专利名称：智能型容量治疗仪的制作方法
技术领域：
本发明属于输液控制仪器，特别涉及一种围手术期容量治疗中使用的智能输液控制仪器。
背景技术：
围手术期容量治疗是外科手术、麻醉治疗中的一个重要环节，在围手术期容量治疗时，病人手术前、手术过程中及手术后的一段时间内的输液参数(包括输注液体的种类、各类液体的输注量和输注速度)选择和控制十分重要，关系着病患在整个围手术期的安全和疾病的恢复。围手术期容量治疗一方面需要根据病人的年龄、性别、体重、患何种疾病、需要接受何种手术、何种麻醉、术前禁食、禁饮时间、预计持续手术时间、手术过程中病人的实际情况等多种因素确定治疗方案，另一方面需要医务人员连续监测、控制治疗方案的实施和及时根据病情变化调整治疗方案。但就目前围手术期容量治疗的现状、尤其是我国的现状而言，存在的问题是1、医生所具备的容量治疗的知识结构水平和经验参差不齐。在大型的教学医院，大多数医生具备根据病人的具体病情和手术需要制定科学、合理、安全、有效的围手术期容量治疗方案的能力，而在中、小医院，较多医生则不完全具备这种能力。
2、在围手术期容量治疗中，容量治疗的监测、控制和调整依靠医生人工完成，这样不仅准确性差，而且需要耗费麻醉医生大量的体力和精力。
3、容量治疗记录由医务人员自行填写，存在记录不准确、随意改动记录、字迹潦草难辨认等问题，这样的结果导致容量治疗记录不能满足作为临床科学研究、教学资料和法律文件的要求，即缺乏准确性、真实性；再者，不便于查询，更不能实现远程访问，使得大量有用的医学信息资源和数据白白浪费。
4、绝大多数容量治疗的液体未进行加温处理，使得病人接受输注大量的低温液体后，易出现医源性的低体温，不利于患者围手术期安全和术后恢复，特别是在低环境温度、长手术、大手术、大量失血以及儿科病人，情况更为严重。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种闭环式、反馈调控的智能型容量治疗仪，此种仪器不仅能根据病人的年龄、性别、体重、患何种疾病、需要接受何种手术、何种麻醉、术前禁食、禁饮时间，预计持续手术时间等信息自动为病人制定一个初步的容量治疗方案，而且能连续、实时地接收病人手术中心率、血压、中心静脉压、心输出量、尿量、出血量、引流量等参数的变化情况，自动分析上述参数后对初步容量治疗方案进行调整并自动控制完成该病人的容量治疗，麻醉医生也可以参考智能输液控制仪提供的容量治疗方案，根据病人具体情况和需要进行调整，并指令该仪器根据医生的医嘱完成病人的容量治疗。
本发明所述智能型容量治疗仪，包括中央处理器、内部存储装置、电源装置、键盘装置、显示装置、报警装置、输入控制电路、监护仪接口、液速监测仪和液速控制器；内部存储装置与中央处理器连接，用于存储中央处理器执行的程序指令及中央处理器预存入的围手术期容量治疗决策方案和手术病人容量治疗的记录；键盘装置与中央处理器连接，用于输入病人的基础信息、手术类型、麻醉方式、术前禁食禁饮时间、预计持续手术时间及医生的输液控制操作信息和命令；显示装置与中央处理器连接，用于接收中央处理器的输出信号，并将接收到的信号转换成图像和/或文字显示在显示屏上；报警装置与中央处理器连接，根据中央处理器的控制命令发出报警信号；监护仪接口与中央处理器连接，用于接监护仪，将监护仪所获手术中病人的生理参数连续、实时地转换为中央处理器可以识别的数字信号发送给中央处理器，根据需要，将中央处理器执行的输液信息连续、实时地转换为监护仪可以识别的数字信号传送给监护仪予以显示；液速监测仪输入端与输液装置连接，其输出端与输入控制电路连接，用于采集确定输液速度的信号，并将采集到的信号转变成电信号送入输入控制电路；输入控制电路与中央处理器连接，将接收到的确定输液速度的电信号转变为中央处理器可以识别的信号发送给中央处理器；液速控制器的输入端与中央处理器连接，其输出端与输液装置连接，根据中央处理器的控制命令调节输液装置的输液速度；中央处理器根据键盘装置输入的病人相关信息(年龄、性别、体重、患何种疾病、需要接受何种手术、何种麻醉、术前禁食、禁饮时间，预计持续手术时间)，从内部存储装置提取相应的容量治疗决策方案进行处理并制定出患者的初步容量治疗方案；根据医生选择的工作模式，执行该工作模式下患者的容量治疗方案；根据监护仪传送的患者生理参数自动反馈调整容量治疗方案，并将该病人的容量治疗记录存入内部存储装置；根据所获得的确定输液速度的信号，连续、实时地监测并反馈矫正输液速度；控制显示装置工作及报警信号输出；电源装置为上述装置和电路提供工作电源。
为了更好地实现发明目的，本发明还采取了以下技术措施1、设置了病人体液出量监测装置，该装置的输出端与输入控制电路连接，用于采集体液出量参数，并将采集到的体液出量参数转变成电信号送入输入控制电路，输入控制电路将体液出量参数转变为中央处理器可以识别的信号发送给中央处理器，中央处理器自动分析体液出量监测装置传送的病人体液出量参数，连续、实时地根据所述参数的变化调整病人的容量治疗方案，并根据需要将病人体液出量参数信号实时地通过监护仪接口传送给监护仪予以显示；所述体液出量监测装置包括尿量监测装置、失血量监测装置和引流量监测装置。
