閆書(shū)豪 楊洪波 蔡黎明

0 引言

人口老齡化是社會(huì)發(fā)展的重要趨勢(shì)，是人類文明進(jìn)步的體現(xiàn)，也是今后較長(zhǎng)一段時(shí)期我國(guó)的基本國(guó)情[1-2]。2015年1月，全國(guó)老齡工作委員會(huì)辦公室、民政部等聯(lián)合啟動(dòng)的“第四次中國(guó)城鄉(xiāng)老年人生活狀況抽樣調(diào)查”結(jié)果顯示，我國(guó)60歲以上老年人口有2.2億，占總?cè)丝诘?5.5%，其中15%為80歲以上的高齡老人，15%為失能和半失能老人，重度失能人群已達(dá)940萬(wàn)，部分失能患者1 894萬(wàn)人；長(zhǎng)期臥床、生活不能自理的約有2 700萬(wàn)人。高齡、失能半失能和空巢獨(dú)居老年人等養(yǎng)老服務(wù)重點(diǎn)對(duì)象的持續(xù)增加，對(duì)養(yǎng)老服務(wù)和智能養(yǎng)老產(chǎn)品的需求更加旺盛、多樣且迫切，其中失能老人因自身?xiàng)l件所限，有大量的臥床時(shí)間，作為失能老人日常生活的“必需品”，多功能護(hù)理床的功能設(shè)計(jì)直接影響到失能老人的體驗(yàn)感受，因此智能化的多功能護(hù)理床的發(fā)展變得非常重要。

目前面向失能老人多功能護(hù)理床普遍具有體位調(diào)整、兩便、翻身、助浴等功能。現(xiàn)階段，盡管國(guó)內(nèi)外有許多研究機(jī)構(gòu)和公司都宣稱實(shí)現(xiàn)了失能老人生活照護(hù)的一體化，但是在養(yǎng)老院和社區(qū)，面向失能老人的多功能護(hù)理床并沒(méi)有得到真正的推廣，其中一個(gè)重要原因是高端的多功能護(hù)理床仍然存在一定的技術(shù)瓶頸，尚不能滿足普遍性推廣的應(yīng)用條件。與此同時(shí)，多功能護(hù)理床的部分功能設(shè)計(jì)未能考慮到老人的體驗(yàn)感，也未能從根本上緩解護(hù)理人員的工作量，諸多問(wèn)題丞待解決。

2019年11月21日，《國(guó)家積極應(yīng)對(duì)人口老齡化中長(zhǎng)期規(guī)劃》中提出：“強(qiáng)化應(yīng)對(duì)人口老齡化的科技創(chuàng)新能力。深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，把技術(shù)創(chuàng)新作為積極應(yīng)對(duì)人口老齡化的第一動(dòng)力和戰(zhàn)略支撐，全面提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)體系智能化水平。提高老年服務(wù)科技化、信息化水平，加大老年健康科技支撐力度，加強(qiáng)老年輔助技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用?！?/p>

為此本文主要對(duì)現(xiàn)有智能護(hù)理床的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和概述，并且對(duì)未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望，最后提出了一種可行的解決方案。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

多功能護(hù)理床是傳統(tǒng)護(hù)理床將近代微電腦技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)護(hù)理床，需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)與醫(yī)學(xué)的交叉，在滿足臥床患者日常功能需求的同時(shí)，減輕了護(hù)理人員的機(jī)械勞動(dòng)強(qiáng)度[3]。國(guó)內(nèi)外各護(hù)理床對(duì)失能老人的護(hù)理重點(diǎn)有所不同，老人可以根據(jù)實(shí)際失能程度的不同來(lái)選擇滿足自身不同使用需求的多功能護(hù)理床。本文將從失能老人實(shí)際使用需求出發(fā)，從國(guó)內(nèi)外多功能護(hù)理床的功能方面介紹其現(xiàn)狀。

