专利名称：基于蓝牙无线传输的输液监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医疗仪器，尤其涉及一种输液装置。
背景技术：
输液是当前治疗疾病的一种最基本的医疗方法之一，医院在对病人进行输液治疗过程中，需要根据输液的药物和患者的病情选择合适的静脉输液滴流速度。目前对静脉输 液的监控普遍采用人工方式，由护士根据经验，将速度调至合适值。当液体输完时，如床旁 无陪护或医护人员未及时换药或拔针头，将会出现空气进入血管内形成空气栓塞、凝血堵 针头等情况。轻则延误治疗，给病人造成痛苦，重则会严重危及患者的身心健康，发生不可 弥补的医疗事故。为此患者家属需要不断地观察输液情况，因此病房会有大量陪护人员，这 样容易导致交叉感染，患者也得不到良好的休息，影响治疗质量和患者康复。同时，护士也 需要不停地巡视病房，增加工作负荷，有时还会产生医疗纠纷。目前，市场上已出现输液监控的产品。如德国贝郎公司、日本TOP公司生产的输 液泵，并已被我国一些大型医院引进，因其价格昂贵(从几万元到十几万元不等)主要用于 危重病人。国内所有正在研制厂家的产品也很不理想，而且成本较高。如北京东方美源科技 有限公司生产的输液监控仪调整时间为3分钟，误差5%，价位却在几千元。桂林市汇科医 疗器械有限公司的HK-Al型医用输液监控器，西安丰唐光电科技有限公司的输液报警器等 普遍存在调整时间长，精度不够，功能不够齐全，价格较高等方面的弊端。而且现在市场中 的产品均为单机版，即每台输液监控仪只监控一位病人，每台输液监控仪与监护中心没有 通信，病人输液过程中的信息无法实时传送至监护中心，因此存在人机界面不直观、数据传 输不方面等不足之处。
发明内容本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于蓝牙无线通信技术的输 液监控智能装置，旨在克服传统临床输液中由患者、陪护或医护人员随时观察监视药液余 量情况，牵扯精力大、效率低、不利于病区的综合管理的弊端。本实用新型包括主站(监控中心)和从站两大部分主站由PC机和蓝牙传输模块 两部分组成，蓝牙传输模块安装在PC机的扩展端，主站负责协调和控制整个输液监控装置 的工作，接收从各分站输液监控仪发送的数据，并对其进行分析和处理。蓝牙传输模块接收 各从站监测的输液过程的实时进度信息，发送到主站对病人输液过程进行监测，同时主站 还可以通过蓝牙模块发送控制指令改变从站设备的运行、暂停及调整输液速度。利用VB语 言设计输液监控管理软件，通过调用监控模块，把各输液状态显示到用户界面上，医护人员 可以一目了然地知道各输液过程的状态并可以根据病人情况调整改变输液的速度，通过输 液监控管理中心实现对病人基本资料添加、删除、修改；对病人输液监控、记录等功能。本装置采用主、从站分布式结构，一个主站控制多个从站，从站与主站之间采用蓝牙无线传输设备传输数据和命令。每个从站输液监控仪包括，中央控制处理器、滴速检测模 块、滴速控制模块、红外传感器、键盘、显示模块、声光报警模块及蓝牙传输模块，中央控制 处理器的输入/输出端口分别连接键盘、显示模块、声光报警模块，通过键盘设置输液的速 度，显示模块驱动液晶显示器实时显示药液的滴速、药瓶中剩余药量以及输液运行状态，在 从站输液瓶茂菲滴管两侧卡置红外传感器采集滴速信号，红外传感器将滴液信号转化为电 脉冲信号传送至中央控制处理器的输入端，并由中央控制处理器中A/D变换器转化成数字 信号，滴速检测模块输入端连接中央控制处理器ADC端口，输出端连接中央控制处理器计 数器端口，中央控制处理器根据计数器的累加值，以及通过蓝牙传输模块接收的主站命令， 输出控制命令控制滴速控制模块，滴速控制模块输入端连接中央控制处理器输出端，中央 控制处理器输出滴速控制命令，控制滴速控制模块驱动微型步进电机，由微型步进电机正、 反转带动传动机控制茂菲滴管胶管的松紧程度。蓝牙传输模块连接在中央控制处理器通信 端口，多个从站通过蓝牙传输模块远程连接主站。红外传感器将滴液信号转化为电脉冲信号传送至从站输液监控仪的滴速检测模 块，由滴速检测模块判断接收的电脉冲信号，根据接收的电脉冲信号个数计算滴速及药瓶 中的剩余药量，并将其通过蓝牙传输模块发送到主站，实现对从站的监控；主站根据患者基 本资料确定每个从站药瓶的滴速、药量，并通过蓝牙传输模块将滴速和药量发送到从站；从 站输液监控仪的中央控制处理器通过蓝牙传输设备接收主站的滴速控制命令，中央控制处 理器控制滴速控制模块输出滴速调整控制命令驱动微型步进电机，由微型步进电机正、反 转带动传动机从而控制茂菲滴管胶管的松紧程度，实现对药液滴速的调控；如果红外传感 器检测到茂菲滴管内出现气泡或预定时间没有滴液滴下，则中央处理器的声光报警模块发 送报警信号。本实用新型利用主从站分布式结构，可以对多个床位、病房进行监控；利用红外发 射接收对管对滴液进行监测，可靠性高；利用单片机中断计数，速度快，响应时间短、实时性 强；蓝牙无线传输，支持多点通讯，传输速率高，抗干扰能力强；利用VB设计管理软件，人机 交互方便。本系统具有很好的推广和使用价值。