2、设置了液温监测仪和加热控制器；液温监测仪的输入端与输液装置连接，其输出端与输入控制电路的输入端连接，将采集到的输液装置中药液的温度信号转变成电信号送入输入控制电路；输入控制电路将药液的温度电信号转变为中央处理器可以识别的信号发送给中央处理器，中央处理器根据接收到的药液温度变化信号发出控制命令；加热控制器的输入端与中央处理器的相应输出接口连接，其输出端与加温装置连接，根据中央处理器的控制命令调节加热装置以满足输液温度的要求。
3、设置了本地打印装置和输出打印接口；本地打印装置接收中央处理器送来的控制命令和打印数据，然后根据命令打印围手术期容量治疗记录，并产生一些状态信息回送给中央处理器；输出打印接口接收中央处理器送来的控制命令和数据，并将接收到的数据处理为符合LTP并行数据格式的信号送给外部打印机。
4、中央处理器连接有无线局域网接口、以太网接口、RS485接口、RS232接口和扩展外部存储接口。无线局域网接口接收中央处理器和无线局域网送给的数据，并将所述数据进行转换后在无线局域网和中央处理器之间传输。以太网接口接收中央处理器和以太网送给的数据，并将所述数据进行转换后在以太网和中央处理器之间传输。RS485接口接收中央处理器和外部计算机或其它具有485总线接口的嵌入式设备送给的数据，并将所述数据进行转换后在中央处理器和外部计算机或其它具有485总线接口的嵌入式设备之间传输。RS232接口接收中央处理器和外部计算机使用RS232方式送来的数据，并将所述数据进行转换后在中央处理器和外部计算机之间传输。扩展外部存储接口用于外部带USB接口的存储器与中央处理器的数据互访。
本发明具有以下有益效果1、能依据患者的年龄、性别、体重、患何种疾病、需要接受何种手术、何种麻醉、术前禁食、禁饮时间，预计持续手术时间等自动制定科学、合理、安全的容量治疗方案，根据术中连续、实时地从监护仪接收到的患者生理参数和体液出量监测装置监测的尿量、矫正后的出血量、引流量等参数，自动调整容量治疗方案，并精确地、自动地执行该容量治疗方案，同时也可以作为专家咨询系统给医生提供参考方案，接受医生的指令，并严格按医嘱执行容量治疗，从而避免了因麻醉医生知识参差不齐造成的容量治疗质量的差异及人工监测、控制和调整容量治疗的麻烦，既提高了容量治疗的质量，又减少了麻醉医生体力和精力的耗费。
2、该仪器的存储设备连续、实时、真实、准确地记录了容量治疗的全过程和病人信息，所提供的容量治疗记录能满足其作为临床科学研究和教学资料以及法律文件的准确性、真实性要求。
3、该仪器的中央处理器连接有无线局域网接口、以太网接口，因而便于进行远程访问，便于查询。
4、该仪器设置了液温监测仪和加热控制器，可以对所输液体智能加温，防止容量治疗时造成的医源性低体温，保证了患者围手术期安全，有利于患者术后恢复。
5、该仪器存储的大量围手术期容量治疗的历史资料，用于临床教学内容丰富、形象生动，医生也可以通过该仪器学习和复习容量治疗的知识。
图1是本发明所述智能型容量治疗仪的第一种结构框图；图2是本发明所述智能型容量治疗仪的第二种结构框图；图3是本发明所述智能型容量治疗仪的第三种结构框图；图4是本发明所述智能型容量治疗仪的第四种结构框图；图5是本发明所述智能型容量治疗仪的第五种结构框图；图6是本发明所述智能型容量治疗仪的第六种结构框图；图7是输入控制电路的一种电原理图，该图表明了输入控制电路与液速监测仪的连接关系；图8是输入控制电路的一种电原理图，该图表明了输入控制电路与液速监测仪、液温监测仪的连接关系；图9是输入控制电路的一种电原理图，该图表明了输入控制电路与液速监测仪、尿量监测装置、失血量监测装置和引流量监测装置的连接关系；图10是输入控制电路的一种电原理图，该图表明了输入控制电路与液速监测仪、尿量监测装置、失血量监测装置、引流量监测装置和液温监测仪的连接关系；图11是液速控制器和液速监测仪的一种结构简图；图12是液速控制器和液速监测仪的另一种结构简图，液速控制器中的注射式输液控制装置处于进液状态；图13是图12中的注射式输液控制装置处于输液状态的示意图；图14是图12中的注射式输液控制装置处于排空状态的示意图；图15是液速控制器和液速监测仪的又一种结构简图，液速控制器中的并联注射式输液控制装置的A储液器(A腔)处于预进液状态，B储液器(B腔)处于输液状态；图16是图15中的并联注射式输液控制装置的A储液器(A腔)处于准备输液状态、B储液器(B腔)处于输液完毕状态的示意图；图17是图15中的并联注射式输液控制装置的A储液器(A腔)处于输液状态、B储液器(B腔)处于预进液状态的示意图；图18是图15中的并联注射式输液控制装置的A储液器(A腔)处于准备进液状态、B储液器(B腔)处于准备输液状态的示意图；
图19是液温监测仪和加热控制器的一种电原理图；图20是本发明所述智能型容量治疗仪的控制面板的一种结构示意图，图中表明了键盘、显示装置、报警装置的安装位置及键盘的结构。
