本发明属于医疗辅助器械技术领域，尤其涉及一种消化内科卧床患者多功能护理装置。
背景技术：
目前，业内常用的现有技术是这样的：
患者床头柜较小，能够放置的东西较少，患者及患者家属通常将生活物品随便放置于床头柜或病床上，杂乱不堪，且类似于手机等小物品极易卷入患者的被单中，容易忽略，给患者带来不必要的损失，也会影响病房环境，从而影响患者的治疗效果；因患者柜子放置的生活用品较多，检查报告通常被放在柜顶或床垫下面，患者极易遗忘或丢失，造成不必要的麻烦和损失；患者习惯将装有呕吐物或生活垃圾的垃圾桶或垃圾袋置于床旁，袋口敞开，极大影响病房的空气质量；由于病床的引流袋挂钩较少且位置较低，有时不便放置多余的引流袋，也不便医生和护士的观察，影响医护工作效率。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)患者的生活物品、检查报告和生活垃圾随意摆放，影响病房环境，从而影响患者的治疗效果；
(2)病床不能放置多余的引流袋，影响医护工作效率。
(3)患者平卧时，由于被子对足背的压迫，极易造成足下垂等并发症。
解决上述技术问题的难度和意义：
难度在于病房空间有限，不能摆放多余的物品存放装置，患者床头柜较小，能够放置的东西较少和病床的引流袋挂钩较少且位置较低；意义在于可有效改善病房的环境，防止患者物品的丢失和能够放置多个引流袋，方便医生和护士的观察，预防足下垂。现有的执行设备，控制准确度差。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种消化内科卧床患者多功能护理装置，能将患者的各项检查报告，各种引流袋，生活垃圾袋，各种生活小用品如卫生纸、手机、充电器、电视遥控器、报纸等整齐排列在患者病床栏杆下。
本发明是这样实现的，一种消化内科卧床患者多功能护理装置设置有栏杆，栏杆背面上端焊接有两个可将栏杆挂在病床侧面横杆上的挂槽；
栏杆右端焊接有收缩装置，收缩装置栓接有用于悬挂垃圾袋的两个夹子，收缩装置上端嵌装有弹簧按钮，用于控制夹子的开合；
收缩装置左侧设置有焊接在栏杆上的多个物品盒，用于放置各种生活小用品；
栏杆中间挂有多个挂钩，可悬挂患者的各类引流袋，简单有序，便于观察；
栏杆左端插接有可活动、可拉出的隔层，可放置患者的各种检查报告。
栏杆下装抽屉。抽屉横插入床下。
栏杆上套装有用于患者在床边活动时，避免跌倒的活动扶手；
栏杆上安装有能拉出的电脑支架；
病床一侧安装有镶装有耳机插孔的收音机和扩音机；
病床一侧安装有用于定时提醒患者或家属应翻身或作预防下肢深静脉血栓形成的踝泵运动定时提醒模块；
病床一侧安装有与责任护士随身携带的对讲装置点对点连接，并直接对讲沟通，或直接收到报警信息无线对讲和报警模块。
踝泵运动定时提醒模块集成有电子感应接收装置，当患者保持同一姿势的睡姿2小时以上，仪器未接受到患者翻身的活动信号，就会报警提醒患者翻身以及进行踝泵运动。电子感应接收装置为一种提醒仪由护士根据患者情况设定不同的翻身提醒时间，并可有“音”“关”“振”三个位置，白天上班时调到“音”的位置，有利于提醒护士与监督；不需使用时调到“关”的位置，不影响患者休息；“振”的模式可根据患者病情及需要随时调整。
无线对讲和报警模块使用中，每名患者的床旁安装无线呼叫器，采用的是扩频调频智能无线电呼叫器系统，设置移动接收终端，由护士手持。当患者按下安装在设备上的黄色呼叫键时，护士的手持终端会显示相应的床号，护士接收后，可与患者进行语音对讲通话，以及时了解患者的情况，再到患者床边进行相应的护理服务与处置。患者如果有紧急情况，家属可以按下红色急救键，护士的手持终端会显示床号并有报警声，提示护士应立即到患者床边进行相应的护理处置。
安装的可拉出的活动扶手，患者在床边活动时，可以拉着扶手围绕床边活动，以免跌倒。安装的可拉出的的电脑支架，以方便半卧位时躺在病床上看电脑。
挂钩通过齿轮连接用于带动挂钩左右移动的机械齿轮组模块；不同挂钩对应于不同机械齿轮组；机械齿轮组通过撞针结构连接电机；电机通过信号线与镶装在病床一侧的中央处理器模块；中央处理器模块通过信号线连接镶装在病床一侧的语音识别模块；栏杆两端均镶装有限位器；限位器通过信号线连接中央处理器模块。
进一步，物品盒为上侧开口的正方体。
进一步，挂钩通过圆环挂接在栏杆上端，可根据需要左右移动。
进一步，栏杆床尾端设置有支撑装置，不用时还原，用时拉出固定于对侧床栏，可以床尾被子撑起，预防足下垂。
进一步，语音识别模块的识别方法包括：对于每一路声音信号，按照下述公式对所述声音信号中的每一帧声音信号进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声谱N(w,n)：
