一种智能预警的输液装置与系统的制作方法

1.本发明涉及智能输液技术领域，尤其涉及一种智能预警的输液装置与系统。


背景技术：

2.当前社会的医疗资源十分紧张，往往一个医护人员需要照看大量患者，导致无法及时根据输液的状态做出响应，从而给患者带来各种安全隐患。同时，社会中的“医闹”问题给医护人员带来严重困扰。因此能实时监控输液流程、及时发出安全预警及记录输液全过程的智能输液系统的研究和发明具有重大意义和社会价值。
3.现有的输液系统分为两种：一种是传统的输液器和药瓶连接后，直接给病患输液，无法记录输液过程中的各个关键信息，且需要单人监视剩余量等信息；另一种是将药瓶放置在一个特定的装置上，装置中配有各类传感器，监视并显示当前药物的剩余量和滴速等信息后，装置上只能发出设备异常的预警信息。
4.这两种输液装置都无法实现护士站的实时统一监控，以及无法记录用药详情和发布肿针、回血、换瓶、拔针预警，一旦医务人员距离稍远，就会有潜在的医疗风险。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能预警的输液装置与系统，实现输液全程统一监控及预警，详细记录输液过程中各瓶药的初始量、剩余量、开始和结束时间、用药详情，达到智能提醒医护人员肿针、回血、换瓶、拔针的效果。
6.第一方面，本技术提供了一种智能预警的输液装置，该装置包括：输液检测模块，用于采集药物的重力信息，通过计算获得剩余药物的液量数据和滴速数据，所述输液检测模块能够将采集的数据上报到mqtt服务器；所述mqtt服务器，用于中转所述采集的数据到所述输液服务器，并解耦硬件与所述输液服务器之间的联系；所述输液服务器，用于对收到的数据进行解析处理，实现输液全程统一监控和预警。
7.一种可能的实施方式中，所述装置还包括：集中器，用于通过配置将各个所述输液检测模块添加到所述集中器的网络中进行集中管理。
8.一种可能的实施方式中，所述集中器还用于，在接收到所述输液检测模块主动上报的数据后，将所述数据作为有效数据，并且把完整的协议数据发送到所述mqtt服务器中，其中所述有效数据包括但不限于：剩余液量、滴速、瓶号和电量。
9.一种可能的实施方式中，所述mqtt服务器还用于在所述mqtt服务器后台以及所述输液服务器中配置好对应主题和用户密码，通过配置好对应所述主题和所述用户密码，能够监听到所述集中器上报的数据。
10.一种可能的实施方式中，所述输液服务器还包括：mqtt解析模块、预警模块、输液管理模块、设备管理模块、系统设置模块。
11.一种可能的实施方式中，所述mqtt解析模块用于配置所述mqtt服务器的连接属性，所述连接属性包括但不限于：用户名、密码、地址、消息主题以及本客户端的id，通过系
统监听来自所述mqtt服务器的数据，过滤非设定主题数据，将过滤后的所述主题数据根据定义好的协议解析各字节数据，将解析后所述字节数据通过节点id从数据库中查找到对应的硬件设备记录，并将所述字节数据进行保存。
12.一种可能的实施方式中，所述预警模块用于通过对剩余液量、滴速、输液时间的综合计算，实现肿针预警、换瓶预警、拔针预警、回血预警，通过对硬件传来的mqtt协议数据进行解析，对节点id查询绑定在上面的输液单状态，实现异常预警以及低电量预警。
13.一种可能的实施方式中，所述输液管理模块用于添加输液单，所述输液单的状态包括开始输液、取消输液、结束输液，输液中的输液单在所述硬件设备提示拔针后关闭设备，其状态自动更新为已完成并将输液数据都保存数据库中。所述设备管理模块用于添加设备和绑定设备，所述添加设备用于通过设备id为唯一索引建立设备记录，所述绑定设备用于将要绑定到该设备的病床号，并保存到该设备的数据库记录中。
14.一种可能的实施方式中，所述系统管理模块用于设置剩余液量、滴速以及距离输液结束时间作为预警阈值。
15.第二方面，本技术提供了一种智能预警的输液系统，包括：至少一个权利要求1-10中任一项所述的智能预警的输液装置以及远程监控平台，其中：
16.上述远程监控平台，用于根据输液检测装置发送的对应输液瓶中剩余液体的体积信息和检测时间信息，实现对病人的输液监控，并智能发出肿针、回血、换瓶、拔针预警。
17.本技术提供的一种智能预警的输液装置与系统能够实现输液全程统一监控及预警，并能详细记录输液过程中各瓶药的初始量、剩余量、开始和结束时间、用药详情等数据。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
20.图1是本技术一示例性实施例提供的一种智能预警的输液系统构架图；
21.图2是本技术一示例性实施例提供的输液服务器构架图；
22.图3是本技术一示例性实施例提供的输液检测装置结构示意图；
23.图4是本技术一示例性实施例提供的mqtt解析流程图；
24.图5是本技术一示例性实施例提供的预警流程图；
25.图6是本技术一示例性实施例提供的输液管理模块图。
具体实施方式
26.这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
