CN112494244A - 一种卧床并发症自动监测和智能护理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，包括弧形监护体、下层刚性固定支撑架、压力监测及处理系统。弧形监护体通过下层刚性固定支撑架固定连接于病床，并通过下层刚性固定支撑架跟随病床进行双摇运动；弧形监护体与下层刚性固定支撑架之间通过多个顶端带有齿轮的支承轴和横向弧形齿轮滑轨实现连接，其中一个齿轮在电机驱动下成为动力齿轮，为横向弧形齿轮滑轨提供摇摆动力；压力监测系统及信息接收处理系统监测病人身体所受的压力，驱动电机使弧形体向有利于压力减轻的方向转动，实现全天候、不间断对卧床患者实施自动压力监测和智能翻身护理。

Description

一种卧床并发症自动监测和智能护理装置

技术领域

本发明涉及一种可以安放在医院各科室不同类型病床上使用的“卧床并发症自动监测和智能护理装置(简称:监护)”，属于医疗器械领域。

背景技术

医院、养老院或家庭中患者卧床，尤其是较长时间、甚至是长期卧床的病症众多，而卧床除需他人护理外，尚容易产生诸多并发症，如压疮、坠积性肺炎、骨质疏松、骨关节及肌肉粘连、深静脉血栓、泌尿系感染、消化不良和便秘等。

压疮是卧床最常见的并发症，受累人群的数量及花费极大，增加了患者住院时间，使重返家庭和工作岗位延迟，并增加并发症(如感染)发生率的危险。1992年美国卫生保健政策和研究机构制定的临床指南中，就将压疮列为需要解决的七个医学问题之一，并确定压疮是可以预防的。

压疮的定义：一定身体部位、特别是骨突部位受持续压力而引起的组织缺血、坏死，并最终导致的组织溃疡性病变。

压疮是临床上卧床和坐轮椅的患者、特别是昏迷和截瘫的患者经常发生的并发症之一，常引起感染等严重后果。身体骨突部位的局部组织长时间受压、潮湿和身体滑动时产生的组织剪切力是发生的主要原因。因此，卧床患者定时翻身(每2小时至少翻身一次)、防潮和避免组织剪切是有效防止压疮发生的重要措施。

翻身困难是不能及时翻身而致压疮的重要原因。困难的原因常见于病情危重和体重较沉但又无自我翻身能力的患者，有时需要2-4个人协助才能完成翻身。尽管临床常用气垫、海绵垫和水床等软性物质，通过缓冲作用以期预防压疮的发生，但这些材料均不透气而易使床面潮湿之外，材料的弹性会使骨突部位受力较多，故仍旧存在发生压疮的危险，因此，定时翻身仍是必不可少的重要环节。

超过95％的压疮发生在身体下半部的骨突处，67％发生于髋周和臀部，29％发生于下肢。最常见的部位是坐骨、骶骨、股骨大粗隆及足跟，也可发生于身体软组织受压的任何部位，包括来自夹板、矫形器或矫形固定物的压迫。截瘫患者骶骨是压疮最常见的部位，在轮椅上度过的时间越长，坐骨结节和足跟的压疮发病率则越高。在10周到13岁的儿童患者中，枕部是压伤的好发部位，随着年龄的增长则改变为骶部。

压疮的预防是基于对病因学的理解，着重于能影响患者损伤的危险因子。

1.定时翻身：对运动障碍患者进行身体抬高和翻身是避免持久受压的最简单和常用的方法。卧床患者每2小时翻身一次，已被广泛接受及应用。

2.改变体位姿势：主要体位有4种：仰卧位、俯卧位、右侧和左侧卧位。侧卧位应避免粗隆区直接收压。Seiler建议侧卧时以倾斜30°的体位为宜。

3.防止骨突部和足跟受压：通过使用楔形物或枕头防止骨突部受压。使用完全将足抬离支撑面的装置才能有效的防止足跟受压。

4.将患者抬离床面时，要尽量减少身体与床或轮椅面产生摩擦力和剪切力。

5.轮椅坐姿应保证所达座位区域的最大支持：将足踏板置于不将重量传送到坐骨而让大腿承重的高度。每半小时进行一次姿势改变，如向后、侧面倾斜或向上抬高身体等。

6.每天至少2次全面检查身体皮肤，特别是骨突部位和皮肤情况。

其支撑面可通过最紧密的接触和较大面积上的重量再分布，以减少骨突部受压。在目前应用的支撑面中，有放在床上的支撑物、可更换的床垫。每2小时翻身一次能够有效防止压疮的发生并成为压疮患者的护理常规，但护理劳动强度大且效率低。

