技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種智能輸液控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
靜脈輸液是目前醫(yī)學(xué)界常用的臨床醫(yī)療手段之一,由于其具有安全、便捷、療效顯著等優(yōu)點(diǎn),常被大多數(shù)病患采用。但是,針對(duì)患者自身情況以及病情的不同,輸液方式也會(huì)有所差異,有些特殊患者需要對(duì)滴度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。目前,我國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)在臨床輸液過程中,大部分是通過人工調(diào)節(jié)莫非氏滴管的滑輪并結(jié)合醫(yī)務(wù)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)改變滴速,通過人工巡視的方式來(lái)發(fā)現(xiàn)異常情況,這種輸液方式不但精度偏低、而且工作量也很大。
目前,國(guó)內(nèi)外許多研究人士已致力于這方面的研究,一些功能較為齊全的智能輸液泵也相繼問世。但是在我國(guó),由于其價(jià)格昂貴,沒有得到普及。還有一些低成本的智能輸液裝置正處于實(shí)驗(yàn)階段,但這些裝置基本上都是由控制器、檢測(cè)單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及人機(jī)交互界面等部分組成,只是在控制器、檢測(cè)單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等環(huán)節(jié)的器件選型與設(shè)計(jì)上存在差異。
現(xiàn)有靜脈輸液控制裝置在注射過程中存在滴速控制精度低、換液或突發(fā)情況發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、醫(yī)務(wù)人員工作量大等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種智能輸液控制系統(tǒng),該系統(tǒng)能解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種智能輸液控制系統(tǒng),包括監(jiān)控PC終端、主控制器、音頻輸入輸出模塊、視頻輸出模塊、按鍵模塊,所述主控制器與音頻輸入輸出模塊交互式連接,主控器的輸出端與視頻輸出模塊的輸入端相連,輸入端與按鍵模塊輸出端相連;該智能輸液控制系統(tǒng)還包括滴速檢測(cè)控制模塊、液位檢測(cè)模塊、體溫檢測(cè)模塊以及無(wú)線通信模塊,所述主控制器與滴速檢測(cè)控制模塊交互式連接,主控制器的輸入端與液位檢測(cè)模塊的輸出端、體溫檢測(cè)模塊的輸出端相連;無(wú)線通信模塊分別與主控制器和監(jiān)控PC終端無(wú)線連接,監(jiān)控PC終端與主控制器通過無(wú)線通信模塊傳輸信息。
所述滴速檢測(cè)控制模塊包括滴速檢測(cè)電路板、設(shè)置在輸液滴管上的紅外對(duì)管、設(shè)置在輸液管上的控制閥以及與控制閥連接的步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)上連接有驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器采用ULN2003驅(qū)動(dòng)器;所述紅外對(duì)管與滴速檢測(cè)電路板電連接;所述主控制器與滴速檢測(cè)控制模塊交互式連接為滴速檢測(cè)電路板的輸出端與主控制器的輸入端相連,驅(qū)動(dòng)器的輸入端與主控制器的輸出端相連。
所述滴速檢測(cè)電路板上設(shè)有LM393雙電壓比較器和NE555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
所述液位檢測(cè)模塊包括與輸液瓶連通的連通器、設(shè)置在連通器上的紅外對(duì)管、與紅外對(duì)管電連接的液位檢測(cè)電路板。
所述液位檢測(cè)電路板上設(shè)有LM393雙電壓比較器。
