专利名称：一种平衡输液控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体涉及ー种根据排尿量调节输液量的输液控制系统。
背景技术：
由于病人具体病情状况的客观需要，所以要求在治疗过程中，在単位时间内静脉输液的数量以及输液的速度有一定的要求，否则可能会影响治疗效果，甚至会危及病人的生命，所以用于计量和控制在单位时间内输液数量和速度的仪器也就应运而生。目前医院中普遍使用输液泵这ー医疗仪器用于计量和控制单位时间内的输液数量和输液速度。输液泵是ー种能够准确控制输液滴数或输液流速，保证药物能够速度均匀，药量准确并且安全地进入病人体内发挥作用的ー种仪器。同时，输液泵还能提高临床给药操作的效率和灵活 性，降低护理工作量。输液泵通常是机械或电子的控制装置，它通过作用于输液管达到控制输液速度的目的。与传统的吊瓶输液方式相比，输液泵具有精度高，流速范围宽，能提供较大正向压カ等特点，因此应用的范围越来越广泛。随着放射诊断技术的广泛应用和介入治疗的不断深入，造影剤的使用也越来越广泛。造影剤可明确显示血管病变的部位、程度和范围。但是，因造影剂有肾毒性，肾功能损害(即造影剂肾病)发生率也在不断増加，对部分病人造成了很大伤害，严重者可导致死亡。2009年的ー项研究显示，对ー组561例急性心肌梗死进行支架治疗的病人，造影剂肾病的发生率为20. 5%。该研究中，发生造影剂肾病的患者住院死亡率为21. 4%，而无造影剂肾病者死亡率为0. 9%，死亡増加25倍。因而预防造影剂肾病意义重大。许多临床研究已经证实，大量输液水化是预防造影剂肾病的有效方法。通过大量输液，増加尿量，保持尿量在IOOml/小时以上，能有效预防造影剂肾病。近年来的研究显示，尿量更多些，预防效果更好。保持尿量在300ml/小时，可使造影剤肾病发生率減少80%。在病人身体状况允许的情况下，甚至可以通过药物手段使得病人的排尿量达到600ml/小时以上，以进一歩降低造影剤肾病发生率。尽管大量输液水化的预防效果已广为认可，但输液量不好把握，输液过多会加重心脏负担，诱发心カ衰竭；输液不足则难以达到预防效果，在临床上需要严格保证病人输液量与排尿量保持均衡。如果输液量少于排尿量可能会引起低血压；而如果输液量大于排尿量会导致肺水肿。为了安全实施水化疗法，目前临床上依靠医护人员肉眼观测尿量，手动调整输液速度，保证体液出入量平衡。体液出入量平衡原则即输入到病人体内的输液量与病人排出体外的排尿量达到平衡。—般情况下病人输液量与排尿量之间的重量比可设定为0. 5: I至2:1之间。医护人员根据肉眼观测病人尿量后根据输液量和排尿量之间的比值Q (0. 5 < Q < 2)手动调节输液速度。然而通过医护人员肉眼观测尿量手动调整输液速度，不但耗费了大量的人力和物力，而且观测的结果也不一定准确。因此，研发能根据排尿量自动调节输液速度和输液量的平衡输液泵，为医生提供安全、有效、方便实施水化治疗的工具，有重要实用价值。[0007]现有文献CN 1990055A公开了ー种自动尿滴监测报警输液调节装置，由液滴传感装置、微电脑控制装置、输液调节机械装置組成。其中，液滴传感装置将尿液形成速度、t匕重、PH值、生化电解质信号传递给微电脑控制装置，经过分析，按预设报警限度进行报警，等待医务人员发现判断，手动调节输液调节装置，改变输液速度。或者自动在无人操作吋，根据预设调节幅度自行调节输液调节机械装置，改变输液速度，达到预设尿液形成速度范围。上述技术方案通过液滴传感装置计量尿液形成速度、比重、PH值和生化电解质，只能够用于监测尿液形成速度缓慢的情況。而对于水化治疗来说，需要保持尿液形成速度在300ml/小时(大约100滴/分钟)以上甚至会高达600ml/小时(大约200滴/分钟)。