数字化病床监护网络系统.pdf

数字化病床监护网络系统，设有与中心工作站连接的计算机病区工作站，病区工作站与局部体域网连接，体域网分别由病床单元与床旁工作站组成，所述的病床单元设有弹性床垫(1)，床垫包含不少于两个透气的纵向分区垫体，相邻两分区垫体(11、12)的相邻侧壁(11a、12a)靠拢，底垫面(11b)、(12b)相互连接，床旁工作站输入端可检测人体生理参数的传感器输出端连接，传感器中至少包含置于弹性床垫上的体动传感器(21、22)，体动传感器为充满流体的密封弹性体，弹性体压力传感元件，床旁工作站设有监护显示装置。本发明可大大减轻了被测者的生理和心理负担，使数字化病床监护网络系统能够对患者进行长时间的持续监测。

1、  数字化病床监护网络系统，设有与医院计算机中心工作站连接的计算机病区工作站，病区工作站与若干局部体域网连接，各体域网分别由病床单元与床旁工作站组成，其特征在于：所述的病床单元设有弹性床垫(1)，床垫包含不少于两个透气的纵向分区垫体(11、12，13，14)，相邻两分区垫体(11、12)的相邻侧壁(11a、12a)靠拢，底垫面(11b)、(12b)相互连接，所述的床旁工作站计算机输入端与对应病床单元设置的可检测人体生理参数的传感器输出端连接，所述的传感器中至少包含置于弹性床垫上的体动传感器(21、22)，体动传感器为充满流体的密封弹性体，弹性体装有能感应密封腔内流体压力变化的传感元件(21a，22a)，体动传感器置于弹性床垫上可感应人体对应部位动作的位置，床旁工作站设有与计算机输出端连接的监护显示装置。

2、  根据权利要求1所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述的体动传感器呈长条形弹性体，具体为充满流体油的弹性软管，密封弹性软管端部装有压力传感部件(21a、22a)，压力传感元件输出端通过放大器和A/D转换器接床旁工作站计算机。

3、  根据权利要求2所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述的弹性床垫(1)至少包含支撑人体胸部的分区垫体(12)和支撑人体下肢的分区垫体(14)，在胸部分区垫体(12)上与躺卧人体心脏对应的位置有设置在垫体弹性芯体横向凹槽里的长条形体动传感器(21)，长条形体动传感器上部高出垫体弹性芯体的凹槽上口，在下肢分区垫体(14)与相邻的上驱干分区垫体(12)之间的横向侧壁夹缝里，夹有长条形体动传感器(22)。

4、  根据权利要求1-3任一权利要求所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述床旁工作站计算机输入端设有输液模块，其结构为：在输液装置的输液滴管外壁上套有带开口的卡环(3)，卡环内两侧分别装有红外发射管(D2)和接收红外发射管发射信号的红外接收管(D1)，红外接收管通过采样放大电路与床旁工作站计算机连接，计算机输出端接有报警电路。

5、  根据权利要求4所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述的床旁工作站计算机通过开关控制电路与微型步进电机(34)连接，步进电机与输液装置的速度调节器(39)传动连接。

6、  根据权利要求5所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述与床旁工作站计算机连接的微型步进电机(34)装在可与输液架连接的固定架(35)上，步进电机输出轴与螺杆(37)传动连接，螺杆上螺纹配合地套有拨叉(38)，输液管装有速度调节器(39)的部分纵向穿过固定架(35)，速度调节器(39)被固定架上的台阶上下定位，与步进电机传动连接的拨叉(38)与速度调节器(39)的调节压紧轮传动连接。

7、  根据权利要求1-3任一权利要求所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述的床旁工作站计算机输入端设有血氧模块；其结构是：设有可与人体相对固定连接的连接部件(41，42)，血氧传感器装在连接部件上，并通过装在连接部件上的无线发射电路与计算机输入端无线连接。

8、  根据权利要求7所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述可与人体相对固定的连接部件是可套在手指上的指套(41)和可固定在手腕上的腕带(42)，所述的血氧传感器装在指套(41)内，血氧传感器通过导线与装在腕带(42)上的无线发射电路连接。

9、  根据权利要求1-3任一权利要求所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述的床旁工作站计算机输入端设有心电传感器。