所述的體溫檢測(cè)模塊包括OTP538溫度傳感器、與OTP538溫度傳感器電連接的INA114AG放大器。
所述無(wú)線通信模塊采用CC2530ZigBee透?jìng)髂K。
所在主控制器為MSP430F149單片機(jī)。
所述音頻輸入輸出模塊采用ISD-4004語(yǔ)音錄放芯片。
所述按鍵模塊包括滴速設(shè)定鍵、體溫檢測(cè)鍵、報(bào)警鍵、語(yǔ)音錄制鍵以及取消報(bào)警鍵。
由以上技術(shù)方案可知,本發(fā)明通過滴速檢測(cè)控制模塊對(duì)滴速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,提高了醫(yī)務(wù)人員的工作效率;本發(fā)明通過液位檢測(cè)模塊輸液瓶中的液位狀況,如液位過低時(shí)通過主控制器發(fā)出語(yǔ)音警報(bào),提醒家屬和醫(yī)務(wù)人員,節(jié)省人力的同時(shí),可有效減少和避免由于家屬或醫(yī)護(hù)人員護(hù)理不及時(shí)帶來(lái)的醫(yī)療事故。同時(shí)通過體溫檢測(cè)模塊可隨時(shí)檢測(cè)患者的體溫并實(shí)時(shí)通過無(wú)線通信模塊傳輸至醫(yī)療控制站的監(jiān)控PC終端,醫(yī)護(hù)人員可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的身體狀況,監(jiān)測(cè)效果好、準(zhǔn)確,且操作方便,適合于各個(gè)醫(yī)院的臨床應(yīng)用。主控制器通過無(wú)線通信模塊與監(jiān)控PC終端進(jìn)行信息傳輸,醫(yī)護(hù)人員可同時(shí)監(jiān)控多個(gè)患者的輸液情況,節(jié)省了醫(yī)院的成本,提高了醫(yī)院工作效率。同時(shí)也給特護(hù)病人及重癥病人提供安全保障,為醫(yī)院帶來(lái)非常便捷、人性化的運(yùn)用。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明滴速檢測(cè)控制模塊的電路圖;
圖3是本發(fā)明體溫檢測(cè)模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
如圖1-圖2所示的一種智能輸液控制系統(tǒng),包括醫(yī)療監(jiān)控站設(shè)置的監(jiān)控PC終端10和無(wú)線通信模塊90,還包括主控制器20、音頻輸入輸出模塊30、視頻輸出模塊40、按鍵模塊50。視頻輸出模塊40可使用LCD或LED液晶顯示器。音頻輸入輸出模塊30與主控制器20交互式連接,視頻輸出模塊40的輸入端與主控制器20的輸出端相連;按鍵模塊50輸出端與主控制器20輸入端相連;該智能輸液控制系統(tǒng)還包括滴速檢測(cè)控制模塊60、液位檢測(cè)模塊70、體溫檢測(cè)模塊80以及無(wú)線通信模塊90,主控制器20與滴速檢測(cè)控制模塊60、無(wú)線通信模塊90交互式連接,主控制器20的輸入端與液位檢測(cè)模塊70的輸出端、體溫檢測(cè)模塊80的輸出端相連;監(jiān)控PC終端10與主控制器20通過無(wú)線通信模塊90傳輸信息。一個(gè)監(jiān)控PC終端10能夠與多個(gè)主控制器20傳輸信息,并監(jiān)控多個(gè)患者的輸液狀態(tài),提高了醫(yī)院和醫(yī)護(hù)人員接收信息的及時(shí)性和工作效率。
本發(fā)明智能輸液控制系統(tǒng)是一個(gè)靠鋰電池供電的系統(tǒng),裝置的功耗將直接影響系統(tǒng)維護(hù)成本,系統(tǒng)的功能模塊較多,勢(shì)必會(huì)占用大部分IO資源,因此,本系統(tǒng)采用MSP430F149單片機(jī)作為系統(tǒng)主控制器。MSP430系列單片機(jī)具有處理能力強(qiáng),運(yùn)算速度快、超低功耗等特點(diǎn),內(nèi)部有5種低功耗模式,用戶可通過程序進(jìn)行調(diào)節(jié)。音頻輸入輸出模塊30采用用ISD-4004語(yǔ)音錄放芯片,芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù),每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)FLASH存儲(chǔ)器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂、音調(diào)和效果聲。