医用组合称重装置

　　在医院临床实践中,无论内科、外科都有一些长期卧床病人,例如内科的心衰、肾衰病人、晚期肿瘤并已有腹水的病人……,外科的烧伤病人、骨科腰以下部位大手术病人……,这些病人除了像其它病员至少每周检测体重外,还需要经常了解输入量(如输液量、输血量、进食量……),输出量(如排便量、腹水抽吸量、排汗量……)的变化,以观察医护效果并调整治疗方案。

　　以前,国内只有少数大医院、花几万美金购置了具有称重功能的专用床,由于其价格昂贵且又为专特设备,不可能普遍应用。而采用抱扶病人下床站到体重秤上称量的办法,对一大部分根本无法下床者则是不可能的,对于勉强抱扶到体重秤上的病员,一方面由于有人支扶而测不准,而且每次称重都是非常痛苦的“重体力劳动”。因此,研制一种便携、组合型,拆装方便的“床式”称重仪,成为必须。

　　1　技术途径的选定

　　由实践需求考虑,应采用“积木组合型”,充分吸取航天、航空用的称重传感器研制中的提高稳定性、一致性的结构设计、装配、调试、老化等工艺环节中的先进的、成熟的经验,再根据临床医护人员的经验与要求,编制简便合理的软件程序,并由最终使用者(多为医护人员甚至陪护家属等非专业人员)的实际出发,必须使得全套仪器的装、拆、测、运和使用都尽可能简单、方便,以获得较强的适应性、机动灵活性与使用简便性。

　　2　关键技术

　　2·1　称重传感器优良的长期稳定性和4支传感器良好的一致性,是本课题成功的首要关键。由于要对患者进行长达数月甚至更长时间的连续监测,对传感器的长期稳定性要求是极为苛刻的———最好“月漂移量”或“年漂移量”为零;首先在结构设计上,考虑到足够的强度裕度,使测力弹性体在最大负荷时,也处于弹性应变范围;并在材料选择、加工调试、特别是高低温时效、老化处理等方面都做到精益求精,保证了已装调好的10套样机的40支传感器“月漂移量”、“3个月漂移量”都为零的良好结果。

　　另外,对于每台样机来说, 4支传感器的一致性也要求很高,病员由于输液、翻身需要在床内移动,如果4支传感器灵敏度不同,就会出现所谓的“四角偏差”———即同一砝码放置“秤盘”的上、下、左、右四角,其示值的不一致程度,这除了靠提高加工装配、调试的一致性来解决外,最后还要进行“配对”分组来确保一台样机的4支传感器灵敏度的良好一致性。

　　2·2　优良的分辨率与较大的量程间的矛盾。这是在很多测试项目中都会遇到的关键问题,具体到本课题上,考虑到普通病床加上垫子、被子、枕头、床单等必备物品的“自重”≤50kg;患者大胖子通常也不超过100kg,所以Ⅰ型称重仪的量程设计为150kg,考虑到输入液量等要求,分辨率d=50g,其比值为万分之三,但在第一回合的试用中发现骨科、烧伤科专用的带支架床与“翻身床”等自重约在100~120kg,因此,很快研制出Ⅱ型称重仪,量程为300kg,分辨率仍保持50g,其比值为万分之一点六。在对全套称重装置进行校准时,或在要求更高分辨率的情况,可使分度值为20g,甚至可达10g,但这样小的分度值(类似于喝一小口水的重量),在实际应用时,很不稳定,而且临床内、外科专家都认为有100g或50g分度值已经足够了。所以,建议:除在校准时外,正常使用的分度值为50g。这一问题的解决,应在长期稳定性好的基础上进行;否则,基础不稳,就谈不上分辨率的改善。