基于智能檢測(cè)與康復(fù)的多功能護(hù)理床

【作 者】蔣皆恢，潘曉潔，姜賢波，嚴(yán)壯志

1 上海大學(xué)通信與工程信息學(xué)院，上海市，200444

2 上海大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所，上海市，200444

3 上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，上海市，200444

基于智能檢測(cè)與康復(fù)的多功能護(hù)理床

【作 者】蔣皆恢1,2，潘曉潔3，姜賢波1，嚴(yán)壯志1,2

1 上海大學(xué)通信與工程信息學(xué)院，上海市，200444

2 上海大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所，上海市，200444

3 上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，上海市，200444

隨著社會(huì)老齡化的到來(lái)，開發(fā)同時(shí)適合醫(yī)院、養(yǎng)老院、居家等使用的智能多功能護(hù)理床具有廣泛的應(yīng)用前景。該文通過(guò)列舉和分析國(guó)內(nèi)外最新產(chǎn)品，總結(jié)出現(xiàn)有智能護(hù)理床主要具備四大功能: 安全保障、輔助治療、人體舒適度優(yōu)化以及人機(jī)交互通信。最終，通過(guò)對(duì)比現(xiàn)有功能和實(shí)際需求，該文提出新型多功能護(hù)理床的四個(gè)功能發(fā)展趨勢(shì)：生理參數(shù)監(jiān)護(hù)、輔助睡眠、智能控溫以及視頻通信。

老齡化；多功能護(hù)理床；智能檢測(cè)；康復(fù)；慢性疾病

0 引言

全球已進(jìn)入了老齡化社會(huì)，隨著人體衰老和各項(xiàng)機(jī)能的衰退，老年人群經(jīng)常遇到慢性疾病的困擾，例如高血壓、高血糖、高血脂、慢性腸胃、骨骼疾病以及呼吸道疾病等，而這些疾病將導(dǎo)致惡性疾病的發(fā)生，例如心肌梗死、腦卒中、糖尿病等。因此，如何在這些慢性疾病發(fā)生的初始階段甚至未發(fā)生階段幫助老年人建立健康的生活理念和行為方式，針對(duì)老年人群開展無(wú)創(chuàng)無(wú)損的自我健康監(jiān)測(cè)、最終實(shí)現(xiàn)老年人健康自我管理，成為老年醫(yī)療健康研究中非常重要的課題之一，即“治未病”[1]。2008年世界衛(wèi)生組織針對(duì)老年人群的一份健康調(diào)查報(bào)告表明“治未病”需從老年人日常生活“衣食住行”入手，即“建立健康的飲食運(yùn)動(dòng)習(xí)慣、保持充足和高質(zhì)量的睡眠，以及良好的心態(tài)和社交圈”[2]。其中，是否擁有高質(zhì)量的甜美睡眠被認(rèn)為直接影響老年人的健康與生活質(zhì)量。

睡床是關(guān)乎到人體睡眠的一個(gè)重要因素，在現(xiàn)實(shí)生活中，慢性疾病和術(shù)后康復(fù)老年人更需要一張合適的睡床，既有利于保證睡眠質(zhì)量，又有利于使用者活動(dòng)、康復(fù)鍛煉。近年來(lái)，隨著可穿戴智能醫(yī)療設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)、海量健康數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及新型診療技術(shù)的發(fā)展，基于智能檢測(cè)與康復(fù)的多功能護(hù)理床逐漸成為老年福祉產(chǎn)品中熱門的應(yīng)用之一，國(guó)內(nèi)外眾多公司都曾針對(duì)智能床（床墊）進(jìn)行過(guò)專項(xiàng)的研發(fā)，但是產(chǎn)品多數(shù)是適應(yīng)醫(yī)院病床而設(shè)計(jì)的功能性護(hù)理床，外形龐大、功能單一、價(jià)格昂貴，不適合養(yǎng)老院、居家等非專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用。 由于社區(qū)養(yǎng)老和家庭養(yǎng)老正成為目前主流養(yǎng)老形式，因此開發(fā)同時(shí)適合醫(yī)院、養(yǎng)老院、居家等使用的智能多功能護(hù)理床，具有廣泛的應(yīng)用前景。

