專利名稱：危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療設(shè)備，特別涉及一種應(yīng)用于ICU(Intensive CareUnit， 重癥監(jiān)護(hù)病房)和手術(shù)室的、危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
ICU的危重癥患者通常病情危重，生理狀態(tài)紊亂，甚至有嚴(yán)重的多器官損害，患者 病情復(fù)雜多變，這種病人生理參數(shù)監(jiān)護(hù)已為常規(guī)的醫(yī)療措施；另外，ICU的患者100%需要 液體治，大多數(shù)是多種藥物和多通路同時給藥治療，且需要根據(jù)病情變化隨時調(diào)整給藥方 案，使用多個常規(guī)的輸液泵和注射泵給藥，這些泵是各自獨(dú)立的，醫(yī)護(hù)人員操作起來十分不 方便，且難以滿足危重病人治療的需要。手術(shù)室的麻醉病人也需要多通路給藥，靜脈麻醉 劑、鎮(zhèn)痛劑以及維持生命狀態(tài)穩(wěn)定的用藥等等。 ICU的患者液體治療作為重要的治療手段之一，也對輸液治療質(zhì)量要求很高。目前 都普遍使用輸液泵和注射泵，ICU醫(yī)護(hù)人員經(jīng)常對藥物輸注的監(jiān)視和調(diào)整，人工的操作有時 難以很好地將危重病人的生理狀態(tài)控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)，影響治療效果，且醫(yī)護(hù)人員工作 十分繁重。自Sh印pard以來，各種計算機(jī)閉環(huán)控制自動給藥算法不斷出現(xiàn)，取得了比依靠 手工調(diào)節(jié)的給藥方案更好的效果。計算機(jī)閉環(huán)控制自動給藥可以在更好地穩(wěn)定病人生理狀 態(tài)的同時，顯著地降低藥物使用總劑量。 靜脈輸液是一種最常用的臨床治療方法，市場中雖然有較多輸液泵、注射泵和多 參數(shù)監(jiān)護(hù)儀，也有許多無線網(wǎng)絡(luò)化的危重病監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，還有少量網(wǎng)絡(luò)化的輸液控制系統(tǒng)，但 是這兩個系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。靜脈輸液和危重監(jiān)護(hù)作為ICU、手術(shù)室最為廣泛應(yīng)用的診療手 段，對其進(jìn)行綜合控制和管理是臨床工作的內(nèi)在需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有輸液治療與生理監(jiān)護(hù)相分離，進(jìn)而不能實(shí)現(xiàn)危重病人輸液治 療過程的實(shí)時閉環(huán)控制的缺點(diǎn)，提出一種適用于ICU、手術(shù)室的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一 體化系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是實(shí)現(xiàn)ICU和手術(shù)病人的生理狀態(tài)的實(shí)時檢測及根據(jù)生理參 數(shù)的變化實(shí)時調(diào)整輸液設(shè)備的速度、輸注總量等，達(dá)到輸液過程的閉環(huán)控制(也可實(shí)現(xiàn)開 環(huán)控制)；基于藥物的藥代動力學(xué)和藥效動力學(xué)模型，制定藥物劑量的給定方式，從而使輸 液治療更加有效，實(shí)現(xiàn)個體化給藥的方案。減少醫(yī)療事故，提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率，提高 ICU的診療水平。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體 化系統(tǒng)，其包括輸液設(shè)備(輸液設(shè)備包括輸液泵和注射泵)、監(jiān)護(hù)輸液基站，中央監(jiān)控服務(wù) 器及醫(yī)護(hù)PDA。輸液設(shè)備通過無線或有線的通訊方式與監(jiān)護(hù)輸液基站相連，接收監(jiān)護(hù)輸液基 站的控制實(shí)施給病人的輸液治療，并發(fā)回輸液設(shè)備的狀態(tài)信息。監(jiān)護(hù)輸液基站具有病人生 理參數(shù)監(jiān)測和一個或多個輸液設(shè)備的輸液控制功能，輸液控制可由醫(yī)護(hù)人員根據(jù)病人、藥 物和治療處方的信息形成輸液方案，通過無線或有線的方式實(shí)現(xiàn)對輸液設(shè)備的開環(huán)控制，也可在輸液執(zhí)行過程中通過監(jiān)測及分析病人的生理參數(shù)，根據(jù)相應(yīng)的反饋算法實(shí)時調(diào)整輸 液參數(shù)，通過無線或有線的方式實(shí)現(xiàn)對輸液設(shè)備的閉環(huán)控制，對病人進(jìn)行開環(huán)或閉環(huán)控制 方式的輸液治療。中央監(jiān)控服務(wù)器通過無線和有線的方式連接多個監(jiān)護(hù)輸液基站集中監(jiān)控 它們的運(yùn)行狀態(tài)，中央監(jiān)控服務(wù)器也與醫(yī)院信息系統(tǒng)相連，與醫(yī)院信息系統(tǒng)連成一體。醫(yī)護(hù) PDA通過無線方式與監(jiān)護(hù)輸液基站和/或中央監(jiān)護(hù)服務(wù)器連接，可以了解輸液狀況和管理 輸液過程。