ein Krankenhaus- oder Pflegebett mit einer Wägeeinrichtung gelöst, wobei das Bett versehen ist mit
einer Liegefläche,
eine insbesondere höhenverstel lbaren und/oder verfahrbare Trag konstruktion, auf der und/oder an der die Liegefläche abgestützt ist und die ih rerseits auf einem U nterg rund steht,
- wobei die Trag konstruktion mindestens einen sich unter Last elastisch verformbaren Metal lbal ken aufweist, und
wobei mit dem mindestens einen Metall balken der Trag konstruktion zur Erfassung einer Verformu ng des Metal lbalkens mindestens eine Deh¬ nungsmesseinheit mit mindestens einem Dehnungsmessstreifen mecha- nisch gekoppelt ist.
Nach der Erfind ung ist also sinngemäß vorgesehen, an der Trag konstruktion eines insbesondere höhenverstel lbaren und/oder verfahrbares Krankenhaus¬ oder Pflegebetts mindestens eine Dehnungsmesseinheit anzubringen . Dabei wird der U mstand ausgenutzt, dass die höhenverstell baren und/oder verfahrbaren Trag konstruktionen von Krankenhaus- oder Pflegebetten g rundsätzl ich unter Last elastischen Verformungen unterliegen . Bei denen im Stand der Technik bekannten Tragkonstruktionen wie beispielsweise Scherenmechanismen, Schwenkhebelsystemen und Hubsäulenkonstruktionen existiert zumeist ein Rahmen mit Füßen bzw. Lenk- und/oder Laufrollen, wobei dieser Rahmen über mindestens einen elastisch verformbaren Metallbalken verfügt, der sich unter Last verformt, wobei diese Verformung mit mindesten einem Dehnungsmessstreifen erfasst wird. Mit dem Begriff "Metallbalken" ist im Sinne dieser Erfindung nicht notwendiger Weise eine Metallstrebe mit Balkendesign gemeint sondern allgemein eine Metallstrebe, die elastischen Verformungen bei Belastung des Betts unterliegt. Der Begriff "Metallbalken" ist also in einem weiten Sinne zu verstehen und umfasst jedwede Querschnittsform, wie sie für die Elemente von Tragkonstruktionen für Krankenhaus- und/oder Pflegebetten Verwendung finden.
Der mindesten eine Dehnungsmessstreifen ist mit dem mindestens einem Me- tallbalken mechanisch gekoppelt, und zwar schubsteif mechanisch gekoppelt, also mit dem Metallbalken kraftschlüssig verbunden, so dass sich Verformungen des Metallbalkens und damit mechanische Spannungen im Metallbalken auf den Dehnungsmessstreifen möglichst verlustfrei übertragen. Dehnungsmessstreifen werden im Regelfall aufgeklebt, wobei als Kleber Epoxid- harze oder andere die starre Anbindung eines Dehnungsmessstreifens an das sich verformende Element erlaubende Klebematerialien verwendet werden.
Zweckmäßigerweise wird der mindestens eine Dehnungsmessstreifen an einer Position des Metallbalkens angebracht, an der elastische Verformung unter den zu erwartenden Belastungen des Krankenhaus- oder Pflegebetts möglichst groß ist. Dies garantiert eine ausreichend große Signalstärke. Werden mehrere Dehnungsmessstreifen bzw. mehrere Dehnungsmesseinheiten verwendet, so bietet es sich an, diese Dehnungsmesseinheiten an Positionen des Metallbalkens bzw. an Positionen mehrerer Metallbalken anzubringen, an denen die Me- tallbalken im Wesentlichen gleiche elastische Verformungen erfahren, wenn das Krankenhaus- oder Pflegebett durch die Aufnahme eines Patienten zu erwartenden Belastungen ausgesetzt ist. Die kraftschlüssige bzw. schubsteife mechanische Kopplung des Dehnungsmessstreifens mit dem Metallbalken kann, wie zuvor beschrieben, durch eine Klebeverbindung direkt mit dem Metallbalken erfolgen; alternativ kann auch eine Dehnungsmessstreifen eingesetzt werden, der seinerseits auf einem Trägerelement aufgeklebt oder auf andere Weise schubsteif aufgebracht ist, wobei dann das Trägerelement seinerseits starr mit dem Metallbalken gekoppelt ist, um Verformungen bzw. mechanische Spannungen des Metallbalkens über das Trägerelement auf den Dehnungsmessstreifen zu übertragen. Die Verbindung des Trägerelements mit dem Metallbalken kann durch Schweißen, Schrauben, Vernieten odgl . mechanische Verbindungen erfolgen. Auch kann eine Verklebung des Trägerelements mit dem Metallbalken vorgesehen sein. Bei all diesen Ansätzen wird mit Vorteil der Umstand ausgenutzt, dass das mit der Wägeeinrichtung zu versehende Krankenhaus- oder Pflegebett konstruktiv nicht umge- staltet werden muss; denn auch bei dem Trägerelement, an dem der Dehnungsmessstreifen gegebenenfalls angebracht ist, handelt es sich nicht um ein Konstruktionselement des Krankenhaus- oder Pflegebetts.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindes- tens eine Metallbalken eine sich unter Last stauchende Oberseite und eine sich unter Last dehnende Unterseite aufweist und dass die Dehnungsmesseinheit mindestens zwei Dehnungsmessstreifen aufweist, von denen der eine Dehnungsmessstreifen mit der Oberseite und der andere Dehnungsmessstreifen mit der Unterseite des Metallbalkens gekoppelt ist. Durch die Verwendung zweier Dehnungsmessstreifen in der zuvor beschriebenen Weise lässt sich somit die Verformung des Metallbalkens exakter erfassen, als dies bei Verwendung lediglich eines Dehnungsmessstreifens auf entweder der Oberseite oder der Unterseite des Metallbalkens der Fall ist. Bevorzugt weist die bzw. jede Dehnungsmesseinheit vier Dehnungsmessstreifen auf, wobei zwei der Dehnungsmessstreifen mit der Oberseite und zwei andere Dehnungsmessstreifen mit der Unterseite des Metallbalkens gekoppelt sind und wobei die vier Dehnungsmessstreifen eine Messbrückenschaltung mit zwei jeweils zwei Dehnungsmessstreifen aufweisenden, parallel geschalteten Messbrückenzweigen bilden, wobei zwischen den jeweiligen Verbindungspunkten der Dehnungsmessstreifen jedes Messbrückenzweigs eine Messspan- nung abgreifbar ist. Die vier Dehnungsmessstreifen einer Dehnungsmesseinheit sind also bei dieser Ausgestaltung als Messbrücke verschaltet, wobei die Brückenspannung die Messspannung bildet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in je- dem Messbrückenzweig ein mit der Oberseite des Metallbalkens gekoppelter Dehnungsmessstreifen mit einem mit der Unterseite des Metallbalkens gekoppelten Dehnungsmessstreifen in Reihe geschaltet ist.