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外的高端多功能護(hù)理床起步于重癥監(jiān)護(hù)室ICU，對(duì)于護(hù)理床產(chǎn)品的研制偏重舒適性、工藝性、安全性、先進(jìn)傳感器技術(shù)等[4-5]。目前高端智能多功能護(hù)理床的研發(fā)主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)，如美國(guó)的Hillrom公司、Stryker Medical公司，瑞典的ArjoHuntleigh公司，日本的松下公司、parramount bed公司等[6-8]。

美國(guó)Hillrom公司[9]成立于1929年，從“讓醫(yī)院有家的溫暖”這一口號(hào)開(kāi)始，產(chǎn)品覆蓋普通病床(Hillrom? 900)、ICU護(hù)理床(ProgressTM、TotalCare SpO2RT)、長(zhǎng)期護(hù)理床(VersaCare)等，Progressa和TotalCare SpO2RT作為ICU護(hù)理床已經(jīng)超出了傳統(tǒng)意義床的功能，已經(jīng)可以作為一個(gè)治療設(shè)備輔助護(hù)理人員預(yù)防和治療患者的并發(fā)癥比如譫妄、呼吸機(jī)相關(guān)肺炎 (VAP)、ICU 獲得性衰弱、壓瘡 ，并且應(yīng)用于早期康復(fù)方案。VersaCare通過(guò)新一代氣墊床技術(shù)(Advanced Microclimate)，利用床面內(nèi)的氣流和材料技術(shù)結(jié)合，保持患者的皮膚涼爽和干燥，防止過(guò)多熱量和濕氣積聚。作為長(zhǎng)時(shí)期護(hù)理床，提供了先進(jìn)的壓瘡護(hù)理解決方案，同時(shí)配備多種智能傳感器，實(shí)現(xiàn)離床監(jiān)測(cè)、體質(zhì)量監(jiān)測(cè)、床頭抬高報(bào)警等。美國(guó)的Stryker Medical公司推出的InTouch重癥監(jiān)護(hù)床，除了提供普通護(hù)理床的體位調(diào)整，還集成了39個(gè)預(yù)先錄制的24種語(yǔ)言的臨床短語(yǔ)，保證了護(hù)理人員與患者之間的交流，還可以通過(guò)選擇特定聲音或音樂(lè)模塊來(lái)創(chuàng)建一個(gè)舒緩的環(huán)境。

瑞典的ArjoHuntleigh公司[10]開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于重癥的Citadel護(hù)理床系統(tǒng)，可以定制床架與患者之間的接觸力，提供接觸表面壓力重新分配的選擇。區(qū)別于Hillrom、Strker medical公司專注醫(yī)院用床，ArjoHuntleigh公司針對(duì)社區(qū)居家還開(kāi)發(fā)了Minuet 2系列護(hù)理床，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)靠背、護(hù)膝和高度調(diào)節(jié)，兼容人體壓瘡管理。

日本松下公司研制的一款護(hù)理床[11]在護(hù)理人員的操作下可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)輪椅的轉(zhuǎn)換，其主體分為主床體和電動(dòng)輪椅兩部分，老人平躺時(shí)，輪椅和主床體組合成為完整的床面；老人需要活動(dòng)時(shí)，輪椅平面脫離主床面，變形成為電動(dòng)輪椅，省去了床椅轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程。之后松下公司還對(duì)其進(jìn)行了升級(jí)，加裝有語(yǔ)音識(shí)別功能和液晶顯示器，豐富了老人的生活，提升了老人的使用體驗(yàn)。日本的parramount bed公司[12]作為全球醫(yī)用床領(lǐng)導(dǎo)者，其產(chǎn)品的實(shí)用性和安全性廣受贊譽(yù)，護(hù)理床的護(hù)欄通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)其從內(nèi)部受壓時(shí)無(wú)法被打開(kāi)，從而有效防止了老人從內(nèi)部誤操作，導(dǎo)致墜床。parramount bed公司研發(fā)的背膝聯(lián)動(dòng)程序，幫助老人在背部上升時(shí)減輕身體下滑，使老人始終保持舒適的姿勢(shì)。為了減輕背部上升時(shí)往腳側(cè)滑落和對(duì)腹部的壓力，背板上升時(shí)會(huì)往后方和上方同時(shí)移動(dòng)，有助于老人舒適地坐在床上，輔助老人輕松離床。床墊也是采用了不同軟硬度的聚氨酯泡沫，厚度僅125 mm，可以自然拉伸，既舒適又可以均勻支撐身體，其良好的拉伸性能也可以在體位調(diào)整過(guò)程中減輕皮膚和床墊之間的摩擦。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)的護(hù)理床研制也有較長(zhǎng)時(shí)間，針對(duì)不同程度的失能老人，設(shè)計(jì)了眾多不同功能的護(hù)理床，例如起背、翻身、兩便等功能。