而根据临床试验数据，当尿液形成速度大于120滴/分钟时，尿滴就趋向于连续液流，此时液滴传感装置无法获得尿液滴数进而无法获得尿液的形成速度。另外，因为液体滴壶的规格不同，形成液滴的大小也有所不同。通过临床试验证明，Iml液体在现有的不同规格的液体滴壶中滴数范围为15滴-25滴之间。由此可见，上 述技术方案采用液滴传感装置计量尿液液滴，无法避免由于不同滴壶的液滴大小不同带来的误差。因此采用液滴传感装置測量尿液液滴进而获得尿液形成速度必然存在很大的误差，可靠性差。不能满足实际临床需要。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，采用现有技术的输液控制装置不具备检测尿流速度和尿量的功能，而采用通过计数尿液滴数推定尿流速度的方法，误差很大，并且在病人尿液形成速度较快情况下，尿液将由液滴变为液流，无法测量尿液形成速度，因而无法准确的控制输液量等于排尿量。为解决上述技术问题，本实用新型提供ー种平衡输液控制系统，包括微处理器单元、输液泵、尿量和尿流速度测量单元；所述输液泵作用于输液管控制输液速度；所述微处理器单元根据所述尿量和尿流速度测量单元的測量结果，结合内置于所述微处理器单元内的输液量与排尿量的预设比值Q，控制所述输液泵调节输液速度；所述尿量和尿流速度测量单元施加于尿袋上，包括尿袋重量检测模块，用于实时測量尿袋的重量Gn ；所述微处理器单元与所述尿量和尿流速度測量单元连接，接收所述尿量和尿流速度測量单元发送的数据，控制所述输液泵调节输液速度VY。系统还包括尿袋重量检测模块的刚性保护装置用于保护所述尿袋重量检测模块超载时免于损坏；所述刚性保护装置设置于所述尿袋重量检测模块的竖直向下的方向且与所述尿袋重量检测模块之间具有0. 5mm-3mm的悬空间隔；当尿袋重量过载时，所述尿袋重量检测模块与所述刚性保护装置接触，所述刚性保护装置阻止所述尿袋重量检测模块继续形变，对所述尿袋重量检测模块进行机械保护。系统还包括施加于输液袋上的输液量和输液速度测量单元,包括输液袋重量检测模块，用于实时测量输液袋的重量Gy ；[0022]所述微处理器单元还包括数据比较模块，接收所述尿量和尿流速度测量单元和输液量和输液速度測量单元发送的数据。所述微处理器单元包括运行监控模块；系统还包括与所述运行监控模块相连的输液管压カ定量检测模块；所述运行监控模块接收所述输液管压カ定量检测模块检测到的压カ值。系统还包括与所述运行监控模块相连的气泡检测模块；所述气泡检测模块中间设置有适于所述输液管通过的凹形槽，所述气泡检测模块卡在所述输液管上。系统还包括与所述运行监控模块连接的电机旋转传感器。本实用新型的上述技术方案与现有技术相比存在如下优点①本实用新型提供的根据排尿量调节输液量的输液控制系统，通过采用尿袋重量检测模块检测尿袋的重量，根据尿袋的重量測量得到尿流生成速度Vn，微处理器单元根据尿流生成速度，控制输液泵调节输液速度，使得输液量和排尿量满足预设值Q即满足体液平衡原则。采用尿液重量检测有效避免了现有技术依靠计数尿液滴数推定尿液形成速度不准确，以及尿流较快时无法检测尿流速度的问题。②本实用新型提供的输液控制系统，每隔一定的时间间隔计算一次尿流速度，并调整输液速度。显然，定时測量尿流速度的间隔时间越长，累计尿量越多，称重误差就越小，但调整输液的滞后时间也就越长。反之，如果要及时更新输液速度，就要在更短的时间内测量尿流速度，称重误差会变大。另外，在某一固定时间间隔，尿流速度快，误差小，尿流慢，误差大。综合考虑这些因素，并经测算和实验摸索，在I分钟 30分钟之间，或优选地选择15分钟计算一次尿流速度，是较佳的选择。③本实用新型中，尿袋重量检测模块的刚性保护装置设置于尿袋重量检测模块的竖直向下的方向，且与所述尿袋重量检测模块之间具有合适的悬空间隔0. 