無(wú)線通信模塊90采用CC2530ZigBee透?jìng)髂K,具有近距離、低功耗、低速率、雙向傳輸?shù)忍攸c(diǎn);該模塊將協(xié)議棧嵌入模塊內(nèi)部,只留出串口,用戶無(wú)需了解ZigBee協(xié)議棧,只需要讀寫串口,即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸,簡(jiǎn)單易用,非常適合嵌入用戶系統(tǒng)。按鍵模塊50包括設(shè)置在按鍵板上的滴速設(shè)定鍵、體溫檢測(cè)鍵、報(bào)警鍵、語(yǔ)音錄制鍵以及取消報(bào)警鍵,滴速設(shè)定鍵可以根據(jù)患者的情況預(yù)設(shè)滴速。操作體溫檢測(cè)鍵可以通過主控制器20控制體溫檢測(cè)模塊80對(duì)患者進(jìn)行體溫檢測(cè)。在緊急情況下操作報(bào)警鍵后通過主控制器20控制音頻輸入輸出模塊30可以發(fā)出報(bào)警提示語(yǔ)音。操作語(yǔ)音錄制鍵可以錄制語(yǔ)音信息。操作取消報(bào)警鍵后通過主控制器20控制音頻輸入輸出模塊30結(jié)束語(yǔ)音提示。本發(fā)明的智能輸液控制系統(tǒng)節(jié)省了醫(yī)院的成本,提高了醫(yī)院工作效率;同時(shí)也給特護(hù)病人及重癥病人提供安全保障,為醫(yī)院帶來(lái)非常便捷、人性化的運(yùn)用。
滴速檢測(cè)控制模塊60包括滴速檢測(cè)電路板61、設(shè)置在輸液滴管兩側(cè)的紅外對(duì)管62、設(shè)置在輸液管上的控制閥63以及與控制閥連接的步進(jìn)電機(jī)64,步進(jìn)電機(jī)64上連接有驅(qū)動(dòng)器65, 驅(qū)動(dòng)器65采用ULN2003驅(qū)動(dòng)器;步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選用ULN2003,它是一個(gè)由7個(gè)達(dá)林頓管組成的器件,具有高電壓、大電流的特性,其灌電流可達(dá)500mA,并且在關(guān)態(tài)時(shí)可以承受50V的電壓,可以運(yùn)行在較高的負(fù)載電流下。紅外對(duì)管62與滴速檢測(cè)電路板62電連接;主控制器20與滴速檢測(cè)控制模塊60交互式連接為滴速檢測(cè)電路板61的輸出端與主控制器20的輸入端相連,驅(qū)動(dòng)器65的輸入端與主控制器20的輸出端相連。如圖2所示,滴速檢測(cè)電路板上設(shè)有LM393雙電壓比較器和NE555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。當(dāng)無(wú)液滴滴落時(shí),紅外對(duì)管62的接收管與發(fā)射管之間無(wú)障礙,接收管接收到較強(qiáng)的光強(qiáng)而導(dǎo)通,使集射極的電位很低,c點(diǎn)輸出低電平;當(dāng)有液滴滴落時(shí),下落的液滴會(huì)吸收一定的紅外光,并產(chǎn)生散射及漫反射現(xiàn)象,從而接收管接收到的光強(qiáng)較弱,接收管不能導(dǎo)通,c點(diǎn)輸出高電平。圖2中LM393雙電壓比較器,當(dāng)同相端電壓高于反相端閾值電壓時(shí),LM393為雙電壓比較器輸出高電平,反之輸出低電平。NE555組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器將雙電壓比較器輸出的電壓進(jìn)行整形后輸送到主控制器20,主控制器20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,得到實(shí)際滴速并通過視頻輸出模塊40顯示滴速的數(shù)值。當(dāng)主控器20得到的實(shí)際滴速數(shù)值與預(yù)設(shè)滴速數(shù)值不一致時(shí),主控制器20控制驅(qū)動(dòng)器65驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)64,步進(jìn)電機(jī)64控制輸液管上的控制閥63對(duì)輸液管進(jìn)行壓縮或釋放來(lái)調(diào)節(jié)輸液管的管徑,使得滴速變慢或變快。本發(fā)明的滴速檢測(cè)控制模塊60能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到患者的輸液滴速,并作出相應(yīng)的調(diào)整,減輕了醫(yī)護(hù)人員和家屬的工作量。