10、  根据权利要求9所述的数字化病床监护网络系统，其特征在于：所述的床旁工作站计算机输入端设有脉搏波传感器。

数字化病床监护网络系统
技术领域
本发明属一种医疗临床监护装置，具体涉及一种数字化病床监护网络系统。
背景技术
采用传统方法对住院患者的治疗往往需要病人在病区内通过各种不同的医疗设备进行单独的检查、检测和监护，医护人员手工整理各种设备的记录数据和信息，检测监护程序繁琐，工作效率低，随着现代医学的发展，越来越需要医护人员密切关注患者在医疗过程中的每一个细节，即时获取患者第一时间内的各种生理信息，以为病人提供高品质的临床服务，而传统的各种各样的检测会给患者造成沉重的生理负担，而且病历的质量也很难控制，诊疗过程信息也会因遗漏而不齐全，影响医护人员对患者病情做出正确诊断和处理。
近年来，随着医院信息系统的建设和完善，许多医院开始建立临床信息系统，但关注的重点还是医嘱管理，病程纪录等主观信息，而在获取患者的各种临床医技检测信息及提高测护效率方面，如减轻患者在被检测和测护过程中的生理和心理负担，使患者在被检测和监护中感到更舒适等方面，还存在很多需要改进的问题，例如200410086483.8公开了一种数字化全病区医学信息监测网，其病床采用的是气囊式床垫，气囊式床垫既用于支撑人体重量，又用于作传感器，感应患者的体动信号，由于封闭的气囊是不透气的，所以长时间躺在上面很不舒服。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不仅能够提高检测监护效率，而且能够减轻患者在被检测和测护过程中的生理和心理负担，使患者在被检测和监护中感到更舒适的数字化病床监护网络系统。
解决上述问题的技术方案是：本发明设有与医院计算机中心工作站连接的计算机病区工作站，病区工作站与若干局部体域网连接，各体域网分别由病床单元与床旁工作站组成，其特征在于：所述的病床单元设有弹性床垫(1)，床垫包含不少于两个透气的纵向分区垫体(11、12，13，14)，相邻两分区垫体(11、12)的相邻侧壁(11a、12a)靠拢，底垫面(11b)、(12b)相互连接，所述的床旁工作站计算机输入端与对应病床单元设置的可检测人体生理参数的传感器输出端连接，所述的传感器中至少包含置于弹性床垫上的体动传感器(21、22)，体动传感器为充满流体的密封弹性体，弹性体装有能感应密封腔内流体压力变化的传感元件(21a，22a)，体动传感器置于弹性床垫上可感应人体对应部位动作的位置，床旁工作站设有与计算机输出端连接的监护显示装置。
本发明的进一步方案是：所述床旁工作站计算机输入端设有输液模块，其结构为：在输液装置的输液滴管外壁上套有带开口的卡环(3)，卡环内两侧分别装有红外发射管(D2)和接收红外发射管发射信号的红外接收管(D1)，红外接收管通过采样放大电路与床旁工作站计算机输入端连接，计算机输出端接有报警电路。
在本发明设计的由中心工作站、病床工作站和体域网床旁工作站组成的三级医院监护网中，其获取患者原始数据的病床单元采用了带体动传感器的透气分区弹性床垫，患者在弹性床垫上，由装在相应检测部位密封弹性体上的传感元件感应人体因心脏跳动、呼吸、体动等导致的弹性体内部压力变化的信息，该压力变化信号转变为电信号被采集到床旁工作的计算机里进行数据处理，从中获取患者的心率、呼吸率等参数，以及呼吸波形、各部位体动等波形图，在监护显示装置上显示出来，并传输到上一级的病区工作站(也称护士工作站)，再由病区工作站传输到中心工作站，使网络系统能够即时对患者多种生理参数进行采集、监控、记录，本发明采用的分区垫体可将不同的检测部位分割开来，使每个分区垫体感应的人体不同部位(如胸部、腿部)的信号相对独立，防止信号间的相互干扰，而且，由于本发明大面积支撑人体的是透气的弹性床垫，感应人体体动信号的仅是装在床垫上的小体积的密封弹性体，使患者可象在普通床上一样长时间地躺在透气的弹性床垫上而不会感到不适，大大减轻了被测者的生理和心理负担，使数字化病床监护网络系统能够对患者进行长时间的持续监测。