為了更好地了解目前市場(chǎng)上產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)與不足，本文對(duì)現(xiàn)有的基于智能檢測(cè)與康復(fù)的多功能護(hù)理床展開綜述，分析其優(yōu)劣，最終提出新型多功能護(hù)理床的發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)展望。

1 國(guó)內(nèi)外多功能護(hù)理床發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)90年代是智能護(hù)理床的啟蒙發(fā)展階段。由于科技水平、老齡化程度和勞動(dòng)力成本等原因，美國(guó)和日本公司最早在智能護(hù)理床方面開展研發(fā)工作，至今為止這兩個(gè)國(guó)家研發(fā)的產(chǎn)品最多、功能也最為豐富，其中又以八樂夢(mèng)（Paramount Bed）、史賽克（Stryker）和屹龍（Hill-rom）這三家公司產(chǎn)品為代表。其產(chǎn)品特點(diǎn)包括設(shè)計(jì)生產(chǎn)高度專業(yè)化；技術(shù)先進(jìn)；產(chǎn)品線覆蓋面廣、市場(chǎng)細(xì)分完善；有 FDA 等政府機(jī)構(gòu)與行業(yè)間相互協(xié)調(diào)，制定并完善相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范產(chǎn)品。從市場(chǎng)基本品類來(lái)分，國(guó)外產(chǎn)品可以分為兩種：一是重癥監(jiān)護(hù)病房( Intensive Care Units, ICU)用醫(yī)療護(hù)理床，適合專業(yè)人員長(zhǎng)時(shí)間看護(hù)和緊急醫(yī)療處理。這類護(hù)理床高度技術(shù)化，功能齊全，滿足重癥看護(hù)所需特殊要求，基本全電動(dòng)化，但價(jià)格較昂貴。第二種是泛用型醫(yī)療護(hù)理床，適用范圍廣，可以從醫(yī)院到專業(yè)看護(hù)機(jī)構(gòu)再到家庭看護(hù)，其產(chǎn)品特點(diǎn)技術(shù)與功能性相對(duì)較低，電動(dòng)手動(dòng)均可，多樣化程度高，價(jià)格較低。與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)多功能智能護(hù)理床的研發(fā)仍處于起步階段，大多以中小企業(yè)為主，缺乏自己的技術(shù)，局限于仿制和代工。產(chǎn)品的功能多為基礎(chǔ)的日常護(hù)理，例如接二便和翻身，尚沒有國(guó)外產(chǎn)品功能豐富，只能滿足老年人的基本需求，但無(wú)法進(jìn)一步提升他們的生活質(zhì)量。國(guó)內(nèi)代表性公司包括創(chuàng)明利、普康等[3]。以下為市場(chǎng)部分最新產(chǎn)品：

1.1 Stylish Hospital Bed

Stylish Hospital Bed（圖1）是日本八樂夢(mèng)公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的最新一款電動(dòng)病床，能夠升降靠背和膝蓋；調(diào)整高度；顯示和限制床體的角度；防止病人滑動(dòng)；調(diào)整成包括特倫德倫伯臥位在內(nèi)的多種輔助治療的位置；基礎(chǔ)的手動(dòng)CPR（心肺復(fù)蘇）功能和可選的電動(dòng)CPR功能；可以在床上進(jìn)行X光檢查；具有護(hù)士控制面板；另外，為了保證安全，有腳輪防靜電和防誤操作的措施。

圖 1 “Stylish Hospital Bed”電動(dòng)病床[4]Fig.1 “Stylish Hospital Bed” electrical hospital bed