27.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
28.如图1所示是本技术一示例性实施例提供的一种智能预警的输液系统构架图，该构架图主要包括：
29.步骤101：输液检测模块，用于采集药物的重力信息，通过计算获得剩余药物的液量数据和滴速数据，所述输液检测模块能够将采集的数据上报到mqtt服务器。
30.步骤102：所述mqtt服务器，用于中转所述采集的数据到所述输液服务器，并解耦硬件与所述输液服务器之间的联系。
31.步骤103：所述输液服务器，用于对收到的数据进行解析处理，实现输液全程统一监控和预警。
32.具体而言，当输液装置中的输液检测模块通过采集装置中的药物的重力信息，其中重力信息是通过称重传感器获得的。通过公式vi＝(mg
i-mg
bottle
)/ρ其中vi表示剩余药物的体积，mgi代表称重传感器测出的药物的重量，mg
bottle
代表输液瓶自身的重量而ρ则代表药物的密度。而滴速可以通过共识speedi＝(v
i+m-vi) /(m
×
5)
×
60得来的，其中每隔五秒计算一次vi并将vi保存在队列中，除此之外如果v
i+1
＞vi+10ml，此时认为是患上了一瓶新的液体，而此时的瓶号递增则通b
i+1
＝bi+1来表示。
33.同时，在检测电池的电压如果小于设定的值，通过将低电压标志pi设置为1，否则设置为0，基于上述计算，在将vi、speedi、bi、pi转换为16进制，同时封装为一帧的数据，其中vi和speedi各自占2字节，bi和pi各自占1字节，加密为16进制字符串，通过lora无线模块的私有协议，发送到集中器，集中器在收到上报的数据帧后，将数据帧保存到mqtt协议的消息体重，在将整条数据发送给配置好的mqtt服务器，由mqtt服务器转发到输液服务器中。
34.通过上述对药物的液量和滴速进行计算，从而得到液量数据和滴速数据，通过输液检测模块将这两种数据上报到mqtt服务器中。而mqtt服务器通过输液检测模块上报的液量数据和滴速数据中转到输液服务器中，并且解耦硬件与输液服务器之间的联系，通过输液服务器对收到的滴液数据和滴速数据进行解析和处理，从而实现对输液过程全程统一监控，通过设置预警阈值对输液过程中的肿针、回血、换瓶、拔针等问题进行预警。
35.一实施例中，输液检测装置采集的信息能够上报到集中器中，其中集中器通过配置可以将各个输液检测装置添加到集中器的网络中进行集中管理，并且在接收到输液检测装置主动上报的数据后，能够将该上报数据中的部分数据过滤为有效数据，其中有效数据包括剩余液量、滴速、瓶号和电量，然后通过将完整的协议数据发送到mqtt服务器中。其中mqtt服务器还能够中转集中器发送的数据到输液服务器，并且进行解耦。在mqtt后台以及输液服务器中配置好对应的主题、用户密码就能够监听到集中器上报的数据。其中服务器的部署环境为：操作系统:centos7 64位系统服务器；jdk:jdk 1.8.0_191；tomcat: linux-apache-tomcat-7.0.20；nginx:nginx-1.16.1-1.el7.ngx.x86_64；数据库：mysql-14.14linux(x86_64)、redis-4.0.10。
36.如图2所示是本技术一示例性实施例提供的输液服务器构架图，输液服务器主要包括：输液服务器200、mqtt解析模块201、预警模块202、输液管理模块203、设备管理模块204、系统设置模块205。
37.具体而言，输液服务器200：用于对收到mqtt服务器中转过来的数据进行解析和处理从而实现输液过程中统一监控和预警。
38.mqtt解析模块201：用于配置mqtt服务器的连接属性，包括用户名、密码、地址、消
息主题以及本客户端的id；接收硬件传来的mqtt协议数据并解析。
39.预警模块202：根据模块201解析出来的节点id查询绑定在上面的输液单，通过模块201解析出来的其它数据计算、更新输液单的状态，并发送各类预警信息。
40.输液管理模块203：用于在系统中添加输液单、开始输液、取消输液、结束输液及其它数据管理服务。
41.设备管理模块204：用于添加和绑定输液设备、通过设备id作为唯一索引建立设备记录，并与病床一对一绑定。
42.系统设置模块205：用于设置剩余液量、剩余输液时间及滴速为预警阈值，预警模块202通过各项设置进行状态转换。
43.图3所示是本技术一示例性实施例提供的输液检测装置结构示意图，如图3 所示该装置主要包括壳体1、重力传感器2、挂钩3、电池4、挂环5、电路板6。
44.具体而言，壳体1用于装药物，重力传感器2用于获取药物的重量数据，挂钩3用于和重力传感器相连，电池4用于给设备供电，挂环5用于挂在固定支架上，电路板6用于控制和无线传输，包括mcu(stm32l152)和lora无线模板(wh-l101-l-c贴片式)。
