一種多功能醫(yī)療床的設(shè)計

王強(qiáng) 鄒偉濤 朱艷華

摘要：醫(yī)療護(hù)理床是醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的醫(yī)療用品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)施所提供的舒適性成為當(dāng)前人們首要考慮的問題。本文設(shè)計的多功能醫(yī)療床可以實現(xiàn)高度的自動化，患者可以自己操作病床來滿足自己在不同時間的不同需要，減少醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度，提高醫(yī)院的服務(wù)能力。多功能醫(yī)療床還配備有預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控使用者的生命體征，在出現(xiàn)異常的情況下發(fā)出信號通知醫(yī)護(hù)人員，以便醫(yī)護(hù)人員及時的進(jìn)行檢查和救治，對使用者提供極大的方便與保障。本文設(shè)計的多功能醫(yī)療床集輪椅、餐桌、床于一身，可以應(yīng)用于養(yǎng)老問題上，方便了病人及老年人外出活動。

關(guān)鍵詞：多功能、醫(yī)用病床、結(jié)構(gòu)設(shè)計、醫(yī)療用品

1 概述

醫(yī)療床作為醫(yī)院的主要醫(yī)用器械，不僅要更好的適應(yīng)工作者的工作需要，還要滿足患者的使用需求，提供更加人性化的服務(wù)。病床不僅要為病人帶來方便，也要考慮到工作人員進(jìn)行醫(yī)療時的便利性。通過對病人和醫(yī)療人員在使用病床各項功能的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)醫(yī)務(wù)工作者和患者對病床的需求，不在局限于滿足基本躺臥功能和舒適度，更重要的是病床能夠為患者提供自我照顧的條件，以便于患者在醫(yī)務(wù)工作者繁忙的時候可以獨立完成一些必要的工作;這樣即可以減輕醫(yī)務(wù)工作者的工作強(qiáng)度，又可以避免患者長時間的等待。因此設(shè)計具有變形功能的病床，對醫(yī)患雙方都具有一定的實際意義和應(yīng)用價值。

本課題研究的多功能醫(yī)療床，主要的應(yīng)有主體是年邁的老人以及醫(yī)院一些剛做過手術(shù)行動不便的病人，該群體是社會的弱勢群體，需要社會及家人的關(guān)愛，尤其需要一種適用于他們生理及心理特征的生活工具。多功能醫(yī)療床正是適合于這類人群的生活工具，不僅滿足了他們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，同時還減輕了護(hù)理人員的工作量。

2 多功能醫(yī)療床的整體設(shè)計和工作原理

2.1 整體設(shè)計

本設(shè)計考慮到患者長時間臥床后希望可以去室外呼吸新鮮空氣放松心情，同時又不愿意給其他人添麻煩的想法。在設(shè)計時，重點解決床的變形及患者操作等問題。將床面按預(yù)先構(gòu)想進(jìn)行分塊化設(shè)計，來實現(xiàn)床的調(diào)節(jié)與變化。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)中人體測量學(xué)數(shù)據(jù)[1][2]以及病床需實現(xiàn)的變形功能，將床面分為9個模塊，模塊示意圖2.1。

其中，床面上模塊1、2、3，為上半身升降模塊組，模塊1、3的尺寸為150mm×900mm，模塊2的尺寸為700mm×900mm;4、5、6，為臀部模塊組，模塊4、6的尺寸為150mm×600mm，模塊5的尺寸為700mm×600mm;7、8、9，為腳部升降模塊組，模塊7、8的尺寸為300mm×500mm，模塊8的尺寸為400mm×500mm。

2.2 選材

本設(shè)計基于現(xiàn)有病床的基礎(chǔ)上，充分考慮患者需要，進(jìn)行合理的改造和創(chuàng)新，使本產(chǎn)品成為了適合患者在醫(yī)院以及家庭用途的自動化程度高的新產(chǎn)品。所以該醫(yī)療床需要實現(xiàn)無級運(yùn)動，可以做到 1°--90°自由運(yùn)動以及多功能，可以實現(xiàn)多種形態(tài)的變化，床--沙發(fā)-餐桌一體化，靈活多變，滿足不同需求。