其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；αu、αd为预设系数且0<αd<αu<1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；
按照下述公式对每一帧声音信号的短时傅里叶变换进行二值化处理得到二值谱Xb(w,n)：
Tb为预设第一阈值；
将其中一路声音信号对应的Ka个二值谱与另一路声音信号对应的Kb个二值谱进行两两间的相干性匹配得到所述第一匹配结果，所述第一匹配结果包括匹配度最高的一组二值谱对应的匹配位置和匹配度，Ka、Kb均为正整数；
对于每一路声音信号，按照下述公式计算所述声音信号中的每一帧声音信号的功率谱P(w,n)：
P(w，n)＝αpP(w，n-1)+(1-αp)|X(w，n)|2
其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；
αp为预设系数且0＜αp＜1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；
按照下述公式计算每一帧声音信号的功率谱的谱间相关性DP(w,n)：
DP(w,n)＝|P(w+1,n)-P(w,n)|
按照下述公式对所述谱间相关性DP(w,n)进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声功率谱的谱间相关性NDP(w,n)：
其中，βu、βd为预设系数且0＜βd＜βu＜1；
进行语音识别时的传递函数为：
其中，ω0为滤波器的中心频率，对于不同的ω0，k使k/ω0保持不变；
在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：
G(r,θ)＝G(r,r)r·G(θ,θ)；
式中，Gr(r)为控制滤波器带宽的径向分量，Gθ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；
r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f0为中心频率，θ0为滤波器方向，σf用于确定带宽；
Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσf|，σθ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σθ。
进一步，中央处理器模块的信号处理方法包括：
S1，构建三维空间干涉矩阵，获取可行的挂钩左右移动序列；
S2，以挂钩左右移动序列规划评价的指标，构造适应度函数；
S3，根据构造适应度函数对待钩左右移动序列进行迭代求解，所获取的结果为最优执行的挂钩左右移动序列。
步骤S1中的三维空间干涉矩阵如下：
其中，Ma为三维空间干涉矩阵，a为挂钩左右移动方向，且a∈{±x,±y,±z}；C1C2...Cn表示各个待挂钩左右移动距离；n为待挂钩左右移动次数；Cij＝1表示在挂钩左右移动距离Ci沿着方向a移动时，将与挂钩左右移动距离Cj发生混淆；挂钩左右移动距离不与自身发生混淆，Cii＝0。
进一步，所述步骤S2中的适应度函数为：
其中，Fit(t)为适应度函数，f(Xi)表示挂钩左右移动距离i的运行时间；Qi(k,k+1)表示完成第k个挂钩左右移动距离到第k+1个挂钩左右移动距离的运行过程所花费的时间，该Qi(k,k+1)＝d·Di(k,k+1)+k·Ti(k,k+1)+l·Li(k,k+1)；Di(k,k+1)为挂钩左右移动方向的改变次数，Ti(k,k+1)为挂钩左右移动的更换次数，Li(k,k+1)为挂钩左右移动的改变次数，k∈[1，N-1]；d是挂钩左右移动方向的重新定向时在运行时间中的权重系数，k是挂钩左右移动更换在运行时间中的权重系数，l是挂钩左右移动的改变在总运行时间中的权重系数，且满足d+k+l＝1。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明可方便卧床病人放置和取用生活用品，不必完全依靠家属和护理人员的帮助；使患者的生活用品摆放有序，降低遗失的风险；可保持床单和床头柜的干净整洁，改善病房环境，从而促进患者的病情恢复；便于观察患者引流的情况，提高医护工作效率。
本发明通过人的语音口令，在语音识别模块中接受并分析，吻合口令内容进行处理并将要求提交中央控制器模块，由中央控制器模块传送命令至电机，电机通过撞针结构带动机械齿轮组模块运行；挂钩通过齿轮连接用于带动挂钩左右移动的机械齿轮组模块；最远达到限位器距离，中央控制器模块指令电机停止工作；例如，口令，“挂钩”；自动判断出挂钩模块，进行齿轮运转，弹出挂钩并伸长，方便使用。