图中，1-中央处理器、2-内部存储装置、3-输入控制电路、4-液速监测仪、4-1电子天平、4-2液速检测仪、5-电源装置、6-键盘装置、7-报警装置、8-显示装置、9-监护仪接口、10-液速控制器、10-1-灭菌过滤器I、10-2-增压泵、10-3-灭菌过滤器II、10-4-单向阀、10-5-电控调压阀、10-6-步进电机、10-7-动力输入齿轮、10-8-动力输出齿轮、10-9-齿条、10-10-无菌保护套、10-11活塞杆、10-12活塞、10-13储液器、10-14排气阀、10-15进液阀、10-16出液阀、10-17液体检测仪、11-体液出量监测装置、11-1-尿量监测装置、11-2-失血量监测装置、11-3-引流量监测装置、12-本地打印装置、13-输出打印接口、14-无线局域网接口、15-以太网接口、16-RS485接口、17-RS232接口、18-扩展外部存储接口、19-液温监测仪、19-1-模数转换器、19-2-温度传感器、20-加热控制器、20-1-单片机、20-2-继电器、20-3-数码管驱动电路、20-4-温度显示数码管、20-5-预置温度存储器、21-状态指示灯、22-旋转选择按钮。
具体实施例方式
实施例1本实施例所述智能型容量治疗仪的结构如图1所示，由中央处理器1、内部存储装置2、电源装置5、键盘装置6、显示装置8、报警装置7、输入控制电路3、监护仪接口9、液速监测仪4和液速控制器10组成；内部存储装置2、输入控制电路3、电源装置5、键盘装置6、报警装置7、显示装置8、监护仪接口9分别与中央处理器1连接，液速监测仪4的输入端与输液装置连接，其输出端与输入控制电路3的连接，液速控制器10的输入端与中央处理器1连接，其输出端与输液装置连接。
所述中央处理器1为TMS320C54数字信号处理器(德州仪器公司生产)，信号的传输只在功能型子模块和中央处理器主控制子模块之间发生，功能型子模块之间没有信号交互，所有要交互的信号都在该中央处理器汇总、处理、存储、转发。
所述内部存储装置2包括内部程序存储装置和内部数据存储装置。本实施例采用电可擦的AT49LV1024芯片作为内部程序存储装置，AT49LV1024芯片的容量为64K*16b，选取该容量的主要的依据是中央处理器能管理的程序存储器空间大小、其外部地址总线的宽度；仪器运行时，中央处理器从该存储器取出程序指令，经过指令翻译后送入中央处理器执行。本实施例选用32k*16b同步高速双端口静态RAM IDT70V9279S做为内部数据存储装置，其存取速度为12ns/15ns，与中央处理器连接时不用外部等待逻辑生成，它允许两个控制器同时读取任何存储单元，便于数据分布处理以及处理完的数据能够集中管理。仪器运行时，可由中央处理器将数据存入其中，或由中央处理器将数据从该存储装置取出并进行处理。
所述输入控制电路3如图7所示，选用ADS1216，ADS1216是8通道24位模数转换器，提供22位有效分辨率，通过SPI与外界交换信息；其通道AIN7用于连接液速监测仪4。
所述液速监测仪4和液速控制器10如图11所示。图11中的液速监测仪为电子天平4-1，选用BP4100S普及型精密电子天平(德国赛多利斯集团生产)，秤重范围4100g，读数精度0.01克，托盘尺寸180*180mm，内置RS232接口，符合GLP标准，用于采集输液装置中的输液瓶或输液袋的重量信号，并将采集到的重量信号转变为有效电信号后，送入输入控制电路3；液速控制器10包括微型增压泵10-2、灭菌过滤器I 10-1、灭菌过滤器II 10-3、单向阀10-4和电控调压阀10-5，灭菌过滤器I 10-1设置在微型增压泵10-2的进气管路上，灭菌过滤器II 10-3设置在微型增压泵10-2的气体输出管路上，单向阀10-4的气体输入端通过管件与灭菌过滤器II 10-3连接，单向阀10-4的气体输出端通过管件与电控调压阀10-5和输液装置中的输液瓶或装有输液袋的增压气囊连通，通过微型增压泵10-2和电控调压阀10-5实现气体压力的调节，通过气体压力的调节实现输液速度的控制。
所述电源装置5选用VIPAC模块化电源，此种模块化电源可以设定1路、2路或3路输出，每个端口的电压由0.5Vdc至48Vdc，功率可达50至900W，VIPAC模块化电源分48Vdc或115/230Vac输入，有不同的封装。该装置输入220V的市电，经过变电压、滤波等处理后，输出5V，12V等电压。
所述键盘装置6的按键数量和布置方式如图20所示，其电路为以LS244为核心的扫键电路，各种按钮的功能如下“确定”键在完成某个参数的设置后，或者在完成一系列参数的设置后，或者合法修改参数设置后，按此键就能确认此批操作完成，并送给中央处理器处理；“取消”键在完成某个参数的设置后，或者在完成一系列参数的设置后，或者合法修改参数设置后，按此键就能取消此批操作完成，并跳转回此批操作刚开始操作的状态；数字键“0”-“9”输入数字、英文字母、汉字拼音。
特殊标志键“*”和“#”为系统升级预留，可做为结束标志符，提示标志符，换行标志符；“功能键”按下功能键，显示屏即可显示所有的工作模式，再按某个数字键，即可进入某种工作模式；
“快捷键”按下快捷键，显示屏即显示出最近操作最频繁的一些操作选项，再按某个数字键，即可进入某种操作流程；“锁键”按下此键，操作键盘上任意按键和旋钮均无效，长按此键5秒及以上时间解锁。
“快速输液”只要处于通电开机状态下，不论本机当前处于何种工作状态下，按下此键即可进入本机设计好的快速输液工作模式，对病人快速输液。
