姚世京，姜召軍，孫婷婷，李 霞，辛 莉，鄧 飛

（1.河北瑞華醫(yī)療器械有限公司，河北 石家莊 050001；2.河北科技大學，河北 石家莊 050018；3.石家莊市第四醫(yī)院，河北 石家莊 050035）

隨著我國生育政策的逐步放開，新生兒數(shù)量和高齡產(chǎn)婦數(shù)量顯著增加，高危妊娠占比連年增加，然而醫(yī)護人員卻無法同比例擴增。產(chǎn)房是婦幼保健的核心部門，承擔著母嬰安全的首要責任。產(chǎn)房的醫(yī)療診護工作量大幅攀升，服務(wù)管理挑戰(zhàn)也日益加劇，在當前社會和家庭對生育保健愈發(fā)重視的背景以及多種不利因素綜合疊加下，我國婦幼保健體系承受的壓力越來越大。因此，依托最新科技對傳統(tǒng)軟硬件升級并創(chuàng)新服務(wù)管理模式，從而構(gòu)建以人為本的家庭化產(chǎn)房，實施個性化、精細化、親情化診療護理模式，成為解決當前社會婦幼保健壓力的優(yōu)選方案[1]。

1 家庭化產(chǎn)房的研究背景

懷孕和分娩是女性自然健康的生理過程。為保證胎兒的正常發(fā)育，懷孕期孕婦用自己的血液為胎兒提供營養(yǎng)和氧氣，并把胎兒代謝的產(chǎn)物回收到體內(nèi)，這個過程對母體和胎兒都是重大的身心刺激。分娩時，因為女性會經(jīng)歷長時間體力消耗才能夠?qū)⑻悍置涑鰜?，所以產(chǎn)婦的子宮、心臟等器官均處于非正常狀態(tài)，身體極為虛弱，抵抗力下降，容易受到病原體侵犯，且由于氣溫變化、過度勞累等原因而產(chǎn)生疾病，因此分娩及產(chǎn)后時間段對產(chǎn)婦極為重要，也是調(diào)整身心恢復(fù)到孕前狀態(tài)的最佳時機。

目前國內(nèi)傳統(tǒng)的生育過程是：產(chǎn)婦在待產(chǎn)室待到指定階段再轉(zhuǎn)運至產(chǎn)房，分娩結(jié)束后再轉(zhuǎn)至產(chǎn)后病房，期間多次轉(zhuǎn)換房間。然而醫(yī)護人員經(jīng)常需要同時照顧多位產(chǎn)婦，工作忙碌且繁重，經(jīng)常無法顧及每位產(chǎn)婦的心情，加重了產(chǎn)婦的焦慮和恐懼。

為了應(yīng)對傳統(tǒng)產(chǎn)房管理服務(wù)的不足，近幾年提出了構(gòu)建家庭化產(chǎn)房的理念，即從孕婦入院待產(chǎn)、產(chǎn)婦生產(chǎn)到產(chǎn)后恢復(fù)期在同一房間完成，其工作目標是：一切以產(chǎn)婦為中心，將一體化產(chǎn)床、婦科檢查燈、胎兒監(jiān)護儀、新生兒護理臺、嬰兒輻射保暖臺和空氣凈化消毒機等醫(yī)療器械按需求進行整體設(shè)置[2]，根據(jù)產(chǎn)婦的不同階段，給予其個體化的護理方案；開發(fā)系列化的非醫(yī)療器械類智能硬件，并進行機動設(shè)置，提供溫馨周到的特定服務(wù)功能，照顧產(chǎn)婦和嬰兒在產(chǎn)房內(nèi)的生活需求，營造出家庭氛圍，消除產(chǎn)婦不良情緒[3]；提高醫(yī)護人員的工作效率，減低勞動強度。

2 家庭化產(chǎn)房的服務(wù)特征

婦幼保健體系下的家庭化產(chǎn)房應(yīng)具有以下3個服務(wù)特征。

1）服務(wù)模式便捷化。隨著“三胎”政策的實行，產(chǎn)科住院人數(shù)增多比例與產(chǎn)科工作人員增加比例二者相差甚遠，并且產(chǎn)科工作急，產(chǎn)婦情況變化快，工作預(yù)見性難，因此要求各種配套設(shè)施及醫(yī)護的協(xié)調(diào)愈加高效便捷。