1.2 Electric and Manual Beds FL23SE

Electric and Manual Beds FL23SE/FL23SM(圖2)是美國(guó)史賽克公司生產(chǎn)的最新一款產(chǎn)品，具有輔助翻身功能；可迅速將床放平后方便進(jìn)行CPR(心肺復(fù)蘇)；放置氧氣瓶；四輪制動(dòng)且有可伸縮調(diào)整方向的第五輪；對(duì)護(hù)理床進(jìn)行監(jiān)控和呼叫護(hù)士；為了保證患者的安全，可以固定患者防止自我傷害或受傷；床頭設(shè)有患者幫助操控界面，在護(hù)理人員不在的時(shí)候幫助患者自己移動(dòng)自己的位置；另外還有備用電池以防止移動(dòng)過(guò)程中沒電，增強(qiáng)續(xù)航能力，以及備有小夜燈。

圖2 “Electric and Manual Beds FL23SE/FL23SM”護(hù)理床[5]Fig.2 “Electric and Manual Beds FL23SE/FL23SM” nursing bed

1.3 普康DA-6多功能電動(dòng)護(hù)理床

DA-6 多功能電動(dòng)護(hù)理床（圖3）是普康醫(yī)療設(shè)備有限公司生產(chǎn)的一款高檔護(hù)理病床，除了基礎(chǔ)的背起等位置調(diào)節(jié)功能以外，此產(chǎn)品支持全體位背部拍片功能；床頭兩側(cè)護(hù)欄內(nèi)外有嵌入式按鍵，方便患者及醫(yī)護(hù)人員操作；底部腳踏式控制器；床頭配有安全鎖和防撞輪。

圖3 “普康DA-6”多功能電動(dòng)護(hù)理床[6]Fig.3 “PuKang DA-6” multifunctional electrical nursing bed

2 多功能智能護(hù)理床功能分類

通過(guò)對(duì)于市場(chǎng)上多款現(xiàn)有產(chǎn)品的分析，我們發(fā)現(xiàn)多功能智能護(hù)理床的功能根據(jù)其目的大致可以分為以下幾類：

安全保障功能 多功能護(hù)理床的首要功能是保障老年人基本的人身安全，包括應(yīng)對(duì)突發(fā)的病情、防止不正確的使用和一些應(yīng)急措施等。其功能包括離床檢測(cè)、防滑等，代表產(chǎn)品有：Stryker S3 MedSurg Bed，邦恩多功能手動(dòng)護(hù)理床SJ2-1等。

輔助治療功能 為了方便進(jìn)行治療、基礎(chǔ)檢查或者輔助康復(fù)，多功能護(hù)理床的功能設(shè)計(jì)一般以床體的變形作為實(shí)現(xiàn)手段，如迅速將床放平以方便進(jìn)行心肺復(fù)蘇；也有改變床的部分材料以達(dá)到目的，如床上胸透。其功能主要包括體位選擇、輔助復(fù)健等，代表產(chǎn)品有：Hill-rom的The TotalCare?Bariatric Plus Bed等。

人體舒適度優(yōu)化功能 對(duì)于長(zhǎng)期臥床的老人來(lái)說(shuō)，一天大部分甚至全部的時(shí)間都在床上度過(guò)，長(zhǎng)期保持一樣的姿勢(shì)。如果護(hù)理床設(shè)計(jì)的不夠人性化會(huì)帶來(lái)身體上的不適，所以，護(hù)理床的舒適程度對(duì)老人的生活質(zhì)量有著極大的影響，為了提高舒適度，護(hù)理床被賦予了長(zhǎng)度調(diào)節(jié)、壓力重分配等功能。此外，部分多功能護(hù)理床還通過(guò)翻身等功能輔助老年人睡眠，代表產(chǎn)品有：vista medical 的BodiTrak Smart bed等。

人機(jī)交互與通信功能 為了更好地與醫(yī)療機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系實(shí)現(xiàn)健康管理和疾病預(yù)警，以及有效地減輕護(hù)理人員的工作強(qiáng)度和難度，多功能護(hù)理床在智能運(yùn)送，人機(jī)交互等功能方面都做出了一定的改進(jìn)與優(yōu)化，代表產(chǎn)品：Hill-Rom 的CompellaTMBariatric Bed等。

