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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 臥床病人智能翻身防褥瘡氣墊
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 對(duì)于長(zhǎng)期臥床病人，若護(hù)理不當(dāng)，就比較容易產(chǎn)生褥瘡。隨著上海進(jìn)入老年化社會(huì)，臥床老人的護(hù)理越發(fā)顯得重要。 本作品是一種用于臥床病人護(hù)理的，使用單片機(jī)控制的智能翻身氣墊?？芍苯臃胖迷谄胀ǖ拇布苌?。設(shè)置了無(wú)線電和聲音遙控裝置，用于截癱和其他臥床病人自主控制翻身；還具有單片機(jī)定時(shí)設(shè)置，能按用戶設(shè)定的時(shí)間，自動(dòng)幫助自主意識(shí)不強(qiáng)的臥床病人定時(shí)翻身。除此之外，還具有按摩功能，并能依靠一個(gè)放在臥床者頭背部的、可充氣的三角形氣墊，幫助病人坐起，以方便喂食，減少食物嗆入氣管的幾率。 本作品獲得上海市教委的資助（學(xué)校配套合計(jì)2萬(wàn)元），已提供給上海市第五人民醫(yī)院以及閔行區(qū)紅旗敬老院等單位的臥床病人試用，基本符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。本作品已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。
- 詳細(xì)介紹：
- 本智能氣墊主要由左右2個(gè)氣道組成，采用了單片機(jī)技術(shù)，能夠智能地控制左右2氣道循環(huán)充放氣，使整個(gè)氣墊形成左側(cè)和右側(cè)的氣道（或稱“氣囊”）高度不同，從而可以使臥床者從左側(cè)睡改變?yōu)檠雠P，再進(jìn)而變?yōu)橛覀?cè)睡。反之，也可以產(chǎn)生相反的過(guò)程。 本氣墊能均分臥床者的體重，具有“無(wú)線電遙控翻身”、“語(yǔ)音控制翻身”、“設(shè)定定時(shí)翻身”等3種智能翻身功能，能智能地改變臥床者皮膚的受壓點(diǎn)，可防止褥瘡的發(fā)生。 本智能氣墊還設(shè)置了壓力開(kāi)關(guān)，以防氣道爆裂；還在三個(gè)側(cè)面設(shè)置了護(hù)欄，以防臥床病人跌落。還設(shè)置了三角形的靠背氣墊，可以將病人的頭背部緩慢推起，成60度角坐起。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：臥床病人的自理能力較差，固定的睡姿易導(dǎo)致褥瘡。身體肥胖的病人，幫助他們翻身十分吃力，老年化家庭更是苦不堪言。如果雇護(hù)工，每年支出約2~3萬(wàn)元（上海），其中翻身的護(hù)理費(fèi)約占30%，家庭負(fù)擔(dān)較重。我們?cè)O(shè)計(jì)了能智能翻身的臥具，減少病人由于褥瘡帶來(lái)的痛苦，較大地減輕家庭的護(hù)理負(fù)擔(dān)。 基本思路：（1）均分病人體重（采用氣囊，減小骨骼突出部位皮膚的受壓）；（2）定時(shí)翻身（由護(hù)理人采用單片機(jī)設(shè)定）；（3）自主控制翻身（采用無(wú)線遙控或聲控技術(shù)）；（4）防滑跌（設(shè)計(jì)氣墊護(hù)欄）；（5）防爆裂（安裝壓力開(kāi)關(guān)）；（6）必須設(shè)計(jì)輕巧（采用氣墊技術(shù)）。 創(chuàng)新點(diǎn)：（1）可實(shí)現(xiàn)多種模式的定時(shí)翻身和按摩，智能化程度高；（2）能實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控和聲控自主翻身；（3）安裝充氣護(hù)欄，防止病人翻滾下床，增加安全系數(shù)；（4）使用壓力開(kāi)關(guān)，使得氣囊在充氣時(shí)不會(huì)爆炸；放氣時(shí)的終止壓力能夠得到控制。 技術(shù)關(guān)鍵：（1）單片機(jī)程序編制；（2）外圍測(cè)控電路；（3）無(wú)線遙控和聲控電路；（4）充放氣氣路設(shè)計(jì)。 主要技術(shù)指標(biāo)： （1）長(zhǎng)寬高：2m×1.1m×0.4m；（2）凈重：4kg；（3）充氣最大壓力：0.015MPa；（4）充氣流量> 4 lpm；（5）可設(shè)定的翻身周期：20~180min；（6）最大無(wú)線遙控距離：10m；（7）最大語(yǔ)音遙控距離：1m（環(huán)境噪聲：40dB）；（8）消耗功率：充氣時(shí)的功率40W，靜態(tài)功率：0.2W
