一种便携式智能输液系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种便携式智能输液系统，包括控制器、吊瓶夹持机构、液位检测模块和自动切换模块；所述液位检测模块贴于吊瓶外壁，并与控制器的输入端相连；所述自动切换模块包括切换控制单元和N个电磁夹管阀，其中切换控制单元的输入端与控制器的输出端相连，切换控制单元的输出端与电磁夹管阀相连；每个电磁夹管阀分别夹紧于1根输液单管上，每根输液单管的入端分别与1个吊瓶接通，并且所有的输液单管的出端均与输液总管的入端接通。控制器根据液位检测模块的检测数据来控制电磁夹管阀的打开或关闭，从而实现吊瓶的切换，解决了现有技术中切换吊瓶时需要插拔或移动输液管接头存在的安全问题，同时也解决了二次污染药液的问题。
【专利说明】
一种便携式智能输液系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种便携式智能输液系统。
【背景技术】
[0002]调查发现中国是一个输液大国，一年百亿的吊瓶，平均每人八瓶的庞大输液量，造成很多医院输液厅时常人满为患，护士人手不足，并且输液装置还停留在传统方式，缺少智能化和信息化，导致病人输液得不到完善的照顾，出现很多医疗纠纷。智能信息化输液箱的设计主要在于减轻门诊的工作量，可以减少护士工作时间和工作负担，提高病人输液的舒适度与安全性，对整个输液箱实现智能化和信息化。
[0003]近年来，国内医疗器械公司开始研究输液监控系统，通过无线通信等方式给输液病人叫号及监控病人吊瓶的液滴速度，输液快结束时病人按键提醒护士换瓶或拔针。这些尚存在各种不足和缺陷，具体如下:
[0004]⑴吊瓶自动切换:现有的有进行压差式调节或机械臂装置对插拔瓶塞穿刺器进行拔插来实现吊瓶的切换。第一种方法较为不便而且改变了压差的同时也改变了输液的速度，会造成事故。第二种方法需要较大型的机械装置，体积较大，而且容易造成药液二次污染。还有如公开号为CN104548255A的中国发明专利公开了一种自动输液换液系统，其通过旋转第二输液管接头使其与多个和吊瓶接通的第一输液管接头接通，实现换液的功能。但在第二输液管接头旋转时，易造成空气从第二输液管接头进入，造成事故，另外第二输液管接头旋转定位不易控制，会造成接位出现误差，造成不能顺利输液。
[0005]⑵液位检测:现有的是用重力传感器，但现在市场上使用的吊瓶有近几十种，规格重量都不相同，不能进行统一的重量定位，计量精度小，不是造成浪费就是易造成事故。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以自动切换吊瓶，且安全可靠，不会造成二次污染的便携式智能输液系统。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]—种便携式智能输液系统，包括控制器、吊瓶夹持机构、液位检测模块和自动切换丰旲块;
[0009 ]所述吊瓶夹持机构包括N个可固定吊瓶的夹持单元；
[0010]所述液位检测模块贴于吊瓶外壁，用于检测吊瓶有无液体，并与控制器的输入端相连；
[0011]所述自动切换模块包括切换控制单元和N个电磁夹管阀，其中切换控制单元的输入端与控制器的输出端相连，切换控制单元的输出端与电磁夹管阀相连，用于控制电磁夹管阀的打开和关闭;每个电磁夹管阀分别夹紧于I根输液单管上，每根输液单管的入端分别与I个吊瓶接通，并且所有的输液单管的出端均与输液总管的入端接通，输液总管的出端连接有可插于病人血管的头皮针;其中N为大于等于2的正整数。本方案使用控制器控制电磁夹管阀来实现多瓶吊瓶的自动切换，不需要拔插瓶塞穿刺器，完全不会造成药液污染。