“旋转选择按钮”顺时针旋转和反时针旋转该按钮相当于上移和下移显示屏中的显示条，往下按一下该按钮，如果显示屏中此时可以左右选择，则切换到左右选择模式，顺时针旋转和反时针旋转该按钮相当于左移和右移显示屏中的显示条，如果显示屏中此时不可以左右选择，则无任何改变；往下按一下该按钮，可以在上下选择模式和左右选择模式之间切换。
所述报警装置7是以K9561为核心的声光讯响电路。中央处理器发送控制命令给该装置，该装置根据该命令发出不同的报警声音，或者灯光闪烁报警。
所述显示装置8，其字符液晶驱动模块是PHILIPS公司生产的PCF21XXC系列产品中的PCF2111CT字符液晶驱动模块，PCF2111CT模块的主要特点有(1)工作电压要求范围大，DC2.25V-6.0V；低功耗，最大功耗100mW；(2)内置振荡电路，无需外接振荡器，只要在振荡器输入端与电源跨接一个电容，与地跨接一个电阻即可，使用设计方便；(3)数据串行连续输入，与外围电路特别是单片机连接时，只需3根线，可以节约单片机的I/O口；(4)具有加电自动复位功能；(5)具有液晶底板背光驱动功能。
所述监护仪接口9采用RS232串行接口电路，该电路以芯片MAX232为核心。
本实施例所述智能型容量治疗仪能通过软件流程定时提示医生输入病人的出量参数(尿量、出血量、引流量)，为中央处理器提供调整输液速度的依据。
实施例2本实施例所述智能型容量治疗仪的结构如图2所示，与实施例1不同之处是增设了病人体液出量监测装置11，该装置包括尿量监测装置11-1、失血量监测装置11-2和引流量监测装置11-3。各体液出量监测装置的输出端与输入控制电路3连接，将采集到的尿量信号、失血量信号、引流量信号转变成电信号送入输入控制电路3。
所述尿量监测装置11-1、失血量监测装置11-2和引流量监测装置11-3均为电子天平，选用BP4100S普及型精密电子天平(德国赛多利斯集团生产)，秤重范围4100g，读数精度0.01克，托盘尺寸180*180mm，内置RS232接口，符合GLP标准。
所述输入控制电路3如图9所示，选用ADS1216，ADS1216是8通道24位模数转换器，提供22位有效分辨率，通过SPI与外界交换信息；其通道AIN1用于连接尿量监测装置11-1，其通道AIN2用于连接失血量监测装置11-2，其通道AIN5用于连接引流量监测装置11-3，其通道AIN7用于连接液速监测仪4。
实施例3本实施例所述智能型容量治疗仪的结构如图3所示，与实施例1不同之处是1、增设了本地打印装置12，该装置选用WH650G00P/ST0热敏微型打印机，其输入端与中央处理器1的相应输出接口连接，接收中央控制器1送来的控制命令和打印数据，然后根据命令打印，并产生一些状态信息回送给中央控制器。
2、中央处理器1连接有输出打印接口13，该接口电路主要由实现地址选通和数据读入的逻辑门电路及LTP并行输出驱动电路组成，用于接收中央处理器1送来的控制命令和数据，并将接收的数据处理为符合LTP并行数据格式的信号送给外部打印机。
3、中央处理器1连接有无线局域网接口14、以太网接口15、RS485接口16、RS232接口17和扩展外部存储接口18。无线以太网接口14为AirPort Extreme 54Mbps 802.11gWiFi无线网络模块；以太网接口15主要由LXT971为核心的网络接口电路与MPC860网络通信处理器组成；RS485接口16主要由MAX485为核心的接口电路构成；RS232接口17主要由MAX232为核心的接口电路构成；扩展外部存储接口18主要由SIP1581型微控制器的USB2.0接口构成。
实施例4本实施例所述智能型容量治疗仪的结构如图4所示，与实施例1不同之处是1、增设了病人体液出量监测装置11，该装置包括尿量监测装置11-1、失血量监测装置11-2和引流量监测装置11-3。各体液出量监测装置的输出端与输入控制电路3连接，将采集到的尿量信号、失血量信号、引流量信号转变成电信号送入输入控制电路3。所述尿量监测装置11-1、失血量监测装置11-2和引流量监测装置11-3均为电子天平，选用BP4100S普及型精密电子天平(德国赛多利斯集团生产)，秤重范围4100g，读数精度0.01克，托盘尺寸180*180mm，内置RS232接口，符合GLP标准。所述输入控制电路3如图8所示，选用ADS1216，ADS1216是8通道24位模数转换器，提供22位有效分辨率，通过SPI与外界交换信息；其通道AIN1用于连接尿量监测装置11-1，其通道AIN2用于连接失血量监测装置11-2，其通道AIN5用于连接引流量监测装置11-3，其通道AIN7用于连接液速监测仪4。
2、增设了本地打印装置12，该装置选用WH650G00P/ST0热敏微型打印机，其输入端与中央处理器1的相应输出接口连接，接收中央控制器1送来的控制命令和打印数据，然后根据命令打印，并产生一些状态信息回送给中央控制器。
3、中央处理器1连接有输出打印接口13，该接口电路主要由实现地址选通和数据读入的逻辑门电路及LTP并行输出驱动电路组成，用于接收中央处理器1送来的控制命令和数据，并将接收的数据处理为符合LTP并行数据格式的信号送给外部打印机。
