一种用于智慧医疗的输液实时监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，涉及到传感器技术、嵌入式技术、无线WIFI技术等。包括输液监控器、监控服务器和移动终端，三部分通过WIFI进行信息传输，输液监控器包括中控器、监测器、速度控制器。其特征是：监控器采样并计算输液滴速和液面高度，通过速度控制器调节输液速度，并将结果实时传送给监控服务器；护士站的监控服务器在信息库的支持下，根据病情药理给出输液剂量和速度推荐值，对比监控器的实时速度信息，通过WIFI网络实现对病房输液进程的远距离定量调控；移动终端接收病房监控器传输过来的紧急呼叫，发出远程处理指令进行输液远程调控，必要时远程终止输液。系统自动化程度高、精确实时、智能实用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗监控领域，涉及红外传感技术、嵌入式技术、WIFI无线通讯技术和 自动控制技术等。 一种用于智慧医疗的输液实时监控系统
【背景技术】
[0002] 目前医院中使用的输液装置，在患者输液时需要家属陪同，陪同人员需要密切注 意输液情况，不能离开，一旦疏忽，很容易造成回血或鼓针，严重时还可能引起休克等后果。 另外，医护人员也不能精确定量控制输液速度，凭经验手工调整输液速度，对于特殊的药物 不严格按照剂量和速度输液可能引起患者的不良反应。实际临床工作中，输液速度、输液剂 量因人、因药而异，输液应严格执行医嘱并记录病人治疗过程和临床反应，及时准确记录输 液起止时间，输液速度，观察病人生命体征，对易引起不良反应或过敏反应的药物，输液速 度尤其应该严格掌控，必要时根据药品性质和药品动力学参数进行计算和调整，确保药物 治疗安全、有效。
[0003] 已公开和授权的输液监控方面的专利，大都采用称重原理（结构复杂、精度低）、 电极原理（对药液产生反应）、浮子原理（结构复杂）等进行输液完毕的报警，大部分采用 机械弹簧结构进行输液监控，电子化和信息化程度低，不符合智慧医疗的发展方向；没有医 疗机构信息库的支持，不能实现基于计算推荐值的定量调控；不包括移动终端部分，不能实 现基于移动终端的远程调控和远程终止输液；一般采用有线通讯方式，不能实现基于WIFI 无线局域网的监控信息传送；没有把输液监控系统纳入到医疗信息化建设中，不能基于计 算机存储整个监控过程的数据，无法根据医患纠纷需要随时打印输液监控数据。
[0004] 这就需要对输液设备进行改进和创新，设计出用于输液的实时监控系统，可以根 据药品性质和医嘱计算并显示最佳输液速度、输液剂量的推荐值，可以无人自动监控、调节 输液速度，可以远程监控、定量调节输液进程，可以在无人陪护的情况下自动进行紧急呼叫 和远程终止输液，实现整个输液过程的无人自动监控，以减轻护理负担，避免人为失误。
【发明内容】
[0005] 针对以上问题，本发明的目的是提供一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，在 输液过程中随时随地接收护士站监控服务器（200)推荐的最佳定制输液信息，通过病房输 液监控器（100)、护士站监控服务器（200)、医护人员随身携带的移动终端（300)，自动、远 程调节输液速度，输液完毕后启动病房输液监控器（100)、护士站监控服务器（200)、医护 人员携带的移动终端（300)三方报警，并自动远程截止输液，为智慧医疗应用中输液实时 监控提供技术保障。
[0006] -种用于智慧医疗的输液实时监控系统，包括输液监控器（100)、监控服务器 (200)和移动终端（300)，三部分通过WIFI (500)无线局域网实现信息传递和接收。
[0007] 输液监控器（100)是系统的核心部件，包括中控器（110)、监测传感器（120)和输 液速度控制器（130)三部分，输液监控器（100)需要安装在病房中患者的床边和输液装置 相联接，其主要功能是检测并获取输液滴速和液面高度信息，利用嵌入式处理器芯片（112) 进行信息处理，给出下一步输液调控方案；把检测获取的输液滴速和液面高度信息通过 WIFI (500)网络传输给监控服务器（200)，并接收监控服务器（200)的进一步输液方案；根 据输液方案对输液速度进行调整，例如减慢或加快输液速度；对于输液过程中出现鼓针、回 血、不舒服等紧急状况，患者可以通过安置在病床旁的输液监控器（100)直接中止输液进 程；输液监控器（100)的中控器（110)包括内置触摸屏（111)、处理器芯片（112)、蜂鸣器 (114)、传声器（115)、音频编码解码器（113)、无线调制解调器（116)、SIM卡（117)、SD卡 (118)、USB接口（119)、电源（150)、传感器接口（160)、输液控速接口（170)，其功能是接收 输液滴速传感器（122)信号，计算高度信息和滴速信息，接收监控服务器（200)发出输液预 设信息，对比计算调整数据，向输液速度控制器（130)发出调整指令，向监控服务器（200) 发送反馈信息或呼救信息；输液监控器（100)的监测传感器（120)包括输液滴速传感器 (122)和液面监测传感器（124)二级传感器，输液滴速传感器（122)获取输液滴速信号并通 过传感器接口（160)传送到中控器（110)，液面监测传感器（124)捕获液面信号并通过传感 器接口（160)传送到中控器（110);输液监控器（100)的输液速度控制器（130)包括舵机 (132)、输液控速凸轮（136)、正反转控制模块（133)、转数控制模块（134)，其功能是调节输 液速度或关闭输液装置。
[0008] 监控服务器（200)安置在护士站，可采用具有CPU处理器的主流计算机，在其上 安装本系统的监控软件，其功能是：通过WIFI (500)无线局域网调用医疗机构的信息库 (400)，获取患者信息、病史信息及药物的药理剂量等信息，以便为输液监控器（100)提供 输液滴速和输液剂量的预设值；在屏幕上显示并语音播报输液监控器（100)传输过来的 输液速度和进程等实时监测信息；对监测信息进行处理，对比医疗中心信息库中的相关信 息，给出下一步输液方案（例如减慢加快输液速度等），利用WIFI (500)传输给输液监控器 (1〇〇);对输液监控器（1〇〇)发出的远程紧急呼叫进行处理，远程中止输液。
[0009] 移动终端（300)包括硬件和软件，把客户端软件安装到移动终端硬件上即可实现 相应功能：发送指令给输液监控器（100)远程调控输液速度和剂量，接收输液监控器（100) 上传的输液实时监测信息并进行屏幕显示和语音播报，接收远程输液紧急呼叫并发送指令 远程终止输液。
[0010] 整个系统的工作原理是：输液监控器（1〇〇)通过WIFI (500)无线通讯接收安置在 护士站的监控服务器（200)推荐的输液速度、剂量等信息；通过二级传感器--输液滴速 传感器（122)和液面监测传感器（124)准确获取输液储液管（600)液面高度信息和输液滴 速信息；通过中控器（110)的处理器芯片（112)进行感应信号处理得到实时监测数据，对比 输液预设数值和输液实时监测数据，判断是否在阈值范围内；如果滴速过快或过慢，启动输 液速度控制器（130)的舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)调节输液速度，并将调节后的 结果实时传送给护士站的监控服务器（200)和医护人员随身携带的移动终端（300);如果 输液结束储液管（600)液面下降到预设值以下，中控器（110)立即启动蜂鸣器（114)报警， 同时启动舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)终止输液；同时输液监控器（100)把报警信 息传输给护士站的监控服务器（200)和医护人员随身携带的移动终端（300)，启动三方语 音报警，医护人员可以通过监控服务器（200)或移动终端（300)远程调节输液滴速、必要时 远程中止输液。 toon] 本项发明的特点在于：采用二级传感技术实现输液速度和液面高度的自动监测， 采用机械电子自动控制技术实现对患者输液的无人监控；采用WIFI技术实现输液实时监 控信息的无线传输，实现输液远程调控指令的实时传输；基于医疗信息库（400)计算的输 液推荐值，实现输液速度和剂量的定量精确调控；实现病房输液监控器（100)、护士站监控 服务器（200)、医护人员的移动终端（300)三方语音报警，实现通过移动终端（300)或监控 服务器（200)远程指令的远距离自动终止输液。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是系统总体结构图。
[0013] 图2是输液监控器结构图。
[0014] 图3是系统工作流程图。
[0015] 图4是实施例系统构成图。
[0016] 图5是实施例移动终端监控界面图。
[0017] 图中：100-输液监控器，200-监控服务器，300-移动终端，400-信息库（患者信 息，病史信息，医药信息），500-WIFI无线局域网，600-输液储液管，700-输液管，110-中控 器，111-触摸屏，112-处理器芯片，113音频编码解码器，114-蜂鸣器，115传声器，116-无 线调制解调器，117-S1M卡，118-SD卡，119-USB接口，120-监测传感器，122-输液滴速传感 器，124-液面监测传感器，130-输液速度控制器，132-鸵机，133-正反转控制模块，134-转 数控制模块，136-输液控速凸轮，150-电源，160-传感器接口，170-输液控速接口，180-串 行接口。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图和实施例进行详述。
