专利名称：静脉滴注监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子医疗辅助装置，尤其是一种静脉滴注监控装置。
背景技术：
现有的输液器在使用过程中存在诸多不便，医护或陪护人员在临近输液结束时需要时刻密切注意吊瓶中输液液剩余量，以便及时拔除针头，这大大增加了医护或陪护人员的负担和患者的心理压力；而且输液过程中发生的异常情况难以及时发现和排除。
实用新型内容本实用新型就是针对上述问题提供一种能实时监测输液状态的静脉滴注监控装置。
本实用新型提供的技术方案是一种静脉滴注监控装置，包括相互通过无线通信的下位机监控模块和上位机监控模块，下位机监控模块由下位微处理器、系统看门狗和电源监控电路、输液监测电路、系统信息存储电路、无线通信电路、声光报警电路、液晶显示电路、键盘扫描电路组成，下位机监控模块中的系统看门狗和电源监控电路的控制端与下位微处理器的I/O端口相连，输出端分别与下位微处理器的复位端和外部中断信号输入端相连；下位机监控模块中的无线通信电路的输入端与下位微处理器的串行数据发送端口相连，输出端与下位微处理器的串行数据接收端口相连；下位微处理器的I/O端口和读写控制端口分别经总线驱动器、与门与下位机监控模块中的液晶显示电路中的数据端口和控制端口相连；下位微处理器的I/O端口和下位机监控模块中的声光报警电路的输入端相连；输液监测电路的输出端与下位微处理器的外部信号记数端口和I/O端口相连；系统信息存储电路的数据端口和时钟端口分别与下位微处理器的I/O端口相连；键盘扫描电路输入、输出端分别与下位微处理器的I/O端口相连；上位机监控模块由上位微处理器、系统看门狗和电源监控电路、无线通信电路、声光报警电路、液晶显示电路组成，上位机监控模块中的系统看门狗和电源监控电路的控制端与上位微处理器的I/O端口相连，输出端分别与上位微处理器的复位端和外部中断信号输入端相连；上位机监控模块中的无线通信电路的输入端与上位微处理器的串行数据发送端口相连，输出端与上位微处理器的串行数据接收端口相连；上位微处理器的I/O端口和读写控制端口分别经总线驱动器、与门与上位机监控模块中的液晶显示电路中的数据端口和控制端口相连；上位微处理器的I/O端口和上位机监控模块中的声光报警电路的输入端相连。
该装置由一套或多套下位机监控模块和上位机监控模块构成，每套下位机监控模块有两个传感器，每个传感器由发光管和光敏三极管组成，它们分别固定于输液器的莫非氏滴管两侧以自动实时监测液滴下落情况和固定于输液瓶瓶颈两侧以自动实时监测输液瓶液位高度，传感器的输出信号经处理后输入微处理器，微处理器可凭此判断出输液是否将要或刚结束以及输液速度是否正常。如输液已结束或外漏，微处理器除给出现场声光警示信号外，还可作为下位机通过无线通信模块与安装于值班室作为监控中心的上位机(单片机或PC机)监控模块和护士随身携带的上位机(单片机)监控模块进行主从式通信；如输液将要结束，则不发出现场声光警示信号，只与上位机通信发出预警信息每套下位机监控模块中的下位微处理器拥有唯一的特征码如床号，监控中心的上位机装置为主，循环往复发出下位机特征码，下位机为从，如收到的特征码与自身的特征码相符则向上通报本输液器的情况编码，而护士随身携带的上位机(单片机或PC机)装置不发出下位机特征码，只被动接受和显示下位机发来的信息编码，从而实现对多个输液器及时集中监控。无线通信模块的发射功率大小应调至合适，既能满足通讯距离需要，又不致于影响医院其他科室医疗设备的正常工作。此外，本装置还具有记录患者病理情况的功能以方便医生查阅。