图1输液监控装置结构框图具体实施方式
以下针对附图和具体实例对本实用新型的实施作具体描述，附图1所示为本实用 新型的输液监控装置结构示意框图，该输液监控装置包括，主站(监控中心)、从站两大部 分。主站由PC机和蓝牙传输模块组成，蓝牙传输模块安装在PC机的扩展端，PC机通过蓝 牙传输模块接收各从站的实时信息，对病人输液过程进行监测，并发送控制指令改变从站 设备的运行状态及病人的输液速度。通过调用监控模块，把各输液状态显示到用户界面上， 医护人员通过监控中心可以知道各输液过程的状态并可以改变病人输液的速度，通过输液 监控管理软件完成对病人基本资料的添加、删除、修改，对病人输液监控、记录等功能。本装置采用分布式结构，一个主站控制多个从站，从站输液监控仪与主站监控中 心之间采用蓝牙无线传输设备传输数据和命令。每个从站输液监控仪包括，键盘、显示模块、中央控制处理器、滴速检测模块、红外传感器、滴速控制模块、声光报警模块及蓝牙传输模块，由单片机作为中央控制处理器，单片机的输入/输出接口分别连接键盘、显示模块、 声光报警模块，驱动发光二极管、蜂鸣器发出声光报警。在从站输液瓶茂菲滴管两侧卡置红 外传感器采集滴速信号，红外传感器将滴液信号转化为电脉冲信号传送至中央控制处理器 的输入端，并由中央控制处理器中A/D变换器转化成数字信号，滴速检测模块输入端连接 中央控制处理器ADC端口，输出端连接中央控制处理器计数器端口，滴速控制模块输入端 连接中央控制处理器输出端，中央控制处理器输出滴速控制命令，控制滴速控制模块驱动 微型步进电机，由微型步进电机正、反转带动传动机控制茂菲滴管胶管的松紧程度。蓝牙传 输模块连接在中央控制处理器通信端口，多个从站通过蓝牙传输模块远程连接主站。 单片机可选用ATMEL公司的Atmega8芯片，通过其I/O端口 PB0-PB3、PD4-PD7 连接键盘的输入/输出端口，键盘采用4X4矩阵排列，便于信息的输入；单片机I/O端口 PD2-PD3、PB6-PB7与显示模块液晶显示接口连接，液晶显示器实时显示整个监控过程中的 药液的滴速、药瓶中剩余药量以及输液运行状态等。由于红外线在液体中的穿透能力比在 空气中的穿透能力弱，当有液体滴下时，红外传感器的输出电压值会发生变化，在输液瓶茂 菲滴管两侧卡置红外传感器，监测茂菲滴管中的滴液速度和状态，红外传感器将滴液信号 转化为电脉冲信号传送至中央控制处理器的输入端，并发送到A/D变换器转化成数字信 号。滴速检测模块检测A/D变换器ADC端口电压变化，当滴速检测模块检测到ADC端口电 压的数字信号的变化值大于某阈值(如100)时，滴速检测模块中计数器计数1次，表明检 测到一滴液体滴下，计算值进行累加，将累加值送入中央控制处理器存储器中存储。根据每 秒接收的电脉冲信号个数计算滴速及茂菲滴管内的剩余药量，如果红外传感器检测到茂菲 滴管内出现气泡或预定时间内没有滴液滴下，则从站设备进入暂停状态并通过蜂鸣器和发 光二极管进行声光报警。中央控制处理器定时向蓝牙传输模块发送滴速检测模块检测到 的药液滴数，并将其传送至主站。通过键盘预先输入药液的预定滴速，存入存储器中，比较 模块定时将滴速检测模块检测到的药液滴数与预定滴速进行比较。单片机I/O端口 PB4、 PB5分别与发光二极管、蜂鸣器相连，当滴速检测模块在预定时间内没有检测到液滴滴下， 或者检测到的滴速与存储器中预先存储的预定滴速比较超过约定误差，则中央控制处理器 发出报警指令驱动发光二极管和蜂鸣器工作，进行声光报警，并发送控制命令暂停微型步 进电机运行，并向主站发送从站设备进入暂停状态信号及从站设备工作异常信号。单片机 I/O端口 PC2-PC5与电压转换芯片UNL2003相连，通过UNL2003A驱动微型步进电机，控制 步进电机的步距角的变化，控制命令驱动微型步进电机正、反转带动传动机从而控制输液 瓶上输液胶管的松或紧，实现对滴速的调控。本发明采用六线四相微型步进电机，其步距角
…=1^7 = 1.8°。单片机通信端口 PD0、PD1与蓝牙传输模块的通信端口相连，用于传输子 50 χ 4