本发明的语音识别方法，提高了语音识别的效率和准确率。
在移动搜索不断更新个体质量过程中，适应度值优秀的个体质量较大，在相互作用运动过程中产生的引力较大，而自身质量大，移动得缓慢，而质量小的个体移动相对就较为迅速。这样就使得整个挂钩系统不断朝适应度值较优秀的个体运动，达到了个体间实现信息交互、优秀个体指导搜索，使得整个挂钩系统朝着优秀解方向移动的目的。从而获得挂钩准确的运行数据，本发明的方法也可应用于医学定位技术领域。
附图说明
图1是本发明实施例提供的消化内科卧床患者多功能护理装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的消化内科卧床患者多功能护理装置挂槽结构示意图；
图3是本发明实施例提供的无线对讲和报警模块连接示意图。
图中：1、栏杆；2、收缩装置；3、夹子；4、弹簧按钮；5、物品盒；6、挂钩；7、隔层；8、挂槽；9、活动扶手；10、电脑支架；11、收音机；12、扩音机；13、定时提醒模块；14、无线对讲和报警模块；15、对讲装置。
图4是本发明实施例提供的中央处理器模块连接示意图。
图中：16、机械齿轮组模块；17、撞针结构；18、电机；19、中央处理器模块；20、语音识别模块；21、限位器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供的消化内科卧床患者多功能护理装置包括：栏杆1、收缩装置2、夹子3、弹簧按钮4、物品盒5、挂钩6、隔层7、挂槽8。
栏杆1背面上端焊接有两个挂槽8，栏杆1右端焊接有收缩装置2，收缩装置2栓接有两个夹子3，收缩装置2上端嵌装有弹簧按钮4，收缩装置2左侧设置有焊接在栏杆1上的多个物品盒5，栏杆1中间设置有多个挂钩6，挂钩6通过圆环挂接在栏杆1上端，栏杆1左端插接有可活动、可拉出的隔层7。
栏杆上套装有用于患者在床边活动时，避免跌倒的活动扶手9；
栏杆上安装有能拉出的电脑支架10；
病床一侧安装有镶装有耳机插孔的收音机11和扩音机12；
病床一侧安装有用于定时提醒患者或家属应翻身或作预防下肢深静脉血栓形成的踝泵运动定时提醒模块13；
病床一侧安装有与责任护士随身携带的对讲装置15点对点连接，并直接对讲沟通，或直接收到报警信息无线对讲和报警模块14。
安装的可拉出的活动扶手，患者在床边活动时，可以拉着扶手围绕床边活动，以免跌倒。安装的可拉出的的电脑支架，以方便半卧位时躺在病床上看电脑。
通过挂槽8可将栏杆1悬挂在病床侧面的横杆上，收缩装置2下侧的夹子3可以固定垃圾袋，通过弹簧按钮4可以控制夹子3的开合，方便倾倒垃圾，物品盒5用于放置各种生活小用品，挂钩6可悬挂患者的各类引流袋，简单有序，便于观察，挂钩6可根据需要左右移动，隔层7可放置患者的各种检查报告，方便查看。本发明可方便卧床病人放置和取用生活用品，不必完全依靠家属和护理人员的帮助；使患者的生活用品摆放有序，降低遗失的风险；可保持床单和床头柜的干净整洁，改善病房环境，从而促进患者的病情恢复；便于观察患者引流的情况，提高医护工作效率。
踝泵运动定时提醒模块集成有电子感应接收装置，当患者保持同一姿势的睡姿2小时以上，仪器未接受到患者翻身的活动信号，就会报警提醒患者翻身以及进行踝泵运动。电子感应接收装置为一种提醒仪由护士根据患者情况设定不同的翻身提醒时间，并可有“音”“关”“振”三个位置，白天上班时调到“音”的位置，有利于提醒护士与监督；不需使用时调到“关”的位置，不影响患者休息；“振”的模式可根据患者病情及需要随时调整。
无线对讲和报警模块使用中，每名患者的床旁安装无线呼叫器，采用的是扩频调频智能无线电呼叫器系统，设置移动接收终端，由护士手持。当患者按下安装在设备上的黄色呼叫键时，护士的手持终端会显示相应的床号，护士接收后，可与患者进行语音对讲通话，以及时了解患者的情况，再到患者床边进行相应的护理服务与处置。患者如果有紧急情况，家属可以按下红色急救键，护士的手持终端会显示床号并有报警声，提示护士应立即到患者床边进行相应的护理处置。
如图3-图4所示，挂钩6通过齿轮连接用于带动挂钩左右移动的机械齿轮组模块16；不同挂钩对应于不同机械齿轮组；机械齿轮组通过撞针结构17连接电机18；电机通过信号线与镶装在病床一侧的中央处理器模块19；中央处理器模块19通过信号线连接镶装在病床一侧的语音识别模块20；栏杆两端均镶装有限位器21；限位器21通过信号线连接中央处理器模块19。
本发明通过人的语音口令，在语音识别模块中接受并分析，吻合口令内容进行处理并将要求提交中央控制器模块，由中央控制器模块传送命令至电机，电机通过撞针结构带动机械齿轮组模块运行；挂钩通过齿轮连接用于带动挂钩左右移动的机械齿轮组模块；最远达到限位器距离，中央控制器模块指令电机停止工作；例如，口令，“挂钩”；自动判断出挂钩模块，进行齿轮运转，弹出挂钩并伸长，方便使用。
