一种应用于ICU病房的智能环境调控系统的制作方法

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一种应用于icu病房的智能环境调控系统
技术领域
1.本技术属于智能控制技术领域，具体涉及一种应用于icu病房的智能环境调控系统。

背景技术：

2.icu病房是医院中的重要场所，承担着抢救危重病人的任务。
3.但是，icu病房长年封闭，家属与患者的交流仅限于每日30min的探视，且icu夜晚灯光如昼，各种噪音(如呼吸机、监护仪等仪器报警声)，患者晚上睡不着，白天睡不醒，睡眠呼吸节律被严重干扰，同时，患者无法见到外面太阳的东升西落，无法看到四季的变化及感知外面的鸟语花香。长此以往，患者的认知功能受到严重损伤，发生谵妄等问题，导致患者延迟拔管，icu住院时间延长等问题。
4.申请内容
5.本技术提出了一种应用于icu病房的智能环境调控系统，根据患者的生命体征和精神状态，以及当前时间，模拟室外自然环境，为患者营造一种舒适惬意的医疗环境，有助于缓解患者紧张情绪，提升治疗效果。
6.为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
7.一种应用于icu病房的智能环境调控系统，包括温度调控单元、湿度调控单元、人体状态识别单元、噪声控制单元、自然环境模拟单元和总控单元；
8.所述人体状态识别单元用于采集患者的生命体征，以及识别患者的精神状态；
9.所述温度调控单元用于根据预设温度，在总控单元的控制下调整icu病房的室内温度；
10.所述湿度调控单元用于根据预设湿度，在总控单元的控制下调整icu病房的室内湿度；
11.所述噪声控制单元用于抑制icu病房内的环境噪声；
12.所述自然环境模拟单元用于在icu病房内模拟室外的自然环境；
13.所述总控单元用于根据患者的所述生命体征、所述精神状态及当前时间，分别对所述温度调控单元、所述湿度调控单元和所述自然环境模拟单元进行调控。
14.可选的，所述生命体征通过医疗监测类设备获取；
15.所述精神状态通过对患者进行面部识别获取。
16.可选的，所述总控单元包括温度控制单元、湿度控制单元和环境模拟控制单元；
17.所述温度控制单元用于控制所述温度调控单元调整所述室内温度；
18.所述湿度控制单元用于控制所述湿度调控单元调整所述室内湿度；
19.所述环境模拟控制单元用于控制所述自然环境模拟单元模拟自然环境。
20.可选的，所述温度调控单元包括温度设置组件、温度监测组件和调温设备；
21.所述温度设置组件用于人工调整所述icu病房的所述室内温度；
22.所述温度监测组件用于实时监测所述室内温度；
23.所述总控单元中的所述温度控制单元根据所述温度监测组件的监测结果，按照预设的温变幅值控制所述调温设备维持所述室内温度；
24.所述总控单元中的所述温度控制单元还根据患者的所述生命体征和所述精神状态控制所述调温设备维持智能恒温；
25.所述总控单元中的所述温度控制单元还根据当前时间控制所述调温设备调节所述室内温度。
26.可选的，所述湿度调控单元包括湿度设置组件、湿度监测组件和加湿设备；
27.所述湿度设置组件用于人工调整所述icu病房的所述室内湿度；
28.所述湿度监测组件用于实时监测所述室内湿度；
29.所述总控单元中的所述湿度控制单元根据所述湿度监测组件的监测结果，按照预设的湿度变化幅值控制所述加湿设备维持所述室内湿度；
30.所述总控单元中的所述湿度控制单元还根据患者的所述生命体征和所述精神状态控制所述加湿设备维持预设湿度。
31.可选的，所述总控单元中的环境模拟控制单元根据患者的所述生命体征和所述精神状态控制所述自然环境模拟单元模拟室外的自然环境；
32.所述总控单元中的环境模拟控制单元还根据当前时间控制所述自然环境模拟单元模拟室外的自然环境；
33.所述自然环境包括空气流动、太阳光照效果、自然环境画面和环境背景音；
34.所述自然环境模块单元包括风环境组件、光照环境组件、场景组件和背景音组件；
35.所述风环境组件用于在所述icu病房内产生所述空气流动；
36.所述光照环境组件用于所述icu病房的室内照明，以及在所述icu病房内产生所述太阳光照效果；
37.所述场景组件用于在所述icu病房内产生所述自然环境画面；
38.所述背景音乐组件用于根据所述自然环境画面播放所述环境背景音。
39.可选的，所述噪声控制单元包括环境音采集组件、音频数据处理单元和环境音抑制组件；
40.所述环境音采集组件用于采集所述icu病房内的环境音，生成环境音频数据；