系統(tǒng)各個組件間通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)方式組成一個系統(tǒng)。 所述監(jiān)護(hù)輸液基站包括如下模塊 用戶界面模塊用于提供給用戶輸入并完成相應(yīng)的人機(jī)交互功能，顯示輸液過程 中該監(jiān)護(hù)輸液基站控制的輸液設(shè)備的信息及病人的主要生理參數(shù)監(jiān)護(hù)信息；根據(jù)病人、藥 物和治療處方的信息輸入輸液參數(shù)并形成輸液方案。 生理監(jiān)護(hù)模塊包括生理監(jiān)護(hù)檢測模塊及，生理監(jiān)護(hù)管理模塊用于監(jiān)測病人的心 電、血氧飽和度、體溫、無創(chuàng)血壓、呼吸等生理參數(shù)的實(shí)時監(jiān)護(hù)信息，分析和保存監(jiān)護(hù)信息， 為用戶界面模塊的生理參數(shù)的顯示和閉環(huán)控制模塊的輸液閉環(huán)控制提供信息；生理監(jiān)護(hù)檢 測模塊由生理參數(shù)傳感器、信號調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換、單片機(jī)以及通訊子模塊組成，用于檢測 生理信息；生理監(jiān)護(hù)管理模塊完成生理參數(shù)的分析和保存功能。 輸液管理模塊用于管理及控制輸液設(shè)備，把輸液方案轉(zhuǎn)換為輸液控制指令，或接 受閉環(huán)控制模塊的輸液控制指令，并將輸液控制指令按每一定時間間隔通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊 發(fā)送到指定的輸液設(shè)備； 閉環(huán)控制模塊通過接收測量病人的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)，根據(jù)反饋算法輸出輸液指 令，并將控制指令發(fā)送至輸液管理模塊；該閉環(huán)控制模塊包括數(shù)據(jù)提取子模塊、反饋算法子 模塊及控制子模塊，數(shù)據(jù)提取子模塊從監(jiān)護(hù)模塊中提取病人的血壓數(shù)據(jù)作為輸入，供反饋 算法子模塊使用，反饋算法子模塊根據(jù)相應(yīng)的閉環(huán)控制算法分別對所需的生理參數(shù)進(jìn)行分 析，作出判斷，反饋算法子模塊得出的結(jié)果發(fā)送給控制子模塊，控制子模塊根據(jù)反饋算法的 結(jié)果決定對哪一個輸液設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以及調(diào)整的幅度，形成輸液控制指令并發(fā)送到輸液 管理模塊，實(shí)施輸液的閉環(huán)控制。
報警模塊對在輸液過程中病人的生理參數(shù)信息及輸液設(shè)備的信息進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)
生理參數(shù)超出正常范圍，或者輸液設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時，及時將報警信息顯示在用戶界面，
同時將報警信息保存至監(jiān)護(hù)輸液基站本地數(shù)據(jù)庫。
信息管理模塊用于管理病人基本信息，藥物基本信息； 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)護(hù)輸液基站之 間、監(jiān)護(hù)輸液基站和輸液設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸；通過無線的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基站和醫(yī)護(hù) PDA之間的數(shù)據(jù)傳輸。 所述中央監(jiān)控服務(wù)器以雙核服務(wù)器為硬件，配以802. 1 lb無線網(wǎng)卡以實(shí)現(xiàn)與多個 監(jiān)護(hù)輸液基站和醫(yī)護(hù)PDA的通訊，包括如下模塊 用戶界面模塊用于提供給用戶輸入并完成相應(yīng)的人機(jī)交互功能，集中顯示各個 監(jiān)護(hù)輸液基站的主要信息，也可以顯示某一監(jiān)護(hù)輸液基站的病人和各個輸液設(shè)備的主要生 理參數(shù)和輸液信息；可以對其管理的監(jiān)護(hù)輸液基站，根據(jù)病人、藥物和治療處方的信息輸入 輸液參數(shù)并形成輸液方案。 監(jiān)護(hù)輸液基站管理模塊遠(yuǎn)程集中控制多個監(jiān)護(hù)輸液基站的工作，處理各監(jiān)護(hù)輸液基站的在線輸液設(shè)備的輸液數(shù)據(jù)、報警信息和病人監(jiān)護(hù)信息，對各監(jiān)護(hù)輸液基站的工作 情況進(jìn)行監(jiān)控； 信息管理模塊用于管理病人基本信息，藥物基本信息，員工基本信息，床位使用 狀況或病人住院信息； 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)護(hù)輸液基站之
間、中央監(jiān)控服務(wù)器和醫(yī)院信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸；通過無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)