4、中央处理器1连接有无线局域网接口14、以太网接口15、RS485接口16、RS232接口17和扩展外部存储接口18。无线以太网接口14为AirPort Extreme 54Mbps 802.11gWiFi无线网络模块；以太网接口15主要由LXT971为核心的网络接口电路与MPC860网络通信处理器组成；RS485接口16主要由MAX485为核心的接口电路构成；RS232接口17主要由MAX232为核心的接口电路构成；扩展外部存储接口18主要由SIP1581型微控制器的USB2.0接口构成。
5、所述液速监测仪4和液速控制器10如图12所示。液速控制器包括步进电机10-6，动力输入齿轮10-7、动力输出齿轮10-8和齿条10-9组成的齿轮齿条传动副，排气阀10-14，进液阀10-15，出液阀10-16，液体检测仪10-17和注射式输液控制装置。注射式输液控制装置主要由储液器10-13、活塞10-12和活塞杆10-11组成，其活塞杆10-11由无菌保护套10-10包覆，在运动中始终保持无菌状态。步进电机10-6的动力输出轴与齿轮齿条传动副的动力输入轴连接，齿轮齿条传动副中的齿条10-9与注射式输液控制装置的活塞杆10-11连接，排气阀10-14，进液阀10-15，出液阀10-16通过管件分别与注射式输液控制装置的储液器10-13的排气口、进液口、出液口接通，液体检测仪10-17安装在储液器10-13的排气口处。液速监测仪为液速检测仪4-2，安装在出液阀10-16之后的输液管件上。
当注射式输液控制装置处于进液状态时，如图12所示，步进电机10-6转动，齿轮齿条传动副带动活塞杆10-11向左运动。排气阀10-14开启，进液阀10-15开启，出液阀10-16关闭。液体由进液管路进入储液器10-13内，储液器10-13内气体由排气管排出。当储液器10-13注入预设体积的液体后，液体将储液器10-13内气体全部经排气管排出，液体检测仪10-17监测到液体后，步进电机10-6停止转动，进液完毕。
当注射式输液控制装置处于输液状态时，如图13所示，排气阀10-14关闭，进液阀10-15关闭，出液阀10-16开启，步进电机10-6反向转动，齿轮齿条传动副带动活塞杆10-11向右运动，按设定的速度为病人输液。
当注射式输液控制装置处于排空状态时，如图14所示，活塞10-12运动到储液器10-13的最右端。然后循环进液和输液的程序。
实施例5本实施例所述智能型容量治疗仪的结构如图5所示，与实施例1不同之处是1、增设了液温监测仪19和加热控制器20。液温监测仪19的电路结构如图12所示，包含模数转换器19-1和温度传感器19-2，加热控制器20的电路结构如图12所示，包含单片机20-1、继电器20-2、数码管驱动电路20-3、温度显示数码管20-4和预置温度存储器20-5。温度传感器19-2的输出端与模数转换器19-1连接，将采集到的输液装置中药液的温度信号转变成电信号送入模数转换器19-1，模数转换器19-1的输出端与单片机20-1连接，将获得的电信号转换为单片机20-1可以识别的信号并传送给单片机20-1。单片机20-1从预置温度存储器20-5中读取预置温度，通过对继电器20-2通断的控制实现将输液装置中药液加热到预置温度点的控制，通过对数码管驱动电路(20-3)的控制，使温度显示数码管20-4实时显示被输药液的温度；将从模数转换器19-1获得的被输药液的温度电信号送入输入控制电路3；根据中央处理器1的控制命令控制继电器20-2的通断，调节加热装置以满足输液温度的要求。模数转换器19-1选用逐次逼近式AD0809芯片；单片机20-1选用89C51单片机；预置温度存储器20-5选用24C01存储器；数码管驱动电路20-3选用74LS164集成块。
所述输入控制电路3如图8所示，选用ADS1216，ADS1216是8通道24位模数转换器，提供22位有效分辨率，通过SPI与外界交换信息；其通道AIN6用于连接液温监测仪19，其通道AIN7用于连接液速监测仪4。
2、增设了本地打印装置12，该装置选用WH650G00P/ST0热敏微型打印机，其输入端与中央处理器1的相应输出接口连接，接收中央控制器1送来的控制命令和打印数据，然后根据命令打印，并产生一些状态信息回送给中央控制器。
3、中央处理器1连接有输出打印接口13，该接口电路主要由实现地址选通和数据读入的逻辑门电路及LTP并行输出驱动电路组成，用于接收中央处理器1送来的控制命令和数据，并将接收的数据处理为符合LTP并行数据格式的信号送给外部打印机。
4、中央处理器1连接有无线局域网接口14、以太网接口15、RS485接口16、RS232接口17和扩展外部存储接口18。无线以太网接口14为AirPort Extreme 54Mbps 802.11gWiFi无线网络模块；以太网接口15主要由LXT971为核心的网络接口电路与MPC860网络通信处理器组成；RS485接口16主要由MAX485为核心的接口电路构成；RS232接口17主要由MAX232为核心的接口电路构成；扩展外部存储接口18主要由SIP1581型微控制器的USB2.0接口构成。
