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1、 大学生研究性学习与创新性实验开题报告书 项目名称： 一种基于手机 APP 控制的智能多功能输液座椅 课题负责人 学 号 联系电话 指导老师 开题日期 拟完成日期 所属学院 第一部分 开题报告 项目名称 一种基于手机 APP 控制的智能多功能输液座椅 项 目 研 究 内 容 和 意 义 简 介（摘要，限 400 字） 本项目将智能输液监控系统、输液椅以及手机智能控制软件相结合，设计一款简单的输液座椅，使其具备多功能、智能化、信息化、舒适、安全、环保、易用等特点，能更好的照顾患者，改善输液医疗环境。主要研究内容包括：输液椅的硬件结构设计；输液椅监测装置设计； 输液椅控制装置设计；无线收发单元及无
2、线传输协议设计；手机智能控制软件的开发。 本项目设计的智能输液椅将医疗活动向着网络化、便携化（无线通讯） 、人性化（友好的人机交互） 、智能化的方向更进一步。从中获得实时、高效、便捷、安全和人性化的服务，更有效地提高临床医疗质量，推动数字化临床医疗的发展进程，适合各级各类医院，在现实生活中具有广泛的应用前景。 关键词 手机智能控制、物联网、输液监测、无线信息传输、输液椅、多功能 一、立论依据 项目研究目的和意义（阐述开展该项目研究的意义和作用，项目研究的相关科学研究、技术攻关、产品开发成果及研究发展趋势，并附参考文献）。（不足，可加附页） 研究目的： 将智能输液监控系统、输液椅以及手机智能控制
3、软件相结合，设计一款简单的输液座椅，使其具备多功能、智能化、信息化、舒适、安全、环保、易用等特点，能更好的照顾患者，改善输液医疗环境。 研究意义： 目前临床静脉输液方式主要有两种。 一种是传统的人工方式， 缺点是护士需要不断的巡视，同时还必须要有人陪护，并且有交叉感染等危险1，2；另一种是自动化输液泵，这种方式虽然解决了人力资源占用问题， 但目前市场上的自动输液装置成本相对比较高， 医院在使用过程中增加输液成本， 而输液成本最终要加到患者的身上， 所以这种输液方式在实际情况下很难普及3。 智能输液系统从研究初期的单泵控制发展到当前的分布式多泵集中控制管理， 并且随着系统网络化和智能化的发展，
4、输液泵和注射泵等终端设备与后台通讯也已经从有线传输过渡到无线传输。 智能输液系统已经把输液过程全程数字化， 全程记录患者各项输液参数并作为电子病历保存，填补了 HIS 的空白4。 本项目主要设计一种基于手机 APP 控制的多功能智能静脉输液椅，在实现输液监视、控制、报警等功能，注重舒适、安全和良好的人机环境的前提下，尽量减小产品成本，以满足医院和社会需要。 系统设计力求达到结构简单、多功能, 既能单机操作，又可通过联网使用的集点滴速度、余液、体温、脉搏等多种信息采集和速度控制功能的智能输液监控系统。非接触性设计是系统设计的基本要求，低成本设计是系统实际应用可行性保证。 现代社会是一个科技社会，
5、科学技术日新月异，发展迅速，而本项目所研究的智能输液椅将医疗活动向着网络化（远程医疗） 、智能化、便携化（无线通讯） 、人性化（友好的人机交互）的方向更进一步。从中获得实时、高效、便捷、安全和人性化的服务更有效地提高临床医疗质量， 推动数字化临床医疗的发展进程，适合各级各类医院， 在现实生活中具有广泛的应用前景。 相关科学研究： 1.智能输液监控系统 2.无线网络技术与物联网技术 3.单片机控制技术 4.人机工程学 5.手机 app 程序开发 产品开发成果： 将输液椅、输液监控系统以及手机智能控制软件集成一体，减少了传统输液的人力成本；增加了病人输液的安全性与舒适感； 在手机上就可以完成输液的
6、大部分操作， 使输液变得更加便捷、易操作和智能化；同时附加了许多其他的功能，让输液从痛苦变为享受。 研究发展趋势： 静脉输液是护理专业的一项常用给药治疗技术，是我国目前临床治疗中最主要的一种输液方式，根据有关部门统计，病人需要输液手段进行治疗的比例占到 70%80%5。静脉输液不仅是一种重要的治疗手段，而且还是一种给人体补充营养的重要方法6。输液速度是静脉输液过程中最重要的参数，它的设定会直接影响药物药效的发挥。输液速度一般由患者的年龄、病情和药物的种类等因素共同确定。常规临床输液采用莫菲氏挂瓶输液，这种输液方式的主要缺点有： 1.需要专门的陪护人员。 由于输液患者在接受输液治疗的时候可能入睡