1999年，汪吉鵬等[13]利用可編程邏輯控制器控制電動(dòng)推桿，設(shè)計(jì)了新型電動(dòng)護(hù)理床，能輔助抬背、屈腿以及側(cè)翻身，邁出了我國(guó)智能護(hù)理床的重要一步。

2006年，Zhang等[14]設(shè)計(jì)了一款多功能護(hù)理床，該床可以監(jiān)測(cè)老人的血壓、呼吸率、心率、體溫等生理參數(shù)，并且具備報(bào)警功能，可以在生理參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)做出通知。該床還具備語(yǔ)音控制功能，可以用來(lái)控制調(diào)整護(hù)理床的姿態(tài)。

2009年汪燁[15]設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)翻、曲腿和支背3種動(dòng)作的多功能自動(dòng)翻身床。目前大部分的電動(dòng)護(hù)理床都將側(cè)翻、曲腿和支背3種功能作為最基本功能。在滿足相同功能的基礎(chǔ)上，大家選擇不同的機(jī)構(gòu)例如液壓作為驅(qū)動(dòng)源形式，追求更加細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)：起背過(guò)程中防擠壓、防側(cè)移、動(dòng)力分析等研究。

著眼于市場(chǎng)上現(xiàn)有的護(hù)理床產(chǎn)品，2015年，江蘇慧明智能科技有限公司推出了家用平板智能電動(dòng)護(hù)理床，可以實(shí)現(xiàn)體位調(diào)整、自動(dòng)翻身、全自動(dòng)大小便、沖洗、烘干、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程體檢、生命體征數(shù)據(jù)采集等功能。為了解決兩便問(wèn)題，還有企業(yè)研發(fā)出了可穿戴的大小便護(hù)理機(jī)器人[16]，但通過(guò)前期的走訪以及調(diào)研，發(fā)現(xiàn)關(guān)于這些兩便的先進(jìn)方案目前仍然有推廣不利和護(hù)工不接受的問(wèn)題。但是往往在解決原先兩便問(wèn)題的時(shí)候，又引入了新的問(wèn)題，比如造成環(huán)境污染、護(hù)理過(guò)程復(fù)雜度加大、成本提高等。洗浴護(hù)理[16]作為近年來(lái)新的需求，也有越來(lái)越多的研究[17-20]，但是仍存在安全性、便利性的問(wèn)題。

2015年，徐慧等[20]對(duì)老年人護(hù)理床的功能需求進(jìn)行了研究，嘗試得出適宜的設(shè)計(jì)研發(fā)策略，調(diào)查指出護(hù)理人員耗時(shí)最長(zhǎng)的是兩便護(hù)理和洗浴護(hù)理兩大項(xiàng)，其實(shí)護(hù)理床的兩便功能早在2010年，南昌大學(xué)的白建軍[21]就將多功能護(hù)理床與智能服務(wù)機(jī)器人融合,實(shí)現(xiàn)了床與輪椅的結(jié)合，并具備智能坐便功能。其中的智能坐便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖水、溫水沖洗、暖風(fēng)烘干、大小便收集、除臭等功能。護(hù)理床本身的兩便收集作為主要技術(shù)難題，目前的主要解決方案是手動(dòng)人工清洗、水循環(huán)處理、自動(dòng)打包3種[22]。

