自動化護理床的研究——關愛老年生活品質

04-17

隨著中國老齡化人數的加劇，我國2015年60歲以上的人口達到了2.2億，其中65歲以上的老人數量14434萬，預計到2020年老人數量達到2.48億，2025年將達到3億。

老齡化人口的加劇，必然帶來老齡化問題，主要體現在健康與照理兩個方面。中風、腦梗、偏癱等多種疾病導致很多老人生活無法自理，極大的影響了生活品質，養老問題也加大了兒女的負擔。

我國人口結構日趨老齡化，但目前與老齡化趨勢相適應的老年人護理行業相對滯後，養老護理還是以傳統的方法為主。尤其對於長期卧床不起的老年人或病人，由於無力翻身、行動不便等原因，護理人員的勞動強度很大。若不能及時翻身，臀部和後背長期局部受壓，引起血液循環不暢，導致產生褥瘡，嚴重危害病人的健康。

針對長期卧床不起的老年人或病人的長期護理，為了減輕護理人員的勞動，縮短長期陪護時間，甚於解放陪護人員。為了給更多需要被看護的老年人及病人帶來更周全的照料，護理床的設計應趨於自動化，人性化設計是需要著重考慮的因素。護理床要在功能上實現多樣化，加強用戶體驗。

功能上要實現背部升降功能，自動大小便、腿部升降、左右翻身、洗頭洗腳、輸液就餐這些常用功能，將會極大的實現護理品質。

一、多功能護理床市場調研分析

創新是提高產品競爭力的有效手段，要想設計出成功的產品，不僅要實現技術的創新，更要注重新產品的用戶體驗情況。通過調研我們得到第一手資料，了解到國內外市場上已有護理床的相關信息，並結合用戶體驗進行對比分析，得出現有醫療護理床存在的問題，在此基礎上提出適宜的創新設計方案。

1、國內外已有產品的相關信息傳統的醫療護理床均為功能簡單的手搖式護理床或者簡易的電動護理床，基本只包含床體的升降功能，但是病人上廁所、翻身等行為都無法通過醫療護理床完成，只能藉助醫護人員的外力來進行一系列行為。近年來，隨著計算機控制、信息網路的飛速發展，醫療護理床的發展趨勢將是網路化、數字化和智能化的多功能護理床。日、美、歐等發達國家，已開發研製出各種檔次的多功能護理床，而且技術比較領先，但價格昂貴，普通消費者難以享用。自21世紀以來，我國掀起了生產多功能護理床的熱潮，一些製造類企業發現了護理設備的市場潛力，引進並生產了一些多功能護理床設備，市面上銷售的多功能護理床基本都是可調的三折床板設計，在翻身方面採用三板聯動，實現了側翻36°～45°的功能，同時也有一些廠家使用了不同原理的便盆和活門的聯動機構，但很多廠家都只注重短暫的利益回報，幾乎忽視了用戶體驗在產品設計中的重要性，比如，已有產品在翻身方面雖採用三板聯動，但側翻角度過小，在無人看護的情況下依然不能自動實現側翻功能，此外，大小便功能雖能實現，但臀部活門設計欠佳，有的護理床甚至無活門，總之這個產業在我國總體上來說尚處於起步階段。

2、多功能護理床功能需求分析多功能護理床的普及是為了給更多需要被看護的老年人及病人帶來更周全的照料，因此人性化設計應當成為多功能護理床設計過程中著重考慮的因素。為了更好地實現多功能護理床設計的完整性和完善性，我們走訪了本地部分醫院，主要對老年人護理存在的問題、護理床的需求程度進行了調查，並結合市場上現有多功能護理床的用戶體驗情況，總結出擬創新設計的多功能護理床應能滿足如下功能需求：①能自動實現坐起、平躺，左右翻身不低於90°，能自動實現左右側睡。因為對於癱瘓病人來說，側翻身一定要超過90°，才能把側身的重心移向一側，實現側睡，否則根本實現不了人體的側翻功能，人背部的皮膚仍壓在床板上，皮膚表層血管仍受壓，生褥瘡的條件未消除。②能自動實現大小便，應該具備比較人性化的臀部活門設計，既能方便大小便，又不至於側翻身時存在身體從活門中暴露之類的不雅。③能實現起背、曲腿等功能，實現躺姿自由化。以上幾點用戶所需是當下市場上的醫療護理床所缺失的，若能創新設計出一款多功能護理床能滿足上述幾點，不僅能提高護理水平，造福人類，也能給生產企業帶來經濟效益。