為實現(xiàn)以上功能，本產(chǎn)品采用兩種動力源方案達(dá)到高效、環(huán)保、清潔的效果。

第一種方案利用液壓傳動作為動力源。首先液壓控制的工作介質(zhì)是液壓油，運(yùn)用液體的流動性可將產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移，由于這一工作特性，所以可以采用較小的工作部件;其次液壓控制具有速度快，功率高，可無極變速，均有平順、快捷的特點;最后液壓系統(tǒng)還能夠無極變速，并可自行潤滑。

這里的設(shè)計需要考慮到便捷性，需隨時攜帶，所以要考慮動力源的體積。因此動力源采取了兩級式活塞來帶動起工作。前一級液壓缸的活塞桿可以作為后一級的缸筒，工作時，可以實現(xiàn)較大的工作行程;工作結(jié)束時，完全收回，可節(jié)省空間。第一級缸體與缸底運(yùn)用焊接連接、與缸頭運(yùn)用螺紋連接。第二級活塞則運(yùn)用整體的連接方式。活塞和缸體之間用圓形密封圈使動力源使用安全方便。

第二種方案利用滾珠絲杠驅(qū)動方案作為動力源。首先滾珠絲杠可在直線和回旋運(yùn)動間調(diào)節(jié);其次滾珠絲杠驅(qū)動具有傳動效率高、傳動靈敏平穩(wěn)、定位精度高、精度保持性好、傳動剛度高、同步性能好、無側(cè)隙、剛性高等特點。所以滾珠絲杠驅(qū)動方案作為備用方案。

床板的材料則是選用鋁合金材料。鋁合金的質(zhì)量輕;成形性好，益于加工成形;成本低;并且具有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。

2.3 工藝

鑄板下料——彎板鑄邊成型——氬弧焊——鉗工鉆孔——部件安裝——電工布線——部件組裝。

2.3 工作原理

當(dāng)模塊1、2、3在氣動千斤頂?shù)淖饔孟侣?，此時病床轉(zhuǎn)變?yōu)榘肱P床，讓患者使用的更加舒適，并且是無極轉(zhuǎn)動，可以滿足不同的人在不同時刻的需求;

到了吃飯的時間，模塊2繼續(xù)抬起，模塊1、3轉(zhuǎn)到模塊2的背后，模塊8向下轉(zhuǎn)動，模塊7、9向上升起在升起400mm時相向轉(zhuǎn)動并且互相靠近，并在一起后組成餐桌，模塊4、6向上升起變成扶手，此時本設(shè)計變成輪椅形態(tài)。在變成這種狀態(tài)后，不僅可以讓患者更加舒適的進(jìn)餐，并且本設(shè)計給輪椅配備了動力系統(tǒng)，患者在空閑的時候可以自己駕駛著本輪椅去病房外活動、散散心。

本設(shè)計采用氣壓傳動作為床板運(yùn)動的動力，氣壓千斤頂可以平穩(wěn)快速的完成動作，節(jié)能環(huán)保，安全可靠。

3 功能展示

本課題設(shè)計的多功能醫(yī)療床可實現(xiàn)如下三種功能：醫(yī)療病床（圖3.1）、輪椅（圖3.2）以及餐桌（圖3.3），具體轉(zhuǎn)變方式如下所述：

如圖2.1床面分塊示意圖，模塊1、2、3在氣動千斤頂?shù)淖饔孟绿鹱優(yōu)榘肱P床，抬起的角度為0°～90°可以滿足不同的人在不同時刻時的不同需要，大大的促進(jìn)了本設(shè)計的適用范圍;此時模塊2繼續(xù)抬起，模塊1、3轉(zhuǎn)到模塊2的背后，模塊8向下轉(zhuǎn)動變?yōu)槿鐖D3.2所示的輪椅;模塊7、9向上升起在升起400mm時相向轉(zhuǎn)動并且互相靠近，并在一起后組成餐桌，模塊4、6向上升起變成扶手。