2）工作過程無菌化。產(chǎn)房作為新生命的起點，為了守護產(chǎn)婦和新生兒的安全，必須配備無菌專柜、空氣消毒機，采取保暖、降溫措施；定期做好清潔工作、消毒工作和細菌培養(yǎng)檢驗檢疫工作；尤其對于疑似患有傳染病的產(chǎn)婦，分娩時必須采取隔離措施，及時消毒，嚴防職業(yè)暴露。

3）智能家庭化。實現(xiàn)“入院—待產(chǎn)—分娩—產(chǎn)后—出院”全程都在同一房間內(nèi)完成，無需轉(zhuǎn)運；支持各種人工智能、虛擬顯示，具備房內(nèi)新風系統(tǒng)、智慧科技凈水器，可以隨時通過語音調(diào)控房間電視、窗簾以及燈光，齊全的醫(yī)療設(shè)施、生活設(shè)施及家人的全程陪伴將給產(chǎn)婦帶來更加舒適的生產(chǎn)體驗。

3 面向家庭化產(chǎn)房建設(shè)的智能硬件開發(fā)

3.1 功能定位

家庭化產(chǎn)房自身獨立構(gòu)建系統(tǒng)，包括實現(xiàn)管理、運行、規(guī)劃、服務(wù)功能的軟件系統(tǒng)，也包括用于治療診斷的醫(yī)療器械型標準硬件和執(zhí)行特定生活服務(wù)功能的非醫(yī)療器械型非標準硬件。家庭化產(chǎn)房的非標準硬件是系列化的，例如親子嬰兒床、送藥機器人、移動輸液椅、運動助行器、洗澡按摩機等，可根據(jù)實際需求隨時擴充開發(fā)，主要基于產(chǎn)房的場景和環(huán)境進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能設(shè)計。

本文重點介紹親子嬰兒床和送藥機器人的設(shè)計，親子嬰兒床能夠?qū)崿F(xiàn)床體的任意自由度移動，控制起伏和掀被、蓋被和防蹬被等功能，保護嬰兒舒適睡眠；送藥機器人能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的定向受控運動，將藥物送到指定位置并設(shè)置定時服藥提醒，督促產(chǎn)婦吃藥并減輕醫(yī)護人員的工作量。

3.2 親子嬰兒床的設(shè)計

1）功能背景。嬰兒床是產(chǎn)房的重要生活用具，能夠避免產(chǎn)婦壓到嬰兒，保證產(chǎn)婦和嬰兒都擁有好的睡眠質(zhì)量。傳統(tǒng)嬰兒床結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，主要采用圍欄式，上床身和下支撐等寬等長，通過在最下方的四足位置增加滾輪和驅(qū)動裝置實現(xiàn)移動功能。缺點是轉(zhuǎn)彎半徑大，占地面積大，在空間狹窄的產(chǎn)房集體生活環(huán)境內(nèi)，轉(zhuǎn)彎運動受限，通常只能進行單一的推拉往復(fù)運動，甚至經(jīng)常無處擺放；另外，嬰兒經(jīng)常會發(fā)生踢掉被子或蒙住頭的危險狀況，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，會造成不可挽回的后果。因此，家庭化產(chǎn)房內(nèi)的親子嬰兒床，具備實現(xiàn)360°全方向自由移動功能，并具備自動掀被、蓋被功能，守護寶寶安全，減輕陪護人員的壓力。

2）工作原理。親子嬰兒床的整體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 親子嬰兒床的整體結(jié)構(gòu)圖