Zweckmäßigerweise werden die vier Dehnungsmessstreifen einer bzw. jeder Dehnungsmesseinheit dergestalt miteinander verschaltet, dass die beiden Messbrückenzweige durch elektrische Verbindung jeweils eines mit der Oberseite des Metallbalkens gekoppelten Dehnungsmessstreifens des einen Messbrückenzweigs mit einem mit der Unterseite des Metallbalkens gekoppelten Dehnungsmessstreifen des anderen Messbrückenzweigs parallel geschaltet sind. In der Mitte jedes Messbrückenzweigs befindet sich der Verbindungspunkt der beiden Dehnungsmessstreifen des jeweiligen Messbrückenzweigs. Die Verbindungspunkte beider Messbrückenzweige bilden den Messspannungs- abgriff der Messbrückenschaltung . Beidseitig dieses Messspannungsabgriffs befindet sich also in den beiden jeweils miteinander verbundenen Messbrückenteile jeweils ein Dehnungsmessstreifen, von denen der eine an der Oberseite und der andere an der Unterseite des Metallbalkens angebracht ist.
Bei einer Tragkonstruktion, die mindestens zwei sich unter Last elastisch verformbaren Metallbalken aufweist, ist es von Vorteil, wenn vier Dehnungsmess- einheiten mit jeweils vier Dehnungsmessstreifen vorhanden sind, wobei die jeweils vier Dehnungsmessstreifen zweier Dehnungsmesseinheiten mit der Ober- und der Unterseite des einen Metallbalkens und jeweils vier Dehnungs- messstreifen zweier anderer Dehnungsmesseinheiten mit der Ober- und der Unterseite des anderen Metallbalkens gekoppelt sind. Die gemäß dieser Ausführungsform eingesetzten vier Dehnungsmesseinheiten sollten zweckmäßigerweise an Stellen der mindestens zwei Metallbalken angeordnet sein, an denen diese sich unter Last ähnlich bzw. identisch verhalten, sofern die Last an einem Ort eingeleitet wird, zu dem die vier Dehnungsmesseinheiten symmetrisch verteilt angeordnet sind. Zweckmäßig ist es insoweit, wenn die vier Dehnungsmesseinheiten bezogen auf eine Symmetrieebene der Tragkonstruktion gleich verteilt angeordnet sind. Alternativ ist es aber auch möglich, eine andere gradzahlige Anzahl von Dehnungsmesseinheiten an der Tragkonstruktion bzw. an mindestens zwei elastisch verformbaren Metallbalken der Tragkonstruktion anzuordnen.
Zur Auswertung der Messsignale der mindesten einen Dehnungsmesseinheit bzw. jeder Dehnungsmesseinheit sind diese mit einer Auswerteeinheit verbunden.
Wie an sich bekannt, muss die Dehnungsmesseinheit bzw. müssen die Dehnungsmesseinheiten und/oder die gesamte Wägeeinrichtung kalibriert werden.
Zur ortsunabhängigen Gewichtsermittlung, d. h. zur Ermittlung des auf der Liegefläche lastenden Gewichts unabhängig von dem Ort der Gewichtskrafteinleitung wird vorteilhafterweise eine Kalibrierung durch Positionierung von bekannten Kalibriergewichten an mehreren, vorzugsweise mindestens drei oder mindestens vier verschiedenen Orten auf der Liegefläche durchgeführt. Anhand der Größe der sich bei diesen Kalibriermessungen ergebenden Messsignale der Dehnungsmesseinheiten ist danach die Größe eines an einem Ort der Liegefläche aufgebrachten Gewichts ermittelbar. Durch die Kalibriermessungen bei denen ein bekanntes Kalibriergewicht oder mehrere bekannte Kalibriergewichte an mehreren Orten der Liegefläche aufgebracht werden, wird das Verhalten der verschiedenen Dehnungsmesseinheiten ermittelt. Anhand des Musters der Kalibriermesswerte der Gesamtheit der Deh- nungsmesseinheiten kann dann bei einer später erfolgenden Gewichtsmessung auf den Ort der Gewichtseinleitung auf der Liegefläche geschlossen werden. Durch Verrechnung der einzelnen Messsignale der Gesamtheit der Dehnungs- messstreifeneinheiten wird dann die Größe des Gewichts ermittelt. Damit kann unabhängig von der Sitz- bzw. Liegeposition eines Patienten auf der Liegefläche das Gewicht des Patienten ermittelt werden.
Wie bereits oben erwähnt, sind die Liegefläche-Tragkonstruktionen von Krankenhaus- bzw. Pflegebetten höhenverstellbar. Je nach Höhenverstellmecha- nismus können sich die Punkte der Krafteinleitung eines auf der Liegefläche lastenden Gewichts in die Tragkonstruktion verändern. Dies gilt insbesondere bei Scherenmechanismen . Bei Höhenverstellmechanismen der zuvor genannten Art kann es daher erforderlich sein, dass die Gewichtsmessung eines Patienten es erfordert, die Tragkonstruktion in eine vorgegebene Höhenposition zu verfahren bzw. zu bringen. Es ist aber auch möglich, die Wägeeinrichtung des Betts für verschiedene Höhenverstellungspositionen zu kalibrieren, wobei dann bei einer späteren Messung durch Detektion der aktuellen Höhenverstellung der Tragkonstruktion wiederum die Gewichtsmessung des Patienten möglich ist. Zu diesem Zweck müsste die Tragkonstruktion mit einem Höhenverstell- sensor ausgestattet sein, wobei hier neben dem Einsatz von Sensoren die Höhenverstellposition auch anhand des Höhenantriebs detektiert werden kann, wenn dieser beispielsweise einen Schrittmotor aufweist, bei dem anhand der Anzahl der Schritte und der bekannten Übersetzung der Rotation der Antriebswelle des Motors in die Höhenposition diese ermittelbar ist.