7、， 而医护人员可能忙于各种护理操作而忽视个别输液患者，从而需要专们的陪护人员看护，但往往输液过程持续时间较长，不可避免地造成陪护人员的疲惫感，同时陪护人员的增多也使医院的综合管理变得更加困难7。 2.护士无法知道确切的输液速度。 由于前来就医患者体质各有不同，治疗过程中对输液速度要格外重视。如果滴速高于正常水平， 可能引起人体中毒等情况， 严重时， 输液患者甚至会出现身体水肿乃至心力衰竭等症状；如果输液速度过慢，则可能造成药量不够或无谓地增加输液时间等，例如治疗糖尿病人时，需要以特定的速度给他们注射一定剂量的胰岛素， 一次性注射较大剂量的胰岛素是以往的基本做法，这样会使人体由于不能迅速吸收而产
8、生浪费，极大地影响了药物药理作用效果。因此特别需要一种装置，将胰岛素药液少量持续地注入人体内。 3.不能在合适的时间拔针。 当输液完毕，若处理不及时，患者的血液就会倒流入输液管内造成血液的回流，时间稍长会使扎针处严重肿胀，给患者带来不必要的痛苦8。若处理过早，药液还未完全输尽就摘瓶取管则造成药液的浪费。 4.增加医护人员感染特殊疾病的几率。 某些传染性和致病率很高的疾病，如炭疽或呼吸道传染病等，若医护人员与输液患者的过多接触会增加医护人员的患病几率。尽管科学技术发展迅速，然而由于各种原因，目前始终没有有效、经济的自动检测装置，能够对患者的输液速度、剩余液量等信息进行有效监控，医务 人员不能直观
9、远距离地观察患者的输液状态， 从而需要专人监护，加重了病人的思想负担和护理人员的劳动负担，也不利于病区的综合管理。 基于以上情况， 设计一种智能输液监护系统以提高医院的服务水平和服务质量， 减少输液过程中出现的医疗事故，是广大输液患者、医护人员和陪护家属共同的呼声。另外，我国拥有世界上最多的医院数量和世界上最多的消费者，消费群体非常庞大，并且我国政府近年在医疗设备的发展上提供了很多政策资金支持，因此，我国医疗设备发展迅速。但是我国医疗设备的市场份额还不到世界医疗设备的 5%，国家经贸委要求到 2050 年这一市场份额要达到 25%，使我国成为世界医疗器械制造强国。 由此看来智能输液监护系统具有
10、非常广阔的发展空间和良好的市场前景9。 当今世界，电子技术、计算机和网络信息技术的高速发展促进了临床医学的快速发展。现代科技的进步，也为医学监护技术提供了新的发展条件和发展空间。自从输液技术发明至今， 针对输液监测技术的产品也逐步更新。 智能输液系统从研究初期的单泵控制发展到当前的分布式多泵集中控制管理， 并且随着系统网络化和智能化的发展， 输液泵和注射泵等终端设备与后台通讯也已经从有线传输过渡到无线传输。 智能输液系统已经把输液过程全程数字化， 全程记录患者各项输液参数并作为电子病历保存， 填补了 HIS 的空白。智能输液系统目前在国内还处于研发起步阶段，功能和性能上还远不及国外产品，不能很
11、好满足临床医疗的需求。 然而国外产品价格昂贵， 国内只有个别大中型医院的专业科室才配备。 现代社会是一个科技社会，科学技术日新月异，发展迅速， 从长远发展来看，智能输液系统将向着网络化（远程医疗） 、便 携化（无线通讯） 、人性化（友好的人机交互）的方向迈进，这是大势所趋。 实时、高效、便捷、安全和人性化的服务可以更有效地提高临床医疗质量，推动数字化临床医疗的发展进程。 参考文献 1 方庆山,汪玉.基于 STC89C52 单片机的静脉输液监控系统的设计J.研究论著,2011(6)：39-41. 2 CHEN M,WAN J,Li F.Machine-to-machine communicati
12、ons:architectures, standards, and applicationsJ.KSII T Internet Inf, 2012, 6(2)：471489. 3 黄戎,何红梅,李智.基于 STC89C52 的便携式输液监控器J.激光杂志,2013,34(2):51-52. 4郭 雯，王海涛.智能输液系统的发展与应用J.ChineseMedicalEquipmentJournal,2012():97. 5刘红青.基于 MSP430F149 智能医疗输液系统的设计D.太原理工大学硕士学位论文,2011. 6杨玉芳.实用护理学（上册）.山东:济南出版社,2005. 7江勇,马琨,宋
13、宇.基于 AT89C51 的医院输液监控系统.医疗装备,2007,1. 8Brady,J.L: First, do no harm: Making infusion pumps safer. Biomedical Instrumentation &Technology 44(5), 372380(2010). 9杨光伟.一种新型智能输液监护系统的研制D.南京航空航天大学硕士学位论文,2012,3. 二、研究方案 1、主要研究目标与成果（研究目标；技术指标；预期成果） 研究目标： 将智能输液监控系统、输液椅以及手机智能控制软件相结合，研究出一种新型的多功能、智能化、信息化、舒适、安全、环保、易用