[0019] 如图1、图2和图4所示，一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，包括输液监控器 (100)、监控服务器（200)、移动终端（300)、信息库（患者信息，病史信息，医药信息）（400)、 WIFI无线局域网（500);输液监控器（100)是系统的核心部件，包括中控器（110)、监测传 感器（120)和输液速度控制器（130)，具体实施中输液监控器（100)需要安装在病房中患者 的床边并与输液装置相联接，中控器（110)包括内置触摸屏（111)、处理器芯片（112)、蜂鸣 器（114)、传声器（115)、音频编码解码器（113)、无线调制解调器（116)、SIM卡（117)、SD 卡（118)、USB接口（119)、电源（150)、传感器接口（160)、输液控速接口（170)，监测传感器 (120)包括输液滴速传感器（122)和液面监测传感器（124)，输液速度控制器（130)包括舵 机（132)、输液控速凸轮（136)、正反转控制模块（133)、转数控制模块（134);监控服务器 (200)在具体实施中需安置在护士站，可采用具有CPU处理器的主流计算机，在其上安装本 系统的监控软件；移动终端（300)包括硬件和软件，具体实施中硬件可以采用主流的智能 手机，把客户端软件安装到移动终端硬件上即可。
[0020] 在实施例中，处理器芯片（112)采用ARM11，其工作电压范围为3. 7-5V，通过四种 途径来控制输液进程：一是处理器芯片（112)接受并显示监控服务器（200)的输液推荐值， 采样二级传感器--输液滴速传感器（122)和液面监测传感器（124)输出的信号，计算输 液滴速和液面高度，并与推荐的输液滴速相比较，通过舵机（132)驱动输液控速凸轮（136) 调节输液速度，并将调节后的结果实时传送给护士站监控服务器（200)或护理人员的移动 终端（300);二是若输液完毕，处理器芯片（112)接收液面监测传感器（124)传送的储液管 (600)液面下降到预设值以下的信号，在触摸屏（111)显示警告信息，启动蜂鸣器（114)报 警，远程呼叫护士站或护理人员，并自动驱动舵机（132)截止输液；三是处理器芯片（112) 控制无线调制解调器（116)实现移动通信，通过WIFI (500)通讯实现监控服务器（200)或 移动终端（300)对病房输液的远程控制或中止输液，并将调节后的结果实时反馈给护士站 或护理人员；四是在病房中的患者可以在无需移动的情况下通过触摸屏（111)调节输液滴 速或中止输液；通过以上四种途径实现随时、随地，因人、因药严格按照医嘱及药动力学参 数精确控制输液速度、输液剂量，减轻护理负担，避免人为失误，减少输液反应及其它并发 症，提高药物疗效。
[0021] 如图3所示，本系统的具体实施流程如下：
[0022] 1、系统电源打开后进行初始化，输液监控器（100)通过WIFI (500)无线网络请求 并接受护士站监控服务器（200)推荐输液值，经中控器（110)的处理器芯片（112)处理后， 将病床号、输液参考滴速、输液容量及所需总时间等信息显示在触摸屏（111)上。
[0023] 2、输液滴速传感器（122)和液面监测传感器（124)将滴速信号和液面高度信号通 过传感器接口（160)传送给中控器（110)，经模拟数字信号转换后输入到处理器芯片（112) 中，处理器芯片（112)进行处理得到实时监测数据，将该数据与护士站监控服务器（200)的 推荐值进行比较，若滴速在推荐值范围内，则计算输液剩余容量，显示病床号、输液参考滴 速、输液容量及所需总时间，当前滴速、剩余容量、所需时间等信息，并将这些信息上传到监 控服务器（200)或移动终端（300)。
[0024] 3、若实时监测滴速不在护士站监控服务器（200)的推荐值范围内，则判断滴速是 否为零，若滴速为零，再判断液面高度是否低于预设高度，如果滴速为〇、液面高度又低于阈 值高度则显示输液完毕，启动蜂鸣器（114)报警，并通过WIFI (500)无线通讯呼叫护士站 监控服务器（200)或医护人员携带的移动终端（300)，直到医护人员做出反应，同时中控器 (110)通过输液控速接口（170)启动舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)截止输液。