對(duì)于傳統(tǒng)護(hù)理床而言，患者想從床上坐到輪椅，需要護(hù)理人員輔助才能實(shí)現(xiàn)，由于長(zhǎng)期臥床身體條件下降，容易在轉(zhuǎn)移過(guò)中產(chǎn)生損傷。為了避免患者因長(zhǎng)期臥床引起心理和生理上的負(fù)擔(dān)，國(guó)內(nèi)許多研發(fā)機(jī)構(gòu)通過(guò)輪椅與床之間的結(jié)合，研發(fā)出多種輪椅床的設(shè)計(jì)。不同于床直接變成輪椅的設(shè)計(jì)，北京航空航天大學(xué)的胡木華等[23]開(kāi)發(fā)了E-bed系列多功能護(hù)理床，其采用可分離式床架結(jié)構(gòu)，除了具有輔助支背、屈腿及翻身等基本功能，還可自動(dòng)轉(zhuǎn)換成輪椅，在床椅分離后，遙控器控制座椅的移動(dòng)。

2018年華南理工大學(xué)付西敏[24]將語(yǔ)音識(shí)別的功能加入輪椅床，提高了輪椅式護(hù)理床的人機(jī)交互能力，降低了操作要求。目前輪椅床的應(yīng)用慢慢聚焦于控制方式以及附加的康復(fù)功能[25-28]。

新材料、新型傳感器應(yīng)用、以及新的人機(jī)交互方式也是護(hù)理床研發(fā)的未來(lái)趨勢(shì)之一。生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為多功能護(hù)理床的附件，常常用于監(jiān)測(cè)患者體溫、心率、血壓等生理參數(shù)和人體壓力等健康管理指標(biāo)[29-31]，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，護(hù)理人員和醫(yī)生可根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)采取相應(yīng)處理措施。護(hù)理床的人機(jī)交互方式越來(lái)越多。目前的手控盒帶線控制、手控盒遙控控制、平板和手機(jī)終端控制、語(yǔ)音控制、肌電控制、眼動(dòng)控制和互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制等多種人機(jī)交互方式各有特點(diǎn)，使用人員可以按照自身實(shí)際身體狀態(tài)和習(xí)慣選擇合適的交互方式[32-34]。圖1為國(guó)內(nèi)護(hù)理床發(fā)展路線圖。

圖1 國(guó)內(nèi)外護(hù)理床發(fā)展路線Figure 1 Development route of nursing bed at home and abroad

隨著在多功能護(hù)理床核心關(guān)鍵問(wèn)題的深入研究，舒適性和智能化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，雖然出現(xiàn)的新型多功能護(hù)理床具備眾多優(yōu)點(diǎn)，但更多的是應(yīng)用于普通老人或者半失能老人。面向全失能老人，仍然需要研發(fā)更具有針對(duì)性的智能護(hù)理設(shè)備。多功能護(hù)理床很可能會(huì)出現(xiàn)一種新型的樣式或者形式，在實(shí)現(xiàn)護(hù)理床本身的基本體位翻身功能以外，可以在非轉(zhuǎn)運(yùn)的情況下，既能實(shí)現(xiàn)老人在床的洗浴護(hù)理，又能實(shí)現(xiàn)室外環(huán)境的模擬和視頻陪護(hù)，以滿足失能老人的生理和心理需求。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

智能護(hù)理床的研發(fā)在一定程度上解決了失能老人的生活護(hù)理問(wèn)題，改善了臥床老人的生活環(huán)境，降低了護(hù)理人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了醫(yī)院、社區(qū)等護(hù)理機(jī)構(gòu)的護(hù)理環(huán)境水平。通過(guò)以上對(duì)國(guó)內(nèi)外護(hù)理床特點(diǎn)的分析，概括出以下護(hù)理床設(shè)計(jì)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。

