论文标题:Design and development of an IoT-based trolley for weighing the patient in lying condition.
中文标题:设计与开发一种基于物联网的用于卧位患者称重的手推车。
作者信息:
- S. Meenatchi Sundaram, Jayendra R. Naik, 来自Manipal Institute of Technology, Manipal Academy of Higher Education (MAHE), Manipal, India
- Manikandan Natarajan, 来自Manipal College of Health Professions, Manipal Academy of Higher Education (MAHE), Manipal, India
- Aneesha Acharya K, 对应作者,电子邮件:ak.acharya@manipal.edu
论文出处:Front. Digit. Health 6:1339184. doi: 10.3389/fdgth.2024.1339184
主要内容概述:
引言: 本研究的主要目标是设计一种医疗设备,用于在卧位状态下测量患者的体重。这种设备被设计成一种担架,可以在医院内外搬运患者。由于卧床患者无法使用站立式体重计,因此需要一种能够在患者躺着时测量体重的方法。
研究方法: 该设备设计为一个带有四个称重传感器的担架,能够承受500公斤的重量,自重为20公斤。担架内置了一个微控制器单元(MCU)来测量躺在上面的患者的体重。担架由上框架、中框架和底框架组成,上框架可以拆卸并重新安装到中框架上,以帮助医疗人员从病床上转移患者。中框架是一个板结构,四个称重传感器安装在下板的四个角落。上板作为压力板作用在称重传感器上。底板有四个重型轮子,能够承受负载。中框架和底框架一起形成一个单一的结构,为结构提供移动性。控制面板配备了重置、去皮和开关按钮,用于控制嵌入式平台。设备侧面的LCD面板显示患者放置在设备上时的重量。
结果与讨论: 一个配备无线数据记录系统的原型手推车在10名健康参与者上进行了测试。该设备在2-140公斤的量程范围内,以每30秒一次的频率,在5分钟的测试期间内,准确测量了重量,误差在±50克以内。无线通信在100米范围内成功演示。该设备的一个重要附加功能是连接到互联网,使其成为一种基于物联网的医疗设备。
关键词包括:秤、患者、物联网、微控制器、称重机、称重传感器、临床。
论文还详细讨论了体重测量在医疗领域的重要作用,包括在患者康复过程中的决策制定、药物剂量的计算、流体管理、预防压疮、麻醉剂量的确定以及评估治疗反应等。论文指出,目前大多数临床设置中使用的工具,如使用测量带的重量预测方程,都是复杂且粗略的估计,不能用于基于体重做出适当的康复决策。
论文还提到了其他相关的研究和发明,包括使用床下称重秤和床式称重秤的发明,以及使用智能垫和力敏电阻传感器来估计卧床患者的体重的研究。
在硬件设计部分,论文详细介绍了电子电路设计和机械模型渲染,包括电子设计的完整电路设计,选择适当的电子设备,将不同的硬件部分接口到微控制器,并为整个信号调理电路设计原理图和PCB。机械部分包括创建担架的CAD模型和为显示面板和存储单元设计3D打印案例。
论文还讨论了物联网的概念,包括数据通过Wi-Fi每30秒记录一次,并通过NODE-RED和MQTT协议传输到医院服务器数据库。论文提供了NODE-RED流程图和MQTT协议的详细信息。
最后,论文展示了设计的手推车的3D模型视图,并描述了手推车使用的过程流程。论文还包括了结果和讨论部分,讨论了代码编写、手推车的制造、数据监控和可视化、测试和验证,以及与传统称重方法的比较。论文得出结论,通过设计一种可以在患者躺着时测量体重的手推车,为卧位患者提供了一种完整的称重解决方案。