整體運動控制過程：3套萬向輪能夠在驅(qū)動底盤不發(fā)生轉(zhuǎn)動的情況下進行360°全方向運動，進而帶動外罩體及固定床體、活動床體同步運動；也能夠驅(qū)動底盤繞中心旋轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生水平位移，進而帶動外罩體及固定床體、活動床體原地旋轉(zhuǎn)運動。以上兩種運動結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)親子嬰兒床在同一平面內(nèi)的任意自由度運動。活動床體和緩起伏運動控制過程：微型氣泵通過吹氣、放氣控制氣囊墊鼓、縮，進而帶動活動床體上下起伏運動；如果采用多塊組合式氣囊墊，還能使床體產(chǎn)生波浪式運動效果。壓簧起到增強起伏運動穩(wěn)定性效果；如果氣囊墊偶爾起伏運動幅度過大，壓簧能夠起到降幅降頻作用。蓋被、掀被運動控制過程：活動被為外表覆蓋被，不是內(nèi)部包裹被，將其一端固定在滑桿上，另一端固定在活動床體的尾部，滑桿被驅(qū)動馬達帶動沿滑軌往復(fù)運動，實現(xiàn)蓋被和掀被動作，由于活動被的頭部端被滑桿支撐固定，因此不會覆蓋嬰兒的口鼻，也不會被蹬掉。

3.3 送藥機器人的開發(fā)

1）功能背景。很多孕產(chǎn)婦在分娩和康復(fù)期間需要定時服用藥物，一般護士將藥物一次性發(fā)給產(chǎn)婦或家屬，要求自主定時定量服藥，但是經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)婦或家屬遺忘現(xiàn)象；對于有特殊病情的產(chǎn)婦，需要護士每次親自上門提醒，而護士面向整個科室服務(wù)，工作量很大。因此，設(shè)計了一種送藥機器人，既能像掃地機器人般受控定向運動，將藥物按時送到孕產(chǎn)婦面前，同時又集成智能藥盒功能，提醒或監(jiān)督產(chǎn)婦定時定量服藥。

2）工作原理。送藥機器人的整體結(jié)構(gòu)見第93頁圖2。

圖2 送藥機器人的整體結(jié)構(gòu)圖

整體運動控制過程：運動平臺的多個萬向輪組合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)送藥機器人的穩(wěn)定站立，并且在伺服電機的驅(qū)動下能夠360°全方向運動以及原地旋轉(zhuǎn)運動，進而帶動外殼體同步運動，實現(xiàn)送藥機器人的整體機動和運動功能。定位吸附或脫離地面控制過程：絲杠正反向旋轉(zhuǎn)能夠驅(qū)動吸附平臺沿導軌上下移動。如果需要送藥機器人能夠承受一定的側(cè)向力矩或橫向力矩，即需要送藥機器人整體機構(gòu)在地面上能夠牢固定位并保持穩(wěn)定不動，控制吸附平臺向下移動，使各真空吸盤的下部柔性吸附端穿過運動底盤的工藝孔接觸到光滑的地面，微型真空泵吸氣使真空吸盤牢固吸附在地面上，絲杠和導軌將吸附力傳遞給外殼體，實現(xiàn)運動底盤在固定位置保持穩(wěn)定不動；反之，微型真空泵放氣，吸附平臺向上移動帶動真空吸盤脫離地面，使送藥機器人繼續(xù)能夠受控運動。用藥提醒功能控制過程：設(shè)置多組藥箱，每組的藥箱內(nèi)分別放置單次藥量，并設(shè)置在滑軌上連接齒輪齒條機構(gòu)的齒條，每個齒輪分別連接舵機，舵機由定時器控制，可以分別設(shè)定時間，當?shù)竭_設(shè)定時間時，舵機將帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪帶動齒條，齒條將相應(yīng)的藥箱推出，用戶自行取藥服用，對用戶形成吃藥提醒。

4 結(jié)束語

孕產(chǎn)期作為女性重要的人生節(jié)點，產(chǎn)后激素的極速變化及身體免疫力的降低均會對其身心造成不良影響，因此一個舒適的家庭化產(chǎn)房能夠帶給產(chǎn)婦安全感和歸屬感，并會極大地降低產(chǎn)婦出現(xiàn)悲傷、焦慮、孤獨和恐懼等情緒的可能性，最大程度上避免產(chǎn)后抑郁的發(fā)生。本團隊研發(fā)的親子嬰兒床和送藥機器人對現(xiàn)存的家庭化產(chǎn)房進行了智能化硬件設(shè)計，可以給產(chǎn)婦及陪護人員帶來便利，充分保證其在使用過程中的實用性和穩(wěn)定性，具備廣闊的應(yīng)用前景。