智能醫(yī)療監(jiān)護(hù)機(jī)器人

白士宇 李鶴 姜德文 侯東旭 沈陽工學(xué)院

智能醫(yī)療監(jiān)護(hù)機(jī)器人

白士宇 李鶴 姜德文 侯東旭 沈陽工學(xué)院

醫(yī)院進(jìn)行治療時(shí)，對(duì)患者進(jìn)行的監(jiān)控，需要由陪侍人員或者醫(yī)務(wù)工作者實(shí)時(shí)陪伴照顧，這樣既加重了醫(yī)護(hù)工作者的工作負(fù)擔(dān)，也讓病區(qū)的綜合管理變得不便利。隨著科技的不斷進(jìn)步，實(shí)時(shí)醫(yī)療監(jiān)控已成為現(xiàn)代醫(yī)療中應(yīng)該具備的一部分。隨著單片機(jī)在監(jiān)測(cè)和報(bào)警技術(shù)中的發(fā)展，其在提高電子醫(yī)療設(shè)備性價(jià)比，促進(jìn)電子醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展和普及中起到越來越重要的作用。

STM32單片機(jī) 醫(yī)療監(jiān)護(hù) 智能監(jiān)護(hù)

該設(shè)計(jì)智能醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究主體功能有三個(gè)：輸液監(jiān)控、智能藥箱、語音陪伴。其中輸液監(jiān)控和智能藥箱分別位于機(jī)器人的兩側(cè)。該智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要利用高性能STM32單片機(jī)作為核心，通過程序控制高精度紅外滴速監(jiān)測(cè)模塊，智能控溫加熱模塊，可調(diào)控氣泵加壓模塊，人工智能語音識(shí)別模塊來實(shí)現(xiàn)更加精確監(jiān)測(cè)與控制。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的硬件主要包括智能藥盒，LCD屏，音響，高精度紅外滴速監(jiān)測(cè)模塊，智能控溫加熱模塊，可調(diào)控氣泵加壓模塊，人工智能語音識(shí)別模塊。

除了傳統(tǒng)的監(jiān)控功能，我們的監(jiān)護(hù)機(jī)器人還能增加一鍵報(bào)警功能，出現(xiàn)異常情況時(shí)，病人或家屬可以通過報(bào)警按鍵或語音，呼叫醫(yī)護(hù)人員及時(shí)處理，避免危險(xiǎn)發(fā)生。

單片機(jī)會(huì)將處理好的程序通過無線模塊發(fā)送給接收端，接收端通過解碼將數(shù)據(jù)傳給電腦，并在上位機(jī)軟件中顯示出來。輸出的PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊的電壓輸出，從而控制氣泵的轉(zhuǎn)速，起到控壓的作用，達(dá)到不用高懸吊瓶且能正常輸液的效果。

圖1 實(shí)物結(jié)構(gòu)圖

圖2 上位機(jī)設(shè)計(jì)圖

1.2 軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件使用VB．net進(jìn)行開發(fā)，與機(jī)器人通過無線的方式進(jìn)行通信，既能完成輸液情況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能方便的設(shè)置藥箱提醒時(shí)間。上位機(jī)分別設(shè)置有“智能藥箱”和“輸液控制”兩個(gè)模塊。在“智能藥箱”模塊體中有12個(gè)按鈕分別代表對(duì)應(yīng)位置的藥盒。點(diǎn)擊藥盒按鈕后，窗體會(huì)顯示一個(gè)界面，界面中包括藥品名稱，每次劑量以及服藥時(shí)間三個(gè)關(guān)鍵信息。完整輸入信息并點(diǎn)擊確定，該藥盒就會(huì)在設(shè)定的時(shí)間提醒病人用藥。

使用時(shí)首先利用上位機(jī)軟件設(shè)置用藥信息，并通過無線通信方式下載到監(jiān)控機(jī)器人的處理器上，到了規(guī)定的用藥時(shí)間，處理器控制藥盒的數(shù)碼管循環(huán)發(fā)光顯示，并且有提示語音，病人可根據(jù)提示打開對(duì)應(yīng)藥盒。

2 系統(tǒng)測(cè)試

滴速監(jiān)測(cè)情況（20分鐘）見表1。

表1 滴速監(jiān)測(cè)情況

加熱測(cè)試情況（100次）見表2。

表2 加熱測(cè)試情況

3 總結(jié)

智能機(jī)器人技術(shù)是未來技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)，是未來新興產(chǎn)業(yè)的支撐點(diǎn)，是未來社會(huì)服務(wù)的最佳幫手。

此產(chǎn)品運(yùn)用低成本氣泵解決吊瓶高掛的缺陷，高精度傳感器實(shí)現(xiàn)滴速監(jiān)控，多級(jí)溫度控制，并將信息傳給無線終端。智能藥盒功能可以提前設(shè)置用藥提醒。利用語音識(shí)別功能與機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單交談，或播放音樂等舒緩患者情緒。

發(fā)展智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群，面向新興制造業(yè)，深入研究分析產(chǎn)學(xué)研用之道，提高集成技術(shù)，使智能機(jī)器人發(fā)展真正做到產(chǎn)業(yè)化，系統(tǒng)集成化，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

該產(chǎn)品可廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院與診所和家庭私人護(hù)理。由于產(chǎn)品體積小、成本低、性能優(yōu)異，便于市場(chǎng)推廣，更可以針對(duì)不同層次的用戶，定制更復(fù)雜的監(jiān)護(hù)功能，提升用戶的體驗(yàn)感。

白士宇，男，本科在讀，研究方向?yàn)榍度胧介_發(fā)。李鶴（通訊作者），男，沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院專業(yè)教師，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄埽度胧较到y(tǒng)開發(fā)。