本发明进一步方案设置的输液装置的使用方法是：将卡环(3)套在输液滴管(1)外壁上，每滴下一滴液体，挡住红外发射光一次，红外接收管(D1)就发出一次光/电传感信号，经采样放大电路放大后输入床旁工作站计算机，计算机将滴液速度在显示部件上显示出来，在滴液速度超出计算机内设定的范围值时：如过快、过慢或停滴时，床旁工作站设置的报警电路发出报警信号，提示护理人员对输液速度进行调节。
本发明进一步方案可全程自动监测病床单元患者的输液状况，并在输液速度过快、过慢或液体滴完时发出报警信号，提示医护人员进行相应操作，具有安全、结构简单、使用方便、节省人力、提高监护效率的的优点。
附图说明
图1、本发明方框原理图
图2、本发明实施例床旁工作站方框图
图3、本发明实施例病床单元采用的弹性床垫结构示意图
图4、图3所示体动传感器21、22的电路方框图
图5、本发明实施例病床单元设置的输液装置结构示意图
图6、图5所示卡环33结构示意图
图7、图5所示A部位放大结构示意图
图8、本发明实施例输液红外采样放大电路图
图9、本发明实施例血氧传感器结构示意图
31-输液滴管  32-输液管  33-卡环  34-步进电机  35-固定架  36-电路盒37-螺杆  38-拨叉  39-输液调节器  D1-红外接收管  D2-红外发射管
具体实施方式
本例设有由计算机组成的医院中心工作站、病区工作站和床旁工作站组成的三级数字化病床监护网络，每一病区设有若干病床单元，每一病床单元配置一台床旁工作站，构成单个病人的体域网，各床旁工作站与病区工作站(也可称护士工作站)连接，构成病区网，各病区工作站与中心工作站连接，构成医院网。本例的每个病房设置两套病床单元，每个房间通过一个HUB与外界通讯，一个病区共有18个病房36张病床，需要18个HUB，18个HUB通过一个总HUB与病区工作站连接，病区工作站可按照本医院的数据格式生成电子病历，并同时或分别观察到36张床的病人数据，病区工作站通过网卡，串口输出到军字一号工程网络上，医生可以通过军字一号工程网络在中心工作站查看到该病区所有病人的信息和波形等；院长也可以在自己的办公室查看到该病区内任何病人的实时数据和病历。该系统还可以和医院PACS等数据库连接，实现信息共享。
床旁工作站计算机采用嵌入式系统计算机，其输出端接有显示屏，并设有报警电路。床旁工作站计算机设有监护仪和PSG输入端口，经过协议修改可成为万能接口模块，并适合多种设备加入(如麻醉机、透析机等)，对床旁工作站计算机输入端，采用了单参数插件式模块化设计，使医生可以根据病人病情拥有更加灵活的选择，而且便于进行设备故障的查找和维修。
本床旁工作站设置的基本模块是睡眠监测床垫模块；
每个病床单元既是获取患者临床信息的设施，也是患者长时间的休息设施，为了提高病人的舒适度，本例睡眠监测床垫模块设置了透气的弹簧床垫1：床垫1至少包含支撑人体胸部的分区垫体12和支撑人体下肢的分区垫体14，在胸部分区垫体12上靠近人体心脏的部位，以及下肢分区垫体14上分别设置有体动传感器21、22。
参见图3，本例床垫1是由顺着人体躺卧方向排列的四个分区垫体：头部分区垫体11、胸部分区垫体12、臀部分区垫体13、下肢分区垫体14组合而成，各分区垫体是由透气弹簧芯体与包裹在芯体外部的透气材料制成，每组相邻两分区垫体的相邻侧壁相互靠拢(如头部分区垫体与胸部分区垫体相邻侧壁分别为11a和12a，两侧壁靠拢，其它分区垫体同此)，底面连为一体(如头部分区垫体与胸部分区垫体底面分别为11a和12a，两底面连为一体，其它分区垫体同此)。
所述的体动传感器为装有压力传感器的长条形弹性体，具体为充满流体油的弹性软管，密封弹性软管端部装有压力传感部件(21a、22a)，压力传感元件输出端通过放大器和A/D转换器接床旁工作站计算机。本例的弹性软管为医用橡胶软管，流体油为硅油。根据试验，密封弹性传感软管里的流体为油时，传感灵敏度较高，而该流体为硅油时，效果更佳，而且硅油还具有无毒无味的优点。
在胸部分区垫体12上与躺卧人体心脏对应的位置有设置在垫体弹性芯体横向凹槽里的长条形体动传感器21，长条形体动传感器上部高出垫体弹性芯体的凹槽上口，以便更灵敏地感应人体心动周期和上肢体动导致的压力变化；在床上同时可以正常铺上褥子。
在下肢分区垫体14与相邻的上驱干分区垫体——臀部分区垫体13之间的横向侧壁夹缝里，夹有长条形体动传感器22，该传感器可通过感应相邻垫体13、14之间夹持力的变化来感应下肢体动信号。