站检测的滴速数据、运行状态等子站信号，以及主站向各子站发送的控制命令等。采用CSR 的第4代BlueCore4-Multimedia系列中BC417143BQN芯片作为蓝牙芯片(蓝牙传输模块)， 此芯片完全集成2. 4GHz射频、支持于蓝牙协议v2. 0标准，蓝牙EDR提供每秒2. 1兆字节 (Mbps)的最高数据传输速率。蓝牙传输设备与PC机之间可利用串口通信，蓝牙传输设备接 收各从站发送的数据，并传送至PC机的串口。PC机作为输液监控管理中心对串口数据进行 实时监测，以获取病人输液的信息。[0014]中央控制处理器通过蓝牙传输设备接收主站的滴速控制命令，滴速控制模块接收到上述控制命令，通过UNL2003A(电压转换芯片)将单片机I/O 口输出的5V电压转换成9V 电压从而驱动微型步进电机，由微型步进电机正、反转带动传动机从而控制茂菲滴管胶管 的松紧程度，实现滴速的调控。从站与主站之间的数据传输，采用蓝牙无线传输。主站接收 从各从站(输液监控仪)发送的数据，并对其进行分析和处理。主站包括PC机和蓝牙传输模块两部分，PC机负责对输液过程的监控和对输液数 据的管理，蓝牙传输模块安装在PC机的扩展端，接收各从站(输液监控仪)传送的数据，并 实现通信调度和负责把接收到的数据传输到PC机，由PC机进行处理。当输液监控仪处于 运行状态时，蓝牙传输模块接收到该数据后，立即通过串行总线把它转发给PC机，监控管 理中心接收到该输液数据后，将其保存到数据库，通过调用监控模块，把各输液状态显示到 用户界面上，管理者可以一目了然地知道各输液过程的状态，当输液过程产生异常时，系统 产生声光报警。蓝牙传输模块使用跳频扩频(rass)调制，在IMHz带宽内有79个跳频信道，跳频 速率为1600跳/秒，能够支持1个异步数据信道，3个同时同步话音信道，或1个同时支持 异步数据和同步话音信道。话音信道速率为64Kbps，而数据信道可支持全双工432Kbps的 数据率。本实用新型选用CSR的第4代BlueCore4-Multimedia系列中BC417143BQN芯片 作为蓝牙传输模块，此芯片完全集成2. 4GHz射频、支持蓝牙协议v2. 0标准，与PC机之间利 用串口通信，蓝牙芯片接收各从站发送的数据，并传送至PC机的串口。PC机上安装的输液 监控管理软件对串口数据进行实时监测，以获取病人输液的信息。
权利要求一种基于蓝牙无线传输的输液监控装置，其特征在于，该输液监控装置采用主、从站分布式结构，多个从站通过蓝牙传输模块远程连接主站，每个从站输液监控仪包括，中央控制处理器、滴速检测模块、滴速控制模块、红外传感器、键盘、显示模块、声光报警模块及蓝牙传输模块，中央控制处理器的输入/输出端口分别连接键盘、显示模块、声光报警模块，蓝牙传输模块连接在中央控制处理器通信端口，在从站输液瓶茂菲滴管两侧卡置红外传感器采集滴速信号，红外传感器将滴液信号转化为电脉冲信号传送至中央控制处理器的输入端，并由中央控制处理器中A/D变换器转化成数字信号，滴速检测模块输入端连接中央控制处理器ADC端口，输出端连接中央控制处理器计数器端口，中央控制处理器输出滴速控制命令，控制滴速控制模块驱动微型步进电机，由微型步进电机正、反转带动传动机控制茂菲滴管胶管的松紧程度。
2.根据权利要求1所述的输液监控装置，其特征在于，主站的蓝牙传输模块安装在PC 机的扩展端。
3.根据权利要求1所述的输液监控装置，其特征在于，中央控制处理器单片机采用 Atmega8芯片，单片机I/O端口 PD2、PD3、PB6、PB7连接显示模块液晶显示接口，I/O端口 PB4、PB5连接声光报警模块，I/O端口 PC2-PC5连接电压转换芯片UNL2003A，通过UNL2003A 驱动微型步进电机，控制微型步进电机的步距角的变化，单片机通信端口 PDO、PDl连接蓝 牙传输模块的通信端口。
专利摘要本实用新型请求保护一种基于蓝牙无线传输的输液监控装置，涉及医疗仪器领域。本实用新型利用主从站分布式结构，主站通过控制多个输液监控仪可以对多个床位、病房进行实时监控；从站利用红外检测采集药液的滴速，通过蓝牙传输模块发送到主站，实现主站对从站的监控，主站根据患者基本资料确定每个从站药瓶的滴速、药量，并通过蓝牙传输设备将滴速和药量发送到从站，控制茂菲滴管胶管的松紧程度，实现对药液滴速的调控；本实用新型实时性强，价格便宜，能够广泛应用于医疗机构。
文档编号A61M5/36GK201572396SQ200920294288
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者余成波, 刘贺, 唐海燕 申请人:重庆理工大学