[0012]上述方案优选的，所述切换控制单元包括N-1路切换控制电路，所述每路切换控制电路主要由光耦U、继电器K、二极管D、三极管Q、2个电阻R和LED组成;光耦U发射管的针脚I过第一电阻R接电源5V正极，光耦U发射管的针脚2连接LED的阳极端，LED的阴极端连接信号输入端IN弓I脚;光耦U接收管的针脚4连接电源5V正极，光耦U接收管的针脚3过第二电阻R连接三极管Q的基极;二极管D并联在继电器K的线圈两端，二极管D负极端与继电器K的线圈一端一起接电源5V正极，二极管D正极端与继电器K的线圈另一端一起接三极管的集电极;三极管的发射极连接电源5V负极;继电器K的控制端分别接入继电器K的插线口 J的引脚1、2、3;其中任一电磁夹管阀连接在继电器K的插线口 J的引脚的常开端，即引脚1、2。
[0013]上述方案优选的，所述电磁夹管阀为常闭钳式夹管阀。
[0014]上述方案优选的，所述液位检测模块为非接触式缺水传感器。
[0015]上述方案优选的，还包括点滴控制模块，该点滴控制模块包括滴速检测电路和滴速控制电路，其中滴速检测电路主要由电阻R1-R4，红外发射、接收对管，比较器Ul，LED灯LEDl和电容Cl组成，其中电阻R3为可调电阻R3;红外发射、接收对管设置于输液总管的相对面上，红外线发射管阳极端经过电阻Rl连接电源正极，阴极端连接电源负极;红外线接收管阳极端连接比较器Ul针脚3和经过电阻R2连接电源正极，阴极端连接电源负极；比较器Ul针脚2接入电阻R3的可调节端，电阻R3其他两端分别接电源正、负极，比较器Ul针脚8连接电源正极，比较器Ul针脚4连接电源负极，比较器Ul针脚I连接信号输出端JPl的引脚2上和经过电容Cl连接电源负极，并与控制器的输入端相连;LEDl的阳极端经过电阻R4连接电源正极，阴极端连接比较器Ul针脚I;所述滴速控制电路的输入端与控制器的输出端相连，滴速控制电路的输出端分别与输液总管上的微型推杆步进电机相连。
[0016]上述方案优选的，还包括报警器，该报警器与控制器的输出端相连。
[0017]上述方案优选的，还包括便携式手持端，该便携手持端与控制器的输入、输出端均相连。
[0018]上述方案优选的，还包括显示输入模块，该显示输入模块与控制器的输入、输出端均相连。
[0019]上述方案优选的，所述吊瓶夹持机构为上部开口的盒状结构，其通过隔板分隔上下两层，上层分隔成至少N个所述夹持单元，每个夹持单元对应的隔板位置开设有通孔与下层相通;下层的前部和底部缺口。
[0020]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0021]1、控制器根据液位检测模块的检测数据来控制电磁夹管阀的打开或关闭，从而实现吊瓶的切换，解决了现有技术中切换吊瓶时需要插拔或移动输液管接头存在的安全问题，同时也解决了二次污染药液的问题;并且本方案的控制精度高，实现药液的连贯输液，还避免了空气进入血管造成的伤害。
[0022]2、利用非接触式缺水传感器进行液位变化监控，不仅精度高，而且适用于多种不同规格的吊瓶。
[0023]3、切换控制电路反应灵敏、处理速度快，可靠性强；
[0024]4、点滴速度检测与控制:采用红外对管发射接收检测点滴速度，在点滴落下时阻挡了接收管接收红外线，产生低电平脉冲信号，送给控制器处理计数，其抗干扰能力强，而且其尺寸小，质量轻，安装在滴斗上较简单;对辅助电路要求少，精度较高，灵敏性好，电路简单，性能稳定。
[0025]5、人机交互输入设备:使用电容式触摸开关作为人机交互的输入模块，其具有使用方便，灵敏度好，可靠性高，抗干扰和防水能力强等优点，并且后期维护成本低，输入稳定性尚°
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的结构模块框图；
[0027]图2为第一路切换控制电路图；
[0028]图3为第二路切换控制电路图
[0029]图4为滴速检测电路图；
[0030]图5为吊瓶夹持机构的结构示意图；
[0031 ]图中标号为:1、吊瓶夹持机构;2、夹持单元;3、通孔。
【具体实施方式】
[0032]本实用新型为一种便携式智能输液系统，如图1所示，包括控制器、吊瓶夹持机构、液位检测模块和自动切换模块，在本优选实施方式中控制器为单片机AT89C52。本系统可以直接放置于一个输液箱内，方便携带。
