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

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。