科學(xué)性、先進(jìn)性
- （1）與普通席夢(mèng)思相比，氣墊能均分臥床者的體重，減小皮膚的局部壓迫，從而減少了發(fā)生褥瘡的幾率； （2）通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制左右氣囊的充放氣程度，緩慢地改變左右側(cè)的傾斜度，從而可以使臥床者由仰臥改變?yōu)樽笈P，或右臥，改變臥床病人的睡姿和皮膚的受力點(diǎn)，進(jìn)一步防止發(fā)生褥瘡； （3）與普通的氣墊比較，我們采用單片機(jī)控制，智能程度高。程序設(shè)計(jì)了對(duì)左右兩個(gè)氣道進(jìn)行循環(huán)充放氣，使它們產(chǎn)生波動(dòng)，對(duì)皮膚產(chǎn)生按摩作用，改善局部血液循環(huán)； （4）設(shè)置了壓力開(kāi)關(guān)，能防止氣道的爆裂； （5）與其他氣墊相比，本作品具有人性化設(shè)計(jì)，包含了無(wú)線遙控、聲控和定時(shí)翻身，使得翻身形式多樣化和可控化； （6）完全放氣后，體積小，重量輕，可以折疊，方便運(yùn)輸。重新打開(kāi)時(shí)，將之?dāng)偲降酱布苌希伾洗矄?，插上電源，按下充氣按鍵即可，不需要專業(yè)技術(shù)人員安裝； （7）還加工了一個(gè)能幫助臥床病人“坐起來(lái)”的三角形靠背氣墊，放置于腰部以上位置。充氣后能逐漸將病人推起，以便于喂食及護(hù)理。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- （1）2008.1，參展上海新國(guó)際博覽中心舉辦的中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)； （2）2008.2，獲“上海市閔行區(qū)群眾性科研項(xiàng)目”三等獎(jiǎng)； （3）2008.5，獲上海市教委 “大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目”資助，學(xué)校配套合計(jì)2萬(wàn)元； （4）2009.2，獲國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?，某密封材料有限公司與課題組進(jìn)行了合作洽談； （5）2009年5~6月，給上海市閔行區(qū)、青浦區(qū)的敬老院，以及上海市第五人民醫(yī)院病人試用； （6）2009.5，參加“全國(guó)科技活動(dòng)周暨上?？萍脊?jié)——與世博同行大型主題展”； （7）2009.5，在同濟(jì)大學(xué)，參加上海市教委舉辦“大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)論壇”； （8）2009.6，參加“挑戰(zhàn)杯”上海市選拔賽獲一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擬產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合生產(chǎn)；已有一家壓力器具有限公司就合作生產(chǎn)事項(xiàng)，與本課題組進(jìn)行了初步的洽談。
作品可展示的形式
- 實(shí)物作品，現(xiàn)場(chǎng)演示，錄像及原理動(dòng)畫。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：將氣墊放置于普通床架上，鋪上床單，接通電源，選擇不同的翻身方式或定時(shí)時(shí)間，即可開(kāi)始充氣和智能翻身。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：有多種翻身方式，智能化程度高。具有遙控和聲控控制方式，能定時(shí)翻身和按摩。 適應(yīng)范圍：長(zhǎng)期臥床病人、老年人。可以在家庭、護(hù)理院、醫(yī)院等場(chǎng)所使用。 推廣前景： 至2008年，全國(guó)65歲以上老年人已接近1億人，并以每年3%的速度增長(zhǎng)。