一種利用稱重床進行體位監測的方法及其稱重床的製作方法
2023-05-11 19:34:21
專利名稱：一種利用稱重床進行體位監測的方法及其稱重床的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械技術領域，特別是涉及一種利用稱重床進行體位監測的方法 及其稱重床。
背景技術：
就醫病人的體重變化，特別是危重病人的體重變化是治療過程中需要監測的重要 指標，檢測病人體重的裝備有輪椅秤、體重秤、以及帶有稱重功能的病床等。對於需要長期 臥床的病人尤其是重病人，只能使用帶有稱重功能的病床來實施體重監護。公開號為CN101095611A的中國專利申請公開了一種複合型電子體重監測儀及其 稱重方法，該專利申請設計的稱重方法是在四個床腳的底部加四個稱重盤，累計四個稱重 盤的檢測重量，去除初始重量後得到病人體重及其變化。公開號為CNlO 1677786A的中國專利申請公開了 一種床上的體重和/或運動感測， 其是另一種稱重床原理，在床墊框架和與地面接觸的床架之間設置若干個測力傳感器將床 墊框架支撐起來，床墊放置在床墊框架上，其上的重量通過測力傳感器測量累積得到。公開號為CN101282686A的中國專利申請公開了一種用於監測床上的病人多個不 同參數的系統，其可以檢測臥床者重量和運動。該專利申請是在床體內集成了多種類型的 傳感器或者將稱重傳感器和壓電傳感器集成在一個測量單元結構內，形成一種複合傳感器 結構，分別監測病人的體重變化和運動變化，利用稱重傳感器測量病人體重，利用壓電傳感 器監測病人的運動。現有的技術中，無論是單個稱重傳感器配置還是多個稱重傳感器配置，所述的稱 重傳感器僅僅用於病人的體重及其變化的檢測或是離床監測，是將一個或多個稱重傳感器 的重量累加後作為一個單一的重量信號處理和使用，而在需要檢測臥床者的運動狀態時要 通過另外的傳感器如壓電傳感器等來實現。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提出一種體位監測的方法及具有體位監測功能的 稱重床，不需要額外增加測量傳感器，利用傳統技術中只用來監測重量的傳感器，引入重心 監測方法，實現體重和體位的雙重監測，在傳統技術單一體重檢測的基礎上增加了體位監 測的功能，豐富了床用稱重技術的應用範疇。本發明的利用稱重床進行體位監測的方法採用以下的技術方案
所述利用稱重床進行體位監測的方法，所述稱重床包括床體、支撐框架、在床體和支撐 框架之間設置的多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述稱重 傳感器的電信號轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模塊連接的處理單 元，利用檢測到的各個支點的載荷以及各個支點的坐標參數，計算所述床體上被測對象的 重心，通過連續測量監測重心的變化軌跡，從而實現對臥床者體位及其變化的監測。優選的，包括如下步驟1)測量載荷在處理單元的控制下，所述稱重傳感器感知各支點上的載荷，並通過稱重 電路模塊將載荷的電信號轉換成重量信息；
2)計算重心坐標所述處理單元根據所述各支點上的載荷以及各支點相對於預設坐標 系的坐標位置計算得到被測對象的重心坐標；
3)體位監測判斷根據被測對象的初始狀態和重心坐標及其變化軌跡，判斷被測對象 的體位及其變化。 所述步驟2)中重心坐標(X，Y)由以下公式確定X = ——，Y= ^ ——，式中，Fi為第i個支點的載荷，Xi和Yi分別為第i個支點相對
於預設坐標系的橫坐標和縱坐標，均為代數值，η為支點的個數，η > 1。優選的，所述步驟3)中所述預設坐標系的坐標原點是所述各支點的中心對稱點。優選的，所述步驟1)中支點載荷的測量採用並行測量的方法，所述支點至少為三 個，每個支點處的稱重傳感器配備一個稱重電路模塊，每個所述支點上的所述稱重傳感器 與所述稱重電路模塊分別一一對應連接，同時測量各支點的載荷。優選的，所述步驟1)中支點載荷的測量採用循環掃描的測量方法，所述支點至少 為三個，所述稱重電路模塊數量為一個，每個所述支點上的所述稱重傳感器分別通過一個 多路選擇開關與所述稱重電路模塊連接，循環測量各支點的載荷。優選的，在所述步驟1)之前還包括清零，即使用前，將所述床體上的初始載荷作 為零點，在此基礎上測量。本發明的具有體位監測功能的稱重床採用以下的技術方案
