題目：病人倒地呼救智能開關(guān)設(shè)計

　　（一）選題背景

　　隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異和生活水平的迅速提高，人們對于身體健康保障的要求越來越高。醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理當(dāng)病人突出心臟病、腦溢血、低血糖、癲癇病等突發(fā)性疾病時，病人的生命安危將在很大程度上決定于病人能否在最短時間內(nèi)得到有效的救助。由此自然促進(jìn)了急救業(yè)務(wù)的發(fā)展和常用急救知識的普及。但是在國內(nèi)，整個急救體系還處于起步階段，存在的很多隱患可能在病人突發(fā)癥病后影響急救效率。例如，如果一個心臟病人在路邊散步時突然發(fā)病倒在路過該怎么辦？打電話？如果附近沒有公共電話呢？找人幫忙？一旦被非專業(yè)人員錯誤處理，導(dǎo)致延誤治療很可能弄巧成拙。打車送醫(yī)院？資料表明，當(dāng)病人心跳停止后 5－10min腦細(xì)胞就開始死亡。換句話說：在這種情況下必須要讓專業(yè)急敵人員盡快到場才能保證病人的生命安全。從這個角度進(jìn)行思考，我提出了這么一個設(shè)想：能不能設(shè)計一種裝置使得病人因突然發(fā)病而跌倒到醫(yī)生趕到救治的過程得到盡快的簡化呢？

　　我在專利局查閱有關(guān)資料之后，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)目前尚沒有此類產(chǎn)品的設(shè)計。一個類似創(chuàng)意的設(shè)計是：在一個瓶子內(nèi)設(shè)置兩個金屬接點，瓶子內(nèi)部灌一些水銀。當(dāng)人站立時，水銀集中在一個接點處，電路斷開。當(dāng)人倒地時，瓶子的傾斜使水銀同時接觸到2個接點，電路被觸發(fā)，瓶子內(nèi)置的警報器發(fā)出警報，示意求助。這個設(shè)計顯然是很粗糙的。

　　（1）它只是通過身體傾斜的角度來決定是否報警，而不是按照真正的生理狀況，必然會出現(xiàn)很高的誤報率。

　　（2）它無非是在最短時間內(nèi)引起了別人注意，卻并沒有使整個過程簡化，所以對于提高救護(hù)效率不會起到實質(zhì)影響。

　　結(jié)合我自己的設(shè)想和現(xiàn)有設(shè)施的缺陷，我希望做出一套“倒地后急救體系”：當(dāng)病人倒地之后，用一個監(jiān)測裝置感知病人諸如血壓、脈搏等生理狀況并進(jìn)行數(shù)值分析。醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理一旦確定病人已經(jīng)發(fā)病，就發(fā)出無線電信號給最近的急救站，急救站通過GPS定位病人的位置并以最快的速度調(diào)度急救人員。

　　但是，經(jīng)過兩個多月的探討，幾乎沒有任何進(jìn)展，我?guī)缀醯搅艘�放棄的地步。但是，在老師不斷的鼓勵和啟發(fā)下，有一天，靈感幸運地光顧了我的大腦——聲光求助，有線、無線電話報警都是成熟的技術(shù)，關(guān)鍵在于沒有一個能判斷病人因其他原因跌倒與突然發(fā)病而跌倒的智能開關(guān)裝置。

　　一旦這個設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)，將會具有重大的實際價值和社會價值。首先它使病人在急救最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)上得到了最大的保障，很大程度降低了突發(fā)性疾病的危險性；其次，它會使急救行業(yè)出現(xiàn)新的概念、新的運營模式，也會促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品（如GPS）的普及和推廣；另外，它可以使眾多患有突發(fā)性疾病的中老年人以輕松、樂觀的情緒面對生活，參與更多的社會活動，由此產(chǎn)生的社會效應(yīng)將非常可觀。

　　（二）研究方案

　　1.縱觀整個設(shè)計思路，大致可分為三大部分

　　第一階段：到醫(yī)院進(jìn)一步收集有關(guān)病人（尤其是老年人）發(fā)病摔倒時候的具體生理反應(yīng)的資料，比如倒地姿勢，血壓、脈搏的變化狀況等。這一階段的關(guān)鍵任務(wù)就是要通過資料分析抓住普通狀況下摔倒和因病倒地的不同。而資料估計將以心電圖和血壓數(shù)值的收集為重點。

　　第二階段：選擇適當(dāng)?shù)姆绞浇邮账�需的生理信號。這一階段的關(guān)鍵在于選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅饕越邮障鄬ξ⑷醯纳�理信號。估計這一階段要考慮的問題是選擇什么性能的傳感器和如何分布傳感器，以達(dá)到最理想的試驗效果。

　　第三階段：設(shè)計分析電路。這一階段的任務(wù)就是要通過邏輯電路對傳感器接收的電信號進(jìn)行分析以判斷使用者身體狀況是否正常。主要難點就在于如何找到一個適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型匹配實驗數(shù)據(jù)和如何把模型通過電路實現(xiàn)。目前主要有兩大實施方案：一是通過邏輯電路進(jìn)行信號運算、識別；二是使用單片機編程識別。醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理第一種方案的好處是處理問題直接，但當(dāng)需要處理的信號相當(dāng)復(fù)雜時，依靠單片機編程就顯得比較合適。選取哪種方案還要視具體情況而定。

　　第四階段：把以上各階段結(jié)果整合到一起，完成成品。

　　整個工程將主要由周慶林老師和周偉老師指導(dǎo)完成。大體時間安排如下：

　　2001年12月15日－2002年1月15日 資料積累

　　2002年1月15日－6月1日 模型完成

　　2002年6月1日－8月 整個系統(tǒng)檢測、完善

　　2.預(yù)期研究成果

　�。�1）得到具體的數(shù)學(xué)模型用來根據(jù)血壓、脈搏等生理參數(shù)判斷使用者身體狀況。

　�。�2）完成“倒地后急救體系”中病人狀況監(jiān)測／報警系統(tǒng)的具體設(shè)計和其他兩部分（GPS和急救站的示意性設(shè)計），并能在演示中實現(xiàn)三大系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。

　　預(yù)計主要困難將是經(jīng)驗不足導(dǎo)致的工作前期的盲目和沒有頭緒。另外由于整個設(shè)計中涉及很多專業(yè)性很強的環(huán)節(jié)，我必須有很大的耐心和決心去一步步把所需的知識積累扎實。

　　（三）研究的可行性

　�。�1）該課題研究所需要的知識和能力準(zhǔn)備，通過我的努力應(yīng)該可以達(dá)到。

　�。�2）該課題研究所需要的指導(dǎo)老師和有關(guān)專家咨詢的途徑已經(jīng)具備。

　�。�3）該課題研究所需要的物質(zhì)、環(huán)境條件不高，比較容易解決。