基于傳感技術(shù)的智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【作者】陳敏亞，陸靚亮南京醫(yī)科大學(xué)附屬無(wú)錫市人民醫(yī)院，無(wú)錫市，214000

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基于傳感技術(shù)的智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【作者】陳敏亞，陸靚亮
南京醫(yī)科大學(xué)附屬無(wú)錫市人民醫(yī)院，無(wú)錫市，214000

【摘要】基于應(yīng)用傳感技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在病床上安裝傳感器，在不接觸患者身體的情況下，對(duì)患者的心率、呼吸、翻身及在/離床、睡眠質(zhì)量等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集、分析統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)床位監(jiān)測(cè)、異常事件提醒等功能。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一年的臨床應(yīng)用，得到了患者及醫(yī)護(hù)人員的肯定。

【關(guān) 鍵 詞】傳感技術(shù)；生命體征；跌倒；墜床；睡眠質(zhì)量

0　引言

目前醫(yī)院普遍使用固定或移動(dòng)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備進(jìn)行患者生理參數(shù)的采集，通過(guò)線纜將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)中心。建立在線纜連接基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)往往成本高、體積大、不便于攜帶，比較適合醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)病房的急危重病人的監(jiān)測(cè)[1]。對(duì)于普通護(hù)理單元，大多數(shù)醫(yī)院只配置幾臺(tái)移動(dòng)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備用于手術(shù)后或需要監(jiān)護(hù)的病人使用，而普通病人的生命體征是由護(hù)理人員定時(shí)到床邊進(jìn)行手工采集，無(wú)法做到所有病人實(shí)時(shí)、連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間的生命體征監(jiān)測(cè)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)的發(fā)展，多參數(shù)、可穿戴式的無(wú)線醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備越來(lái)越受到關(guān)注，為需要經(jīng)常測(cè)量生理參數(shù)的患者(如慢性病人或者老年患者等)隨時(shí)隨地接受監(jiān)護(hù)成為可能。

1　傳感技術(shù)

傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)器件。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC: International Electrotechnical Committee)的定義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”[2]。 傳感技術(shù)包含了眾多的高新技術(shù)，利用被識(shí)別(或診斷)對(duì)象與特征信息間的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型對(duì)輸入的特征信息集進(jìn)行辨識(shí)、比較、分類和判斷。

我院設(shè)計(jì)的智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用力敏、振動(dòng)及溫度等多參數(shù)結(jié)合的傳感器，安裝在病床上，在不接觸患者身體的情況下，對(duì)患者的心率、呼吸率及體動(dòng)翻身、在/離床等數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)連續(xù)的采集、分析統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)床位監(jiān)測(cè)、異常事件提醒等功能，打破了傳統(tǒng)采集生命體征的方式。

2　系統(tǒng)架構(gòu)

智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由傳感器、傳輸網(wǎng)絡(luò)、控制器(中間件)、床位系統(tǒng)四部分組成，傳感器安裝在病床的指定位置(固定在床架上)，實(shí)現(xiàn)對(duì)體征數(shù)據(jù)的采集，并通過(guò)無(wú)線方式(WIFI)實(shí)時(shí)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)AP，物聯(lián)網(wǎng)AP將數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)娇刂破?中間件)，控制器對(duì)協(xié)議進(jìn)行統(tǒng)一的過(guò)濾轉(zhuǎn)換、算法分析，并將結(jié)構(gòu)化的體征信息保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，護(hù)士工作站通過(guò)床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)病床進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)，從而滿足醫(yī)院不同病區(qū)對(duì)生命體征及病人異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求。系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

生命體征、睡眠質(zhì)量等信息對(duì)疾病診治具有非常重要的參考意義，而目前大多數(shù)醫(yī)院的普通護(hù)理單元無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有患者生命體征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。在設(shè)計(jì)智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，主要解決以下幾方面的問(wèn)題：

傳感器 能采集心率、呼吸率、體動(dòng)等數(shù)據(jù)；電源使用直流供電，無(wú)需經(jīng)常更換電池；信號(hào)通過(guò)WIFI無(wú)線傳輸。

監(jiān)測(cè)方式 非接觸式監(jiān)測(cè)方式，不影響患者正?；顒?dòng)，增加患者的體驗(yàn)度。

軟件系統(tǒng) 能監(jiān)測(cè)到整個(gè)護(hù)理單元所有床位的患者信息；系統(tǒng)能為醫(yī)護(hù)人員提供患者在床/離床、翻身體動(dòng)和心率呼吸、睡眠質(zhì)量等數(shù)據(jù)，并且可以進(jìn)行個(gè)性化參數(shù)設(shè)置，出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)報(bào)警提醒醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行干預(yù)；系統(tǒng)可在不同終端使用，如PC端、移動(dòng)PDA端等。