45.一实施例中，在项目启动时，系统会根据配置文件注册监听来自mqtt服务器的数据，过滤掉非设定主题的数据。由于在配置时，将message设置成byte 数组类型，接收到消息后，取出message中的playload，可将byte[]类型的 playload数据转为16进制字符串。服务启动后，系统将连接到mqtt服务器，并监听mqtt转发来的数据。接收到数据后，获取该消息的主题，则根据定义好的协议，解析各字节数据，包含了剩余液量、滴速、瓶号和电量及节点id。
[0046]
将这几个关键数据解析出来，并通过节点id从数据库中查找到对应的硬件设备记录，将以上数据保存到该记录中。
[0047]
图4是本技术一示例性实施例提供的mqtt解析流程图，如图4所示，该mqtt 解析流程步骤如下；
[0048]
步骤401：接受mqtt协议数据一致topic数据。
[0049]
步骤402：将playload的byte数组转为16进制字符串。
[0050]
步骤403：解析出设备号和协议类型是否为离线数据，若否，则解析出瓶号、滴速、剩余余量、电量。
[0051]
步骤404：将设备状态更新为离线。
[0052]
具体而言，当接收到mqtt协议数据一致topic数据时候，将playload中的byte数组转为16进制字符串，通过解析出设备号和协议类型是否为离线数据，若不是离线数据则解析出当前输液装置的瓶号、滴速、剩余余量和电量，并将设备状态更新为离线状态。
[0053]
图5是本技术一示例性实施例提供的预警流程图，如图5所示该预警流程包括步骤：
[0054]
步骤501：接收到硬件传来解析好的mqtt协议数据。
[0055]
步骤502：查询绑定在节点id上的输液单。
[0056]
步骤503：如果有输液单处于待输液或者输液中的状态，则再查看设备的状态是否在工作中。
[0057]
步骤504：如果设备离线，则将输液单设置为异常状态并发送设备异常预警信息。
[0058]
一实施例中，当收到的硬件传来的mqtt协议数据已解析好后，根据节点id 查询绑定在上面的输液单，如果有输液单处于待输液或者输液中的状态，则再查看设备的状态是否在工作中。如果设备离线，则将输液单设置为异常状态并发送设备异常预警信息。
[0059]
如果设备处于在线状态，则查看设置是否低电量，如果设备为低电量，则发送低电量预警。
[0060]
可选的，通过查看解析出来的瓶号，判断是否为一个新的瓶号，如果为新瓶号，则以输液单id为键值，将新瓶号添加到缓存中，并且在数据库中增加一条新瓶的记录。
[0061]
可选的，判断输液单是否为待输液状态，如果输液单处于待输液状态且滴速大于0，则将输液单设置为输液中状态。如果已经是输液中状态，就根据系统设置的滴速阈值，判断是否当前是否满足肿针预警(滴速过慢)条件，如果满足，则在输液瓶记录中设置为肿针状态，并发送肿针预警信息。如果已经发送过预警则不用发送，如果滴速恢复正常，则解除预警。
[0062]
可选的，通过设置的剩余液量、剩余时间阈值判断当前瓶是否即将结束，如果即将结束，则判断当前瓶是否为最后一瓶。如果是最后一瓶，则设置输液单结束，发送拔针预警，如果不是最后一瓶，则发送换瓶预警。
[0063]
可选的，通过剩余液量的阈值，判断是否满足回血预警条件，如果满足，则要发送回血预警消息。
[0064]
其中系统环境配置为：硬件：centos7 64位系统服务器；jdk：openjdkversion 1.8.0_191；系统开发环境：服务端程序开发环境为window 10 64位、 intellij idea 2020.2.3，jdk 1.8.0_191，并通过maven 3.6.3发布jar包。基础框架：springboot+mybatis plus。
[0065]
图6是本技术一示例性实施例提供的输液管理模块图，如图6所示，该管理模块包括：
[0066]
添加模块601：用于添加输液单，根据病床号，获取此病床当前病患信息，并与药品、剂量、用药数量、预计用药时间、总瓶数等数据一起发送到服务端，通过这些数据创建一条输液单记录，设置状态为未开始。
[0067]
开始模块602：用于开始输液，将输液单状态设置为待输液，并将输液单 id绑定到病床关联的设备的数据库记录中。一旦接收到该设备发来的滴速数据且滴速大于0，则将输液单的状态设置为输液中。
[0068]
取消模块603：用于取消输液，并且只能取消未开始状态或待输液状态的输液单，并将输液单状态更新为已取消。
[0069]
结束模块604：用于结束输液，通过手动结束数据异常导致无法正常结束的输液单。此时输液单更新为已结束。
[0070]
可以理解的是输液中的输液单在硬件设备提示拔针后，关闭设备，状态自动更新为已完成。并将输液数据都保存在数据库中。
[0071]
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
[0072]
综上所述，本技术实施例中提供的一种智能预警的输液装置与系统能够实现输液
全程统一监控及预警，并能详细记录输液过程中各瓶药的初始量、剩余量、开始和结束时间、用药详情，达到智能提醒医护人员更换输液瓶的效果。
[0073]
以上所述的仅是本技术的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。