[0025] 4、若滴速不为零，则显示推荐的输液滴速，中控器（110)的处理器芯片（112)启动 舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)调节输液速度，并将调节后的输液滴速反馈给处理器 芯片（112)，循环此过程，直到达到推荐滴速，此过程完全由系统自动完成，不需人为干预。
[0026] 5、病房的患者在不移动身体的情况下可以通过放在病床边的中控器（110)的触 摸屏（111)，调整输液滴速，通过处理器芯片（112)重复上述2和4过程。
[0027] 6、当输液完毕储液管￠00)液面下降到设定值后，液面监测传感器（124)被激活， 将捕捉到的信号通过传感器接口（160)传到处理器芯片（112)，处理器芯片（112)将滴速设 置为零，执行上述过程3,显示输液完毕、启动蜂鸣器（114)报警、远程呼叫护士站监控服务 器（200)和护理人员随身携带的移动终端（300)，同时启动舵机（132)驱动输液控速凸轮 (136)终止输液。
【权利要求】
1. 一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，包括输液监控器（100)、监控服务器（200) 和移动终端（300)，三部分通过WIFI (500)无线局域网进行信息传输和通讯，其中输液监控 器（100)是核心部件包括中控器（110)、监测传感器（120)、输液速度控制器（130)，其特征 在于：输液监控器（100)通过WIFI (500)无线通讯接收监控服务器（200)推荐的输液速度、 剂量等信息；通过监测传感器（120)准确获取储液管（600)液面高度和输液滴速信号；通 过中控器（110)进行信号处理得到实时监测数据，对比输液预设值和输液实时监测数据， 判断是否在阈值范围内；如果滴速过快或过慢，启动输液速度控制器（130)的舵机（132)驱 动输液控速凸轮（136)调节输液速度，并将调节后的结果实时传送给监控服务器（200)和 移动终端（300);如果输液即将结束、储液管（600)液面下降到预设值以下，中控器（110) 立即启动蜂鸣器（114)报警，并启动舵机（132)终止输液；同时输液监控器（100)把报警信 息传送给监控服务器（200)和移动终端（300)，启动三方报警，医护人员可以通过监控服务 器（200)或移动终端（300)远程调节输液滴速、必要时远程中止输液。
2. 根据权利要求1所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于，输液 监控器（100)包括中控器（110)、监测传感器（120)、速度控制器（130)，监测传感器（120) 包括二级传感器--输液滴速传感器（122)和液面监测传感器（124)，通过传感器接口 (160)与中控器（110)相连，实现所获得的滴速信号和液面高度信号传输到中控器（110); 速度控制器（130)通过输液控速接口（170)与中控器（110)相连，实现输液滴速的调整和 控制。
3. 根据权利要求1所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于，监控 服务器（200)可以安置在护士站，调用医疗机构的信息库（400)获取患者信息、病史信息 及药物的药理剂量等信息，为输液监控器（100)提供输液滴速和剂量的预设值；接收并显 示输液监控器（100)传输过来的输液速度和进程等实时监测信息，并语音播报实时监测信 息；对实时监测信息进行处理，对比医疗中心信息库（400)中的相关信息，给出下一步输液 调控方案，例如减慢或加快输液速度等，并利用WIFI (500)传输给输液监控器（100);处理 输液监控器（100)传输过来的紧急呼叫，启动语音报警直接远程终止输液；存储输液监控 数据，并根据需要随时进行打印。
4. 根据权利要求1所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于，移动 终端（300)可以由医护人员随身携带，接收输液监控器（100)上传的实时监测信息，并显 示病房号、病床号、输液参考滴速、输液容量及所需总时间、当前滴速、剩余容量、所需时间 等信息；语言播报实时监测信息，语言播报输液异常状况；根据需要通过WIFI (500)无线通 讯远程调节输液速度和剂量；当发现显示值异常时进行语音报警，并进行输液的远程调节； 接收紧急情况下患者的输液呼叫，并发送指令给输液监控器（100)远程终止输液。