14、的输液椅。 预期成果： 1.完成符合智能生活理念的多功能，智能化，信息化，舒适，安全，环保，易用的输液座椅装备 1 个，申请专利 1 个； 2.开发手机 APP 监控软件 1 个； 3.发表论文 1 篇。 2、主要研究内容及创新性。包括以下内容：1）研究内容；2）创新性。 （不足，可附加页） 研究内容： 本项目在现有输液椅的硬件基础上利用无线网络技术、智能监护系统与手机智能控制软件实时调节各种参数，实现与护士室的链接。最终实现能够通过手机软件调节输液速度，实现加热输液，低药量提醒，心跳、体温、血压监测以及座椅加热等功能。并增加坐便，储物，躺坐调节，用餐盘等结构。将现有一些输液椅的功能，及一些新
15、的技术集成一体，研究出一种新的多功能智能输液椅。 本项目研究内容包括五个部分： 1.输液椅的硬件结构设计 输液椅的硬件结构功能分析。 输液椅的硬件结构设计（利用三维制图软件） ，主要涉及到： a.储物结构。 b.充电接口与无线网装置的实现。 c.坐便结构。 d.输液架的高低调节结构。 e.躺坐、高低的基本调节。 f.座椅加热结构。 g.用餐盘的收放结构。 h.人机工程学设计。 分析输液椅各个部分所需的材料种类。 2.输液椅监测装置设计 对输液椅监测装置的功能分析。 智能输液监护系统的硬件电路核心部分输液监测仪， 其中包括： a.药量剩余检测电路。 b.液滴下落速度检测电路的设计。 c.核心单片
16、机的选型。 d.电池电量监控模块。 d.输液温度检测电路。 e.体温、血压及心跳的检测电路。 f.输液异常检测（跑针、进气） 。 . 输液监测仪开发平台的搭建 3.输液椅控制装置设计 对输液椅控制装置的功能分析。 对各项功能的控制器的设计，包括： a.输液阻断及速度控制单元。 b.输液及输液椅加热(调节)电路。 c.输液异常警报单元。 4.无线接收单元及无线传输协议 5.手机智能控制软件的开发。 简单介绍手机智能控制软件开发平台。 手机智能控制软件的功能，包括： a.输液病人的个人资料输入。 b.输液情况的实时、远程监测、人工/智能控制。 c.统计分析并报表输出等 d.数据回放功能。 e.及时
17、实现异常报警，保证输液过程异常信息的及时处理。 f.记录输液全程滴速及时间，医生可在输液后进行检查分析等功能。 将现有一些输液椅的功能，及一些新的技术集成一体，开发出一种新的多功能输液椅。 创新性： 1.在现有输液椅的硬件基础上利用物联网及传感器网络技术以及智能监护系统，与手机 app通过无线连接能够实时调节各种参数，并实现与护士站的链接。最终实现能够通过手机 app调节输液速度， 实现加热输液， 低药量提醒， 腰背按摩防麻木， 心跳监测以及座椅加热等功能。增加坐便，储物，躺坐调节，用餐盘等结构。 2.本装置将在现有输液椅基础上增加坐便，储物，躺坐调节，用餐盘等结构，与输液监控系统及手机智能控
18、制软件集成一体，使装置更加人性化、 、智能、方便、易操作。 三、进度安排及考核节点（成果形式） 起止时间 主要研究内容 成果形式 经费安排 2017.4-2017.6 调研，文献查阅 研究报告 1000 元 2017.7-2017.12 输液椅的硬件结构设计 三维模型 500 元 2018.1-2018.1 输液椅监测装置设计 模型/专利 3000 元 2017.10-2018.2 物联网开发平台搭建 模型 2000 元 2018.3-2018.6 无线收发单元及无线传输协议设计 模型/软件 1000 元 2018.7-2018.7 手机智能控制软件的开发 模型/软件 500 元 2018.8
19、-2018.12 装置整体设计 实物 1000 元 2019.1-2019.4 装置测试调整、结题准备 论文/实物 1000 元 四、经费详细预算及开支范围 序号 名称 金额 计算依据 1 设 计 费 1000 购买资料与书籍 2 材 料 费 5000 制作实物的材料 4 差 旅 费 1000 车费，住宿 5 试 验 费 1000 实验室耗材 6 固定资产使用费 1000 10 不可预见费 1000 升级换代费用 11 合 计 10000 12 备 注 注：预算支出科目参见国家自然科学基金项目资助经费管理办法第二章：预算管理。 五、开题报告形式审查意见 指导老师意见： 指导老师签名： 日期： 学生所在学院意见： 主管书记签名： 日期： 指导教师所在学院意见： 主管院长签名： 日期：