所述具有體位監測功能的稱重床，包括床體、支撐框架、在床體和支撐框架之間設置的 多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述稱重傳感器的電信號 轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模塊連接的處理單元，所述處理單 元包括計算模塊和體位監測判斷模塊，所述計算模塊分別與所述稱重電路模塊和所述體位 監測判斷模塊連接；所述計算模塊根據所接收到的重量信息和各個稱重傳感器相對於預設 坐標系的坐標位置計算得到被測對象的重心坐標；所述體位監測判斷模塊用於根據被測對 象的初始狀態和重心坐標及其變化，判斷被測對象的體位及其變化。優選的，所述稱重傳感器數量至少為三個，所述稱重電路模塊數量至少為三個，所 述稱重傳感器與所述稱重電路模塊分別一一對應連接。優選的，所述稱重傳感器數量至少為三個，所述稱重電路模塊數量為一個，所述各 個稱重傳感器分別通過一個多路選擇開關與所述稱重電路模塊連接。優選的，還包括顯示終端，所述顯示終端與所述處理單元連接。本發明與現有技術對比的有益效果是由於引入了多支點載荷獨立檢測和重心 計算技術，通過重心及其變化可以對被測對象的體位進行判斷和監測，在已有的病床稱重 系統單一體重檢測的基礎上增加了體位監測的功能，豐富了床用稱重技術的功能和應用範 圍。
圖1是本發明實施例中採用的帶四個稱重傳感器的稱重床結構示意圖； 圖2是圖1中床體對稱重傳感器的作用力示意圖3是圖1中稱重傳感器的幾何位置及坐標示意圖； 圖4是本發明實施例一中稱重床的測量系統示意圖； 圖5是本發明實施例二中稱重床的測量系統示意圖； 圖6是本發明實施例一和二中體位監測流程示意圖。
具體實施例方式下面對照附圖和結合優選具體實施方式
對本發明進行詳細的闡述。一種利用稱重床進行體位監測的方法，所述稱重床包括床體、支撐框架、在床體和 支撐框架之間設置的多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述 稱重傳感器的電信號轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模塊連接的處 理單元，利用檢測到的各個支點的載荷以及各個支點的坐標參數，計算所述床體上被測對 象的重心，通過連續測量監測重心的變化軌跡，從而實現對臥床者體位及其變化的監測。一種具有體位監測功能的稱重床，包括床體、支撐框架、在床體和支撐框架之間設 置的多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述稱重傳感器的電 信號轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模塊連接的處理單元，所述處 理單元包括計算模塊和體位監測判斷模塊，所述計算模塊分別與所述稱重電路模塊和所述 體位監測判斷模塊連接；所述計算模塊根據所接收到的重量信息和各個稱重傳感器相對於 預設坐標系的坐標位置計算得到被測對象的重心坐標；所述體位監測判斷模塊用於根據被 測對象的初始狀態和重心坐標及其變化，判斷被測對象的體位及其變化。實施例一
具體來說，如圖1所示，所述的具有體位監測功能的稱重床，包括床體和支撐框架，床 體包括床面5、以及承託床面5的上層框架2，在床體和支撐框架之間設置了多個分別安裝 了稱重傳感器4的支點，支點至少有三個，使得床體和支撐框架之間獲得可靠穩定的支撐 並保證測量的準確性，優選支點為四個，其上的四個稱重傳感器4在支撐框架上均勻對稱 設置，呈矩形分布，每個稱重傳感器4的一端通過螺栓7連接在上層框架2上，另一端通過 螺栓7連接在支撐框架1上，支撐框架1底部設置有四個滾動輪3，以便於稱重床的移動。 如圖2所示，四個稱重傳感器4上所承載的力的總和等於床體及其上附屬物的重量。本發明的核心是床面載荷重心計算分析，實施重心分析的基本條件是各個支點的 載荷獨立測量，實施各支點載荷獨立計量的方法可以通過測量系統來實現，如圖4所示，在 本實施例中測量系統為並行測量系統，每個稱重傳感器配一個稱重電路模塊，具體來說，其 包括四個稱重電路模塊9，分別與每個稱重傳感器4 一一連接，與稱重電路模塊9連接的處 理單元11 (當然，也可以將稱重電路模塊集成在處理單元中以實現相應的功能)，以及與處 理單元11連接的顯示終端13 (測量系統中的各個元件之間可以通過有線或無線連接)，稱 重傳感器4用於感知床體上的載荷，稱重電路模塊9將載荷轉的電信號換成重量信息傳送 給處理單元11，處理單元11中包括計算模塊Ila和體位監測判斷模塊11b，計算模塊Ila 累加計算臥床者的總重量並進行重心坐標計算，體位監測判斷模塊lib依照一定的邏輯分
6析，監測臥床者的體位及其變化，最後將結果通過顯示終端13顯示出來(當然臥床者的總 重量和重心坐標也可以通過顯示終端13顯示)。具體來說，如圖6所示，利用稱重床進行體位檢測的方法，包括如下步驟