[0033]如图5所示，所述吊瓶夹持机构为上部开口的盒状结构，其通过隔板分隔上下两层，上层分隔成N个夹持单元，可以根据需要设置，每个夹持单元对应的隔板位置开设有通孔与下层相通;下层的前部和底部缺口。在本优选实施例中，N为3，即设置有3个夹持单元，每个夹持单元夹持I个吊瓶。吊瓶夹持机构这样的设计，可以防止吊瓶在其内剧烈晃动而导致液位检测的传感器检测不准而出现错误，降低不稳定因素导致跑针、进入空气等异常情况的发生。在每个夹持单元内还可以设置一个吊瓶夹紧器，吊瓶夹紧器采用四点夹紧式固定，利用铝片的弹性，折好固定角度，最好是内角15度，外角75度，以实现对瓶子的四角固定，而且可以不使用弹簧和直线运动轴承等机构。这样节省吊瓶夹紧器的体积，降低吊瓶夹紧器的复杂程度，从而提高机械机构的可靠度，降低机构的加工难度。
[0034]所述液位检测模块贴于吊瓶外壁，用于检测吊瓶有无液体，并与控制器的输入端相连。本优选实施例中，所述液位检测模块为非接触式缺水传感器。运用非接触式缺水传感器(型号RFG-12VS)检测吊瓶内的液位情况，缺水式传感器自身集成了反相器，就不用设计外围电路，直接把传感器与单片机引脚相连。将缺水式液位传感器安装于吊瓶上，紧贴吊瓶，检测到有液体时不输出信号，当检测到无液体时，给单片机传输信号，单片机在接到相应信号的时候，发出指令给电磁夹管阀，控制其夹紧与松开，从而控制多瓶吊瓶按顺序自动切换进行输液。缺水式液位传感器检测液位适用于不同规格的吊瓶，而且没有复杂的电路，体积小，使用简单。
[0035]所述自动切换模块包括切换控制单元和3个电磁夹管阀，分别为第一电磁夹管阀、第二电磁夹管阀和第三电磁夹管阀，所述电磁夹管阀为常闭钳式夹管阀。所述切换控制单元的输入端与控制器的输出端相连，切换控制单元的输出端与3个电磁夹管阀相连，用于控制电磁夹管阀的打开和关闭。每个电磁夹管阀分别夹紧于I根输液单管上，每根输液单管的入端分别与I个吊瓶接通，并且所有的输液单管的出端均与输液总管的入端接通，输液总管的出端连接有可插于病人血管的头皮针。自动切换模块主要在于吊瓶的截流，当开始输液第一瓶时，后面的吊瓶就要进行截流，使用电磁夹管阀夹紧输液管，实现液体的截流工作。其工作方式就是电磁夹管阀阀体内的大型线圈通电，因为磁铁异性相吸的原理，使得和永磁铁相连的电磁夹管阀进行夹管操作，实现对液体的截流操作。
[0036]所述切换控制单元包括2路切换控制电路，如图2所示，第一路切换控制电路主要由光耦U3，继电器K3，二极管D3，三极管Q3，电阻R5、R6和LED3组成。光耦U3发射管的针脚I经过电阻R5接电源5V正极，光耦U3发射管的针脚2连接LED3的阳极端，LED3的阴极端连接信号输入端IN引脚;光耦U3接收管的针脚4连接电源5V正极，光耦U3接收管的针脚3经过电阻R6连接三极管Q3的基极;二极管D3并联在继电器K3的线圈两端，二极管D3负极端与继电器K3的线圈一端一起接电源5V正极，二极管D3正极端与继电器K3的线圈另一端一起接三极管的集电极;三极管的发射极连接电源5 V负极;继电器K3的控制端分别接入继电器K3的插线口J3的引脚1、2、3;其中与第二电磁夹管阀连接在继电器K3的插线口 J3的引脚的常开端，即引脚1、2。如图3所示，第二路切换控制电路主要由光耦U5，继电器K5，二极管D5，三极管Q5，电阻R9、R10和LED5组成。光耦U5发射管的针脚I经过电阻R9接电源5V正极，光耦U5发射管的针脚2连接LED5的阳极端，LED5的阴极端连接信号输入端IN弓I脚;光耦U5接收管的针脚4连接电源5V正极，光耦U5接收管的针脚3经过电阻RlO连接三极管Q5的基极;二极管D5并联在继电器K5的线圈两端，二极管D5负极端与继电器K5的线圈一端一起接电源5V正极，二极管D5正极端与继电器K5的线圈另一端一起接三极管的集电极;三极管的发射极连接电源5V负极;继电器K5的控制端分别接入继电器K5的插线口 J5的引脚1、2、3;其中与第三电磁夹管阀连接在继电器K5的插线口 J5的引脚的常开端，即引脚1、2。