5、所述液速监测仪4和液速控制器10如图15所示。液速控制器包括步进电机10-6，动力输入齿轮10-7、动力输出齿轮10-8、齿条10-9(A)和10-9(B)组成的齿轮齿条传动副，排气阀10-14(A)、10-14(B)，进液阀10-15，出液阀10-16，液体检测仪10-17(A)、10-17(B)和并联注射式输液控制装置。并联注射式输液控制装置主要由储液器10-13(A)和10-13(B)、活塞10-12(A)和10-12(B)、活塞杆10-11(A)和10-11(B)组成，其活塞杆10-11(A)和10-11(B)由无菌保护套10-10(A)和10-10(B)包覆，在运动中始终保持无菌状态。步进电机10-6的动力输出轴与齿轮齿条传动副的动力输入轴连接，齿轮齿条传动副中的齿条10-9(A)和10-9(B)分别与并联注射式输液控制装置的活塞杆10-11(A)和10-11(B)连接，排气阀10-14(A)和10-14(B)、进液阀10-15、出液阀10-16通过管件分别与并联注射式输液控制装置的储液器10-13(A)和10-13(B)的排气口、进液口、出液口接通，液体检测仪10-17(A)、10-17(B)分别安装在储液器10-13(A)、10-13(B)的排气口处。液速监测仪为液速检测仪4-2，安装在出液阀10-16之后的输液管件上。
当并联注射式输液控制装置的储液器10-13(A)处于预进液状态、10-13(B)处于输液状态时，如图15所示，步进电机10-6转动，齿条10-9(A)带动活塞杆10-11(A)向左运动、齿条10-9(B)带动活塞杆10-11(B)向右运动，排气阀10-14(A)开启、进液阀10-15只允许预充液体进入储液器10-13(A)，储液器10-13(A)内气体由排气管排出；同时排气阀10-14(B)关闭，出液阀10-16只允许储液器10-13(B)中的液体流出，按设定的速度为病人输液。
当并联注射式输液控制装置的储液器10-13(A)处于准备输液状态、10-13(B)处于输液完毕状态时，如图16所示，活塞杆10-11(A)运动到左极限位置，活塞杆10-11(B)运动到右极限位置。
当并联式注射式输液控制装置的储液器10-13(A)处于输液状态、10-13(B)处于预进液状态时，如图17所示，步进电机10-6转动，齿条10-9(A)带动活塞杆10-11(A)向右运动、齿条10-9(B)带动活塞杆10-11(B)向左运动，排气阀10-14(A)关闭、出液阀10-16只允许储液器10-13(A)中的液体流出，按设定的速度为病人输液；进液阀10-15只允许预充液体进入储液器10-13(B)，储液器10-13(B)内气体由排气管排出。
当并联式注射式输液控制装置的储液器10-13(A)处于准备进液状态、10-13(B)处于准备输液状态时，如图18所示，活塞杆10-11(B)运动到左极限位置，活塞杆10-11(A)运动到右极限位置。
步进电机以图15、16、17、18所述循环带动活塞杆10-11(A)和10-11(B)往复运动，即可不间断地实现病人输液速度的连续控制。
实施例6本实施例所述智能型容量治疗仪的结构如图6所示，与实施例1不同之处是1、增设了病人体液出量监测装置11，该装置包括尿量监测装置11-1、失血量监测装置11-2和引流量监测装置11-3。各体液出量监测装置的输出端与输入控制电路3连接，将采集到的尿量信号、失血量信号、引流量信号转变成电信号送入输入控制电路3。所述尿量监测装置11-1、失血量监测装置11-2和引流量监测装置11-3均为电子天平，选用BP4100S普及型精密电子天平(德国赛多利斯集团生产)，秤重范围4100g，读数精度0.01克，托盘尺寸180*180mm，内置RS232接口，符合GLP标准。
2、增设了液温监测仪19和加热控制器20。液温监测仪19的电路结构如图12所示，包含模数转换器19-1和温度传感器19-2，加热控制器20的电路结构如图12所示，包含单片机20-1、继电器20-2、数码管驱动电路20-3、温度显示数码管20-4和预置温度存储器20-5。温度传感器19-2的输出端与模数转换器19-1连接，将采集到的输液装置中药液的温度信号转变成电信号送入模数转换器19-1，模数转换器19-1的输出端与单片机20-1连接，将获得的电信号转换为单片机20-1可以识别的信号并传送给单片机20-1。单片机20-1从预置温度存储器20-5中读取预置温度，通过对继电器20-2通断的控制实现将输液装置中药液加热到预置温度点的控制，通过对数码管驱动电路(20-3)的控制，使温度显示数码管20-4实时显示被输药液的温度；将从模数转换器19-1获得的被输药液的温度电信号送入输入控制电路3；根据中央处理器1的控制命令控制继电器20-2的通断，调节加热装置以满足输液温度的要求。模数转换器19-1选用逐次逼近式AD0809芯片；单片机20-1选用89C51单片机；预置温度存储器20-5选用24C01存储器；数码管驱动电路20-3选用74LS164集成块。
3、所述输入控制电路3如图10所示，选用ADS1216，ADS1216是8通道24位模数转换器，提供22位有效分辨率，通过SPI与外界交换信息；其通道AIN1用于连接尿量监测装置11-1，其通道AIN2用于连接失血量监测装置11-2，其通道AIN5用于连接引流量监测装置11-3，其通道AIN6用于连接液温监测仪19，其通道AIN7用于连接液速监测仪4。
4、增设了本地打印装置12，该装置选用WH650G00P/ST0热敏微型打印机，其输入端与中央处理器1的相应输出接口连接，接收中央控制器1送来的控制命令和打印数据，然后根据命令打印，并产生一些状态信息回送给中央控制器。