器和醫(yī)護(hù)PDA之間的數(shù)據(jù)傳輸。 所述輸液設(shè)備包括輸液泵及注射泵 該注射泵包括單片機(jī)模塊、人機(jī)交互模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、推注機(jī)械模塊、傳感器 模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和電源管理模塊。 單片機(jī)為注射泵的核心控制部分，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收監(jiān)護(hù)輸液基站給定的控制 指令，控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，從而帶動推注機(jī)械模塊，推動注射器，從而實(shí)現(xiàn)注射操作；同時 單片機(jī)將采集的注射泵狀態(tài)信息，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳送至監(jiān)護(hù)輸液基站，實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基 站對注射泵的實(shí)時監(jiān)測與控制。 該輸液泵包括單片機(jī)模塊、人機(jī)交互模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、指狀蠕動機(jī)械模塊、傳 感器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和電源管理模塊。 輸液泵的步進(jìn)電機(jī)帶動指狀蠕動機(jī)械模塊的指狀蠕動片擠壓輸液管從而實(shí)現(xiàn)輸 液操作，輸液泵的傳感器模塊由步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和超聲傳感器組成，壓力 傳感器和超聲傳感器用于檢測輸液過程中的氣泡和堵塞。 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基站和輸液設(shè)備之間的數(shù)據(jù) 傳輸 所述醫(yī)護(hù)PDA : 醫(yī)護(hù)PDA是由醫(yī)護(hù)人員攜帶的，通過無線網(wǎng)絡(luò)訪問監(jiān)護(hù)輸液基站和/或中央監(jiān)控 服務(wù)器，醫(yī)護(hù)人員利用PDA可隨時對任一監(jiān)護(hù)輸液基站的基本狀況進(jìn)行查詢，并接受報警 信息并響鈴或/和振動，調(diào)節(jié)執(zhí)行輸液設(shè)備的控制參數(shù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。其硬件系統(tǒng) 采用ARM內(nèi)核，CPU主頻不低于300腿Z的內(nèi)置無線網(wǎng)卡的掌上電腦。軟件核心部分基于 Microsoft公司的WindowsMobile5. 0嵌入式操作系統(tǒng)。 所述的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)采用有線、無線兼容的組網(wǎng)方式，系統(tǒng)的各組件間可通過有線或無線的方 式通信。對于無線組網(wǎng)方式監(jiān)護(hù)輸液基站、中央監(jiān)控服務(wù)器和醫(yī)護(hù)PDA之間采用IEEE 802. 11b/g無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)，它能提供最大為11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，；以病人為 單位的監(jiān)護(hù)輸液基站與輸液設(shè)備之間采用ZigBee技術(shù)，組建成一個以監(jiān)護(hù)輸液基站為網(wǎng) 絡(luò)協(xié)調(diào)器，輸液設(shè)備為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中無線方式還可以采用紅外、藍(lán)牙、Wi-Fi， 無線射頻技術(shù)，超寬帶(UWB)技術(shù)等等組成無線局域網(wǎng)，只要能夠在病房內(nèi)實(shí)現(xiàn)注射泵與 監(jiān)護(hù)輸液基站的無線通信功能的技術(shù)均可采用。對于有線組網(wǎng)方式監(jiān)護(hù)輸液基站、中央 監(jiān)控服務(wù)器間利用醫(yī)院現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有線通信；監(jiān)護(hù)輸液基站與輸液設(shè)備之間采用 RS-485總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)一種集中控制樞紐與分散控制單元的通信。其中總線方式還可采用 CAN總線、現(xiàn)場總線等其他總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 該系統(tǒng)監(jiān)護(hù)輸液基站還通過無線和有線方式拓展到ICU或手術(shù)室的其他治療儀器，如呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等等。