图1是本实用新型下位机监控模块的结构框图；图2是上位机监控模块的结构框图；图3是系统看门狗和电源监控电路、系统信息存储电路、键盘扫描电路、声光报警电路和液晶显示电路结构以及它们分别与下位微处理器的连接原理图；图4是液滴监测电路原理图；图5是液位监测电路原理图；图6是调制发射电路原理图；图7是接收解调电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细的描述。
图1中整个下位机监控模块由以下几部分构成下位微处理器1，系统看门狗和电源监控电路2，输液监测电路3，系统信息存储电路4，无线通信电路5，声光报警电路6，液晶显示电路7，键盘扫描电路8。图2中整个上位机监控模块由以下几部分构成上位微处理器9，系统看门狗和电源监控电路13，无线通信电路12，声光报警电路10，液晶显示电路11。上位机监控模块中9与10、11、12、13的连接以及10、11、12、13的电路结构分别对应雷同于下位机监控模块中1与6、7、5、2的连接以及6、7、5、2的电路结构。
在图3中，系统看门狗和电源监控电路由看门狗和电源监控芯片U2、非门U3a、U3b和或门U4a构成，U2的两路输出端经U3a和U4a与下位微处理器U1的复位端相连，看门狗和电源监控芯片U2的中断请求信号输出端通过非门U3b与下位微处理器的中断程序输入端相连；在系统上电和微处理器U1程序跑飞时为微处理器U1提供复位信号，使得微处理器U1始终正常运行；系统电源经电阻分压后输入U2，当系统电源下降至某个值时，U2经U3b向下位微处理器U1输出冲断请求信号，U1执行中断程序，驱动声光报警电路6，点亮发光管D2，SPEAKER发出报警声响。下位机监控模块中的声光报警电路6由扬声器、发光二极管组成，扬声器、发光二极管的输入端分别与下位微处理器I/O端口联接。系统信息存储电路主要采用串行EEPRROM芯片24WC256，它与微处理器U1的I/O端口P20P21构成I2C总线连接关系，主要存储下位机特征码和患者的一些病理记录如温度血压等信息，而这些信息由护士通过键盘扫描电路输入。下位微处理器U1通过I/O端口P10至P16扫描键盘，以完成被按下的键盘识别和处理。下位微处理器U1的I/O端口P0P2和读写控制端口分别经总线驱动器U5、与门U6a与液晶显示电路中的液晶显示器数据端口和控制端口相连，用于显示被按下的键盘或下位机特征码和患者的病理记录等信息。
输液监测电路分为液滴监测电路和液位监测电路两个部分。液滴监测电路由发光管PHOTO与光敏晶体管Q4组成的光电传感器、晶体管Q5及其外围元件组成的放大整形电路、晶体管Q6Q7及其外围元件组成的暂态电路构成，光电传感器的输出端与放大整形电路输入端相连，放大整形电路的输出端与暂态电路输入端相连，暂态电路输出端经或门与下位微处理器(1)的外部信号记数端口相连；液位监测电路由发光管PHOTO2与光敏晶体管Q9组成的光电传感器、晶体管Q8及其外围元件组成的放大整形电路构成，光电传感器的输出端与放大整形电路输入端相连，放大整形电路的输出端经非门与下位微处理器(1)的I/O端口相连。
在图4中，液滴监测电路的发光管PHOTO与光敏晶体管Q4分别固定于输液器的莫非氏管两侧。当莫非氏滴管中无液滴滴下时，Q4受PHOTO照射呈低阻状态，光电流很大，Q4集电极电位接近0伏，Q5截止，Q6饱和，Q7截止并经或门U4B向微处理器U1的记数端口T0发出高电平。当液滴滴下时，液滴对PHOTO发出的光发生遮挡作用，Q4受PHOTO照射减弱而呈高阻状态，电源经W3，R19为Q5基极提供正向偏置电流，Q5饱和导通，电容器C9的电压从+5伏突然降到0伏，这个负跳变经C9，R22微分，再经D3整流加至Q6基极，Q6截止，Q7饱和，微处理器U1的记数端口T0由高电平变为低电平，微处理器U1内部计数器加1。