液位檢測(cè)模塊70包括與輸液瓶連通的連通器71、設(shè)置在連通器上的紅外對(duì)管72、與紅外對(duì)管電連接的液位檢測(cè)電路板73。紅外對(duì)管72設(shè)置在連通器外側(cè)壁的相對(duì)的兩側(cè),連通器的高度與輸液瓶的高度相同,液位檢測(cè)電路板73上設(shè)有LM393雙電壓比較器。由于液位檢測(cè)不需要精確地計(jì)數(shù),只是采集脈沖的邊沿跳變情況,當(dāng)輸液瓶液位過低時(shí),連通器71兩側(cè)的紅外對(duì)管72的接收管與發(fā)射管之間無(wú)障礙,接收管接收到較強(qiáng)的光強(qiáng)而導(dǎo)通,使集射極的電位很低,輸出低電平,雙電壓比較器輸出的電壓傳送到主控制器20;主控制器20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后控制音頻輸入輸出模塊30播放報(bào)警語(yǔ)音,并同時(shí)通過無(wú)線通信模塊90向醫(yī)護(hù)監(jiān)控站的監(jiān)控PC終端10發(fā)出信號(hào),提示醫(yī)護(hù)人員及時(shí)更換藥液;家屬也可以獲得播放的報(bào)警語(yǔ)音提示。由于輸液瓶的大小、形狀存在差異,若將紅外對(duì)管直接安裝在儲(chǔ)液瓶?jī)蓚?cè),則通用性較差,因此,采用“連通器”原理來(lái)實(shí)現(xiàn),輸液瓶上插入連通器,將紅外對(duì)管分別固定在連通器的兩側(cè),從而對(duì)輸液瓶的液位進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明的液位檢測(cè)模塊節(jié)省人力的同時(shí),可有效減少和避免由于家屬或醫(yī)護(hù)人員護(hù)理不及時(shí)帶來(lái)的醫(yī)療事故
體溫檢測(cè)模塊包括OTP538溫度傳感器、與OTP538溫度傳感器電連接的INA114AG放大器。病人在輸液過程中可以隨時(shí)通過操作體溫檢測(cè)鍵檢測(cè)體溫。操作體溫檢測(cè)鍵后通過主控制器20控制體溫檢測(cè)模塊80的OTP538溫度傳感器81對(duì)患者進(jìn)行體溫檢測(cè);由于OTP538傳感器輸出的電壓值相當(dāng)微弱,需再通過INA114AG放大器82放大后再送入主控制器20進(jìn)行處理。檢測(cè)結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)通過無(wú)線通信模塊90將主控制器20處理的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控PC終端10,為醫(yī)務(wù)人員診斷病情提供方便。OTP538傳感器81進(jìn)行溫度采集,該傳感器是一種非接觸式紅外感應(yīng)型的溫度探測(cè)器。主要工作原理是根據(jù)不同的紅外線波長(zhǎng)在硅片上產(chǎn)生不同的電壓,從而檢測(cè)不同的溫度。由于OTP538傳感器輸出的電壓值相當(dāng)微弱,需經(jīng)過放大器放大后再送入主控制器20進(jìn)行處理。INA114AG放大器82是一種通用儀表放大器,具有尺寸小、精度高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電橋、熱電偶、數(shù)據(jù)采集以及醫(yī)療儀器上。
本發(fā)明的工作原理如下:
醫(yī)護(hù)人員根據(jù)患者身體狀況通過滴速設(shè)定鍵預(yù)設(shè)滴速;開始輸液后,當(dāng)無(wú)液滴滴落時(shí),紅外對(duì)管62的接收管與發(fā)射管之間無(wú)障礙,接收管接收到較強(qiáng)的光強(qiáng)而導(dǎo)通,使集射極的電位很低,c點(diǎn)輸出低電平;當(dāng)有液滴滴落時(shí),下落的液滴會(huì)吸收一定的紅外光,并產(chǎn)生散射及漫反射現(xiàn)象,從而接收管接收到的光強(qiáng)較弱,接收管不能導(dǎo)通,c點(diǎn)輸出高電平。NE555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器將LM393雙電壓比較器的輸出電壓進(jìn)行整形后傳送到主控制器20,主控制器20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,得到實(shí)際滴速并通過控制視頻輸出模塊40顯示滴速的數(shù)值。當(dāng)主控器10得到的實(shí)際滴速數(shù)值與預(yù)設(shè)滴速數(shù)值不一致時(shí),主控制器20控制驅(qū)動(dòng)器65,驅(qū)動(dòng)器65驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)64,步進(jìn)電機(jī)64控制輸液管上的控制閥63對(duì)輸液管進(jìn)行壓縮或釋放,使得滴速變慢或變快。當(dāng)患者在輸液中身體不適遇到緊急狀況時(shí)可以操作報(bào)警鍵進(jìn)行報(bào)警;操作報(bào)警鍵后通過主控制器20控制音頻輸入輸出模塊30發(fā)出報(bào)警提示語(yǔ)音,醫(yī)護(hù)人員和家屬根據(jù)報(bào)警語(yǔ)音提示可及時(shí)看護(hù)患者的身體狀況。如需取消報(bào)警,操作取消報(bào)警鍵,操作后通過主控制器20控制音頻輸入輸出模塊30結(jié)束語(yǔ)音提示。醫(yī)院可根據(jù)需要錄制語(yǔ)音提示,具體操作為:操作語(yǔ)音錄制鍵后,通過主控制器20控制音頻輸入輸出模塊30進(jìn)行語(yǔ)音的錄制。
在輸液過程中,患者和家屬以及醫(yī)護(hù)人員通過本發(fā)明可實(shí)時(shí)測(cè)量患者的體溫。操作體溫檢測(cè)鍵后,通過主控制器20控制體溫檢測(cè)模塊80中的OTP538溫度傳感器81對(duì)患者進(jìn)行溫度采集,經(jīng)過INA114AG放大器82放大后再送入主控制器20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。檢測(cè)結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)通過無(wú)線通信模塊90將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控PC終端10,為醫(yī)務(wù)人員診斷病情提供方便。
當(dāng)輸液快要結(jié)束時(shí),輸液瓶液位過低,輸液瓶上的連通器71兩側(cè)的紅外對(duì)管72的接收管與發(fā)射管之間無(wú)障礙,接收管接收到較強(qiáng)的光強(qiáng)而導(dǎo)通,使集射極的電位很低,輸出低電平,LM393雙電壓比較器輸出的電壓傳送到主控制器20,主控制器20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后控制音頻輸入輸出模塊30播放報(bào)警語(yǔ)音,并同時(shí)通過無(wú)線通信模塊90向醫(yī)護(hù)監(jiān)控站的監(jiān)控PC終端10發(fā)出信號(hào)提示,提示醫(yī)護(hù)人員及時(shí)更換藥液;家屬也可以獲得播放的報(bào)警語(yǔ)音提示。
智能輸液控制系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)靜脈輸液裝置滴速控制不精確、醫(yī)務(wù)人員工作量大等缺點(diǎn),人性化的語(yǔ)音提示、體溫檢測(cè)功能更加方便醫(yī)務(wù)人員及時(shí)了解病人信息,通過醫(yī)療監(jiān)控站和主控器的無(wú)線通信模塊,醫(yī)務(wù)人員可以實(shí)時(shí)的對(duì)多個(gè)病人輸液情況進(jìn)行監(jiān)控,節(jié)約醫(yī)療成本,給特護(hù)病人及重癥病人提供安全保障。
以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述,并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。