Aus dem obigen ergibt sich, dass die mechanische Kopplung eines Dehnungsmessstreifens mit einem Metallbalken eine mechanische Spannung des Metallbalkens auf den Dehnungsmessstreifen übertragende schubsteife und/oder kraftschlüssige Wirkverbindung bilden sollte, wobei die Wirkverbindung als ei- ne Klebeverbindung des Dehnungsmessstreifens mit dem Metallbalken ausgebildet sein kann oder eine Klebeverbindung des Dehnungsmessstreifens mit einem mechanische Spannungen übertragenden Trägerelement sein kann, das seinerseits mechanisch mit dem Metallbalken starr verbindbar ist.
Die oben genannte Aufgabe wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Er- findung dadurch gelöst, dass Dehnungsmessstreifen an Metallbalken einer Tragkonstruktion (vorzugsweise direkt ohne Zwischenschaltung weiterer Konstruktionselemente) befestigt insbesondere angeklebt sind und zwar an den Stellen der Metallbalken, die durch die Belastung des Bettes durch die Person Verbindung, insbesondere eine Dehnung bzw. Stauchung erfahren. Die Befestigung der Dehnungsmessstreifen an die Tragkonstruktion des Bettes bietet insbesondere durch Ankleben den Vorteil, dass die Montage einer Wägeeinrichtung keine weiteren Konstruktionselemente erfordert und somit einfach zu realisieren ist. Dies stellt gerade bei der nachträglichen Montage einer Wägeeinrichtung an einem bereits erstellten Bett einen Vorteil dar, da in die- sem Fall konstruktiven Änderungen an der Tragkonstruktion nicht notwendig sind .
Die Dehnungsmessstreifen sind bevorzugt an der Oberseite und/oder Unterseite der auf den Metallbalken der Tragkonstruktion im Bereich einer größten Dehnung befestigt. Aufgrund dessen erfahren die Dehnungsmessstreifen bei Belastung auf der Oberseite eine maximale Dehnung beziehungsweise auf der Unterseite eine maximale Stauchung. Dies bietet den Vorteil, dass für die Bestimmung des Gewichtes eine maximale oder minimale Widerstandänderung der Dehnungsmessstreifen ausgewertet und damit die Messgenauigkeit der Wägeeinrichtung erhöht wird.
Die Befestigung der Dehnungsmessstreifen an der Tragkonstruktion des Krankenhausbettes kann durch Verbindungsstellen, Schrauben oder Kleben bevorzugt durch Kleben ausgeführt sein. Vorzugsweise ist dabei das Klebematerial als Epoxidharz ausgebildet. Dabei sind die Dehnungsmessstreifen in Richtung der Dehnung oder Stauchung, die durch Belastung der Metallbalken verursacht ist, auf der gesamten Länge stoffschlüssig mit der Oberfläche der Metallbalken der Trag konstruktion verbunden . Dies erlaubt eine d irekte Messung der Dehnung und verhindert gleichzeitig zusätzliche Belastungsstörungen d urch eine mechan ische Befestig ung . In einer vorteilhaften Ausführung der Erfind ung bilden vier Dehnungsmessstreifen eine Dehnungsmesseinheit, bei der die Dehnungsmessstreifen in einer Querschnittsebene eines Metal lbal kens der Tragkonstruktion angebracht sind, wobei sich jeweils zwei Dehnungsmessstreifen nebeneinander auf der Oberseite u nd zwei Dehnungsmessstreifen auf der Unterseite des Metal lbalkens be- finden . Die Dehnungsmessstreifen sind zudem bevorzugt paarweise übereinander angeord net. Eine derartige Anord nung der Dehnungsmessstreifen hat den Vorteil, dass bei Belastung des Krankenhausbettes die beiden Dehnungs¬ messstreifen auf der Oberseite des Metal l bal kens als auch d ie Dehnungsmess¬ streifen auf der Unterseite jeweils eine g leiche Widerstandänderung aufweisen, was d ie Auswertung d urch eine Messelektronik vereinfacht.
Die Anzahl an Dehnungsmesseinheiten, die an der Trag konstruktion eines Krankenhausbettes befestigt sind kann je nach Form und Ausgestaltung der Tragkonstruktion variieren, vorzugsweise weist ein Krankenhausbett eine gra- de Anzahl besonders bevorzug vier Dehnungsmesseinheiten auf. Eine Be¬ festigung von vier Dehnungsmesseinheiten hat den Vorteil, dass dad urch die Messpunkte gleichmäßig über d ie Tragkonstruktion verteilt sind und sowohl am Kopf als auch am Fußende auf beiden Seiten des Krankenhaus/- Pflegebettes Messpunkte vorhanden sind .
Bei einer g raden Anzahl von Dehnungsmesseinheiten sind die Dehnungsmesseinheiten vorzugsweise zur Längsrichtung des Bettes in gleicher Höhe und mit gleichem Abstand zur zentralen Längsachse des Bettes befestigt. Damit ist eine symmetrische Anord nung der Dehnungsmesseinheiten zur Längsachse rea- lisiert, welche bezügl ich der Auswertung der Messsignale u nd der Bestimmung des Gewichtes eines Patienten Vorteile aufweist. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfind ung sind die Widerstände der vier Dehnungsmesstreifen einer Dehnungsmesseinheit als Brückenschaltung mit einander elektrisch verbunden . Ein Brückenzweig der Brückenschaltung ist dabei als Reihenschaltung eines Dehnungsmessstreifens von der Oberseite an einen Dehnungsmessstreifen von der U nterseite des Metal lbal kens ausgebildet, wo hingegen der zweite Brückenzweig d urch Reihenschaltung eines Dehnungsmessstreifens von der Unterseite an einen Dehnungsmessstreifen von der Oberseite des Metal lbalkens gebildet ist. An beiden Brückenzweige wird eine Spannungsq uelle angelegt. Eine derartige Verschaltung hat den Vorteil, dass die Brückenspannung zwischen den beiden Brückenzweigen (Vollbrücke) bei Belastung des Metal lbal kens d urch eine auf dem Bett liegende Person ma¬ ximal ist, und damit auch die Messgenauigkeit der Dehnungsmessein heit optimiert ist. Alternativ können auch weniger sensitive Halbbrücken- bzw. Viertelbrückenschaltungen genutzt werden, um das Differenzsignal zur Gewichtsbe- Stimmung heran zu ziehen . Dad urch reduziert sich die Anzahl der veränderbaren Widerstände ( Dehnungsmessstreifen), welche d urch Widerstände mit festem Widerstandswert ersetzt werden .