撞针结构17类似于汽车发电机的变速箱，电机接收到中央控制器模块指令后，弹出相应撞针，推出相应区域齿轮组；最终转动电机带动机械齿轮组模块的齿轮组，实现挂钩不同距离、不同挂钩的运行；不同挂钩连接不同机械齿轮组模块。
进一步，语音识别模块的识别方法包括：对于每一路声音信号，按照下述公式对所述声音信号中的每一帧声音信号进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声谱N(w,n)：
其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；αu、αd为预设系数且0<αd<αu<1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；
按照下述公式对每一帧声音信号的短时傅里叶变换进行二值化处理得到二值谱Xb(w,n)：
Tb为预设第一阈值；
将其中一路声音信号对应的Ka个二值谱与另一路声音信号对应的Kb个二值谱进行两两间的相干性匹配得到所述第一匹配结果，所述第一匹配结果包括匹配度最高的一组二值谱对应的匹配位置和匹配度，Ka、Kb均为正整数；
对于每一路声音信号，按照下述公式计算所述声音信号中的每一帧声音信号的功率谱P(w,n)：
P(w，n)＝αpP(w，n-1)+(1-αp)|X(w，n)|2
其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；
αp为预设系数且0＜αp＜1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；
按照下述公式计算每一帧声音信号的功率谱的谱间相关性DP(w,n)：
DP(w,n)＝|P(w+1,n)-P(w,n)|
按照下述公式对所述谱间相关性DP(w,n)进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声功率谱的谱间相关性NDP(w,n)：
其中，βu、βd为预设系数且0＜βd＜βu＜1；
进行语音识别时的传递函数为：
其中，ω0为滤波器的中心频率，对于不同的ω0，k使k/ω0保持不变；
在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：
G(r,θ)＝G(r,r)r·G(θ,θ)；
式中，Gr(r)为控制滤波器带宽的径向分量，Gθ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；
r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f0为中心频率，θ0为滤波器方向，σf用于确定带宽；
Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσf|，σθ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σθ。
进一步，中央处理器模块的信号处理方法包括：
S1，构建三维空间干涉矩阵，获取可行的挂钩左右移动序列；
S2，以挂钩左右移动序列规划评价的指标，构造适应度函数；
S3，根据构造适应度函数对待钩左右移动序列进行迭代求解，所获取的结果为最优执行的挂钩左右移动序列。
步骤S1中的三维空间干涉矩阵如下：
其中，Ma为三维空间干涉矩阵，a为挂钩左右移动方向，且a∈{±x,±y,±z}；C1C2...Cn表示各个待挂钩左右移动距离；n为待挂钩左右移动次数；Cij＝1表示在挂钩左右移动距离Ci沿着方向a移动时，将与挂钩左右移动距离Cj发生混淆；挂钩左右移动距离不与自身发生混淆，Cii＝0。
所述步骤S2中的适应度函数为：
其中，Fit(t)为适应度函数，f(Xi)表示挂钩左右移动距离i的运行时间；Qi(k,k+1)表示完成第k个挂钩左右移动距离到第k+1个挂钩左右移动距离的运行过程所花费的时间，该Qi(k,k+1)＝d·Di(k,k+1)+k·Ti(k,k+1)+l·Li(k,k+1)；Di(k,k+1)为挂钩左右移动方向的改变次数，Ti(k,k+1)为挂钩左右移动的更换次数，Li(k,k+1)为挂钩左右移动的改变次数，k∈[1，N-1]；d是挂钩左右移动方向的重新定向时在运行时间中的权重系数，k是挂钩左右移动更换在运行时间中的权重系数，l是挂钩左右移动的改变在总运行时间中的权重系数，且满足d+k+l＝1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。