圖1本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖； 圖2本實(shí)用新型閉環(huán)反饋控制的原理示意圖； 圖3中央監(jiān)控服務(wù)器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4監(jiān)護(hù)輸液基站的模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5注射泵的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6輸液泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。 如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)， 其包括通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時閉環(huán)反饋的輸液設(shè)備、監(jiān)護(hù)輸液基站及中央監(jiān)控服務(wù) 器，輸液設(shè)備通過無線或有線的通訊方式與監(jiān)護(hù)輸液基站相連，接收監(jiān)護(hù)輸液基站的控制 實(shí)施給病人的輸液治療，并發(fā)回輸液設(shè)備的狀態(tài)信息。監(jiān)護(hù)輸液基站具有病人生理參數(shù)監(jiān) 測和一個或多個輸液設(shè)備的輸液控制功能，輸液控制可由醫(yī)護(hù)人員根據(jù)病人、藥物和治療 處方的信息形成輸液方案，通過無線或有線的方式實(shí)現(xiàn)對輸液設(shè)備的開環(huán)控制，也可在輸 液執(zhí)行過程中通過監(jiān)測及分析病人的生理參數(shù)，根據(jù)相應(yīng)的反饋算法實(shí)時調(diào)整輸液參數(shù)， 通過無線或有線的方式實(shí)現(xiàn)對輸液設(shè)備的閉環(huán)控制，對病人進(jìn)行開環(huán)或閉環(huán)控制方式的輸 液治療。中央監(jiān)控服務(wù)器通過無線和有線的方式連接多個監(jiān)護(hù)輸液基站集中監(jiān)控它們的運(yùn) 行狀態(tài)，中央監(jiān)控服務(wù)器也與醫(yī)院信息系統(tǒng)相連，與醫(yī)院信息系統(tǒng)連成一體。醫(yī)護(hù)PDA通 過無線方式與監(jiān)護(hù)輸液基站和/或中央監(jiān)護(hù)服務(wù)器連接，可以了解輸液狀況和管理輸液過 程。系統(tǒng)各個組件間通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)方式組成一個系統(tǒng)。該系統(tǒng)將治療手段(靜 脈輸液)及其效果(生理參數(shù)監(jiān)測)有機(jī)地結(jié)合在一個系統(tǒng)內(nèi)。 本系統(tǒng)以監(jiān)護(hù)輸液基站為中心，將多個輸液設(shè)備整合起來，對病人進(jìn)行治療。 一個 監(jiān)護(hù)輸液基站和其控制的多個輸液設(shè)備組成一個監(jiān)護(hù)輸液治療單位為一個病人服務(wù)。監(jiān) 護(hù)輸液基站硬件結(jié)構(gòu)以PC機(jī)或工控機(jī)為主體，基于Windows的操作系統(tǒng)，輔之以各種嵌入 式的軟硬件實(shí)現(xiàn)如無線龍的ZigBee通訊模塊、鑫順TouchKit SX-104-W4R-F的觸摸屏、 NetGear的無線網(wǎng)卡和飛梭旋鈕等。Zigbee通訊模塊提供監(jiān)護(hù)輸液基站和無線輸液設(shè)備之 間通訊硬件平臺；觸摸屏和飛梭旋鈕為系統(tǒng)提供方便快捷的交互接口。中央監(jiān)控服務(wù)器可 對數(shù)個監(jiān)護(hù)輸液治療單元的信息進(jìn)行綜合管理。中央監(jiān)控服務(wù)器還可與醫(yī)院信息系統(tǒng)連 接，共享醫(yī)院信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫信息。醫(yī)護(hù)人員可以在床邊監(jiān)護(hù)輸液基站上，遠(yuǎn)程訪問中央 監(jiān)控服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，核對輸液治療的病人、藥物和相關(guān)信息。中央監(jiān)控服務(wù)器以雙 核服務(wù)器為硬件，配以802. 1 lb無線網(wǎng)卡以實(shí)現(xiàn)與整個監(jiān)護(hù)輸液基站和醫(yī)護(hù)PDA的通訊。監(jiān) 控服務(wù)器的軟件基于Windows的操作系統(tǒng)，采用WEB技術(shù)開發(fā)。 如圖3所示，所述監(jiān)護(hù)輸液基站包括如下模塊 用戶界面模塊用于提供給用戶輸入并完成相應(yīng)的人機(jī)交互功能，顯示輸液過程 中該監(jiān)護(hù)輸液基站控制的輸液設(shè)備的信息，使用波形回放功能回放病人生理參數(shù)的波形；數(shù)字方式顯示生理參數(shù)；根據(jù)病人、藥物和治療處方的信息輸入輸液參數(shù)并形成輸液方案。
權(quán)限管理模塊控制合法用戶在系統(tǒng)中的使用范圍。系統(tǒng)中的使用者分為不同角
色，每種角色有不同的系統(tǒng)使用范圍，比如說某個用戶的角色為管理員，他可以查看系統(tǒng)中
比較核心的模塊，比如信息管理模塊和權(quán)限管理模塊等，并對這些模塊進(jìn)行某些操作；若某
個用戶的角色為一般用戶，那么他就只能對病人的信息進(jìn)行查詢或修改，但不能進(jìn)行刪除
操作，采用這種限制用戶使用范圍的方式，限制一些低權(quán)限用戶對系統(tǒng)核心部分產(chǎn)生誤操