Vorzugsweise bilden die elektrischen Potentialdifferenzen zwischen den zent- ralen Abgriffen der beiden Brückenzweige ( Messbrücke) das Messsig nal einer Dehnungsmesseinheit. Damit verfügt jede Dehn ungsmesseinheit über zwei Messsignale, welche über ein Kabel, per Fu nk oder bevorzug über ein gegen elektromagnetische Störstrahlung abgeschirmtes Kabel mit einer Messelektro¬ nik verbunden sind .
Die Dehnungsmesseinheiten sind aus metal lischen oder Halbleiter Dehnungsmessstreifen bevorzug metal lischen Dehnungsmessstreifen gebildet, die bei einer übl ichen Belastung eines Balkens d urch eine im Bett l iegende Person eine linearen Abhäng igkeit des Widerstandes von der Dehnung aufweisen . Bei der erfind ungsgemäßen Verschaltung der Dehnungsmessstreifen weisen metallische Dehnungsmessstreifen eine Abhäng igkeit des Widerstandes von der Dehnu ng auf, d ie für die Auswertung der elektronischen Signale vorteil haft ist, da eine vergleichsweise geringe Empfindlichkeit von metallischen Dehnungs- messtreifen gegenüber Dehnungsänderungen ein ungewünschtes Rauschen der Messsignale verhindert und damit eine einfachere Auswertung durch eine Messelektronik ermöglicht.
Zur Messung des Gewichtes einer Person, die sich auf dem Bett befindet, sieht die Erfindung vorzugsweise eine Messelektronik vor, die auf Grundlage der Messsignale der Dehnungsmesseinheiten das Gewicht der auf dem Bett liegenden Patienten ermittelt, speichert, ausgibt und/oder an andere Endgeräte sen- det. Die Messelektronik erfasst zudem auf Basis der Gewichtsmessung die Lageänderungen, die Anwesenheit, und/oder den Herzschlag. Die Allgemeinheit der durch die Messelektronik erfassten Informationen wird in der Folge als Personendaten bezeichnet. In einer bevorzugten Ausführung besteht die Messelektronik aus einem Multi- plexer, einem Verstärker, einem Analog-Digital-Wandler, einem Mikrocon- troller, einem Speicher, einer Anzeige, einer Bedienoberfläche und Schnittstellen zu anderen Endgeräten. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit kann ein Lock- In-Verstärker genutzt werden, der die Messbrücke mit einem periodischen Signal anregt und so aufgrund der Filtereigenschaften als Bandpassfilter die Erfassung kleinster Signaländerungen ermöglicht.
Als Position für die Messelektronik ist vorteilhafterweise ein Bereich in der Nähe des Bettes vorgesehen, der für den Patienten nicht in liegender oder sit- zender Haltung zu erreichen ist. Dafür ist die Messelektronik bevorzugt seitlich an der Liegefläche im Bereich des Fußendes, unter dem Bett oder neben dem Krankenhausbett an einer separaten Pflegeeinheit angebracht.
Das erfindungsgemäße Krankenhausbett hat seine Verwendung bevorzugt in den Überwachungs- oder Intensivstationen von Krankenhäusern, auf denen der Gesundheitszustand einer Person regelmäßig und kontinuierlich überwacht und gemessen wird. Besonders auf solchen Krankenhausstation ist der Gesundheitszustand der Patienten oft derart ausgebildet, dass die Patienten das Krankenhausbett zur Erfassung von vitalen Funktionen nicht verlassen können oder dürfen . Das Gewicht einer Person und dessen Änderung stellt eine Information dar, auf dessen Basis der Gesundheitszustand einer Person un- ter anderem zu bestimmen ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ermöglicht das Gewicht von Patienten zu erfassen, die Aufgrund ihres Gesundheitszustandes an das Bett gebunden sind .
Personen mit einem vergleichbaren Gesundheitszustand findet man, in einer zunehmend alternden Gesellschaft, auch in Pflegeheimen und Altersheimen . Auch hier kann die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise eingesetzt werden, um das Gewicht einer Person und damit einen Teil des Gesundheitszustandes zu erfassen . Weiterhin bietet die Erfindung insbesondere in Pflege- und Altenheimen die Möglichkeit über die Erfassung der Belastung eine Lageänderung oder die Anwesenheit der auf dem Bett liegenden Person zu messen . Dies bietet eine Überwachungsmöglichkeit für Personen, die dazu neigen ein Krankenoder Pflegebett unerlaubter oder ungewollter Weise zu verlassen .
Aus den Figuren in Verbindung mit der folgenden Beschreibung ergeben sich Ausführungsbeispiele der Erfindung . Hierbei zeigen : eine schematische Seitenansicht eines Krankenhaus-/Pflegebettes nach der vorliegenden Erfindung,
eine schematische Draufsicht auf eine Tragkonstruktion des Kran- kenhaus-/Pflegebettes aus der Fig . 1,
eine skizzenhafte Darstellung des Querschnitts durch ein Metallbalken mit einer erfindungsgemäßen Anordnung der Dehnungsmessstreifen einer Dehnungsmesseinheit,
eine Schaltungsskizze zur Verschaltung der Dehnungsmessstreifen einer Dehnungsmesseinheit, und
eine Überblicksdarstellung einer Messelektronik zur Auswertung und Erfassung der Messsignale von Dehnungsmesseinheiten . In der Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Krankenhaus-/Pflegebett 1 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Die Tragkonstruktion 2, auf der sich die Liegefläche 3 befindet, weist Metallbalken 4 auf, die sich bei einer Belastung der Liegefläche 3 durch das Gewicht einer Person reversibel verformen, nämlich durchbiegen. Entlang eines Metallbalkens 4 ist die Dehnung abhängig von der Lage der Belastungspunkte 5, d. h. der Verbindung des Bettrahmens mit der Tragkonstruktion 2 zu den Aufsatzpunkten 6 (Abstützung der Tragkonstruktion 2 auf dem Untergrund) unterschiedlich stark ausgeprägt. An den Stellen des Metallbalkens 4, an denen die Dehnung besonders stark ausge¬ prägt ist, sind vorzugsweise die Dehnungsmesseinheiten 7 positioniert. Die Anzahl der Dehnungsmesseinheiten 7, die an einem Metallbalken 4 befestigt sind, ist von der jeweiligen Gestaltung der Tragekonstruktion abhängig und variabel. In der dargestellten vorzugsweisen Ausführung der Erfindung sind an einem Metallbalken 4 an zwei Positionen mit einer besonders starken Dehnung jeweils eine Dehnungsmesseinheit 7 befestigt. Diese