电路中光耦U(U3、U5)PC817起到高低压隔离，提高抗干扰性的作用。光耦工作电压VCC5V(VCC接I脚，2脚接输入信号IN2、IN3，与2脚相连的还有一个发光二极管IN3、IN5，起到保护电路和指示的作用)，电磁夹管阀工作电压12V。通过给信号三极管S8050的导通与关断来控制继电器(K3、K5)SRD-5VDC-SL的线圈通电与否，从而控制常闭与常开触点的吸合与打开，最终控制电磁夹管阀WK01-417-5/8-16接通和关断。J3、J7中的I脚、2脚、3脚是继电器的常开常闭触点，把电磁夹管阀(第二电磁夹管阀、第三电磁夹管阀)接在上电常闭的接线端子上。单片机的P2.3和P2.4分别控制两个电磁夹管阀。
[0037]本实用新型还包括点滴控制模块和上位机，该点滴控制模块包括滴速检测电路和滴速控制电路。如图4所示，滴速检测电路主要由电阻R1-R4，红外发射、接收对管，比较器Ul，LED灯LEDI和电容Cl组成，其中电阻R3为可调电阻R3。红外发射、接收对管设置于输液总管的相对面上，红外线发射管阳极端经过电阻Rl连接电源正极，阴极端连接电源负极;红外线接收管阳极端连接比较器Ul针脚3和经过电阻R2连接电源正极，阴极端连接电源负极;比较器Ul针脚2接入电阻R3的可调节端，电阻R3其他两端分别接电源正、负极，比较器Ul针脚8连接电源正极，比较器Ul针脚4连接电源负极，比较器Ul针脚I连接信号输出端JPl的引脚2上和经过电容Cl连接电源负极，并与控制器的输入端相连;LEDl的阳极端经过电阻R4连接电源正极，阴极端连接比较器Ul针脚I;所述滴速控制电路的输入端与控制器的输出端相连，滴速控制电路的输出端分别与每个电磁夹管阀相连。本方案中点滴计数用红外对管接收模块(TCRT5000)测量出液滴的下落速度，检测到液滴下落就产生一个低电平信号给单片机，单片机通过计算，把结果显示在上位机上。所述滴速控制电路的输入端与控制器的输出端相连，滴速控制电路的输出端分别与输液总管上的微型推杆步进电机相连。如果检测到滴速与设置的滴速不一致，采用微型推杆步进电机，通过调整步进数来控制液体的滴速。
[0038]本实用新型还包括报警器、便携式手持端和显示输入模块，其中报警器与控制器的输出端相连，便携手持端与控制器的输入、输出端均相连，显示输入模块与控制器的输入、输出端均相连。护士可通过便携手持端控设置瓶数、滴速等，输液箱无线接收信号，当出现异常时，输液箱发送报警信号到便携手持端。显示输入模块可设置在输液箱外壁，用于显示病人个人信息、吊瓶数目、滴速等。
[0039]本实用新型还包括电源供电模块，该电源供电模块通过电源降压模块与控制器相连。本方案中的所用到的器件有多个电压等级，需要将直流适配器输出的12V直流电压降压为控制器使用的5V电压，采用的电源降压模块模块为LM2596开关稳压芯片。
[0040]本实用新型的使用方法为:
[0041]首先护士放置和连接好吊瓶，打开输液箱的电源开关，护士使用便携式手持端对吊瓶数目设置、取消和确认；也可以使用输液箱上的显示输入模块来设置、取消和确认操作，吊瓶输入信息可以从输液箱上的显示输入模块上看到。
[0042]护士插针，输液开始，滴速按设定的速度输液，当液位距离吊瓶口20mm时，第二个输液位置的电磁夹管阀打开，第二个吊瓶开始输液，第一个吊瓶会直至瓶内液体输完；当第二个吊瓶液位下降到离瓶口 20mm时，第三个输液位置的电磁夹管阀打开，使第三瓶吊瓶开始输液，同样的第二个吊瓶会直至瓶内液体输完，最终第三瓶吊瓶输完液体。
[0043]输液完成就会在输液箱上发出警报同时护士便携手持端也会接收到输液箱发出的报警，提醒护士去完成拔管操作，最终完成整个输液过程。
【主权项】