5_-3_，可以防止尿袋重量检测模块由于意外碰撞、超载而导致瞬间施加在尿袋重量检测模块上的应カ超过其最大负载，导致的过度形变而造成的永久性损坏。④本实用新型中还包括施加于输液袋上的输液量和输液速度测量单元，用于监控输液量与排尿量之间是否平衡。当输液袋重量变化量与尿袋重量变化量之间的比例关系不等于输液量与排尿量的预设比值Q吋，自动加快或者减慢输液速度，由此可以进ー步提高输液量与排尿量匹配的精度。⑤本实用新型还包括输液管压力定量检测模块，用于实时监控输液管的压力，并且与所述输液管耐压阈值比较，当输液管压カ值不在输液管耐压阈值范围内时，系统发出警报，采取措施，防止由于输液管压カ超过耐压阈值带来的输液器的破裂风险。⑥本实用新型还包括气泡检测模块，夹在所述输液管上检测所述输液管内有无气泡，当检测到所述输液管内有气泡出现时，系统发出警报，采取措施，防止由于输液管内有气泡对病人带来伤害。⑦本实用新型还包括有扰动测量模块。因为尿袋和输液袋稳定是准确测量重量的前提。如果尿袋和输液袋晃动，測量误差会増大，影响尿流速度和输液速度的计算精度。而本实用新型中包括的扰动测量模块可以有效地防止尿袋晃动带来的误差，保证尿流速度和输液速度的计算和匹配精度。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进ー步详细的说明，其中图I为本实用新型所述平衡输液控制系统框图；图2为本实用新型所述刚性保护装置结构示意图；图3为本实用新型所述扰动測量模块在系统内的逻辑关系原理框图。其中的附图标记为1_尿袋重量检测模块，2-刚性保护装置。
具体实施方式
实施例I本实施例提供一种根据排尿量调节输液量的输液控制系统，如图I所示，包括微处理器単元、输液泵、尿量和尿流速度测量单元；所述输液泵作用于输液管控制输液速度；所述微处理器单元根据所述尿量和尿流速度测量单元的測量结果，结合内置于所述微处理器单元内的输液量与排尿量的预设比值Q，控制所述输液泵调节输液速度；所述尿量和尿流速度测量单元施加于尿袋上,包括尿袋重量检测模块，用于实时測量尿袋的重量Gn ；尿流速度转换模块，用于获取单位时间内尿流生成速度Vn ；所述微处理器单元根据尿流生成速度VN，结合输液量与排尿量的预设比值Q，控制所述输液泵调节输液速度\。根据临床试验，可以设定所述输液量与排尿量的预设比值Q :0. 5 < Q < 2，优选地设定所述输液量与排尿量的预设比值Q=l。而作为可以实施的方式，所述尿流速度转换模块每隔预设间隔时间T获取一次所述尿袋重量检测模块测量到的尿袋的重量Gn，分析相邻两次所述尿袋重量的变化量AGn，计算得到单位时间内尿流生成速度Vn= A Gn/T。本实施例中，所述周期T 1分钟< T < 30分钟，优选地所述周期T为15分钟。本实施例中，尿量和尿流速度测量单元的硬件组成包括称重传感器、前置放大器、模数转换，并经过数字接ロ与微处理器単元通讯。本装置正常工作时，称重模块连续检测病人尿袋重量并计算尿流速度，经微处理器分析、计算、判断后，控制电机驱动模块，调整电机和输液速度，使输液速度按照尿流速度自动调整，保持输液量等于尿量(即Q=l)，实现平衡输液。计算尿流速度需要两个參数ー个是时间，另ー个是在该时间内尿量的増加值，即尿流速度=尿量增加值+时间。因为输液速度是根据尿流速度调整的，因此尿流速度的测量精度直接决定了整机的性能。显然，定时測量尿流速度的间隔时间越长，累计尿量越多，称重误差就越小，但调整输液的滞后时间也就越长。反之，如果要及时更新输液速度，就要在更短的时间内測量尿流速度，称重误差会变大。另外，在某一固定时间间隔，尿流速度快，误差小，尿流慢，误差大。综合考虑这些因素，并经测算和实验摸索，选择所述周期T :1分钟< T < 30分钟。更为优选的，所述周期T选择为15分钟。[0056]本实施例提供的输液控制系统和方法将为水化治疗预防造影剂肾病提供有效エ具，能大大降低医护人员的工作強度，提高水化治疗的安全性和有效性，有重要的临床实用价值。