5. 根据权利要求1所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于其多级 安全保障功能，若滴速不在监控服务器（200)推荐的预设值范围内，则判断滴速是否为零， 若滴速为零，则启动二级判断，判断输液液面高度是否低于预设值，如果是则显示输液完 毕，启动三方报警，包括启动蜂鸣器（114)报警、并通过WIFI (500)网络紧急呼叫护士站监 控服务器（200)和医护人员的移动终端（300)，直到做出反应为止；同时通过输液控速接口 (170)启动舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)截止输液；若滴速不为零，则显示推荐的输 液滴速，通过舵机正反转控制模块（133)及转数控制模块（134)驱动输液控速凸轮（136) 调节输液速度，并将调节后的输液滴速反馈给中控器（110)，循环此过程直到达到最佳滴 速；病房的患者可以在不移动身体的情况下通过触摸屏（111)调整输液滴速，医护人员可 以通过护士站的输液监控器（100)或携带的移动终端（300)远程调节输液进程，实现了远 程、自主、定量调控。
6. 根据权利要求2所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于，中控 器（110)内置触摸屏（111)、处理器芯片（112)、音频编码解码器（113)、蜂鸣器（114)、传声 器（115)、无线调制解调器（116)、SIM卡（117)、电源（150)、传感器接口（160)、输液控速 接口（170)、相关外设如SD卡（118)及USB接口（119)，各组件通过串行接口（180)相连； 蜂鸣器（114)、传声器（115)与音频编码解码器（113)相连，在处理器芯片（112)控制下实 现音频信号的编码解码及输入输出，音频编码解码器（113)、无线调制解调器（116)、SIM卡 (117)构成移动通讯装置；电源（150)为中控器（110)提供所需的电能。
7. 根据权利要求2所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于，监测 传感器（120)包括二级传感器--输液滴速传感器（122)和液面监测传感器（124)，输液滴 速传感器（122)由红外传感器构成，将监测的液滴信号通过传感器接口（160)传送到中控 器（110)的处理器芯片（112)进行处理，获得输液速度数据；液面监测传感器（124)由电容 触摸传感器构成，将捕获的液面信号通过传感器接口（160)传送到处理器芯片（112)进行 处理，获得液面高度数据，完成实时监测的功能。
8. 根据权利要求2所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于输液速 度控制器（130)包括舵机（132)、正反转控制模块（133)、转数控制模块（134)和输液控速 凸轮（136)，中控器（110)的指令通过输液控速接口（170)传送给正反转控制模块（133)和 转数控制模块（134)，启动舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)压紧或放松输液管（700)， 实现调节输液滴速的功能。
9. 根据权利要求6所述的一种用于智慧医疗的输液实时监控系统，其特征在于处理器 芯片（112)由单片机组成，通过三种途径控制输液进程，一是处理器芯片（112)采样输液滴 速传感器（122)输出的信号、计算输液滴速，并与监控服务器（200)推荐的输液滴速相比 较，自动启动舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)调节输液速度，并将调节后的结果实时 传送给监控服务器（200)或移动终端（300);二是若输液完毕，处理器芯片（112)接收液面 监测传感器（124)的监测信号，处理得到液面高度信息，如果储液管（600)液面下降到预 设值以下则在触摸屏（111)显示警告信息、启动蜂鸣器（114)报警，并自动呼叫监控服务器 (200)和移动终端（300)，同时自动启动舵机（132)驱动输液控速凸轮（136)截止输液；三 是处理器芯片（112)控制无线调制解调器（116)实现无线通信，通过WIFI (500)实现监控 服务器（200)和移动终端（300)对输液进程的远程调控，并将调控后的结果实时反馈给监 控服务器（200)和移动终端（300)。
【文档编号】A61M5/172GK203874217SQ201420250192
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】李嘉靖 申请人:李嘉靖