在Q6截止时，此时即使有液滴的折射、透射干扰光信号，所形成的负脉冲加到Q6基极不起任何作用。Q6截止持续时间取决于C11的放电时间的长短，C11的放电使Q6基极电位逐渐上升，最后Q6饱和，Q7截止，电路恢复原态。当下一液滴滴下时，电路变化同上所述。只要C11的放电时间略大于一粒液滴遮光过程，就能确保一粒液滴能且仅能触发微处理器U1的一次计数。微处理器U1每隔一段时间处理一次累计数，折算出液滴下滴频率，如频率偏小或为零，则可判断出输液结束；如频率偏大，则可判断出输液发生外漏情况，微处理器U1据此驱动声光报警电路，点亮发光管D1，SPEAKER发出报警声响，发出警报和通报。
在图5中，液位监测电路的发光管PHOTO2与光敏晶体管Q9分别固定于输液瓶瓶颈两侧。当输液瓶液位高于瓶颈时，药液对PHOTO2发出的光发生遮挡作用，Q9受PHOTO2照射减弱而呈高阻状态，电源经W4，R28为Q8基极提供正向偏置电流，Q8饱和导通，经非门U3C向微处理器U1的T1口发出高电平；当输液将要结束，液位低于瓶颈PHOTO2与Q9组成的封锁线时，Q9受PHOTO2照射呈低阻状态，光电流很大，Q9集电极电位接近0伏，Q8截止，经非门U3C向微处理器U1的T1口发出低电平，微处理器U1通过查询T1口电平变化可判断出输液是否将要结束而发出预警通报。
无线通信电路分为两个部分晶体管Q2及其周围元件组成的调制发射电路和晶体管Q3及其周围元件组成的接收解调电路。调制发射电路中的载频振荡器输入端与上位或下位微处理器串行数据输出端相连，载频振荡器输出端与谐振电路输入端相连，谐振电路输出端经电感与天线相连；接收解调电路中的天线与谐振选频电路输入端相连、谐振选频电路输出端与放大电路输入端相连，放大电路输出端与上位或下位微处理器串行数据接收端相连。
图6中的Q2与晶振CY组成载频振荡器，微处理器U1输出的串行数据经C12耦合再经过T2、L2、R15加至Q2的发射极进行调制，形成的高频调制波由C3和T1初级组成的谐振回路选频后，经电感L1，再由天线向外发射。
图7中天线接收到发射的调制信号，经电感L3由C8和T3次级组成的谐振回路选频、Q3放大后从C5耦合至微处理器U1串行数据接收端。
权利要求1.一种输液监控装置，包括相互通过无线通信的下位机监控模块和上位机监控模块，其特征在于下位机监控模块由下位微处理器(1)、系统看门狗和电源监控电路(2)、输液监测电路(3)、系统信息存储电路(4)、无线通信电路(5)、声光报警电路(6)、液晶显示电路(7)、键盘扫描电路(8)组成，下位机监控模块中的系统看门狗和电源监控电路(2)的控制端与下位微处理器(1)的I/O端口相连，输出端分别与下位微处理器(1)的复位端和外部中断信号输入端相连；下位机监控模块中的无线通信电路(5)的输入端与下位微处理器(1)的串行数据发送端口相连，输出端与下位微处理器(1)的串行数据接收端口相连；下位微处理器(1)的I/O端口和读写控制端口分别经总线驱动器、与门与下位机监控模块中的液晶显示电路(7)中的数据端口和控制端口相连；下位微处理器(1)的I/O端口和下位机监控模块中的声光报警电路(6)的输入端相连；输液监测电路(3)的输出端与下位微处理器(1)的外部信号记数端口和I/O端口相连；系统信息存储电路(4)的数据端口和时钟端口分别与下位微处理器(1)的I/O端口相连；键盘扫描电路(8)输入、输出端分别与下位微处理器(1)的I/O端口相连；上位机监控模块由上位微处理器(9)、系统看门狗和电源监控电路(