1)清零將稱重傳感器清零，即測量時，將床體上的初始載荷作為系統零點，在此基礎 上測量被測對象的載荷。2)測量載荷在處理單元11的控制下，通過稱重傳感器4感知各支點上的載荷， 並通過稱重電路模塊9將載荷的電信號轉換成重量信息傳送給處理單元11。3)計算重心坐標依據平衡狀態下的力學分析方法，根據各支點的載荷以及各支 點相對於預設坐標系的坐標位置，計算得到被測對象的重心坐標，重心坐標(x、Y)由以下公
式確定
權利要求
1.一種利用稱重床進行體位監測的方法，所述稱重床包括床體、支撐框架、在床體和 支撐框架之間設置的多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述 稱重傳感器感知的載荷的電信號轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模 塊連接的處理單元，其特徵在於利用檢測到的各個支點的載荷以及各個支點的坐標參數， 計算所述床體上被測對象的重心，通過連續測量監測重心的變化軌跡，從而實現對臥床者 體位及其變化的監測。
2.如權利要求1所述的體位監測方法，其特徵在於，包括如下步驟1)測量載荷在處理單元的控制下，所述稱重傳感器感知各支點上的載荷，並通過稱重 電路模塊將載荷的電信號轉換成重量信息送至所述處理單元；2)計算重心坐標所述處理單元根據所述各支點上的載荷以及各支點相對於預設坐標 系的坐標位置計算得到被測對象的重心坐標；3)體位監測判斷根據被測對象的初始狀態和重心坐標及其變化軌跡，判斷被測對象 的體位及其變化。
3.如權利要求2所述的體位監測的方法，其特徵在於所述步驟1)中支點載荷的測量 採用並行測量的方法，所述支點至少為三個，每個支點處的稱重傳感器配備一個稱重電路 模塊，每個所述支點上的所述稱重傳感器與所述稱重電路模塊分別一一對應連接，同時測 量各支點的載荷。
4.如權利要求2所述的體位監測的方法，其特徵在於所述步驟1)中支點載荷的測量 採用循環掃描的測量方法，所述支點至少為三個，所述稱重電路模塊數量為一個，每個所述 支點上的所述稱重傳感器分別通過一個多路選擇開關與所述稱重電路模塊連接，循環測量 各支點的載荷。
5.如權利要求2所述的體位監測的方法，其特徵在於在所述步驟1)之前還包括清 零，即使用前，將所述床體上的初始載荷作為零點，在此基礎上測量。
6.一種具有體位監測功能的稱重床，包括床體、支撐框架、在床體和支撐框架之間設 置有多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述稱重傳感器的電 信號轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模塊連接的處理單元，其特徵 在於所述處理單元包括計算模塊和體位監測判斷模塊，所述計算模塊分別與所述稱重電路 模塊和所述體位監測判斷模塊連接；所述計算模塊根據所接收到的重量信息和各個稱重傳感器相對於預設坐標系的坐標 位置計算得到被測對象的重心坐標；所述體位監測判斷模塊用於根據被測對象的初始狀態和重心坐標及其變化，判斷被測 對象的體位及其變化。
7.如權利要求6所述的具有體位監測功能的稱重床，其特徵在於所述稱重傳感器數 量至少為三個，所述稱重電路模塊數量至少為三個，所述稱重傳感器與所述稱重電路模塊 分別一一對應連接。
8.如權利要求6所述的具有體位監測功能的稱重床，其特徵在於所述稱重傳感器數 量至少為三個，所述稱重電路模塊數量為一個，所述各個稱重傳感器分別通過一個多路選 擇開關與所述稱重電路模塊連接。
9.如權利要求7或8所述的具有體位監測功能的稱重床，其特徵在於還包括顯示終 端，所述顯示終端與所述處理單元連接。
全文摘要
本發明公開了一種利用稱重床進行體位監測的方法，稱重床包括床體、支撐框架、在床體和支撐框架之間設置的多個分別安裝了稱重傳感器的支點、與所述稱重傳感器連接的將所述稱重傳感器感知的載荷的電信號轉換成重量信息的稱重電路模塊，以及與所述稱重電路模塊連接的處理單元，利用檢測到的各個支點的載荷以及各個支點的坐標參數，計算所述床體上被測對象的重心，通過連續測量監測重心的變化軌跡，從而實現對臥床者體位及其變化的監測。本發明可以實現對臥床者體重和體位的雙重監測，也可以很方便地用於睡眠質量監測用途。
文檔編號A61B5/00GK102078184SQ20101061675
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者敬剛, 朱惠忠, 李月秋, 楊永剛, 王春國, 胡益民, 袁文龍, 陳進 申請人:深圳力合高科技有限公司, 深圳清華大學研究院