我國(guó)目前約有40多萬(wàn)長(zhǎng)期臥床病人，所以有較好的推廣前景。 市場(chǎng)分析：全國(guó)的護(hù)理床銷量逐年上升。若市場(chǎng)占有率固定，本作品的銷量將隨整個(gè)市場(chǎng)一同增長(zhǎng)；若在類似的價(jià)格下，由于本作品的人性化和智能化以及科技含量較高，銷路有可能超過(guò)其他護(hù)理床。經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：每臺(tái)元器件成本約540元，若銷售價(jià)定為成本的2倍（1080元），除去其他費(fèi)用及人工支出，利潤(rùn)約為差價(jià)的1/3（180元）。若初期銷量為上海市市場(chǎng)總量的2%（約1200臺(tái)），則初期的利潤(rùn)可達(dá)21萬(wàn)元。
同類課題研究水平概述
- （1）國(guó)內(nèi)目前使用的防褥瘡床有：脈沖式充氣床墊、海綿式褥瘡墊、水床等。以上均不能產(chǎn)生自動(dòng)翻身動(dòng)作。 （2）國(guó)內(nèi)羅麗珊等人所研究的《自動(dòng)交替承托側(cè)翻床分散和減少體壓及預(yù)防褥瘡的應(yīng)用研究》的項(xiàng)目，可通過(guò)單片機(jī)控制直流電機(jī)，帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)交替承托改變床面支撐角度,使病人完成背部受壓點(diǎn)變換，需要較復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 （3）上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院的于忠海、張歡歡、辛紹杰等老師研制的“基于ADAMS的多功能床” ，利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS對(duì)多功能床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了仿真計(jì)算，提出了一種基于單自由度平面連桿機(jī)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)護(hù)理床。在一個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下左右，以及上下幾塊床板，按人坐起的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)抬背、屈腿和踏腳等3個(gè)功能動(dòng)作，同步完成。 （4）韓國(guó)AD防褥瘡墊：墊體外觀顏色新穎，塊狀設(shè)計(jì)，具有兩個(gè)基本功能：一是有較好地分散壓力，能使壓力分散在較大的面積上。二是承重的界面有較好的透氣和散熱性能。 （5）美國(guó)輥式直接接觸型的防褥瘡床技術(shù)：輥輪提供了表面按摩的功能，刺激皮膚從而有利于血液的循環(huán)。但該技術(shù)所采用的輥式按摩相對(duì)于人體，顯得比較硬，不如本作品的氣墊按摩。 （6）粵華公司生產(chǎn)的粵華牌褥瘡防治床墊：該產(chǎn)品從上至下分A、B兩組氣道，每12分鐘，A、B兩組氣道循環(huán)充放氣，起波動(dòng)作用，使床墊具有按摩和透氣性能，促進(jìn)血液循環(huán)。 缺點(diǎn)是：只有上下按摩，不能左右翻身，不能由用戶設(shè)定按摩的方式和時(shí)間間隔。 （7）常州嘉泰醫(yī)用器械有限公司的家用醫(yī)用護(hù)理床：不銹鋼制，利用手搖機(jī)械臂，調(diào)整左右床板的斜度，達(dá)到翻身的目的。缺點(diǎn)：智能化水平低，搖動(dòng)吃力。 總之，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的防褥瘡技術(shù)及產(chǎn)品大多局限在局部受力分散，沒(méi)有翻身和將臥床者推坐起來(lái)的功能。而本作品是通過(guò)氣墊的高度差促成人體翻身，實(shí)現(xiàn)身體受力轉(zhuǎn)移和按摩作用，從而達(dá)到防止褥瘡的作用。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本作品的人性化和智能化水平較高。