作，從而降低一些不必要的風(fēng)險。 生理監(jiān)護(hù)模塊生理監(jiān)護(hù)模塊包括生理監(jiān)護(hù)檢測模塊和生理監(jiān)護(hù)管理模塊，用于 監(jiān)測病人的生理參數(shù)，分析和保存監(jiān)護(hù)信息實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的分析功能。生理監(jiān)護(hù)檢測模塊 由生理參數(shù)傳感器、信號調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換、單片機(jī)以及通訊子模塊組成。檢測病人的心電、 呼吸、體溫、血氧飽和度、無創(chuàng)血壓、脈率等生理參數(shù)；生理監(jiān)護(hù)管理模塊把采集到的病人生 理參數(shù)數(shù)據(jù)等全部保留在監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)文件中，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義的趨勢分析，為用戶界面 模塊的生理參數(shù)的顯示和閉環(huán)控制模塊的輸液閉環(huán)控制提供信息； 輸液管理模塊用于管理及控制輸液設(shè)備，執(zhí)行輸液方案，把輸液方案轉(zhuǎn)換為輸液 控制指令，或接受閉環(huán)控制模塊的輸液控制指令，并將輸液控制指令按每一定時間間隔通 過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送到指定的輸液設(shè)備；藥物基本信息的管理；通過無線網(wǎng)絡(luò)把輸液計劃 的執(zhí)行指令傳送到所連接的各輸液設(shè)備并接收、顯示和保存輸液設(shè)備反饋的實(shí)時信息，如 輸液速度等。
閉環(huán)控制模塊根據(jù)一預(yù)設(shè)算法，如基于生命體征的穩(wěn)態(tài)控制算法、基于藥效動力
學(xué)、藥代動力學(xué)模型等算法實(shí)現(xiàn)輸液過程的閉環(huán)反饋控制，控制的輸入是病人測量的各生
理參數(shù)的數(shù)據(jù)，控制的輸出是輸液的調(diào)節(jié)指令；該閉環(huán)控制模塊包括數(shù)據(jù)提取子模塊、反
饋算法子模塊及控制子模塊，數(shù)據(jù)提取子模塊從監(jiān)護(hù)模塊中提取病人的血壓等數(shù)據(jù)作為輸
入，供整個閉環(huán)反饋模塊中的算法使用，反饋算法子模塊按照選定的算法分別對所需的生
理參數(shù)進(jìn)行分析，作出判斷，反饋算法子模塊得出的結(jié)果發(fā)送給控制模塊，控制子模塊根據(jù)
反饋算法的結(jié)果決定對哪一個輸液設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以及調(diào)整的幅度，然后發(fā)送控制命令到
指定的輸液管理模塊實(shí)施輸液的閉環(huán)控制，達(dá)到診療一體化和個體化治療的目的。
報警模塊報警方案設(shè)計，可對不同病人不同病情設(shè)計相應(yīng)的報警方案；對在輸
液過程中病人的生理參數(shù)信息及輸液設(shè)備的信息進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)生理參數(shù)超出正常范圍，或
者輸液設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時，及時將報警信息顯示在用戶界面，同時將報警信息保存至監(jiān)
護(hù)輸液基站本地數(shù)據(jù)庫。獲取系統(tǒng)各組件的報警信息，并及時將報警信息顯示在監(jiān)控終端，
同時將報警數(shù)據(jù)保存入庫。 信息管理模塊用于管理病人基本信息，藥物基本信息，醫(yī)護(hù)人員信息，系統(tǒng)對于 每次操作該系統(tǒng)的用戶進(jìn)行權(quán)限操作及信息記錄； 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)護(hù)輸液基站之 間、監(jiān)護(hù)輸液基站和輸液設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸；通過無線的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基站和醫(yī)護(hù) PDA之間的數(shù)據(jù)傳輸。 如圖4所示，所述中央監(jiān)控服務(wù)器包括如下模塊 用戶界面模塊用于提供給用戶輸入并完成相應(yīng)的人機(jī)交互功能，集中顯示各個 監(jiān)護(hù)輸液基站的主要信息，也可以顯示某一監(jiān)護(hù)輸液基站的病人和各個輸液設(shè)備的主要生理參數(shù)和輸液信息；可以對其管理的監(jiān)護(hù)輸液基站，根據(jù)病人、藥物和治療處方的信息輸入 輸液參數(shù)并形成輸液方案。 監(jiān)護(hù)輸液基站管理模塊遠(yuǎn)程集中控制多個監(jiān)護(hù)輸液基站的工作，處理各監(jiān)護(hù)輸 液基站的在線輸液設(shè)備的輸液數(shù)據(jù)、報警信息和病人監(jiān)護(hù)信息，對各監(jiān)護(hù)輸液基站的工作 情況進(jìn)行監(jiān)控； 信息管理模塊包括病人信息管理模塊、藥物信息管理模塊。用于管理病人基本信 息，藥物基本信息，員工基本信息，床位使用狀況或病人住院信息；如病人信息管理模塊和 藥物信息管理模塊，用于管理病人基本信息，藥物基本信息，員工基本信息，床位使用狀況 或病人住院信息，在滿足系統(tǒng)應(yīng)用的前提下，為連接醫(yī)院信息系統(tǒng)的門診子系統(tǒng)、藥房子系 統(tǒng)、員工管理子系統(tǒng)和病房管理子系統(tǒng)提供接口； 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)護(hù)輸液基站之 間、中央監(jiān)控服務(wù)器和醫(yī)院信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸；通過無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù) 器和醫(yī)護(hù)PDA之間的數(shù)據(jù)傳輸。 