圖1　系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 System structure

4　系統(tǒng)功能

生命體征監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)對(duì)床位病人連續(xù)24 h不間斷監(jiān)測(cè)，包括體溫、心率、呼吸、體動(dòng)，并且可以自由配置床位病人的體征預(yù)警，對(duì)體征項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到危險(xiǎn)值的床位進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，例如可以對(duì)體溫超過(guò)38 ℃的病人進(jìn)行及時(shí)報(bào)警。

離床、墜床監(jiān)視 系統(tǒng)對(duì)病人進(jìn)行離床、墜床的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，同時(shí)也支持自由配置對(duì)指定床位進(jìn)行預(yù)警設(shè)置，如設(shè)置5號(hào)床位夜間離床超過(guò)10 min就進(jìn)行報(bào)警提醒。

褥瘡的風(fēng)險(xiǎn)管理 系統(tǒng)對(duì)于長(zhǎng)期臥床的病人，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔和上次動(dòng)作發(fā)生的時(shí)間，自動(dòng)生成短消息提醒看護(hù)人員再次移動(dòng)患者。能夠?qū)θ殳彽娘L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析并及時(shí)報(bào)警，護(hù)士可以對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的病人進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)，如風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的病人，得褥瘡的風(fēng)險(xiǎn)概率相對(duì)較大。

睡眠質(zhì)量分析 系統(tǒng)對(duì)床位病人每天的睡眠質(zhì)量進(jìn)行分析，通過(guò)與長(zhǎng)期趨勢(shì)和醫(yī)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在睡眠時(shí)間、躁動(dòng)、夜間心率和呼吸率的對(duì)比來(lái)監(jiān)控夜間睡眠質(zhì)量，包括淺睡時(shí)長(zhǎng)、深睡時(shí)長(zhǎng)、翻身情況等，并可以與前期睡眠進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)圖2。

5　應(yīng)用情況

圖2　睡眠質(zhì)量分析Fig.2 Sleep quality analysis

基于傳感技術(shù)的智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確檢測(cè)多達(dá)十項(xiàng)生命體征指標(biāo)，如心率、體溫、呼吸、離床時(shí)間等。醫(yī)護(hù)人員在履行日常工作職責(zé)的同時(shí)可通過(guò)各種移動(dòng)終端（PDA，iPad等）和非移動(dòng)終端（計(jì)算機(jī)，工作站）全天候監(jiān)控監(jiān)護(hù)對(duì)象，實(shí)時(shí)查看監(jiān)護(hù)對(duì)象的健康數(shù)據(jù)和接受警告信息，見(jiàn)圖3。通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器，系統(tǒng)每天都會(huì)出一份病人昨夜的體征情況，主要包括體征情況、睡眠情況、在離床情況、昨夜心率趨勢(shì)圖、呼吸趨勢(shì)、翻身情況以及通過(guò)知識(shí)庫(kù)給出的分析建議。監(jiān)護(hù)人員可進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比來(lái)判斷病患的睡眠模式，參考安靜時(shí)的心率和呼吸率以及睡眠質(zhì)量等指標(biāo)，有利于臨床的診斷和治療。

圖3　智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Fig.3 Intelligent beds monitoring system

6　結(jié)論

基于傳感技術(shù)的智能床位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是信息技術(shù)在臨床應(yīng)用的新探索，通過(guò)在醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)病患的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，可推廣到居家養(yǎng)老院進(jìn)行體征的監(jiān)控[3]。相信在當(dāng)今廣泛倡導(dǎo)個(gè)性化醫(yī)療、精益醫(yī)療的過(guò)程中，傳感設(shè)備在日常生活中采集的數(shù)據(jù)將對(duì)疾病診斷和治療發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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The Intelligent Beds Monitoring System Based on Sensor Technology

【W(wǎng)riters】CHEN Minya, LU Liangliang
Wuxi People’s Hospital Affi liated to Nanjing Medical University, Wuxi, 214000

【Abstract】An intelligent beds monitoring system based on sensor technology is developed. Through the installation of sensors in the bed, the patient’s vital signs like heart rate, breathing rate can be acquired, other information such as roll over, in/out of bed can be real-time monitored. Also, the system can automatically analysis data and remind the nurse if abnormal events happened. After one year's clinical application, the system received the affi rmation from patients and medical staff.

【Key words】sensing technology, vital signs, fall down, drop of bed, sleep quality

【中圖分類號(hào)】TP277

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2016.02.007

文章編號(hào)：1671-7104(2016)02-0101-02

收稿日期：2015-12-01

基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)(2012AA02A611)；無(wú)錫市醫(yī)院管理中心2015年度醫(yī)學(xué)科研面上項(xiàng)目（YGZXM1538）

作者簡(jiǎn)介：陳敏亞，E-mail: minyachen@126.com