目前，广泛应用的多种防治设施和器具，如各类气垫、静态支撑物和软性床垫。气垫虽价格便宜，但防治效果差。各种器具优缺点如下：

发明内容

本发明的目的在于设计一种可以安放在医院各科室不同类型病床上使用的“卧床并发症自动监测和智能护理装置”，该装置由至于病床上并与之固定的弧形监护装置体和压力监测及反馈处理系统组成，其特点是预防并随时监测卧床患者骨突部位承受的压力变化，并通过系统的反馈处理系统，驱动弧形体向有利于压力减轻的方向转动，并可使患者保持在有利于呼吸、拍背按摩、减轻肺水肿、方便二便护理等体位，起到预防、治疗和护理卧床并发症的作用。

本装置的发明是依据形成和防治压疮的研究成果而设计的。

研究表明：

人体软组织承受70mmHg压力持续2小时可造成病理性改变，为每2小时翻身1次原则的制定提供了依据。

人体组织耐受间歇性压力比持续性压力的能力要强的多，如每隔3-5min解除压力1次，则能耐受更高的压力。

肌肉对压力的耐受能力不如皮肤，骨突部位上的组织承受的压力最大，应注意防护。

动脉输入毛细血管端平均压力为32mmHg，到静脉末梢端则减至12mmHg，故，平均毛细血管压约为20mmHg。因此，应将皮肤的压力减至32mmHg以下，才能较好预防卧床并发症的发生。

持续较长时间的低压力比短时间的高压力造成的组织损害更为严重。

人体组织承受的压力呈锥形分布，是导致皮肤损伤轻而皮下损伤重现象的基础。

从上述研究结果中，可以总结出如下特点：

1.能使人体组织间歇性受压则能较好预防压疮发生的作用，每2小时定时翻身3-5min解除压力1次，则能明显增加人体组织的抗压及预防压疮发生的能力和作用。

2.将皮肤的压力保持在32mmHg以下，则能有效预防压疮的发生。

3.骨突部位是躯干承受压力最大之处，是临床上形成压疮的好发部位，应作为预防的重点。

4.我们通过实际临床试验发现，躯干背部承受压力的减少与翻身角度的增加呈正相关关系，平卧位时(设定此时为0⁰)躯体后部承受的压力最大，当向压力承受部位的方向(如左侧)翻身时，随着翻身角度的增加、躯干后部承受的压力随之明显减小，至90⁰时承受的压力为0；相反，当翻身角度减小时，躯干后部承受的压力随之增大，恢复至0⁰时，其承受的压力最大。