1.一种便携式智能输液系统，其特征在于:包括控制器、吊瓶夹持机构、液位检测模块和自动切换模块； 所述吊瓶夹持机构包括N个可固定吊瓶的夹持单元； 所述液位检测模块贴于吊瓶外壁，用于检测吊瓶有无液体，并与控制器的输入端相连； 所述自动切换模块包括切换控制单元和N个电磁夹管阀，其中切换控制单元的输入端与控制器的输出端相连，切换控制单元的输出端与电磁夹管阀相连，用于控制电磁夹管阀的打开和关闭；每个电磁夹管阀分别夹紧于I根输液单管上，每根输液单管的入端分别与I个吊瓶接通，并且所有的输液单管的出端均与输液总管的入端接通，输液总管的出端连接有可插于病人血管的头皮针； 其中N为大于等于2的正整数。2.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:所述切换控制单元包括N-1路切换控制电路，所述每路切换控制电路主要由光耦U、继电器K、二极管D、三极管Q、2个电阻R和LED组成;光耦U发射管的针脚I过第一电阻R接电源5V正极，光耦U发射管的针脚2连接LED的阳极端，LED的阴极端连接信号输入端IN引脚;光耦U接收管的针脚4连接电源5V正极，光耦U接收管的针脚3过第二电阻R连接三极管Q的基极;二极管D并联在继电器K的线圈两端，二极管D负极端与继电器K的线圈一端一起接电源5V正极，二极管D正极端与继电器K的线圈另一端一起接三极管的集电极;三极管的发射极连接电源5V负极;继电器K的控制端分别接入继电器K的插线口 J的引脚1、2、3;其中任一电磁夹管阀连接在继电器K的插线口 J的引脚的常开端，即引脚1、2。3.根据权利要求1或2所述的便携式智能输液系统，其特征在于:所述电磁夹管阀为常闭钳式夹管阀。4.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:所述液位检测模块为非接触式缺水传感器。5.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:还包括点滴控制模块，该点滴控制模块包括滴速检测电路和滴速控制电路，其中滴速检测电路主要由电阻R1-R4，红外发射、接收对管，比较器Ul，LED灯LEDl和电容CI组成，其中电阻R3为可调电阻R3;红外发射、接收对管设置于输液总管的相对面上，红外线发射管阳极端经过电阻Rl连接电源正极，阴极端连接电源负极;红外线接收管阳极端连接比较器Ul针脚3和经过电阻R2连接电源正极，阴极端连接电源负极；比较器Ul针脚2接入电阻R3的可调节端，电阻R3其他两端分别接电源正、负极，比较器Ul针脚8连接电源正极，比较器Ul针脚4连接电源负极，比较器Ul针脚I连接信号输出端JPl的引脚2上和经过电容Cl连接电源负极，并与控制器的输入端相连；LEDl的阳极端经过电阻R4连接电源正极，阴极端连接比较器Ul针脚I;所述滴速控制电路的输入端与控制器的输出端相连，滴速控制电路的输出端分别与输液总管上的微型推杆步进电机相连。6.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:还包括报警器，该报警器与控制器的输出端相连。7.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:还包括便携式手持端，该便携手持端与控制器的输入、输出端均相连。8.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:还包括显示输入模块，该显不输入模块与控制器的输入、输出端均相连。9.根据权利要求1所述的便携式智能输液系统，其特征在于:所述吊瓶夹持机构为上部开口的盒状结构，其通过隔板分隔上下两层，上层分隔成至少N个所述夹持单元，每个夹持单元对应的隔板位置开设有通孔与下层相通;下层的前部和底部缺口。
【文档编号】A61M5/14GK205411807SQ201521086286
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月23日
【发明人】李静, 胡经, 胡一经, 曾雄智, 丘伟霖, 晏子钦
【申请人】桂林电子科技大学信息科技学院