bevorzugten Positionen sind im Vorfeld durch analytische Berechnung, nummerische Simulation, Mes¬ sung und/oder durch Abschätzung bestimmt worden. Zur Veranschaulichung ist in der Fig. 2 die Positionierung der Dehnungsmesseinheiten 7 in einer Draufsicht auf die Tragkonstruktion 2 aus der Fig. 1 dargestellt. Bei dieser vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Tragkonstruktion 2 zwei Metallbalken 4 auf, die an den Punkten 6 aufliegen und an den Belastungspunkten 5 durch das Gewicht der auf dem Bett liegenden Person belastet werden. Die beiden Metallbalken 4 weisen jeweils zwei Dehnungsmesseinheiten 7 auf, die in Längsrichtung des Bettes betrachtet an den gleichen Positionen auch symmetrisch zur Quermittelachse QM zwischen den Belastungspunkten 5 befestigt sind. So ist eine symmetrische Verteilung der Dehnungsmesseinheiten sowohl zur einer zentralen Längsachse LA als auch zur Quermittelachse QM gewährleistet, was bei der Auswertung der elektrischen Messsignale von Vorteil ist, da dadurch etwaige Anpassungen von Korrekturfaktoren zu vermeiden sind. Die Fig . 3 stellt eine Seitenansicht auf einen Metallbalken 4 im Bereich der Anwendung einer Dehnungsmesseinheit 7 dar, die vier Dehnungsmessstreifen 8 aufweist, von denen die zwei Dehnungsmessstreifen 8a, 8b auf der Oberseite 9 und die anderen zwei Dehnungsmessstreifen 8c, 8d auf der Unterseite 10 des Metallbalkens 4 nebeneinander befestigt sind . Die Befestigung der Deh- nungsmesstreifen 8 wird vorzugsweise durch Kleben realisiert, wobei über die Kleberschicht 11 eine Verbindung mit der Oberfläche des Metallbalkens 4 realisiert ist. Als Klebematerial wird besonders bevorzugt Epoxidharz verwendet, welches auf der gesamten Klebefläche eine stoffschlüssige und damit kräfteschlüssige schubsteife Verbindung herstellt. Die im Zusammenhang mit dem Einsatz von Dehnungsmessstreifen verwendeten Kleber und die an diese zu stellenden Anforderungen sind grundsätzlich bekannt, weshalb an dieser Stelle darauf nicht näher eingegangen wird .
Eine Belastung des Metallbalkens 4 durch das Gewicht einer Person führt auf der Oberseite 9 des Metallbalkens 4 zu einer Stauchung und auf der Unterseite 10 des Metallbalkens 4 zu einer Dehnung desselben, so dass in Folge dessen die elektrischen Widerstände der oberen Dehnungsmessstreifen 8a, 8b einen anderen (z. B. kleineren) Wert aufweisen als die Widerstände der unteren
Dehnungsmesstreifen 8c,8d, die z. B. einen größeren Wert annehmen .
In der Fig . 4 ist die elektrische Verschaitung der Dehnungsmessstreifen 8 einer Dehnungsmesseinheit 7 dargestellt. Die elektrischen Widerstände der Deh- nungsmessstreifen 8 bilden eine Brückenschaltung 12, an die eine elektrische Spannung über eine Versorgungsspannungsverbindungsstelle 13 und eine Masseverbindungsstelle 14 angelegt ist. Zur Bildung des ersten Messbrückenzweigs 15 ist einer der oberen Dehnungsmessstreifen 8a mit der Versorgungs- spannungsverbindungsstelle 13 verbunden und mit dem einen der unteren Dehnungsmessstreifen 8c, der seinerseits mit der Masseverbindungsstelle 14 verbunden ist, in Reihe geschaltet. Im Gegensatz dazu ist zur Bildung des zweiten Messbrückenzweigs 16 der andere der unterer Dehnungsmessstreifen 8d mit der Versorgungsspannungsverbindungsstel le 13 verbunden und mit den anderen der oberen Dehnungsmessstreifen 8b, der seinerseits mit Masseverbind ungsstelle 14 verbunden ist, in Reihe geschaltet. Diese Verschaltung der Dehnungsmessstreifen 8 führt dazu, dass bei Belastung des Metal lbal kens 4 d urch das Gewicht einer Person eine maximale elektrische Spannungsd ifferenz zwischen einem ersten Knoten- bzw. Verbind ungspu nkt 17 u nd einem zweiten Knoten- bzw. Verbindungspunkt 18 entsteht, da z. B. die Widerstände der oberen Dehnungsmessstreifen 8a, 8b kleiner sind und die Widerstände der unteren Dehnungsmessstreifen 8c,8d g rößer sind . Auf diese Weise lässt sich die Empfindlichkeit der Dehnungsmesseinheiten 7 bei Belastu ng des Metal lbalkens 4 d urch eine auf dem Bett liegende Person maximieren . Die Messspannung wird zwischen den Verbindungspunkten 17, 18 abgegriffen .
In einer vorteilhaften Ausführung der Dehnungsmesseinheit 7 werden zwei elektrische Messsig nale S1 ,S2 der Dehnungsmesseinheit 7 genutzt, wobei das erste Messsignal Sl zwischen dem ersten Verbind ungspunkt 17 und der Masseverbindungsstelle 14 anliegt und das zweite Messsig nal S2 zwischen dem zweiten Verbind ungspunkt 18 und der Masseverbind ungsstel le 14 anl iegt. Die Fig . 5 stel lt eine vorteilhafte Ausführung einer erfind ungsgemäßen Auswerteeinheit ( Messelektronik) 19 als Blockschaltbild dar, welche die Auswertung der Messsig nale der in d iesem Ausführungsbeispiel vier Dehnungsmess¬ einheiten 7 vornimmt und damit das Gewicht und weitere Informationen über die auf dem Bett liegende Person erfasst (siehe hierzu weiter unten) . Die Messsig nale S l und S2 al ler Dehnungsmesseinheiten 7 liegen an einem M ulti- plexer- Bauteil 20 an, das die Messsig nale der unterschied lichen Dehnungs¬ messeinheiten 7 selektiert und zeitl ich hintereinander die beiden Signale S1 ,S2 einer Dehnungsmesseinheit ausg ibt. Ein Verstärker 21 , der vorzugsweise als Differenzverstärker ausgefü hrt ist, verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Messsig nalen S1 ,S2 einer Dehnungsmesseinheit um einen Faktor von z. B. 200 bis 2000, bevorzugt um einen Faktor von 500 bis 1500. Das verstärkte Differenzsignal liegt an einem Analog- Digital-Wand ler 22 an, welcher das analoge Differenzsig nal mit einer Auflösung von z. B. 12 bis 18 Bit, bevorzugt 16 Bit digitalisiert. Ein M ikroControl ler 23 extrahiert die Messsignale der einzel nen Dehnungsmesseinheiten 7, indem er das verstärkte digitale Differenzsignal demultiplext. Auf Grundlage der Messsig nale bestimmt der M ikro- Control ler 23 das Gewicht, und/oder die Lageänderung , und/oder die Anwesenheit und/oder den Herzschlag der Person, d ie auf dem Bett liegt.