翻身角度和躯体后部承受压力的相关关系可用一次性函数公式表达：

y＝kx+b

其中，y:因变量(角度)；x:自变量(压力)；k：斜率；b:常数。经多点计算,获得均值k＝0.1，即y＝kx＝0.1*x。

假设压力为64mmHg，此时弧形体只需转动y＝0.1*64＝6.4⁰，就能将骨突部承受的压力降至安全范围之内。

具体技术方案为：

包括弧形监护装置体，和压力监测及处理系统两部分；所述的弧形监护装置体包括弧形体和下层刚性固定支撑架，弧形体具有沿弧形方向的自由度，弧形体为分段结构，每段之间留有间隙，铰链连接；所述的下层刚性固定支撑架为分段结构，下层刚性固定支撑架的段数、弧形体的段数与病床内心的双摇体段数相同，下层刚性固定支撑架的大小与病床内心的双摇体大小相匹配，下层刚性固定支撑架相邻段通过铰链连接；弧形体通过下层的钢性固定支撑架固定连接于病床，病床内心的双摇体通过下层的刚性固定支撑架带动弧形体跟随病床进行双摇运动，满足患者不同的体位需求；弧形体与下层的刚性固定支撑架之间通过支承轴和横向弧形齿轮滑轨连接，所述横向弧形齿轮滑轨分别设置在弧形体其中两段的背部，每段各设有一条；所述支承轴用于为横向弧形齿轮滑轨提供纵向支撑力，支承轴一端固定连接在下层刚性固定支撑架上，另一端通过齿轮啮合于横向弧形齿轮滑轨内，其中，位于横向弧形齿轮滑轨中点下方的齿轮在电机驱动下成为动力齿轮，为横向弧形齿轮滑轨提供摇摆动力；两段弧形体的摇摆运动相互独立，一段用于带动患者上半身摇摆，一段用于带动患者下半身摇摆。

所述的压力监测系统及信息接收处理系统用于监测病人身体所受的压力，并做出相应动作进行调整，包括多组传感器和信息处理单元，

所述多组传感器，分别用于测量双侧肩胛区压力，双侧骶髂和腰骶部压力，双侧大粗隆区压力，以及双侧下肢踝关节处压力。

所述信息接收处理单元，工作模式如下：

⑴自动连续运行模式：在不接收压力信号的情况下，弧形体自动左右来回连续转动，速度可调，通过缩短身体受压承重时间，减轻身体各部承受的压力，预防卧床并发症的发生；

⑵反馈定向运动模式：通过压力传感器采集患者身体局部的压力值，当压力值低于设定阈值时，弧形体不转动，当压力值高于设定阈值时，弧形体自动启动，根据压力值高的身体部位和侧别，驱动弧形体向高压力身体部位的相同侧转动，转动角度以压力值低于设定阈值为至；阈值设定值为60mmHg；

⑶反馈定向、定时运动模式：腰骶部和双侧局部组织受压同时超过设定阈值时，系统定时、弧形体向双侧自动转动减压，定时的时间长短可调，每转动到一侧达到减压值后，暂停，然后再转动到另一侧并达到减压值后，暂停，之后回归原位，如此循环往复。

所述信息接收处理单元具有报警功能：系统在接收到局部压力增高信息、并自动处理的同时，自动向护士站信息台报警，报告床位姿态、压力增高的身体部位和减压运行模式、以及压力改善的实际情况。

有益效果

卧床并发症自动监测及智能护理装置采用网眼状铝合金材料制成弧形体，其下层与原病床床面之间留有空隙，使之保持空气流通，能有效预防床单、褥的潮湿而保持干燥。患者卧于装置内，整体呈弧形，便于尿便护理。能有效防止因皮肤及会阴部受潮而已发生炎症、糜烂或压疮等并发症。硬质弧形体内面可有效增加与身体的接触面积，加之内衬海绵床垫的缓冲作用，使之既舒适又能减少身体组织承受的压力，发挥有效预防卧床并发症的发生。

患者卧床时，置于骨突部位的(双侧肩胛骨部、腰骶部、粗隆部和双踝关节)压力传感器可实时将压力信息传输给中央处理系统，通过系统的分析和反馈功能，启动电机驱动弧形体以：连续缓慢转动、间歇向有利于压力减轻的方向转动、间歇双向交替转动等模式，以减轻躯体局部承受的压力，以及保持利于患者排痰、体位引流和二便处理的体位等智能护理功能。

适应性强、方便操作：卧床并发症自动监测和智能护理装置属病床配件形式，不影响原病床的双摇功能，按照医院病床的宽度分为3种型号：85cm、90cm和100cm，并可根据需要定制，医院无需购买包括病床在内的整体监护系统，除了充分利用原有病床节约资金外，并能明显拓宽该装置的临床应用范围。