所述輸液設(shè)備包括注射泵及輸液泵，如圖5所示，該注射泵包括單片機(jī)模塊、人機(jī) 交互模塊、步進(jìn)電機(jī)、推注機(jī)械模塊、傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和電源管理模塊。 單片機(jī)模塊為注射泵的核心控制部分，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收監(jiān)護(hù)輸液基站給定的 控制指令，根據(jù)控制指令控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，從而帶動推注機(jī)械模塊推動注射器；將采集 的自身狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳送至監(jiān)護(hù)輸液基站，實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基站對注射泵的實(shí)時 控制與監(jiān)測。人機(jī)交互模塊通過顯示屏顯示設(shè)備的工作狀態(tài)信息和病人的基本生理信息， 通過按鍵調(diào)節(jié)輸液泵的工作參數(shù)。步進(jìn)電機(jī)模塊包括步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動集成電路芯片，驅(qū) 動集成電路芯片內(nèi)部集成有驅(qū)動電路、脈沖分配器、續(xù)流二極管和過熱保護(hù)電路，集驅(qū)動和 保護(hù)于一體。推注機(jī)械模塊由變速齒輪組、絲桿和注射器推板組成，注射器推板與絲桿的螺 紋咬合。步進(jìn)電機(jī)推動變速齒輪轉(zhuǎn)動，變速齒輪帶動絲桿轉(zhuǎn)動，從而使得注射器推板移動。 傳感器模塊由步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、注射器位置傳感器和注射器尺寸傳感器 組成，用于感應(yīng)注射泵運(yùn)行時步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，輸液管道的壓力，注射器的位置和尺寸。電 源管理模塊通過電源線為單片機(jī)模塊、人機(jī)交互模塊、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動模塊、傳感器模塊 和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊供電。網(wǎng)絡(luò)通訊模塊注射泵可通過有線或無線的方式與監(jiān)護(hù)輸液基站進(jìn) 行通訊。監(jiān)護(hù)輸液基站與輸液設(shè)備之間通訊的有線方式有監(jiān)護(hù)輸液基站通過RS485總線 與多個輸液設(shè)備進(jìn)行通訊，也可以采用其他總線控制方式。網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的無線方式還可 以采用藍(lán)牙通信技術(shù)，Wi-Fi無線局域網(wǎng)技術(shù)，無線射頻技術(shù)，Zigbee技術(shù)，超寬帶(UWB)技
術(shù)等等，只要能夠在icu病房內(nèi)實(shí)現(xiàn)注射泵與監(jiān)護(hù)輸液基站的無線通信功能的技術(shù)均可采用。 如圖6所示，輸液泵的基本結(jié)構(gòu)與注射泵相似，不同的是輸液泵的推注機(jī)械模塊 通過步進(jìn)電機(jī)帶動指狀蠕動片擠壓輸液管從而實(shí)現(xiàn)對病人的輸液，輸液泵的傳感器系統(tǒng)由 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和超聲傳感器組成，壓力傳感器和超聲傳感器用于檢測 輸液過程中的氣泡和堵塞。 該系統(tǒng)還包括醫(yī)護(hù)PDA, PDA通過無線網(wǎng)訪問監(jiān)護(hù)輸液基站和中央監(jiān)控服務(wù)器，顯 示任一監(jiān)護(hù)輸液基站的狀況，接受報警信息并響鈴或/和振動，調(diào)節(jié)執(zhí)行輸液設(shè)備的控制 參數(shù)。[0058] 作為移動醫(yī)療設(shè)備，系統(tǒng)采用無線通訊方式。其中，中央監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)護(hù)輸液基 站和醫(yī)護(hù)PDA之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對固定，存在大量的數(shù)據(jù)交互，而且有時需要訪問醫(yī)院原 有的有線局域網(wǎng)。802. lib是IEEE制定并廣泛應(yīng)用的全球通用的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)標(biāo) 準(zhǔn)，具有有線局域網(wǎng)絡(luò)(LAN) —樣的安全性、可管理性及可伸縮性，能夠很好地與有線局域 網(wǎng)兼容，而且也具有較高的傳輸速度(最高傳輸速度為11Mbps)。因此，中央監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān) 護(hù)輸液基站和醫(yī)護(hù)PDA之間采用802. lib通訊協(xié)議組成無線局域網(wǎng)絡(luò)。 