表1給出了現(xiàn)有市場(chǎng)上多功能智能護(hù)理床的功能名稱、描述、常用技術(shù)以及相關(guān)代表產(chǎn)品[7-10]。

3 多功能智能護(hù)理床面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

目前，國(guó)內(nèi)外企業(yè)對(duì)智能護(hù)理床市場(chǎng)正產(chǎn)生關(guān)注，多功能護(hù)理床研發(fā)在功能上正趨向多元化，并逐漸占領(lǐng)ICU以及康復(fù)醫(yī)院市場(chǎng)。然而，隨著社區(qū)養(yǎng)老和家庭養(yǎng)老的普及，多功能護(hù)理床的研發(fā)將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，多功能護(hù)理床的發(fā)展趨勢(shì)可從以下幾個(gè)方面展開：

(1) 生理參數(shù)監(jiān)測(cè) 大部分老年人患有慢性病，為了能夠掌握他們身體狀況的變化，在慢性病導(dǎo)致一些突發(fā)疾病時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療，要對(duì)他們的各項(xiàng)生理參數(shù)（如血壓、血糖等）進(jìn)行長(zhǎng)期和不間斷監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)，即通過(guò)醫(yī)護(hù)工看護(hù)很難做到連續(xù)不間斷監(jiān)測(cè)。隨著互聯(lián)網(wǎng)，計(jì)算機(jī)和生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，智能護(hù)理床可通過(guò)錄像錄音設(shè)備，紅外傳感設(shè)備以及超聲傳感設(shè)備裝在床墊或者床的周圍來(lái)獲取老人的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取有關(guān)護(hù)理床的使用信息和老人的生理參數(shù)包括呼吸、脈搏或者體動(dòng)[11-12]。此外，監(jiān)測(cè)到的生理參數(shù)可通過(guò)無(wú)線傳感技術(shù)傳輸至服務(wù)器或智能手機(jī)等終端進(jìn)行儲(chǔ)存和分析，提供給醫(yī)生，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。

(2) 輔助睡眠 許多老年人的睡眠時(shí)間都很短，睡眠質(zhì)量比較差，甚至有一部分老人需要長(zhǎng)期服用安眠藥，這極大地影響了老年人生活質(zhì)量。如果智能護(hù)理床具備輔助睡眠的功能，例如助眠音樂和輕柔的按摩等，既可營(yíng)造舒適的睡眠環(huán)境，幫助使用者更快入睡，進(jìn)入深度睡眠，又可緩解使用者的身心疲勞，實(shí)現(xiàn)睡眠養(yǎng)生。

(3) 智能控溫 老年人相較年輕人更易受寒且自身溫度調(diào)節(jié)能力差，外界溫度的變化將影響老年人睡眠質(zhì)量，從而影響老年人身心健康。如果護(hù)理床的智能控溫可以做到加熱、降溫或者兩者兼顧，將有效提高老人的舒適感，并幫助醫(yī)生更加準(zhǔn)確地達(dá)到康復(fù)或治療所需的溫度。

(4) 視頻通訊 子女的陪伴或看望是老人最為重要的精神需求，但是不少子女會(huì)因?yàn)楣ぷ鞯仍蚨鵁o(wú)法陪伴在老人身邊或者不能經(jīng)常探望老人。視頻通訊是一個(gè)不影響子女正常工作生活、又能滿足老人經(jīng)常見到子女的方法。 將這一功能融入護(hù)理床，可以更大程度地滿足老年人精神需求，也可幫助子女實(shí)時(shí)地了解父母身體健康狀況。

現(xiàn)今，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，以上的功能實(shí)現(xiàn)已成為可能。然而，如何將以上功能融入到智能護(hù)理床并將其推向市場(chǎng)，仍將面臨以下的幾點(diǎn)挑戰(zhàn)：