本課題設(shè)計的多功能醫(yī)療床可適用于多種不同環(huán)境使用。集躺床、輪椅、餐桌于一體，節(jié)約成本，實現(xiàn)資源利用最大化，且此病床實現(xiàn)高度的自動化，患者可以獨立使用，在減少醫(yī)護(hù)人員工作強(qiáng)度，極大提高醫(yī)院服務(wù)能力的同時，最大限度的滿足患者在不同時間的不同需要，方便為患者創(chuàng)造出一個輕松溫馨的治療環(huán)境，有利于身體的恢復(fù)。

4 結(jié)語

多功能醫(yī)療床實現(xiàn)了高度的自動化，符合人機(jī)工程學(xué)，使用者操作便捷，安全可靠;床板驅(qū)動采用液壓系統(tǒng)，快速準(zhǔn)確，節(jié)能環(huán)保，符合現(xiàn)代社會的設(shè)計理念;床板模塊化設(shè)計，實現(xiàn)床板較大范圍內(nèi)的變化;能夠?qū)崿F(xiàn)由病床變?yōu)榘胩纱?，輪椅、餐桌等形態(tài)的轉(zhuǎn)變;信息化和智能化將床的功能進(jìn)行拓展和延伸，實現(xiàn)更廣泛的功用。

信息化是使病床連通電子病歷。該項功能可通過加載微電子技術(shù)來實現(xiàn)，將病人的身體狀況、病歷信息等與病人相關(guān)的信息通過病床與互聯(lián)網(wǎng)建立連接直接共享病歷。該技術(shù)信息化能力較強(qiáng)，病床設(shè)計制造公司很難單獨完成，必須和信息技術(shù)公司合作設(shè)計。利用信息化優(yōu)勢，具有傳統(tǒng)病歷沒有的方便快捷的特點。實現(xiàn)了病例的數(shù)字化存儲及管理，醫(yī)生在為患者診斷時可以調(diào)閱病人的所有病例，結(jié)合患者當(dāng)時的具體癥狀進(jìn)行全面的診斷。診斷后病歷還會上傳到數(shù)據(jù)庫中，便于患者自行查詢。同時還實現(xiàn)了對病床上的物品進(jìn)行實時監(jiān)控，例如：可以監(jiān)控病床上被褥的使用情況，提醒工作人員及時換洗被褥;還可以監(jiān)控病人的生命體征，一旦有突發(fā)情況便可第一時間觸發(fā)預(yù)警裝置，及時通知醫(yī)護(hù)人員對病人進(jìn)行治療[3]。

我國通過近年來在病床方面的不斷研究，已經(jīng)實現(xiàn)智能控制。智能控制病床已經(jīng)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動病床，但不可否認(rèn)的是我國目前在護(hù)理床方面的研究還處于初級階段，技術(shù)并不成熟，缺乏創(chuàng)新性，也沒有大型的、專業(yè)的研究生產(chǎn)企業(yè)，在實際的應(yīng)用中也較少[4]。

參考文獻(xiàn)

[1] ?趙江洪.人機(jī)工程學(xué)[M].北京：;高等教育出版社，2006.

[2] ?ZHAO Jianghong. Ergonomics[M].Beijing： Higher Edu-canon Press， 2006.

[3] ?王珂. 醫(yī)用病床的智能化設(shè)計研究[D].東華大學(xué)，2011.

[4] ?廖翼. 智能護(hù)理床的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 醫(yī)療裝備， 2013， 26（10）：5-7.

作者簡介：王強(qiáng)，1998年出生，本科，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)

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