本實(shí)用新型中所有說明的特征，以及根據(jù)本實(shí)用新型所述的方法及技術(shù)方案所做 的同等替換或組合，所以這些變換及組合都在本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在于包括輸液設(shè)備、監(jiān)護(hù)輸液基站，中央監(jiān)控服務(wù)器及醫(yī)護(hù)PDA；輸液設(shè)備通過無線或有線的通訊方式與監(jiān)護(hù)輸液基站相連，接收監(jiān)護(hù)輸液基站的控制實(shí)施給病人的輸液治療，并發(fā)回輸液設(shè)備的狀態(tài)信息；監(jiān)護(hù)輸液基站具有病人生理參數(shù)監(jiān)測和一個或多個輸液設(shè)備的輸液控制功能，輸液控制由醫(yī)護(hù)人員根據(jù)病人、藥物和治療處方的信息形成輸液方案，通過無線或有線的方式實(shí)現(xiàn)對輸液設(shè)備的開環(huán)控制，或在輸液執(zhí)行過程中通過監(jiān)測及分析病人的生理參數(shù)，根據(jù)相應(yīng)的反饋算法實(shí)時調(diào)整輸液參數(shù)，通過無線或有線的方式實(shí)現(xiàn)對輸液設(shè)備的閉環(huán)控制；中央監(jiān)控服務(wù)器通過無線或有線的方式連接多個監(jiān)護(hù)輸液基站并集中監(jiān)控它們的運(yùn)行狀態(tài)，中央監(jiān)控服務(wù)器還與醫(yī)院信息系統(tǒng)相連；醫(yī)護(hù)PDA通過無線方式與監(jiān)護(hù)輸液基站和/或中央監(jiān)護(hù)服務(wù)器連接，用于顯示輸液狀況和管理輸液過程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān) 護(hù)輸液基站包括如下模塊用戶界面模塊用于提供給用戶輸入并完成相應(yīng)的人機(jī)交互功能，顯示輸液過程中該 監(jiān)護(hù)輸液基站控制的輸液設(shè)備的信息及病人的生理參數(shù)監(jiān)護(hù)信息，還根據(jù)病人、藥物和治 療處方的信息輸入輸液參數(shù)并形成輸液方案；生理監(jiān)護(hù)模塊包括生理監(jiān)護(hù)檢測模塊及生理監(jiān)護(hù)管理模塊，用于監(jiān)測病人的生理參 數(shù)，分析和保存監(jiān)護(hù)信息，為用戶界面模塊的生理參數(shù)的顯示和閉環(huán)控制模塊的輸液閉環(huán) 控制提供信息；生理監(jiān)護(hù)檢測模塊由生理參數(shù)傳感器、信號調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換、單片機(jī)以 及通訊子模塊組成，用于檢測生理信息；生理監(jiān)護(hù)管理模塊完成生理參數(shù)的分析和保存功 能；輸液管理模塊用于管理及控制輸液設(shè)備，把輸液方案轉(zhuǎn)換為輸液控制指令，或接受閉 環(huán)控制模塊的輸液控制指令，并將輸液控制指令按每一定時間間隔通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊發(fā)送 到指定的輸液設(shè)備；閉環(huán)控制模塊通過接收測量病人的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)，根據(jù)反饋算法輸出輸液指令，并 將控制指令發(fā)送至輸液管理模塊；該閉環(huán)控制模塊包括數(shù)據(jù)提取子模塊、反饋算法子模塊 及控制子模塊，數(shù)據(jù)提取子模塊從生理監(jiān)護(hù)模塊中提取病人的血壓數(shù)據(jù)作為輸入，供反饋 算法子模塊使用，反饋算法子模塊根據(jù)相應(yīng)的閉環(huán)控制算法分別對所需的生理參數(shù)進(jìn)行分 析，作出判斷，反饋算法子模塊得出的結(jié)果發(fā)送給控制子模塊，控制子模塊根據(jù)反饋算法的 結(jié)果決定對哪一個輸液設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以及調(diào)整的幅度，形成輸液控制指令并發(fā)送到輸液 管理模塊，實(shí)施輸液的閉環(huán)控制。網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)護(hù)輸液基站之間、監(jiān) 護(hù)輸液基站和輸液設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸；通過無線的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基站和醫(yī)護(hù)PDA之 間的數(shù)據(jù)傳輸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān) 護(hù)輸液基站還包括如下模塊報警模塊對在輸液過程中病人的生理參數(shù)信息及輸液設(shè)備的信息進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)生理 參數(shù)超出正常范圍，或者輸液設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時，及時將報警信息顯示在用戶界面，同時將報警信息保存至監(jiān)護(hù)輸液基站本地數(shù)據(jù)庫。信息管理模塊用于管理病人基本信息，藥物基本信息；