上述睡眠监测床垫模块中在胸部分区垫体和下肢分区垫体部位设置的体动21、22可用于测定人体胸冲击图、腿冲击图、呼吸波形、体动波形，以及心率、呼吸率等参数，进而为心率趋势图、呼吸率趋势图、睡眠结构、呼吸事件、用力呼吸检测、周期性体动、呼吸暂停紊乱指数(AHI)等睡眠运动障碍提供分析数据。
床旁工作站计算机输入端设有输液模块；
本例输液模块是一种红外线输液监控装置，其结构见图5，输液架上挂有输液瓶，由环氧树脂板制成的卡环33弹性卡在输液瓶下方的输液滴管31外壁上，红外发射管D2和红外接收管D1分别装在卡环内壁相隔大约180度的凹进部位(图6)，使红外发射管与红外接收管之间的横向发射接收光路穿过卡环中心部位，这样当卡环卡在输液滴管31上时即可与靠近中心轴线部位的滴液下落路径相交，感应滴液的落下信号。
输液架上挂有电路盒36，红外元件与电路盒里的电源和电路板电连接，其中红外接收管D1通过采样放大电路与床旁工作站计算机输入端连接，床旁工作站计算机通过开关控制电路与微型步进电机连接，步进电机与输液装置的速度调节器39传动连接，具体结构为(图5、7)：与床旁工作站计算机连接的微型步进电机34装在可与输液架连接的固定架35上，步进电机输出轴与螺杆37传动连接，螺杆上螺纹配合地套有拨叉38，输液管装有速度调节器39的部分纵向穿过固定架35，速度调节器39被固定架上的台阶上下定位，与步进电机连接的螺杆上的拨叉38与速度调节器39的调节压紧轮传动连接。
现有装在一次性输液管上的速度调节器39上通常装有一可沿滑槽斜面滑动的调节压紧轮，输液管夹在压紧轮与调节器内壁之间，压紧轮滑动时，即压紧或放松输液管，控制其滴速，当滴液速度超出计算机内设定的范围值时：如过快、过慢或停滴时，床旁工作站设置的报警电路发出报警信号同时可控制与步进电机工作，带动拨叉38拨动输液调节器39的压紧轮，实现了输液速度的自动调节。
图8为本例与输液红外接收管D1连接的采样放大电路图，红外接收管D1的光电信号输出端接在采样放大电路输入端，采样放大电路由依次连接的三极管T1(9013)电流放大电路、A1(MAX4162)运算放大器、A2(MAX4162)运算放大器组成，采样放大电路输出端OUT接床旁工作站计算机输入端。
本例设置的输液模块可进一步提高输液监护的安全性和监护效率。
床旁工作站计算机输入端设有血氧模块；
所述的血氧模块是与计算机输入端无线连接的模块，其结构是：设有可与人体相对固定连接的连接部件，血氧传感器装在连接部件上，并通过装在连接部件上的无线发射电路与计算机输入端无线连接，本例可与人体相对固定的连接部件是可套在手指上的指套41和可固定在手腕上的腕带42，所述的血氧传感器装在指套41内，血氧传感器通过导线与装在腕带42上的无线发射电路连接。将指套41套在患者手指上，腕带固定在手腕上，即可在10-30米范围内，向床旁工作站传输检测到的数据。
本例采用的血氧传感器型号为NONIN 2332-01。
床旁工作站计算机输入端还设有脉搏波传感器，本例的脉搏波传感器与血氧传感器是合为一体的，前述的NONIN 2332-01血氧传感器兼有血氧和脉搏波传感两种功能，既可通过光照获取血氧信号，又可感应脉搏波信号以及脉率信号，一起传输到床旁工作站。
采用的NONIN 2332-01血氧脉搏波传感器可采集患者的血氧、脉率参数，并检测到其脉搏波波形，为分析患者的呼吸暂停事件、血氧趋势图、缺氧事件提供数据，当计算机检测到患者发生缺氧时，可发出报警信号。
床旁工作站输入端接有心电传感器，用于检测患者的心电图，同时，心电传感器与脉搏波传感器的设置，可实现对患者的无创血压连续测量(参见200510071813.0专利申请)，在输液过程中，还可根据计算机连续估算出被测者的动脉血压变化，再根据该血压值和所使用的输液药物对应的数学模型曲线，与测得的输液速度值进行比较，由计算机发出控制信号，通过步进电机和执行部件对输液速度进行控制。
本例的床旁工作站计算机输入端接有PSG多导睡眠监测仪，其探头包含了前述的心电传感器，同时还包含了其它传统传感器，用于对睡眠中人体多种生理参数的监测。