41.所述音频数据处理单元用于根据所述环境音频数据，得到所述环境音的频率、相位和振幅；
42.所述环境音抑制组件用于根据所述环境音的频率、相位和振幅，发射与所述环境音的频率相同、相位相反且振幅相同的声波。
43.可选的，所述icu病房内设置有可移动设备架；
44.所述可移动设备架用于承载所述icu病房内的医疗监测类设备。
45.所述可移动设备架用于承载所述icu病房内的医疗监测类设备。
46.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
47.本技术公开了一种应用于icu病房的智能环境调控系统，根据患者的生命体征和精神状态，以及当前时间，模拟室外自然环境，为患者营造一种舒适惬意的医疗环境，有助于缓解患者紧张情绪，提升治疗效果；同时，通过人为控制及自动调控，为患者创造一个温度、湿度、光照都很舒适的生活环境，还可抑制病房中各种设备的噪声，有利于患者休息。
附图说明
48.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1为本技术实施例的一种应用于icu病房的智能环境调控系统结构示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
52.如图1所示，为本技术实施例的一种应用于icu病房的智能环境调控系统结构示意图，主要包括温度调控单元、湿度调控单元、人体状态识别单元、噪声控制单元、自然环境模拟单元和总控单元。
53.具体的，人体状态识别单元用于采集患者的生命体征，以及识别患者的精神状态。温度调控单元用于根据预设温度，在总控单元的控制下调整icu病房的室内温度。湿度调控单元用于根据预设湿度，在总控单元的控制下调整icu病房的室内湿度。噪声控制单元用于抑制icu病房内的环境噪声。自然环境模拟单元用于在icu病房内模拟室外的自然环境。总控单元用于根据患者的生命体征、精神状态及当前时间，分别对温度调控单元、湿度调控单元和自然环境模拟单元进行调控。
54.icu病房接收和在治的均是重症患者，患者身体虚弱，同时，icu病房中有很多的治疗和监测设备在工作，也会给人强烈的压抑感，进一步增加了患者的心理负担，不利于患者的康复。另一方面，icu病房中通常24小时照明，加之各种设备噪声，不仅让患者心情烦躁，也不利于患者休息，使得患者的精神疲惫，进一步削弱了治疗效果。
55.为此，在本实施例中，icu病房的环境调控，以患者的生命体征和精神状态为依据，并辅以当前的时间，为患者提供一个舒适、惬意的治疗环境，让患者能够放松紧张的心情，并得到充足的休息，提升治疗效果。
56.首先，需要声明的是，当患者正处于病情危重时刻，急需全力救治之时，本技术实施例技术方案并不发挥实质性作用，依然要保障正常的急救环境，包括icu病房中充足且全面的光照，各种救治和监测设备全部待机备用，除必要的通风换气外，保持icu病房的独立和隔离。本技术实施例技术方案，是在患者急救过程结束，且病情稳定后，才开始运行。
57.下面，开始具体介绍本实施例中各个功能单元的结构和功能：
58.如前所述，所以，在本实施例中，本技术技术方案以患者的生命体征和精神状态，并参考当前时间，为患者调控出一个舒适惬意的病房环境。
59.患者的生命体征通过医疗检测类设备获取，包括心跳、血压、血氧饱和度、呼吸等，通常这些设备都会实时监测患者的情况，因此可以直接获取。
60.患者的精神状态则通过面部识别技术获取，主要包括患者精神是否饱满，亦或是
精神一般，是否有困意，是否入睡，精神状态既反映了患者心情，又能反映患者是否疲惫。在本实施例中，患者的精神状态，作为后期病房环境调整的重要依据。
61.icu病房的整体室内环境主要包括温度、湿度和模拟环境，分别由总控单元中的温度控制单元、湿度控制单元和环境模拟控制单元进行集中的智能控制，控制的依据就是患者的生命体征、精神状态，以及当前时间。
62.首先介绍温度调控单元。
63.在本实施例中，温度调控单元包括温度设置组件、温度监测组件和调温设备。
64.温度设置组件用于人工调整icu病房的室内温度。医护人员可以通过温度设置面板，设置室内温度。默认的室内温度为24摄氏度。
65.温度监测组件用于实时监测室内温度。当监测到室内温度变化较多，超出了预设的温变幅值(例如，温变幅值为
±
3度)，此时，总控单元中的温度控制单元控制调温设备工作，以维持室内温度。在本实施例中，调温设备采用空调，具备制冷和制热功能。