(1)人機(jī)工程學(xué)原理。人機(jī)工程學(xué)理論是將“人”的因素充分考慮到設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)以人為中心的設(shè)計(jì)，是衡量當(dāng)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的重要指標(biāo)。在護(hù)理床設(shè)計(jì)過(guò)程中需要嚴(yán)格按照人機(jī)工程學(xué)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，護(hù)理床的性能將得到保障。

(2)多姿態(tài)調(diào)整功能。智能護(hù)理床和普通護(hù)理床最大的區(qū)別就是智能護(hù)理床能根據(jù)需要，實(shí)時(shí)地完成對(duì)失能老人的姿態(tài)調(diào)整，從而避免老人在長(zhǎng)期臥床過(guò)程中某些部位長(zhǎng)期受壓，降低褥瘡的發(fā)病率。

(3)兩便處理裝置。幫助臥床老人解決兩便問(wèn)題，是護(hù)理人員和臥床老人的迫切需要。智能護(hù)理床安裝兩便處理裝置不僅可以解決失能老人兩便難題，而且可以減輕護(hù)理人員工作負(fù)擔(dān)。

(4)洗浴功能。失能老人臥床洗浴問(wèn)題一直未能得到合理的解決，而對(duì)于失能老人而言，一個(gè)良好的洗浴體驗(yàn)不僅是解決了個(gè)人衛(wèi)生難題，而且也可以給到老人良好的照護(hù)體驗(yàn)。

(5)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)功能。智能護(hù)理床大多數(shù)都具備對(duì)老人的體溫、呼吸率、心率、血壓等生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)傳感器反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)老人的多個(gè)生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)的情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，方便護(hù)理人員和醫(yī)生及時(shí)地做出相應(yīng)的處理措施。

(6)多媒體娛樂(lè)平臺(tái)。當(dāng)前較為先進(jìn)的一些護(hù)理床一般安裝有平板電腦、電視機(jī)、通話設(shè)備等供老人使用的多媒體設(shè)備，這些設(shè)備的安裝豐富了老人的日常生活。

3 展望

觀察國(guó)內(nèi)護(hù)理床的發(fā)展趨勢(shì)，多功能護(hù)理床的研發(fā)是朝以下幾個(gè)方向進(jìn)展的。(1)智能化。集成更多的功能滿足日常生活護(hù)理，實(shí)現(xiàn)助餐、助行、體位變換、兩便、安全監(jiān)護(hù)、報(bào)警等功能。(2)舒適性。在多功能化的基礎(chǔ)上，面向不同的護(hù)理床用戶，個(gè)體之間存在差異，若想滿足大多數(shù)使用者的要求，設(shè)計(jì)生產(chǎn)者就要從細(xì)節(jié)出發(fā)，做得更人性化，更舒適。(3)人性化。作為服務(wù)于失能老人的“必需品”，要想滿足大多數(shù)使用者的要求，設(shè)計(jì)生產(chǎn)者必須從一開(kāi)始就把人性化因素考慮進(jìn)來(lái)，從細(xì)節(jié)出發(fā)，充分考慮失能老人的實(shí)際使用情況，嚴(yán)格按照人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其符合大部分使用者的使用習(xí)慣。(4)模塊化。對(duì)于失能老人而言，由于失能程度的不同，對(duì)護(hù)理床功能的需求也會(huì)有所差異。設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者應(yīng)該按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)護(hù)理床進(jìn)行模塊化劃分，根據(jù)老人不同的需求，快速完成模塊化組裝。模塊化不僅可以增加實(shí)用性，還有利于產(chǎn)品進(jìn)行后續(xù)的改良升級(jí)。

但是面對(duì)失能老人，還是缺乏合適的解決方案。應(yīng)該在結(jié)構(gòu)形式和功能需求上另辟蹊徑，跳出原來(lái)傳統(tǒng)多功能護(hù)理床的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)新型的生命艙形式的方案。圖2為生命艙方案圖。

圖2 生命艙方案Figure 2 Life cabin plan