(1) 降低成本以實(shí)現(xiàn)推廣 價(jià)格偏高是多功能智能護(hù)理床推廣的一大阻礙，這就意味著，在研發(fā)時(shí)，要盡可能降低制造的成本，使價(jià)格達(dá)到更多人能承受的范圍。因此，如何實(shí)現(xiàn)護(hù)理床功能的模塊化，使得用戶可以根據(jù)需求選擇功能模塊，減少冗余的功能，從而降低成本，是智能護(hù)理床研發(fā)的挑戰(zhàn)之一。

(2) 提升用戶體驗(yàn) 如何開發(fā)自然交互的人機(jī)接口，幫助老年人在無(wú)意識(shí)行為過(guò)程中享受新功能帶來(lái)的便利是智能護(hù)理床研發(fā)的第二大挑戰(zhàn)。在保證使用安全的前提下，簡(jiǎn)化用戶接口，實(shí)現(xiàn)功能智能

化，提升用戶體驗(yàn)，降低老年人群對(duì)電子產(chǎn)品和新技術(shù)的排斥性，可幫助老年人更快在非醫(yī)院場(chǎng)景下接受智能護(hù)理床。

表 1 多功能智能護(hù)理床功能列表Tab.1 Function lists for multifunctional intelligent nursing beds

(3) 提高美學(xué)和文化融入感 中國(guó)老年人更傾向于選擇木質(zhì)床，而不是目前廣泛在護(hù)理床上使用的塑料和金屬，這是與國(guó)外不同之處。如何幫助老年用戶群體在心理上接受多功能智能護(hù)理床，在美學(xué)設(shè)計(jì)和材料選擇方面做出相應(yīng)的調(diào)整，并與功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將是智能護(hù)理床研發(fā)的第三大挑戰(zhàn)。

當(dāng)然，在技術(shù)的不斷發(fā)展與價(jià)格低廉化的趨勢(shì)下，隨著國(guó)內(nèi)外公司對(duì)智能護(hù)理床市場(chǎng)的逐步重視，我們有理由相信目前智能護(hù)理床面臨的挑戰(zhàn)會(huì)被克服。在科研院所、設(shè)計(jì)院校以及公司的共同努力下，同時(shí)適合醫(yī)院、養(yǎng)老院、居家等使用的智能多功能護(hù)理床可望在不久的將來(lái)面世。

致謝

潘洋、周虎成、魏麒悅、高正岳、方朝增、閆大禹、汪鋒杰等參加了本文研究的資料收集與整理工作。

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Multifunctional Nursing Beds Based on lntelligent Detection and Recovery

【 Writers 】JIANG Jiehui1,2, PAN Xiaojie3, JIANG Xianbo1, YAN Zhuangzhi1,2
1 School of Communication and Information Technology, Shanghai University, Shanghai, 200444
2 Institute of Biomedical Engineering, Shanghai University, Shanghai, 200444
3 Institute of Electrical and Mechanical Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai, 200444

aging, multifunctional nursing beds, intelligent detection, recovery, chronic disease

TH789

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.01.014

1671-7104(2016)01-0047-05

2015-09-14

上海大學(xué)大學(xué)生聯(lián)合大作業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目“新型多功能老年智能護(hù)理床”；上海市科委“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”（13DZ1941605）

蔣皆恢，E-mail: jiangjiehui@shu.edu.cn

嚴(yán)壯志，E-mail: zzyan@shu.edu.cn

【 Abstract 】With the advent of the aging society, there will be a wide range of applications if novel intelligent multifunctional nursing beds can be developed for hospitals, bead houses and families at the same time. By listing and analyzing existing products, this paper summarized four function categories for multifunctional nursing beds, including security assurance, treatment aid, comfortability optimization, and human-machine interaction and communication. Finally, by comparing existing functions and potential user requirements, this paper proposed four function development trends, including physiological parameter monitoring, sleep aid, intelligent temperature control, and video communication.