5、中央处理器1连接有输出打印接口13，该接口电路主要由实现地址选通和数据读入的逻辑门电路及LTP并行输出驱动电路组成，用于接收中央处理器1送来的控制命令和数据，并将接收的数据处理为符合LTP并行数据格式的信号送给外部打印机。
6、中央处理器1连接有无线局域网接口14、以太网接口15、RS485接口16、RS232接口17和扩展外部存储接口18。无线以太网接口14为AirPort Extreme 54Mbps 802.11gWiFi无线网络模块；以太网接口15主要由LXT971为核心的网络接口电路与MPC860网络通信处理器组成；RS485接口16主要由MAX485为核心的接口电路构成；RS232接口17主要由MAX232为核心的接口电路构成；扩展外部存储接口18主要由SIP1581型微控制器的USB2.0接口构成。
本发明所述的智能型容量治疗仪的功能和使用方法(操作方法)1、智能型容量治疗仪的功能此种仪器能根据病人的年龄、性别、体重、患何种疾病、需要接受何种手术、何种麻醉、术前禁食禁饮时间、预计持续手术时间等信息自动为病人制定一个初步的容量治疗方案，连续、实时地接收病人手术中心率、血压、中心静脉压、心输出量、尿量、出血量、引流量等参数的变化情况，自动分析上述参数后对初步容量治疗方案进行调整并自动控制完成该病人的容量治疗。同时该仪器也可以接受医生的指令，根据医嘱完成病人的容量治疗。该智能型容量治疗仪还能对输注的液体进行智能加温。
2、智能型容量治疗仪的使用方法(1)确认监护仪、体液出量监测装置与智能型容量治疗仪正确连接。确认液速控制器、液速监测仪与病人的静脉通路输液装置和/或治疗液体正确连接(具体不同的控制器和液速监测仪，连接方式有所不同)。开机自检。
(2)提示医生输入病人的年龄、性别、体重、患何种疾病、需要接受何种手术、何种麻醉、术前禁食禁饮时间、预计持续手术时间等，并依据这些参数自动制定一个初步的容量治疗方案，等待医生确认执行。
(3)医生确认或校正部分输液参数后确认，智能型容量治疗仪执行初步的容量治疗方案。
(4)连续、实时地接收病人手术中心率、血压、中心静脉压、心输出量、尿量、出血量、引流量……等参数的变化情况，自动分析上述参数后对初步容量治疗方案进行调整并自动控制完成该病人的容量治疗。
(5)定时自动提示医生校正出血量。
按照上述功能和使用方法即可设计编码流程软件。
权利要求
1.一种智能型容量治疗仪，其特征在于包括中央处理器(1)、内部存储装置(2)、电源装置(5)、键盘装置(6)、显示装置(8)、报警装置(7)、输入控制电路(3)、监护仪接口(9)、液速监测仪(4)和液速控制器(10)；内部存储装置(2)与中央处理器连接，用于存储中央处理器执行的程序指令及中央处理器预存入的围手术期容量治疗决策方案和手术病人容量治疗的记录；键盘装置(6)与中央处理器连接，用于输入病人的基础信息、手术类型、麻醉方式、术前禁食禁饮时间、预计手术持续时间及医生的输液控制操作信息和命令；显示装置(8)与中央处理器连接，用于接收中央处理器的输出信号，并将接收到的信号转换成图像和/或文字显示在显示屏上；报警装置(7)与中央处理器连接，根据中央处理器的控制命令发出报警信号；监护仪接口(9)与中央处理器连接，用于接监护仪，将监护仪所获手术中病人的生理参数连续、实时地转换为中央处理器可以识别的数字信号发送给中央处理器，根据需要，将中央处理器执行的输液信息连续、实时地转换为监护仪可以识别的数字信号传送给监护仪予以显示；液速监测仪(4)输入端与输液装置连接，其输出端与输入控制电路连接，用于采集确定输液速度的信号，并将采集到的信号转变成电信号送入输入控制电路；输入控制电路(3)与中央处理器连接，将接收到的确定输液速度的电信号转变为中央处理器可以识别的信号发送给中央处理器；液速控制器(10)的输入端与中央处理器连接，其输出端与输液装置连接，根据中央处理器的控制命令调节输液装置的输液速度；中央处理器(1)根据键盘装置(6)输入的病人相关信息，从内部存储装置提取相应的容量治疗决策方案进行处理并制定出患者的初步容量治疗方案；根据医生选择的工作模式，执行该工作模式下患者的容量治疗方案；根据监护仪传送的患者生理参数自动反馈调整容量治疗方案，并将该病人的容量治疗记录存入内部存储装置；根据所获得的确定输液速度的信号，连续、实时地监测并反馈矫正输液速度；控制显示装置工作及报警信号输出；电源装置(5)为上述装置和电路提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的智能型容量治疗仪，其特征在于还包括体液出量监测装置(11)，该装置的输出端与输入控制电路(3)连接，用于采集体液出量参数，并将采集到的体液出量参数转变成电信号送入输入控制电路，输入控制电路将体液出量参数转变为中央处理器可以识别的信号发送给中央处理器，中央处理器自动分析体液出量监测装置传送的病人体液出量参数，连续、实时地根据所述参数的变化调整病人的容量治疗方案，并根据需要将病人体液出量参数信号实时地通过监护仪接口传送给监护仪予以显示；所述体液出量监测装置(11)包括尿量监测装置(11-1)和/或失血量监测装置(11-2)和/或引流量监测装置(11-3)。