实施例2如图2，本实施例在实施例I的基础上，系统还包括尿袋重量检测模块的刚性保护装置用于保护所述尿袋重量检测模块超载时免于损坏；所述刚性保护装置设置于所述尿袋重量检测模块的竖直向下的方向且与所述尿袋重量检测模块之间具有0. 5mm-3mm的悬空间隔；优选地，所述刚性保护装置设置于所述尿袋重量检测模块的竖直向下的方向且与所述尿袋重量检测模块之间具有1_的悬空间隔。当尿袋重量过载吋，所述尿袋重量检测模块与所述刚性保护装置接触，所述刚性 保护装置阻止所述尿袋重量检测模块继续形变，对所述尿袋重量检测模块进行机械保护。尿袋重量检测模块灵敏度高，但也很脆弱，如果意外碰撞、不小心超载，瞬间施加到尿袋重量检测模块的拉力超过其最大负载，可能会使内部桥型电路发生过度形变，造成永久性损坏。于是设计了ー个机械保护装置，在尿袋重量检测模块下方垫ー块金属衬板，称重形变区悬空，过载时衬板提供机械支撑，避免损坏。但悬空高度要合适，太大起不到支撑保护作用，太小影响重量測量。针对本实例所采用的称重传感器和最大载重量，经反复实验，这ー距离为0. 5mm-3mm效果很好,而这ー距离为Imm最为合适。实施例3本实施例在实施例I或实施例2的基础上，如图I所示，系统还包括施加于输液袋上的输液量和输液速度测量单元，包括输液袋重量检测模块，用于实时测量输液袋的重量Gy ；输液速度监控模块，与所述尿流速度转换模块同步工作，用于每隔预设间隔时间T获取一次输液袋重量检测模块测量到的输液袋的重量Gy，分析相邻两次所述输液袋重量的变化量AGy;所述微处理器单元还包括数据比较模块，其将所述输液袋重量的变化量AGy与同一时刻的所述尿袋重量的变化量AGn比较，对输液误差进行微调当(AGy : AGn)〈Q时，所述微处理器单元控制所述输液泵加快输液速度，使AGy AGn=Q ；当(A Gy : A Gn) >Q吋，所述微处理器单元控制所述输液泵减慢输液速度，使A Gy :A Gn=Q。显然，本实施例中所述输液量和输液速度测量单元用于对输液误差进行微调，当输液袋重量变化量与尿袋重量变化量之间的比例关系不等于输液量与排尿量的预设比值Q吋，自动加快或者减慢输液速度，由此可以进ー步提高输液量与排尿量匹配的精度。实施例4本实施例在实施例I至实施例3任一实施例的基础上，所述微处理器单元包括运行监控模块，所述运行监控模块内存储有所述输液管耐压的上限阈值Ptci和下限阈值Rti ；系统还包括与所述运行监控模块相连的输液管压カ定量检测模块，測量出所述输液管内压カ值的大小Py并发送至所述运行监控模块；[0073]所述运行监控模块将所述输液管压カ定量检测模块检测到的压カ值与所述输液管耐压阈值比较，当py>rto或者当PY〈PT1时，系统发出警报。现行输液管能耐受的最大压カ是600mmHg。在正常输液情况下，输液管压カ范围是5-400mmHgo当压カMOOmmHg或<5mmHg时,应进行压カ报警,停转电机。压カ升高提示输液管阻塞或打折，压カ过低可能是针头脱落。实施例5在实施例I至实施例4任意一个实施例的基础上，可做本实施例中的改进，系统还包括与所述运行监控模块相连的气泡检测模块；所述气泡检测模块中间设置有适于所述输液管通过的凹形槽，所述气泡检测模块卡在所述输液管上，检测所述输液管内有无气泡。当检测到所述输液管内有气泡出现时，系统发出警报。在正常输液时输液管内充满液体，一旦有空气误入(0. Iml),气泡传感器信号输出将由高电平变为低电平，触发中断。系统报警，并停止电机运转。实施例6在上述实施例I至实施例5任一实施例的基础上，本实施例做如下改进，如图3所示，所述微处理器单元内部还设有扰动测量模块，所述扰动測量模块接收所述尿袋重量检测模块和所述输液袋重量检测模块的检测结果，并判断出系统受到外界扰动时尿袋和/或输液袋发生晃动带来的检测误差，判别误差数据无效。