(1)选题背景
随着科学技术的飞速发展和生活水平的迅速提高,人们对健康防护的要求越来越高。当患者出现突出的心脏病、脑出血、低血糖、癫痫等突发性疾病时,患者的生命安全将很大程度上取决于患者能否在最短时间内得到有效挽救。
因此,它自然促进了急救业务的发展和常用急救知识的普及。然而,在中国,整个急救体系还处于起步阶段,很多隐患可能会影响病人突发疾病后急救的效率。
例如,如果一个心脏病患者在路边行走时突然生病了怎么办?打电话?如果附近没有公用电话怎么办?得到帮助?一旦被非专业人士处理不当,拖延治疗很可能会弄巧成拙。乘出租车去医院?数据显示,脑细胞在病人心脏停止跳动5到10分钟后开始死亡。
换句话说,急救人员必须尽快赶到,以确保病人的安全。从这个角度思考,我提出了这样的想法:我们是否可以设计一种设备,可以简化病人突然发作摔倒的过程,直到医生到来?
我在专利局查阅了相关资料后发现,目前中国还没有这样的产品设计。一个类似的创意设计是将两个金属触点放在瓶子里,然后将瓶子装满水银。当一个人站着时,水银集中在一个连接点上,电路就断开了。当一个人倒在地上时,瓶子的倾斜会使水银同时接触到两个触点。这个电路被触发,瓶子的内置警报就会发出警报,发出求救信号。这个设计显然很粗糙。
(1)只根据身体倾斜的角度来决定是否报警,而不是根据真实的生理状况来决定,这势必会有较高的误报率。
(2)它只是在最短的时间内引起了他人的注意,但并没有简化整个过程,因此对提高救援效率不会产生实质性的影响。
结合自己的想法和现有设施的不足,我希望开发一个“摔倒后的急救系统”:当一个病人摔倒在地,一个监测装置感知病人的血压、脉搏等生理状况,并进行数值分析。一旦确定病人患病,就会向最近的急救站发送无线电信号,后者使用GPS定位病人的位置,并尽快派遣急救人员。
但经过两个多月的讨论,毫无进展,我几乎准备放弃了。然而,在老师的不断鼓励和启发,有一天,幸运的灵感来源于我的大脑——声音和光线的帮助,有线和无线电话报警是成熟的技术,关键是没有智能开关装置,可以判断病人的下降是由于其他原因,突然发病。
该设计一旦实现,将具有极大的实用价值和社会价值。首先,它使患者在急救的最关键环节得到最大的保障,在很大程度上降低了突发疾病的风险。其次,它将为急诊行业带来新的概念和运营模式,促进相关产品(如GPS)的普及和推广。此外,它可以使大量突发性疾病的老年人以轻松、乐观的心情面对生活,参与更多的社会活动,由此产生的社会效果将是非常可观的。
(2)研究计划
1. 整个设计思路大致可以分为三个部分
第一阶段:到医院进一步收集患者(特别是老年人)摔倒时的具体生理反应数据,如跌倒位置、血压、脉搏变化等。
这个阶段的关键任务是通过数据分析来捕捉常见情况下跌倒和生病之间的差异。数据估计将集中于心电图和血压值的收集。
第二阶段:选择适当的方式来接收所需的生理信号。
这一阶段的关键是选择合适的传感器来接收相对微弱的生理信号。
这一阶段的估计涉及传感器性能的选择和如何分配传感器以达到最理想的测试结果。
第三阶段:设计分析电路。
这一阶段的任务是分析传感器通过逻辑电路接收到的电信号,以确定用户的身体状况是否正常。
其主要难点在于如何找到合适的数学模型来匹配实验数据,以及如何通过电路实现该模型。目前主要有两种实现方案:一是通过逻辑电路进行信号的计算和识别;二是利用单片机编程进行识别。第一种方案的优点是直接处理问题,但当要处理的信号相当复杂时,更适合依靠单片机编程。选择哪一种方案取决于具体情况。
第四阶段:把以上各阶段结果整合到一起,完成成品。
整个工程将主要由周庆林老师和周伟老师指导完成。大体时间安排如下:
xx年xx月xx日-xx年xx月xx日 资料积累
xx年xx月xx日-xx月xx日 模型完成
xx年xx月xx日-xx月 整个系统检测、完善
2.预期研究成果
(1)根据血压、脉搏等生理参数,得出具体的数学模型,判断用户的身体状况。
(2)完成“落地急救系统”中患者状态监测/报警系统及其他两部分(GPS和急救站方案设计)的具体设计,并在演示中实现三个系统的协调。
预计主要困难将是由于缺乏经验而导致的前期工作的盲目性和缺乏线索。另外,由于整个设计涉及到很多专业环节,我必须有很大的耐心和决心,一步一步积累所需的知识。
(3)研究的可行性
(1)通过自己的努力,为本课题的研究做好知识和能力的准备。
(2)本课题研究所需的指导教师和相关专家已经提供。
(3)本课题研究所需的物质环境条件不高,相对容易解决