Die Ü bertragung der Messsig nale der Dehnungsmesseinheiten 7 zur Messelektronik 19 ist auf unterschiedl iche Weise ausführbar, bevorzugt ist d ie Über- trag ung d urch ein Kabel oder über Funk. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist eine Signalübertrag ung d urch ein Kabel, das gegen elektromag netische Störstrahlung abgeschirmt ist. Dad urch werden die vielfältigen elektromagnetischen Störeinfl üsse, d ie in einem Krankenhauszimmer zum Tragen kommen können, abgeschwächt und somit eine Verfälschung des Mess- Sig nals verhindert.
Erfindungsgemäß verfügt die Messelektronik über einen Speicher 24, in dem die aufgenommenen Messwerte und daraus bestimmten Personendaten über einen längeren Zeitraum festgehalten sind . Diese Daten dienen als Basis für manuelle oder automatische Langzeituntersuchungen, um den zeitl ichen Verlauf der Personendaten auswerten zu können und daraus die Entwickl ung des Gesundheitszustandes der Person zu bestimmen .
Weiterhin verfügt die Messelektronik über eine Anzeigeeinheit 25, welche die aktuellen und/oder gespeicherten Personendaten g raph isch und/oder numerisch anzeigt. Vorzugsweise weist die Anzeigeeinheit 25 Leuchtelemente auf, welche als Warnlicht fung ieren, fal ls das Gewicht und/oder der Herzschlag einen bestimmten Grenzwert unter- oder überschreiten . Eine derartige Warnfunktion ist auch für extreme Lageänderungen oder das Verlassen des Kran- kenhausbettes vorgesehen . Als Teil der Messelektron ik ist zudem eine Bed ieneinheit 26 zur manuel len Bedienung vorgesehen, die ein Aktivieren und Deaktivieren von Betriebsmodi, eine Quittierung von Alarmmeldungen und ein Ein- stellen von Grenzwerten erlaubt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Anzeigeeinheit 25 und die Bedieneinheit 26 gemeinsam als Berührungsbildschirm ausgeführt. In einer weiteren Ausführung der Erfind ung bilden die Anzeigeeinheit 25 und die Bedieneinheit 26 eine Einheit mit einem separaten Gehäuse, welches baulich nicht mit dem Gehäuse der restlichen Messelektronik verbunden ist. Die elektrische Verbind ung zwischen den beiden Einheiten wird in d ieser Ausführung d urch ein Kabel oder per Funk real isiert. Auf diese Weise ist es mög lich, die Signalwege von den Dehnungsmesseinheiten zur Messelektronik kurz zu halten, indem man d ie Messelektronik im Bereich der Trageeinheit positioniert, während Bedien- und Anzeigeeinheit an einer Position befestigt ist, d ie für das Personal des Krankenhauses einfach zu erreichen ist. Die Messelektronik verfügt in einer vorteilhaften Ausführung über eine Schnittstelle 27, die eine Kommunikation mit weiteren Endgeräten 28 wie Mobiltelefonen, Computern, Computerzentralen, Betriebszentralen und/oder anderen Messelektronikeinheiten realisiert. Die Schnittstelle 27 ermög licht es, die er- fassten Personendaten eines oder mehrerer Krankenhausbetten von außen abzufragen und anzeigen zu lassen . Gerade beim Betrieb mehrerer erfind ungsgemäßer Krankenhausbetten ist eine zentrale Ü berwachung der Informationen von mehreren Personen vorteilhaft, da so der Gesundheitszustand und d ie Anwesen heit meh rerer Patienten von einer Person des Personal d urchgeführt werden kann .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindu ng lässt sich d iese durch Nachrüsten eines Krankenhausbetts, das weder über eine Wägeeinrichtung noch über für eine Wägeeinrichtung vorgesehene Befestig ungsmittel oder Hilfskonstruktionen wie Wiegebal ken oder Wiegerahmen verfügt, realisieren, indem an denjenigen Stel len der Metall balken 4, die bei Belastung des Bettes d urch die Person eine starke Dehnung aufweisen, Dehnungsmessstreifen 8 d irekt an den Metal lbal ken 4 befestigt werden . Auf diese Weise ist es mit ge- ringem Aufwand möglich, Krankenhausbetten ohne Wägeeinrichtung, nachträglich mit einer solchen auszustatten . Beim Nachrüsten eines Krankenhausbetts mit der Erfindung beschränkt sich der notwendige Aufwand auf das Ankleben der Dehnungsmessstreifen der Dehnungsmesseinheiten auf den Stellen der Metallbalken 4, die eine starke Dehnung aufweisen, und auf die anschließende Kalibrierung der Messeinrichtung . Es reicht in diesem Fall aus die numerische Berechnung zur Bestimmung der optimalen Punkte für die Sensorik nur einmalig durchzuführen . Die wenig aufwendige, auch nachträglich mögliche, Realisierung der Erfindung an einem Krankenhaus-/Pflegebett zur Erfassung des Gewichts, der Lageänderung und/oder der Anwesenheit der auf dem Bett liegenden Person stellt einen wichtigen Vorteil dieser Erfindung dar. Die Erfindung lässt sich ferner alternativ durch eine der nachfolgend genannten Merkmalsgruppen umschreiben, wobei die Merkmalsgruppen beliebig miteinander kombinierbar sind und auch einzelne Merkmale einer Merkmalsgruppe mit ein oder mehreren Merkmalen einer oder mehrerer anderer Merkmalsgruppen und/oder einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausge- staltungen kombinierbar sind .