附图说明

图1(a)弧形体仰视图；

图1(b)横向弧形齿轮滑轨与轴承装配关系示意图；

图2(a)弧形监护装置体示意图(含部分传感器组)；

图2(b)下层刚性固定支撑架示意图；

图2(c)弧形体俯视图；

图3接床固定器结构示意图；

图4肩胛骨传感器示意图；

图5腰骶部传感器示意图；

图6大粗隆压力传感器示意图；

图7(a)足踝传感器示意图；

图7(b)足踝传感器贴于患者脚踝的前视图；

图7(c)足踝传感器贴于患者脚踝的后视图；

图8本发明的结构运行综合示意图

其中，1、横向弧形齿轮滑轨，2、传感器，3、铰链，4、支撑轴承齿轮，5、动力轴承齿轮，6、电机，7、限位卡扣，黑色圆点表示传感器组。

具体实施方式

医院病床内心的双摇体为4段结构(注：双摇体是指病床内能使紧靠床头的第1段弧形体升起，以使患者躯干抬高呈半坐位、直至坐位，第2段不动托住臀部，使弧形体的第3段升起托住大腿的后部，以防躯干下滑)，下层刚性固定支撑架的段数、弧形体的段数与病床内心的双摇体段数相同。如图1所示，弧形体大小与医院病床内心的双摇体的大小相同，为长180cm、宽80cm，采用网眼状铝合金材料，呈15⁰的弧形，从床头位置起，第1,2和4段各长50cm，第3段长30cm，各段长度可根据实际情况进行调整，每段间留有1.5cm的间隙,采用铰链关节连接各段，弧形体上面可铺设厚5cm的透气硬质海绵、病床专用褥子和床单。弧形体的1段用于支撑腰、背，3段用于支撑大腿，4段用于支撑小腿，2段用于支撑臀部，跟随病床进行双摇运动时，2段保持水平稳定，用于支撑并稳定臀部，背、大腿、小腿在弧形体1、3、4的带动下实现体位变化。

横向弧形齿轮滑轨分别固定在弧形体的1、3段，或者固定在弧形体的1、4段。

每段弧形体背面沿长度方向分别设有左、右两条扁平铝合金钢条，每根钢条位于距离同侧弧形体边缘16cm处，厚2cm，成15⁰弧形。

在弧形体的第1段和第4段的背面，各焊接一长40cm的15⁰弧状工字形齿轮导轨，导轨中点与弧形体背面的中点重合。每条导轨两端向内5cm处用卡扣锁死，以限制弧形体的转动范围，避免脱轨。当向两侧转动时，限制范围以弧形体两侧的边缘与病床两侧的床边平齐为度。

每条导轨由5根支承轴支撑，一根支承轴位于导轨中点正下方，其余4根均匀位于每条导轨中点两侧，支承轴一端固定于下层刚性固定支撑架，一端通过齿轮与弧状工字形齿轮导轨相咬合，并通过轴承滑轮锁扣将齿轮和齿轮导轨固定，其松紧度以齿轮导轨在其内运动灵活为度。外用不锈钢罩沿齿轮导轨全长封盖，钢罩下面开有与齿轮导轨全长相适应的开口，以允许弧形体自由转动。位于导轨中点正下方的齿轮为动力齿轮，在电机带动下驱动弧形体左右摇摆。

设有9组传感器，双侧肩胛骨位置各1组，共2组，粘合在蝶形硅胶板上，外用塑胶绒布包装，以防压力感受器浸湿失效；双侧骶髂、腰骶部各1组，共3组，粘合在蝶形硅胶板上，外用塑胶绒布包装，以防压力感受器浸湿失效；双侧大粗隆压力传感器电极各1组，共2组，粘合在蝶形硅胶板上，外用塑胶绒布包装，患者侧卧时使用；足踝传感器每侧1组，共2组，分别如图4-7。传感器可置于卧床患者躯干后面的骨突部位，也可以固定于弧形体相应位置上。

压力传感器实时采集患者局部的压力信息，并发送到信息接收处理系统，信息接收处理系统根据预设的工作模式输出相应指令，通过电机驱动动力齿轮，进而驱动弧形体按照要求的方向和距离进行摇摆运动，达到减轻身体局部承受的压力，预防卧床并发症发生的目的。

如图8所示，本发明运行综合示意图，首先把220V市电经变压器转换为12V直流电，满足压力传感器的供电之需。弧形体的驱动电机采用220V市电供电，以保证电机的动力之需。压力传感器将接收到的卧床患者某身体部位的压力信息，发送至信息接收处理系统，信息接收处理系统根据模式选择输出控制信号，最终实现：①向压力高的一侧；②双侧间歇式；③双侧不间断转动翻身减压功能，以及协助完成患者坐位、半坐位、侧卧位并适合进行拍背、按摩、引流、排痰及尿便护理等体位的功能。