13)、无线通信电路(12)、声光报警电路(10)、液晶显示电路(11)组成，上位机监控模块中的系统看门狗和电源监控电路(13)的控制端与上位微处理器(9)的I/O端口相连，输出端分别与上位微处理器(9)的复位端和外部中断信号输入端相连；上位机监控模块中的无线通信电路(12)的输入端与上位微处理器(9)的串行数据发送端口相连，输出端与上位微处理器(9)的串行数据接收端口相连；上位微处理器(9)的I/O端口和读写控制端口分别经总线驱动器、与门与上位机监控模块中的液晶显示电路(11)中的数据端口和控制端口相连；上位微处理器(9)的I/O端口和上位机监控模块中的声光报警电路(10)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的输液监控装置，其特征在于系统看门狗和电源监控电路(13)由看门狗和电源监控芯片U2、非门U3a、U3b和或门U4a构成，看门狗和电源监控芯片U2的两路输出端经非门U3a和或门U4a与下位微处理器U1的复位端相连；看门狗和电源监控芯片U2的中断请求信号输出端通过非门U3b与下位微处理器(1)的中断程序输入端相连；下位机监控模块中的声光报警电路(6)由扬声器、发光二极管组成，扬声器、发光二极管的输入端分别与下位微处理器(1)I/O端口联接；系统信息存储电路(4)采用串行EEPRROM芯片24WC256，它与微处理器U1的I/O端口P20P21构成I2C总线连接关系，下位微处理器U1的I/O端口POP2和读写控制端口分别经总线驱动器U5、与门U6a与液晶显示电路中的液晶显示器数据端口和控制端口相连。
3.根据权利要求1或2所述的输液监控装置，其特征在于输液监测电路由液滴监测电路和液位监测电路组成；液滴监测电路由发光管PHOTO与光敏晶体管Q4组成的光电传感器、晶体管Q5及其外围元件组成的放大整形电路、晶体管Q6Q7及其外围元件组成的暂态电路构成，光电传感器的输出端与放大整形电路输入端相连，放大整形电路的输出端与暂态电路输入端相连，暂态电路输出端经或门与下位微处理器(1)的外部信号记数端口相连；液位监测电路由发光管PHOTO2与光敏晶体管Q9组成的光电传感器、晶体管Q8及其外围元件组成的放大整形电路构成，光电传感器的输出端与放大整形电路输入端相连，放大整形电路的输出端经非门与下位微处理器(1)的I/O端口相连。
4.根据权利要求1或2所述的输液监控装置，其特征在于无线通信电路由调制发射电路和接收解调电路两部分构成调制发射电路中的载频振荡器输入端与上位或下位微处理器串行数据输出端相连，载频振荡器输出端与谐振电路输入端相连，谐振电路输出端经电感与天线相连；接收解调电路中的天线与谐振选频电路输入端相连、谐振选频电路输出端与放大电路输入端相连，放大电路输出端与上位或下位微处理器串行数据接收端相连。
专利摘要本实用新型涉及一种输液监控装置，包括相互通过无线通信的下位机监控模块和上位机监控模块，下位机监控模块由下位微处理器、系统看门狗和电源监控电路、输液监测电路、系统信息存储电路、无线通信电路、声光报警电路、液晶显示电路、键盘扫描电路组成，上位机监控模块由上位微处理器、系统看门狗和电源监控电路、无线通信电路、声光报警电路、液晶显示电路组成，该实用新型可用于实时监控静脉滴注是否将要或刚结束以及输液速度是否正常。此外，本装置还具有记录患者病理情况的功能以方便医生查阅。
文档编号A61M5/14GK2741579SQ20042007686
公开日2005年11月23日 申请日期2004年10月11日 优先权日2004年10月11日
发明者蔡江, 邓华, 熊昌仑 申请人:武汉大学