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在于所述中 央監(jiān)控服務(wù)器包括如下模塊用戶界面模塊用于提供給用戶輸入并完成相應(yīng)的人機(jī)交互功能，集中顯示各個監(jiān)護(hù) 輸液基站的主要信息，或顯示某一監(jiān)護(hù)輸液基站的病人和各個輸液設(shè)備的生理參數(shù)和輸液 信息，并對其管理的監(jiān)護(hù)輸液基站，根據(jù)病人、藥物和治療處方的信息輸入輸液參數(shù)并形成 輸液方案； 監(jiān)護(hù)輸液基站管理模塊遠(yuǎn)程集中控制多個監(jiān)護(hù)輸液基站的工作，處理各監(jiān)護(hù)輸液基 站的在線輸液設(shè)備的輸液數(shù)據(jù)、報警信息和病人監(jiān)護(hù)信息，對各監(jiān)護(hù)輸液基站的工作情況 進(jìn)行監(jiān)控；信息管理模塊用于管理病人基本信息，藥物基本信息，員工基本信息，床位使用狀況 或病人住院信息；網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過有線或無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)護(hù)輸液基站之間、中 央監(jiān)控服務(wù)器和醫(yī)院信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸；通過無線的方式實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控服務(wù)器和醫(yī) 護(hù)PDA之間的數(shù)據(jù)傳輸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在于所述輸 液設(shè)備包括輸液泵和注射泵；該注射泵包括單片機(jī)、人機(jī)交互模塊、步進(jìn)電機(jī)、推注機(jī)械模塊、傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊 模塊和電源管理模塊；單片機(jī)為注射泵的核心控制部分，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收監(jiān)護(hù)輸液基 站給定的控制指令，控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，從而帶動推注機(jī)械模塊，推動注射器，從而實(shí)現(xiàn) 注射操作；同時單片機(jī)將采集的注射泵狀態(tài)信息，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳送至監(jiān)護(hù)輸液基站，實(shí) 現(xiàn)監(jiān)護(hù)輸液基站對注射泵的實(shí)時監(jiān)測與控制；該輸液泵包括單片機(jī)、人機(jī)交互模塊、步進(jìn)電機(jī)、指狀蠕動機(jī)械模塊、傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò) 通訊模塊和電源管理模塊；輸液泵的步進(jìn)電機(jī)帶動指狀蠕動機(jī)械模塊擠壓輸液管從而實(shí)現(xiàn) 輸液操作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在于輸液泵 的傳感器模塊包括步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和超聲傳感器，壓力傳感器和超聲傳 感器分別用于檢測輸液過程中的氣泡和堵塞。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在 于監(jiān)護(hù)輸液基站通過總線設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備與多個輸液設(shè)備進(jìn)行通訊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)，其特征在 于該系統(tǒng)監(jiān)護(hù)輸液基站還通過無線和有線方式連接到ICU或手術(shù)室的治療儀器，所述治 療儀器包括呼吸機(jī)及麻醉機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種危重監(jiān)護(hù)及輸液控制診療一體化系統(tǒng)及其控制方法，包括輸液設(shè)備、監(jiān)護(hù)輸液基站、中央監(jiān)控服務(wù)器及醫(yī)護(hù)PDA；監(jiān)護(hù)輸液基站形成輸液方案，通過無線或有線方式對輸液設(shè)備開環(huán)控制，或在輸液執(zhí)行中通過監(jiān)測及分析病人生理參數(shù)，根據(jù)相應(yīng)閉環(huán)算法調(diào)整輸液參數(shù)，通過無線或有線方式對輸液設(shè)備閉環(huán)控制；中央監(jiān)控服務(wù)器通過無線或有線方式連接監(jiān)護(hù)輸液基站并監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)；醫(yī)護(hù)PDA通過無線方式與監(jiān)護(hù)輸液基站和/或中央監(jiān)護(hù)服務(wù)器連接，用于顯示輸液狀況和管理輸液過程。該系統(tǒng)將治療手段(靜脈輸液)及其效果(生理參數(shù)監(jiān)測)有機(jī)結(jié)合在一個系統(tǒng)內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一個或多個輸液設(shè)備的閉環(huán)控制，提高醫(yī)療質(zhì)量、醫(yī)護(hù)人員工作效率。
文檔編號A61M5/172GK201519339SQ20092005231
公開日2010年7月7日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者孫傳景, 李楊, 楊越雄, 羅寧, 袁衡新, 譚智豐 申請人:中山大學(xué);廣州中大醫(yī)療器械有限公司