Claims (8)

1.一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：包括弧形监护装置体，和压力监测及处理系统两部分；所述的弧形监护装置体包括弧形体和下层刚性固定支撑架，弧形体具有沿弧形方向自由度，弧形体为分段结构，每段之间留有间隙，铰链连接；所述的下层刚性固定支撑架为分段结构，下层刚性固定支撑架的段数与病床内心的双摇体段数相同，下层刚性固定支撑架的大小与病床内心的双摇体大小相匹配，下层刚性固定支撑架相邻段通过铰链连接；弧形体通过下层刚性固定支撑架固定连接于病床，病床内心的双摇体通过下层刚性固定支撑架带动弧形体跟随病床进行双摇运动，满足患者不同的体位需求；弧形体与下层刚性固定支撑架之间通过多个顶端带有齿轮的支承轴和横向弧形齿轮滑轨实现连接，所述横向弧形齿轮滑轨分别设置在弧形体其中两段的背部，每段各设有一条；所述支承轴用于为横向弧形齿轮滑轨提供纵向支撑力，支承轴一端固定连接在下层刚性固定支撑架上，另一端通过齿轮啮合于横向弧形齿轮滑轨内，其中，位于横向弧形齿轮滑轨中点下方的齿轮在电机驱动下成为动力齿轮，为横向弧形齿轮滑轨提供摇摆动力；两段弧形体的摇摆运动相互独立，一段用于带动患者上半身摇摆，

一段用于带动患者下半身摇摆。

所述的压力监测系统及信息接收处理系统用于监测病人身体所受的压力，并做出相应动作进行调整，包括多组传感器和信息处理单元，

所述多组传感器，分别用于测量双侧肩胛区压力，双侧骶髂和腰骶部压力，双侧大粗隆区压力，以及双侧下肢踝关节处压力。

2.根据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：

所述弧形体有4段，其中、1段用于支撑腰、背，2段用于支撑臀部，3段用于支撑大腿，4段用于支撑小腿；

与弧形体对应，刚性固定支撑架有4段，且与弧形体各段一一对应；

横向弧形齿轮滑轨分别固定在弧形体的1、3段，或者固定在弧形体的1、4段。

3.根据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：

所述的弧形体由网眼状铝合金材料制成，曲度为15°，每段弧形体背面两侧设有扁平钢条，用于保持结构稳定。

4.根据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：

所述每根横向弧形齿轮滑轨至少由5根支承轴支撑；所述齿轮滑轨上设有限位卡扣，用于对摇摆运动进行限位。

5.根据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：

设置了两个电机，分别驱动两个动力齿轮。

6.根据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：所述弧形体的结构尺寸设有不同型号，适用于医院不同宽度和长度的病床。

7.据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：

所述信息处理单元工作模式如下：

⑴自动连续运行模式：在不接收压力信号的情况下，弧形体自动左右来回连续转动，速度可调，通过缩短身体受压承重时间，减轻身体各部承受的压力，预防卧床并发症的发生；

⑵反馈定向运动模式：通过压力传感器采集患者身体局部的压力值，当压力值低于设定阈值时，弧形体不转动，当压力值高于设定阈值时，弧形体自动启动，根据压力值高的身体部位和侧别，驱动弧形体向高压力身体部位的相同侧转动，转动角度以压力值低于设定阈值为至；阈值设定值为60mmHg；

⑶反馈定向、定时运动模式：腰骶部和双侧局部组织受压同时超过设定阈值时，系统定时、弧形体向双侧自动转动减压，定时的时间长短可调，每转动到一侧达到减压值后，暂停，然后再转动到另一侧并达到减压值后，暂停，之后回归原位，如此循环往复。

8.据权利要求1所述的一种卧床并发症自动监测和智能护理装置，其特征在于：

所述信息接收处理单元具有报警功能：系统在接收到局部压力增高信息、并自动处理的同时，自动向护士站信息台报警，报告床位姿态、压力增高的身体部位和减压运行模式、以及压力改善的实际情况。

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