Krankenhausbett 1 oder Pflegebett mit einer Metallbalken 4 aufweisenden Tragkonstruktion 2 zwischen einer Liegefläche 3 und einem Untergrund und an der Tragekonstruktion 2 befestigten Dehnungsmessstreifen 8 insbesondere zum Erfassen des Gewichts der auf dem Bett liegenden Person, wobei die Dehnungsmessstreifen 8 an den Metallbalken 4 der Tragkonstruktion 2 direkt ohne Zwischenschaltung weiterer Konstruktionselemente befestigt insbesondere angeklebt sind und zwar an den Stellen der Metallbalken 4, die durch die Belastung des Bettes durch die Person eine Dehnung erfahren . Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach Ziffer 1, wobei die Dehnungsmessstreifen 8 auf der Oberseite 9 und Unterseite 10 auf den Metallbalken 4 im Bereich einer größten Dehnung befestigt insbesondere angeklebt sind, wobei Epoxidharz das bevorzugte Klebematerial darstellt.
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach Ziffer 1 oder 2, wobei vier Dehnungsmessstreifen 8 eine Dehnungsmesseinheit 7 bilden und in einer Querschnittsebene eines Metallbalkens 4 angebracht sind, wobei jeweils zwei Dehnungsmessstreifen 8a, 8b auf der Oberseite 9 und zwei Deh- nungsmesstreifen 8c,8d auf der Unterseite 10 des Metallbalkens 4 nebeneinander angebracht sind.
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der vorherigen Ziffern, wobei Dehnungsmessstreifen 8 paarweise untereinander angeordnet sind .
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach Ziffer 3 oder 4, wobei die Tragkonstruktion 2 des Krankenhausbetts 1 eine grade Anzahl und bevorzugt vier Dehnungsmesseinheiten 7 aufweist,
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 3 bis 5, wobei zwei Dehnungsmesseinheiten 7 zur Längsrichtung des Bettes in gleicher Höhe H befestigt sind.
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der vorherigen Ziffern, wobei eine Dehnungsmesseinheit 7 als Brückenschaltung 12 ausgebildet ist, wobei ein Brückenzweig 15 durch Reihenschaltung eines Dehnungsmessstreifens von der Oberseite 8a mit einem Dehnungsmessstreifen von der Unterseite 8c des Metallbalkens 4 gebildet wird, wo hingegen der zweite Brückenzweig 16 durch Reihenschaltung eines Dehnungsmessstreifens von der Unterseite 8d mit einem Dehnungsmessstreifen von der Oberseite 8b des Metallbalkens gebildet wird. 8. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach Ziffer 6, wobei die beiden elektrischen Potentialdifferenzen der Signalverbind ungsstellen 17, 18 zur Masse einer Messelektronik d ie Messsignale einer Dehnungsmesseinheit 7 bilden .
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der vorherigen Ziffern, wobei die Dehnungsmessstreifen 8 bevorzugt metal lische oder Halbleiter Dehnungsmessstreifen, besonders bevorzugt metall ische Dehnungsmessstrei¬ fen sind .
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der vorherigen Ziffern, wobei eine Messelektronik 19 zur Auswertung der Messsig nale der Dehnungsmesseinheiten 7 und zur Ermittl ung des Gewichts, der Lageänderung , der Anwesenheit und/oder des Herzschlags der auf dem Bett liegenden Person .
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach Ziffer 9, wobei die Messelektronik 19 d ie Messsig nale der unterschied lichen Dehnungsmesseinheiten 7 mittels eines M ultiplexers 20 selektiert und zeitlich hintereinander ausgibt.
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach Ziffer 9 oder 10, wobei die Messelektronik 19 über einen Verstärker 21 bevorzugt einen Differenzverstärker verfügt, der das Ausgangssignal des M u ltiplexers 20 um einem Faktor von 200 bis 2000 bevorzugt von 500 bis 1500 verstärkt.
Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 11 , wobei die Messelektronik 19 über einen Analog- Digital-Wand ler 22 verfügt, der das Ausgangssignal des Verstärkers 21 mit einer Auflösu ng von insbesondere 12 Bit bis 18 Bit, bevorzugt mit 16 Bit d ig ital isiert. 14. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 12, wobei die Messelektronik 19 über einen M ikroControl ler 23 verfügt, der das Ausgangssignal des Analog- Digital-Wand lers 22 demultiplext und auf Grund- läge der extrahierten Spanungssignale der Dehnungsmesseinheit 7 das Gewicht, die Lageänderung, die Anwesenheit und/oder den Herzschlag der auf dem Bett liegenden Person als Personendaten erfasst. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 13, wobei die Messelektronik 19 über eine Speichereinheit 24 verfügt, welche die erfassten Personendaten für Langzeitauswertungen zur Verfügung stellt. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 13, wobei die Messelektronik 19 über eine Anzeigeeinheit 25 verfügt, welche die erfassten Personendaten darstellt. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 13, wobei die Messelektronik 19 über eine Bedieneinheit 26 verfügt. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 13, wobei die Messelektronik 19 über eine Schnittstelle 27 verfügt, welche eine Weiterleitung der erfassten Personendaten an weitere Endgeräte 28 bevorzugt Mobilfunkgeräte, Personalcomputer und/oder Betriebszentralen ermöglicht. Krankenhaus-/Pflegebett 1 nach einer der Ziffern 9 bis 13, wobei die Übertragung der Messsignale der Dehnungsmesseinheiten 7 zur Messelektronik 19 per Funk oder über ein Kabel oder bevorzugt über ein gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung abgeschirmtes Kabel realisiert ist. Verfahren zum Herstellen von Krankenhaus-/Pflegebetten, die das Gewicht der auf dem Bett liegenden Person erfassen insbesondere für Krankenhausbetten nach einer der vorherigen Ziffern, wobei bei einem Krankenhausbett, das weder eine Wägeeinrichtung aufweist noch für eine Wägeeinrichtung vorgesehene Befestigungsmittel oder Hilfskonstruktio- nen wie Wiegebalken oder Wiegerahmen aufweist, nach seiner Herstellung an Stellen der Metallbalken 4, die bei Belastung des Bettes durch die Person elastische Verformungen ausgesetzt ist, Dehnungsmessstreifen 8 schubsteif mit den Metallbalken gekoppelt werden, vorzugsweise ohne Zwischenschaltung weiterer Konstruktionselemente zwischen den Dehnungsmessstreifen 8 und den Metallbalken.