66.总控单元中的温度控制单元还可以选择根据患者的生命体征和精神状态，智能调整室内温度，例如，患者精神饱满，生命体征平稳，可适当的降低一点温度，另患者感觉清爽；若患者精神不佳，生命体征虚弱，则可以适当的提高一点温度，让患者感受温暖。进一步的，还能控制调温设备维持该智能恒温。
67.总控单元中的温度控制单元还可以选择根据当前时间控制调温设备调节室内温度。例如，当前时间为正午时刻，则提高室内温度，到傍晚时分，则降低室内温度，当已入夜，则进一步降低室内温度，待到日出后，再缓慢升高室内温度，从而模拟出一种室内温度随时间而变化的自然变温规律。
68.其次是湿度调控单元。
69.在本实施例中，湿度调控单元包括湿度设置组件、湿度监测组件和加湿设备。
70.湿度设置组件用于人工调整icu病房的室内湿度。医护人员可以通过湿度设置面板，设置室内湿度。默认的室内湿度为50％。
71.湿度监测组件用于实时监测室内湿度。当监测到室内湿度变化较大，超过了预设的湿度变化幅值(例如，湿度变化幅值为
±
20％)，具体的，若湿度下降到30％，总控单元中的湿度控制单元控制加湿设备(在本实施例中，加湿设备为通常的加湿器)开始工作，增加室内空气湿度，以维持室内湿度。若湿度上升到70％，总控单元中的湿度控制单元将启动换气设备，或加大换气设备的工作功率，通过换气降低室内湿度。
72.总控单元中的湿度控制单元还可以选择根据患者的生命体征和精神状态控制加湿设备维持预设湿度。例如，患者精神饱满，生命体征平稳，可适当的提高一点湿度；若患者精神不佳，生命体征虚弱，则可以适当的提高一点温度。
73.下面是自然环境模拟单元。
74.总控单元中的环境模拟控制单元根据患者的生命体征和精神状态控制自然环境模拟单元模拟室外的自然环境。
75.总控单元中的环境模拟控制单元还根据当前时间控制自然环境模拟单元模拟室外的自然环境。
76.自然环境包括空气流动、太阳光照效果、自然环境画面和环境背景音。
77.自然环境模块单元包括风环境组件、光照环境组件、场景组件和背景音组件。
78.举例说明：
79.在本实施例中，可使用投影仪设备作为场景组件，在病房墙壁投影画面的方式，实现在整个病房里呈现某个自然景象。例如，而当患者精神饱满、生命体征平稳时，则可以播放一些令人舒缓的画面，比如树林、花园等。而当患者困意明显时，则降低环境光照，并投射出夜晚的星空，待患者入睡后，再关闭整个光照效果，营造一种深夜入睡的感觉。
80.总控单元中的环境模拟控制单元还可以根据当前时间控制自然环境模拟单元模拟室外的自然环境。例如，当前时间为清晨，则可以模拟朝霞，且只开东边房顶的一盏照明灯，模拟一种清晨的自然景象；中午时分，则开房顶正中的照明灯，并调高光照度，投射正午晴空时的自然景象；等等。此环境模拟过程中，不同位置的照明灯可作为光照组件使用。
81.另外，还可以根据投射的画面，例如树林、公园、河边等区域，使用风机作为风环境组件，通过风机工作吹风，营造一种微风徐徐的感觉，同时，还可以使用音响设备作为背影音乐组件，播放与该自然环境画面向配合的环境背景音，例如鸟鸣、流水声、风吹树叶声等。
82.上述自然场景，均可提前准备，视频、图片格式均可。
83.在本实施例中，还提供了噪声控制单元，包括环境音采集组件、音频数据处理单元和环境音抑制组件。
84.icu病房中有各种监测设备在工作，发出的多位主要为低频噪声，这些低频噪声很容易让患者感到心烦。
85.在本实施例中，环境音采集组件用于采集这些低频噪声，生成环境音频数据。然后由音频数据处理单元对这些环境音频数据进行分析，得到环境音的频率、相位和振幅。随后由环境音抑制组件根据环境音的频率、相位和振幅，发射出与环境音的频率相同、相位相反且振幅相同的声波，利用波的干涉特性，抵消这些低频噪声。
86.噪声控制单元可独立工作，也可接收总控单元的控制，伴随着总控单元的工作而工作，当总控单元及其他各个功能单元不工作时，噪声控制单元也停止工作。
87.最后，在本实施例中，为了给患者营造一个轻松的环境，在病房中设置了可移动设备架，用于承载各种医疗监测类设备。当患者处于紧急救治过程中时，可移动设备架位于病床旁边，便于使用；当患者病情稳定时，则远离病床，减少患者的紧张情绪。
88.以上所述的实施例仅是对本技术优选方式进行的描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。

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