二、多功能護理床的總體設計方案

針對前期的調研結果，歸納出本設計可實現的創新之處，並以此為依據進行多功能護理床的結構分析與設計，主要包括機械結構設計和控制系統設計兩個方面，比如，多功能護理床的總體布局、各功能模塊的機構形式，以及選取合適的驅動和控制方式等等。

1、機械結構設計從機械結構上說，多功能護理床可分為主體和附件兩大部分，主體包括側翻、起背，以及臀部活門等功能模塊，附件包括床墊、護欄、輸液架和餐桌等輔助設施，其中主體是護理床的核心部分，也是設計的關鍵所在，下面就以側翻、起背兩大主體功能為例說明創新設計的構思。

2、翻身功能的實現床板縱向可設計成三板聯動機構，由A、B、C三塊組成，如圖1所示，板與板之間分別用鉸鏈1和2聯接，床板B下部裝有翻身拉杆D，D的兩端有鉸鏈，其中的一端鉸鏈穿在固定於機架上的鉸鏈孔中，另一端與床板鉸鏈2連在一起，這樣，A、B兩板可以繞鉸鏈2旋轉0°～180°，考慮到實際應用的需要，A、B兩板一起翻轉時取105°，即可使人體側卧在C板上，實現側睡，同理B、C兩板也可一起翻轉105°，實現另一側睡，E為機械手，機械手的轉動可由電動推桿的伸出與收縮實現。

3、起背功能的實現為了滿足人體對躺姿的不同需求，床面縱向設計成五部分，四節點，人體在床上可以屈伸成任意姿勢，頸、腰、膝、腳四大關節可以自由擺布。按照人體動作規律來進行設計，起背時先抬頭後起背，當電動推桿4伸出時，抬枕樑上抬，使頭板2上抬至需要的角度，然後直接接觸背板1，使背板在0°～90°之間轉動，實現人體上半身坐起來，複位時先平躺後放頭，當電動推桿4收回時，背板1先放平，再讓頭板2放平。

4、控制系統設計如果把多功能護理床的各個功能機構比作「身體」，那麼控制系統則是「大腦」，是完成各個動作的核心。本設計中控制系統的功能主要是完成起背、側翻、曲腿等相關動作，通過對直線推桿的控制來完成，由於原動件數目較少，控制系統較為簡單，本設計採用集中式控制系統，控制系統的框圖如圖3所示。單片機負責識別遙控器按鍵、輸出驅動模塊控制信號，紅外線接收模塊將遙控器發出的信號解調，然後經單片機讀取以識別該遙控器按鍵值。系統依據遙控器的按鍵值，將控制信號傳輸給特定的驅動模塊。驅動模塊接收到控制信號之後，驅動直流伺服電機正轉或反轉，從而使電動推桿拉長或縮短。在電動推桿運動的同時，與其固定連接的位置感測器連續地將位置信號反饋給單片機，通過比較反饋值與設定值，以確定電動推桿的運動是否到位。在編製程序時應該要設定自鎖和互鎖功能，即每次只准一個功能動作，只有該功能停下後，才能啟動另一功能動作，比如，只有在平躺的情況下才能實現左右翻身功能，同時也應該能響應中斷，在電動推桿的整個運動過程中，一旦觸發中斷就輸出剎車信號。