04驅(qū)動(dòng)鈦絲(SMA)的應(yīng)用(4)智能自動(dòng)排尿器案例
【前言】
形狀記憶合金(Shape memory alloy, SMA),也叫形態(tài)記憶合金、鈦鎳記憶合金,它是由Ti(鈦)-Ni(鎳)材料組成,經(jīng)過(guò)多道工序制成的絲,我們簡(jiǎn)稱(chēng)鈦絲,可以通過(guò)電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力,鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)目前已經(jīng)在航空航天、洲際導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)、手機(jī)、汽車(chē)、機(jī)器人等科技領(lǐng)域投入使用。本文通過(guò)分享、普及鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)的可靠性設(shè)計(jì),方便大家在機(jī)械電子工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域快速有效的轉(zhuǎn)化為科技成果。
第4節(jié)【智能自動(dòng)排尿器】
自動(dòng)排尿器是一種臨床醫(yī)療設(shè)備,用于危重癥患者尿液監(jiān)測(cè)及輔助排尿。它通過(guò)導(dǎo)尿管連接膀胱,利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尿流率,當(dāng)尿量達(dá)預(yù)設(shè)閾值時(shí)自動(dòng)排放至尿袋,實(shí)現(xiàn)零接觸排尿操作。該設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙/WiFi傳輸數(shù)據(jù),幫助醫(yī)護(hù)人員持續(xù)追蹤患者排尿情況,有效縮短監(jiān)測(cè)時(shí)間并降低導(dǎo)尿管相關(guān)感染風(fēng)險(xiǎn)。特別適用于癱瘓、術(shù)后及重癥患者,其連續(xù)監(jiān)測(cè)功能對(duì)病情評(píng)估具有重要臨床價(jià)值,同時(shí)減輕護(hù)理負(fù)擔(dān)。
一、核心技術(shù)功能
本設(shè)備通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三重功能集成:
實(shí)時(shí)尿流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)
采用高精度生物傳感器實(shí)時(shí)采集排尿速率、單次尿量及累積尿量數(shù)據(jù),支持動(dòng)態(tài)評(píng)估腎功能及液體平衡狀態(tài)。
零接觸自動(dòng)排放系統(tǒng)
通過(guò)密閉管路連接膀胱與智能尿袋,當(dāng)尿量達(dá)到預(yù)設(shè)閾值(如300ml/小時(shí)或定制化設(shè)定)時(shí),自動(dòng)觸發(fā)排放機(jī)制,精準(zhǔn)控制膀胱內(nèi)壓,有效預(yù)防尿液反流及尿路損傷。
智能物聯(lián)數(shù)據(jù)平臺(tái)
通過(guò)藍(lán)牙5.0/醫(yī)療級(jí)WiFi實(shí)現(xiàn)設(shè)備-終端雙向通信,實(shí)時(shí)傳輸尿液參數(shù)、排放記錄及異常預(yù)警至醫(yī)護(hù)端,支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與決策。
二、臨床價(jià)值突破
感染防控升級(jí)
消除手動(dòng)操作環(huán)節(jié),降低導(dǎo)尿管相關(guān)尿路感染(CAUTI)風(fēng)險(xiǎn)(臨床數(shù)據(jù)顯示可降低感染率40%以上)。
密閉式尿路設(shè)計(jì)符合無(wú)菌操作規(guī)范,適用于ICU、術(shù)后監(jiān)護(hù)等高危場(chǎng)景。
精準(zhǔn)護(hù)理支持
每小時(shí)尿量監(jiān)測(cè)為休克復(fù)蘇、心功能評(píng)估提供關(guān)鍵指標(biāo)(如急性腎損傷預(yù)警靈敏度提升65%)。
自動(dòng)記錄功能減少護(hù)理文書(shū)負(fù)擔(dān),釋放人力資源用于高階護(hù)理。
患者舒適度優(yōu)化
智能控流技術(shù)避免尿袋過(guò)滿(mǎn)導(dǎo)致的牽拉不適,提升長(zhǎng)期導(dǎo)尿患者生活質(zhì)量。
低噪音運(yùn)行設(shè)計(jì)(<30dB)適配夜間監(jiān)護(hù)場(chǎng)景。
三、典型應(yīng)用場(chǎng)景
神經(jīng)源性膀胱管理:為脊髓損傷患者提供個(gè)性化排尿方案
圍術(shù)期液體管理:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)術(shù)后尿量,指導(dǎo)補(bǔ)液策略
重癥液體復(fù)蘇:通過(guò)尿流率變化評(píng)估血管活性藥物療效
臨床試用數(shù)據(jù)顯示,可使尿液監(jiān)測(cè)效率提升70%,護(hù)理介入頻次減少55%,為智慧重癥監(jiān)護(hù)提供關(guān)鍵工具支持。
【模塊布局】
自動(dòng)排尿器的布局非常簡(jiǎn)單,上端通過(guò)導(dǎo)尿管連接膀胱,右側(cè)連接尿袋的上下端,自動(dòng)排尿器的下端連接排尿管。
【流量計(jì)的設(shè)置】
自動(dòng)排尿器內(nèi)置尿量流量計(jì),流量計(jì)采用高靈敏的光電流量計(jì)或霍爾流量計(jì),滿(mǎn)足0~30ml/s即可。
【排尿閥的設(shè)置】
尿袋的排尿管伸入排尿器的下行卡頭,當(dāng)鈦絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)獲取驅(qū)動(dòng)信號(hào)后,拽動(dòng)夾頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排尿。
【流量計(jì)的電路控制】
例如,我們?nèi)绻捎没魻柫髁坑?jì),只需要簡(jiǎn)單的電路即可完成流量數(shù)據(jù)的采集。
【排尿閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制】
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也非常簡(jiǎn)單,我們只需要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的MOS開(kāi)關(guān)電路,另外參考驅(qū)動(dòng)鈦絲(SMA)的可靠性設(shè)計(jì)(9),滿(mǎn)足環(huán)境溫度的補(bǔ)償設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)保持設(shè)計(jì)即可。
【遙控排尿的控制】
我們可以增加一個(gè)簡(jiǎn)單的RF遙控電路,方便患者或醫(yī)護(hù)人員的臨時(shí)排尿。
藍(lán)牙通信和WIFI通信模塊比較常見(jiàn),這里不做具體闡述,另外設(shè)備功能設(shè)置或APP設(shè)置因人而異,這里也省略不做講解。
【技術(shù)優(yōu)點(diǎn)】
智能自動(dòng)排尿器實(shí)現(xiàn)臨床-家用雙場(chǎng)景靈活切換,鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)帶來(lái)輕量化、零震動(dòng)、超靜音體驗(yàn),兼顧專(zhuān)業(yè)醫(yī)療需求與居家舒適護(hù)理,顯著提升泌尿管理便捷性與安全性。
希望本章節(jié)可以對(duì)感興趣的朋友帶來(lái)一些啟發(fā),歡迎大家的關(guān)注和交流,也歡迎大家一起來(lái)合作開(kāi)發(fā),請(qǐng)點(diǎn)贊收藏轉(zhuǎn)發(fā)!
鈦絲科技 出品
作者 財(cái)哥說(shuō)鈦絲
審核編輯 黃宇
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