3.根据权利要求1或2所述的智能型容量治疗仪，其特征在于还包括液温监测仪(19)和加热控制器(20)；液温监测仪(19)的输入端与输液装置连接，其输出端与输入控制电路(3)连接，将采集到的输液装置中药液的温度信号转变成电信号送入输入控制电路；输入控制电路将药液的温度电信号转变为中央处理器可以识别的信号发送给中央处理器，中央处理器根据接收到的药液温度变化信号发出控制命令；加热控制器(20)的输入端与中央处理器(1)的相应接口连接，其输出端与加热装置连接，根据中央处理器的控制命令调节加热装置以满足输液温度的要求。
4.根据权利要求1或2所述的智能型容量治疗仪，其特征在于中央处理器(1)连接有本地打印装置(12)和输出打印接口(13)。
5.根据权利要求3所述的智能型容量治疗仪，其特征在于中央处理器(1)连接有本地打印装置(12)和输出打印接口(13)。
6.根据权利要求1或2所述的智能型容量治疗仪，其特征在于中央处理器连接有无线局域网接口(14)、以太网接口(15)、RS485接口(16)、RS232接口(17)和扩展外部存储接口(18)。
7.根据权利要求5所述的智能型容量治疗仪，其特征在于中央处理器连接有无线局域网接口(14)、以太网接口(15)、RS485接口(16)、RS232接口(17)和扩展外部存储接口(18)。
8.根据权利要求1或2所述的智能型容量治疗仪，其特征在于液速控制器(10)包括微型增压泵(10-2)、灭菌过滤器I(10-1)、灭菌过滤器II(10-3)、单向阀(10-4)和电控调压阀(10-5)，灭菌过滤器I(10-1)设置在微型增压泵(10-2)的进气管路上，灭菌过滤器II(10-3)设置在微型增压泵(10-2)的气体输出管路上，单向阀(10-4)的气体输入端通过管件与灭菌过滤器II(10-3)连接，单向阀(10-4)的气体输出端通过管件与电控阀(10-5)和输液装置中的输液瓶或装有输液袋的增压气囊连通；液速监测仪(4)为电子天平，用于采集输液装置中的输液瓶或输液袋的重量信号，并将采集到的重量信号转变为有效电信号送入输入控制电路(3)。
9.根据权利要求1或2所述的智能型容量治疗仪，其特征在于液速控制器(10)包括步进电机(10-6)、齿轮齿条传动副、排气阀(10-14)、进液阀(10-15)、出液阀(10-16)、液体检测仪(10-17)和注射式输液控制装置，注射式输液控制装置主要由储液器(10-13)、活塞(10-12)和活塞杆(10-11)组成，其活塞杆(10-11)由无菌保护套(10-10)包覆，步进电机的动力输出轴与齿轮齿条传动副中的动力输入齿轮轴连接，齿轮齿条传动副中的齿条与注射式输液控制装置的活塞杆连接，排气阀(10-14)、进液阀(10-15)、出液阀(10-16)通过管件分别与注射式输液控制装置的储液器(10-13)的排气口、进液口、出液口接通，液体检测仪(10-17)安装在储液器(10-13)的排气口处，液速监测仪(4)为液速检测仪，安装在注射式输液控制装置的输液管路上，用于采集注射式输液控制装置的储液器(10-13)中的液体的输出流量信号。
10.根据权利要求3所述的智能型容量治疗仪，其特征在于液温监测仪(19)包含模数转换器(19-1)和温度传感器(19-2)，加热控制器(20)包含单片机(20-1)、继电器(20-2)、数码管驱动电路(20-3)、温度显示数码管(20-4)和预置温度存储器(20-5)；温度传感器(19-2)的输出端与模数转换器(19-1)连接，将采集到的输液装置中药液的温度信号转变成电信号送入模数转换器(19-1)，模数转换器(19-1)的输出端与单片机(20-1)连接，将获得的电信号转换为单片机(20-1)可以识别的信号并传送给单片机(20-1)；单片机(20-1)从预置温度存储器(20-5)中读取预置温度，通过对继电器(20-2)通断的控制实现将输液装置中药液加热到预置温度点的控制，通过对数码管驱动电路(20-3)的控制，使温度显示数码管(20-4)实时显示被输药液的温度；将从模数转换器(19-1)获得的被输药液的温度电信号送入输入控制电路(3)；根据中央处理器(1)的控制命令控制继电器(20-2)的通断，调节加热装置以满足输液温度的要求。
全文摘要
一种智能容量治疗仪，包括中央处理器、内部存储装置、电源装置、键盘装置、显示装置、报警装置、输入控制电路、监护仪接口、液速监测仪和液速控制器。内部存储装置用于存储程序指令及中央处理器预存入的围手术期容量治疗决策方案和病人容量治疗的记录。中央处理器根据键盘装置输入的病人相关信息，从内部存储装置提取相应的容量治疗决策方案进行处理并制定出患者的初步容量治疗方案；根据医生选择的工作模式，执行患者的容量治疗方案；根据监护仪传送的患者生理参数自动反馈调整容量治疗方案，并将该病人的容量治疗记录存入内部存储装置；根据所获得的确定输液速度的信号，实时地监测并反馈矫正输液速度。
文档编号A61M5/172GK101057981SQ20071004913
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者李崎, 董凯宁 申请人:李崎, 董凯宁