臺灣博碩士論文加值系統

褥瘡問題常見於長期臥床之病患，其形成原因為患者長時間維持同一臥姿，造成身體重量長期間壓迫於特定位置皮膚上，而導致皮膚的壞疽。本研究主要目的為研發一自動化照護病床系統，透過回授控制的方法，於適當時間依序改變床板角度，增加長期臥床病患的舒適度，達到預防或是治療褥瘡之功能。本研究所發展之照護病床的模型由六塊相連並且可活動之床板組成，此系統包含：壓力測量模組，應用六組感測器個別測量床板角度下身體各點之壓力；脈搏測量模組，用以監測心跳與各臟器之訊號；動力驅動與傳輸模組，用以調整照護病床床板之角度；訊號處理與控制模組，執行脈搏訊號的FFT轉換與權重決策樹的流程。不同於目前市售開迴路控制法則的減壓照護病床，本照護病床應用病患於床板上的各點壓力測量值與間隔時間作為調整床板角度之依據。並且考慮當心跳或是器官頻率出現不正常或是不尋常的現象，可能為病患不舒服或是身體狀況出現問題的徵兆，此時系統發出警示請醫護人員確認患者的身體狀況。另外，若病患已產生褥瘡，則針對褥瘡部位以特別床板角度的替換順序減少該部位負載之壓力。本研究應用等人體比例的模型假人於所設計之自動化照護系統實驗，以舒適度之公式量化表示患者的感覺。實驗結果顯示，相較於市售減壓照護病床的開迴路控制器，本研究的控制法則可以使患者達到較高的舒適度，避免壓力持續集中於同一部位。

The bedsore problem is common in long-term bedridden patients which can be caused by body weight that leads to skin necrosis when staying on the same lying position over excessive period of time. Through feedback control method, the objective of this study is to design and develop an automated care-bed and proposes a bed-plates angle sequence for preventing or help healing bedsore while increases comfort for the bedridden patients. The model bed developed in this research is formed by six interconnected and movable bed plates. It also includes a pressure measurement module with six sensors for taking particular location of body pressure on every bed plate, a pulse measurement module for monitoring heart beat and viscera signals, power drive and transmission module for adjusting bed-plates angle, and a data processing and control module for performing FFT processing and weighted decision-tree regulation. Unlike the open-loop controlled ones that currently can be acquired from the market, the proposed care-bed adjusts the bed-plates angle according to the pressure and the duration of time measured on the plates. It also considers the heart beat and the associated viscera frequencies for any unusual or abnormal condition, which may be the sign of discomfort or sickness of the patient, and calls to the care takers’ attention. Special sequence of bed-plates angle can be set to reduce the load over the body position with bedsore. A comfort index is formulated to quantify and assess the patient’s feeling. Several experiments have been performed on the proposed care-bed with a proportioned human dummy and the results indicate that better care with higher comfort index than the existing ones can be achieved.

中文摘要 I
Abstract II
致 謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號 X
第一章 緒論 1
1-1研究動機 1
1-2褥瘡的成因與易產生部位 3
1-3褥瘡的預防 5
1-4現有技術與文獻回顧 8
1-5論文架構 12
第二章　系統架構設計與研發 14
2-1 系統架構與實驗方法 14
2-2 硬體設備介紹 16
2-3照護病床機構與動力驅動模組 18
2-4壓力感測與脈搏聲量模組 26
2-5傳輸模組 32
2-6監控與訊號處理模組 33
第三章　壓力與脈搏之訊號擷取與分析處理 35
3-1 模擬假人模型 35
3-2 床板床位與量測點的壓力與剪力之關係 36
3-3 各器官頻譜之估測 41
第四章　權重自調式控制器設計 48
4-1 控制器設計 48
4-2 舒適度定義 54
4-3 權重決策樹設計 55
第五章 實驗數據與結果 58
5-1 未產生褥瘡患者於不同控制器的照護病床比較 58
5-2 權重決策樹自調式褥瘡防治病床使用於已產生褥瘡患者 66
5-3 脈搏聲量模組與權重決策樹自調式褥瘡防治病床之整合 70

第六章 結論與未來展望 71
6-1 結論 71
6-2 未來展望 71
參考文獻 73
附錄A Braden褥瘡風險評估量表 75
附錄B: 參訪成大醫院紀錄 77
附錄C 脈搏頻率之誤差量的影響 78

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