正常的尿液是以缓慢、连续的速度注入到尿袋的，随着测量不断进行，实时尿量检测的数据不断缓慢增加。如果变化值波动幅度大于预定数值，微处理器判定尿袋晃动。当判定尿袋正在晃动，此时因误差较大不更新尿量累计值，不计算尿流速度。直到尿袋稳定后，再重新计时测算尿流速度。这样，就避免尿袋晃动对測量精度的影响。用同样的逻辑判定输液袋晃动并采取相应的动作。实施例7本实施例作为实施例I至实施例6任意实施例的优化方案，系统还包括与所述运行监控模块连接的电机旋转传感器，电机运行过程中，所述电机旋转传感器输出与电机转速呈比例的方波脉冲信号，当所述电机旋转传感器输出的方波脉冲信号发生异常时，系统发出警报并停转电机。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求1.ー种平衡输液控制系统，包括微处理器単元、输液泵、尿量和尿流速度测量单元； 所述输液泵作用于输液管控制输液速度； 所述微处理器单元根据所述尿量和尿流速度测量单元的測量结果，结合内置于所述微处理器単元内的输液量与排尿量的预设比值Q，控制所述输液泵调节输液速度； 其特征在于 所述尿量和尿流速度测量单元施加于尿袋上，包括 尿袋重量检测模块，用于实时測量尿袋的重量Gn ； 所述微处理器单元与所述尿量和尿流速度測量单元连接，接收所述尿量和尿流速度测量单元发送的数据，控制所述输液泵调节输液速度VY。
2.根据权利要求I所述的平衡输液控制系统，其特征在于 系统还包括尿袋重量检测模块的刚性保护装置用于保护所述尿袋重量检测模块超载时免于损坏； 所述刚性保护装置设置于所述尿袋重量检测模块的竖直向下的方向且与所述尿袋重量检测模块之间具有0. 5mm-3mm的悬空间隔； 当尿袋重量过载吋，所述尿袋重量检测模块与所述刚性保护装置接触，所述刚性保护装置阻止所述尿袋重量检测模块继续形变，对所述尿袋重量检测模块进行机械保护。
3.根据权利要求2所述的平衡输液控制系统，其特征在于 系统还包括施加于输液袋上的输液量和输液速度测量单元，包括 输液袋重量检测模块，用于实时测量输液袋的重量Gy ； 所述微处理器单元还包括数据比较模块，接收所述尿量和尿流速度测量单元和输液量和输液速度測量单元发送的数据。
4.根据权利要求I或2或3所述的平衡输液控制系统，其特征在于 所述微处理器单元包括运行监控模块； 系统还包括与所述运行监控模块相连的输液管压カ定量检测模块； 所述运行监控模块接收所述输液管压カ定量检测模块检测到的压カ值。
5.根据权利要求4所述的平衡输液控制系统，其特征在于 系统还包括与所述运行监控模块相连的气泡检测模块； 所述气泡检测模块中间设置有适于所述输液管通过的凹形槽，所述气泡检测模块卡在所述输液管上。
6.根据权利要求5所述的平衡输液控制系统，其特征在于 系统还包括与所述运行监控模块连接的电机旋转传感器。
专利摘要本实用新型提供一种平衡输液控制系统，包括微处理器单元、输液泵、尿量和尿流速度测量单元、输液量和输液速度测量单元、运行监控模块和人机界面等。输液泵作用于输液管控制输液速度；微处理器单元接收尿液速度测量单元的测量结果，根据体液出入量平衡原则，按照尿液速度控制输液泵调节输液速度；尿量和尿流速度测量单元施加于尿袋上，用于实时测量尿袋的重量GN，并计算得到尿流生成速度VN；运行监控模块负责监控系统运行是否正常，一旦发生异常，报警并触发保护性动作。采用本实用新型提供的平衡输液控制系统可以保证输液量与排尿量平衡。
文档编号A61M5/142GK202605433SQ20112044981
公开日2012年12月19日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者田润坤, 冯思达 申请人:冯新庆