BEZUGSZEICHENLISTE Krankenhaus-/Pflegebett
Tragkonstruktion
Liegefläche
Metallbalken
Belastungspunkte
Aufsatzpunkten
Dehnungsmesseinheit
Dehnungsmessstreifen
8a Dehnungsmessstreifen auf der Oberseite 8b Dehnungsmessstreifen auf der Oberseite 8c Dehnungsmessstreifen auf der Unterseite 8d Dehnungsmessstreifen auf der Unterseite Oberseite
Unterseite
Kleberschicht
Brückenschaltung, Messbrückenschaltung Versorgungsspannungsverbindungsstelle Masseverbindungsstelle
ersten Messbrückenzweigs
zweiten Messbrückenzweigs
ersten Verbindungspunkt
zweiten Verbindungspunkt
Auswerteeinheit (Messelektronik)
Multiplexer-Bauteil
Verstärker
Analog-Digital-Wandler
MikroController
Speicher
Anzeigeeinheit
Bedieneinheit Schnittstelle Endgeräte Messsignal Messsignal

Claims

ANSPRÜCHE
Krankenhaus- oder Pflegebett mit einer Wägeeinrichtung, mit
einer Liegefläche (3),
eine insbesondere höhenverstellbaren und/oder verfahrbaren Tragkonstruktion
(2), auf der und/oder an der die Liegefläche
(3) abgestützt ist und die ihrerseits auf einem Untergrund steht,
wobei die Tragkonstruktion (2) mindestens einen sich unter Last elastisch verformbaren Metallbalken (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem mindestens einen Metallbalken (4) der Tragkonstruktion (2) zur Erfassung einer Verformung des Metallbalkens (4) mindestens eine Dehnungsmesseinheit (7) mit mindestens einem Dehnungsmessstreifen (8) mechanisch gekoppelt ist.
Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Metallbalken (4) eine sich unter Last stauchende Oberseite (9) und eine sich unter Last dehnende Unterseite (10) aufweist und dass die Dehnungsmesseinheit (7) mindestens zwei Dehnungsmessstreifen (8) aufweist, von denen der eine Dehnungsmessstreifen (8) mit der Oberseite (9) und der andere Dehnungsmessstreifen (8) mit der Unterseite (10) des Metallbalkens (4) gekoppelt ist.
Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmesseinheit (7) vier Dehnungsmessstreifen (8) aufweist, wobei zwei der Dehnungsmessstreifen (8) mit der Oberseite (9) und zwei andere Dehnungsmessstreifen (8) mit der Unterseite (10) des Metallbalkens (4) gekoppelt sind, und dass die vier Dehnungsmessstreifen (8) eine Messbrückenschaltung (12) mit zwei jeweils zwei Dehnungsmessstreifen (8) aufweisenden, parallel geschalteten Messbrückenzweigen bilden, wobei zwischen den jeweiligen Verbindungs- punkten (17,18) der Dehnungsmessstreifen (8) jedes Messbrückenzweigs eine Messspannung abgreifbar ist.
4. Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in jeden Messbrückenzweig ein mit der Oberseite (9) des Metallbalkens (4) gekoppelter Dehnungsmessstreifen (8) und ein mit der Unterseite (10) des Metallbalkens (4) gekoppelter Dehnungsmessstreifen (8) in Reihe geschaltet ist.
5. Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Messbrückenzweige durch elektrische Verbindung jeweils eines mit der Oberseite (9) des Metallbalkens (4) gekoppelten Dehnungsmessstreifens (8) des einen Messbrückenzweigs mit einem mit der Unterseite (10) des Metallbalkens (4) gekoppelten Dehnungsmessstreifen (8) des anderen Messbrückenzweigs parallel geschaltet sind.
6. Krankenhaus- oder Pflegebett nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (2) mindestens zwei sich unter Last elastisch verformbaren Metallbalken (4) aufweist und dass vier Dehnungsmesseinheiten (7) mit jeweils vier Dehnungsmessstreifen (8) vorhanden sind, wobei die jeweils vier Dehnungsmessstreifen (8) zweier Dehnungsmesseinheiten (7) mit der Ober- und der Unterseite (9,10) des einen Metallbalkens (4) und jeweils vier Dehnungsmessstreifen (8) zweier anderer Dehnungsmesseinheiten (7) mit der Ober- und der Unterseite (9,10) des anderen Metallbalkens (4) gekoppelt sind .
7. Krankenhaus- oder Pflegebett nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Dehnungsmesseinheit (7) oder jede Dehnungsmesseinheit (7) zur Übertragung von Messsignalen mit einer Auswerteeinheit (19) verbunden ist.
8. Krankenhaus- oder Pflegebett nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung eines auf der Liegefläche (3) lastenden Gewichts eine Kalibrierung der mindestens einen Dehnungsmesseinheit (7) durchführbar ist.
9. Krankenhaus- oder Pflegebett nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung eines auf der Liegefläche (3) lastenden Gewichts, und zwar unabhängig von dem Ort einer Gewichtskrafteinleitung auf die Liegefläche (3), eine Kalibrierung durch Positionierung von bekannten Kalibriergewichten an mehreren, vorzugsweise mindestens drei oder mindestens vier verschiedenen Orten auf der Liegefläche (3) erfolgt, wobei anhand der Größe der sich bei diesen Kalibriermessungen ergebenden Messsignalen der Dehnungsmesseinheiten (7) danach die Größe eines an irgendeinem Ort der Liegefläche (3) aufgebrachten Gewichts ermittelbar ist.
10. Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung des oder jedes Dehnungsmessstreifens (8) mit einem Metallbalken (4) eine mechanische Spannungen und/oder Verformungen des Metallbalkens (4) auf den Dehnungsmessstreifen (8) übertragende schubsteife und/oder kraftschlüssige Wirkverbindung bildet.
11. Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung als eine Klebeverbindung des Dehnungsmessstreifens (8) mit dem Metallbalken (4) ausgebildet ist.
12. Krankenhaus- oder Pflegebett nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung als eine Klebeverbindung des Dehnungsmessstreifens (8) mit einem mechanische Spannungen und/oder Verformungen übertragenden Trägerelement ist, das seinerseits mechanisch mit dem Metallbalken (4) starr verbindbar ist. Krankenhaus- oder Pflegebett nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmesseinheit (7) zur Erfassung des Gewichts und/oder der Lageänderung und/oder der Anwesenheit und/oder des Herzschlags einer auf dem Bett liegenden Person vorgesehen ist.
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