专利名称：一种输液监测仪及其监测方法
技术领域：
本发明涉及一种输液监测仪及其监测方法，尤其涉及一种采用重力传感器将输液流量电压数值进行数字化转换，并采用数据采集单元和处理单元将采集的电压信号进行运算分析测定输液速度，再根据速度计算输液时间等各种参数的输液监测仪及其监测方法。
背景技术：
现在医院里每天都有大量病人进行输液，传统的输液过程往往长达几个小时，在这过程中需要有人关注输液瓶内液体的变化，因为一旦输液完毕没有及时更换药液或取出输液针头，就会发生回血现象，发生医疗事故，严重时会威胁到患者的生命，输液过程中一般由本人及其家属和医护人员采用人工监护的方法，观测其输液液量、液速、输液时间和剩余药液等，这样给患者本人及其家属和医护人员带来很大的精神负担。现有输液装置中， 大多只具有输液报警提示功能，即在输液结束时发出报警信号，对于患者在输液过程中会担心输液速度过快或过慢，出现故障或中断现象，输液报警装置就无法解决。为解决以上问题，实践中发明了采用光电传感器测定输液速度的装置，这种装置虽可以测定输液速度，但使用过程中存在以下缺点(I)采用光电传感器，就必须在输液架子或输液管上安装专用装置用来固定光电管，如果病人中断(如上厕所等)输液取下输液容器，光电传感器就无法工作，这样使用极不方便；(2)光电传感器中的光电管无法自动判别输液容器规格参数，如果需要设定报警提示，就需要护士手动设定和调节，这样反而增加护士工作量；(3)光电传感器需要交流供电，并且光电管耗电量大，但实际使用过程中，医院许多场合没有交流电(如输液大厅等)就无法使用。所以光电式的报警测速装置不具有实用性，不能在医院大范围推广使用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种可以测定在单位时间内输液过程中输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化等数值，并且即能够实现各种信号报警提示，又可通过网络实现输液远程监测，同时能够记录输液全过程的输液监测仪及其监测方法。为实现以上目的，本发明采用的技术方案是一种输液监测仪，由重力传感器、数据采集单元、数据处理单元、终端设备和电源组成；重力传感器采用高灵敏度电桥式构成，重力传感器采集各种规格输液容器以及容器内药液的重量信号转换为电压信号，重力传感器与数据采集单元通过电线相连，数据采集单元对电压信号进行测量，并将测量结果转换为数字信号，通过数字编码器对数字信号进行编码传输到数据处理单元，数据处理单元对数据进行计算分析，得出输液速度、剩余液体需要输液的时间T和输液容器内液位液量的动态变化数值，数据处理单元与终端设备通过电线或无线通信连接，将处理结果数据通过终端设备显示出来；其中电源为重力传感器、数据采集单元、数据处理单元和终端设备提供电源。
所述数据采集单元包括单片机、同步控制电路、控制器。所述同步控制电路由精密计时电路和控制电路组成。所述数据处理单元由微处理器、精密时钟电路、数字编码电路组成。所述终端设备由液晶显示屏、语音电路、无线发送/接收电路组成；液晶显示屏显不输液容器规格、输液速度、药液需要输液的时间等输液参数；语音电路是输液结束或输液发生故障突然停止时发出提示声音，提请医护人员注意；无线发送/接收电路是数据处理单元处理的数据发送到网络接收的接收器，接收器接收到信号后，再传送到网络系统。所述数据采集单元内单片机数据采集电路分辨率在十万分之一以上，具有18位以上数字码，因为一滴药液的重量是50毫克，输液容器总重量可以达到900克，从50毫克 到900克的动态范围就必须要求十万分之一才能测定一滴药液的变化，这样才能保证测试速度的准确性。一种输液监测仪的监测方法，其步骤如下(I)首先在数据处理单元中微处理器设定以下四种情况的判断a:根据不同容器规格(50、100、250和500毫升)在开始输液时总重量WO的范围，以此判断容器内药液的重量WG分别为50、100、250和500克；b :设定不同容器规格在报警时相应容器内剩余药液重量WB，单位为克；c :根据常规输液容器输液时每一滴药液重量50毫克，判断输液重量一克为20滴；d :设定一毫升药液重量视为一克；(2)当容器挂在输液监测仪下端钩子上以后，重力传感器采集到开始输液时总重量WO (包含容器，药液，输液管和其他附件)，根据总重量，数据处理单元依据设定容器的规格范围，自动判别容器内药液的重量WG、输液过程不同时刻的总重量WT和相应时间T内的药液减少量Λ W，AW = WO-WT,从而计算出输液速度V= AW(克)Χ20(滴/克)+T(分)，V的计量单位XXX滴/分；然后再计算输液容器中剩余药液重量WY，WY = WG-Λ W，因剩余药液重量是变化值，所以这部分数值就是输液容器内液位液量的动态变化数值；最后计算出容器内剩余液体需要输液的时间TS = (WY-WB) X 20 (滴/克)+V (滴/分)，TS计算单位为“分”;数据处理单元中微处理器计算出输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值后，可以将容器内药液重量和设定报警重量比较，若重量一致时，发出报警信号；同时可以判断输液速度过快或过慢则也发出报警信号；(3)输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值等全部数据通过终端设备显示出来，或通过有线或无线网络发送至护士中心。本发明与现有技术相比的优点是(I)使用方便，护士将输液容器挂在输液监测仪下端钩子上以后，不需要设定或调节，在使用中不改变原先的操作方式；对于病人来说，在输液中途将输液容器取下来后，如去上厕所等出现中断现象，然后再将输液容器吊在输液监测装置挂钩上，监测仪中数据处理单元可以自动判别和计算各种数据，对于最终报警不受任何影响。(2)输液监测仪可以测定在单位时间内输液过程中输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化等数值，并通过网络传送到护士操作台，实现远程监测，医护人员能够实时看到输液全过程的动态变化，真正解决医护人员和病人在输液时的各种不方便的问题，大大提高了医护人员的工作效率和护理质量，减轻了医护人员的工作量。(3)输液监测仪采用重力传感器使用直流电，耗电量少，非常省电，充一次电可用半年以上，并且不受使用场合限制，非常具有使用价值，可以大范围推广使用。
图I为本发明输液监测仪的方框原理图；图2为图I中数据采集单元的方框原理图； 图3为图I中数据处理单元的方框原理具体实施例方式如图I所示，一种输液监测仪，由重力传感器I、数据采集单元2、数据处理单元3、终端设备4和电源5组成；输液监测仪上端挂在输液杆上，输液容器挂在输液监测仪下端钩子上，重力传感器I采用高灵敏度电桥式构成，重力传感器I采集各种规格输液容器以及容器内药液的重量信号转换为电压信号，重力传感器I与数据采集单元2通过电线相连，数据采集单元2对电压信号进行测量，并将测量结果转换为数字信号，通过编码以后送到数据处理单元3，数据处理单元3对数据进行计算分析，得出输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值，数据处理单元3与终端设备4通过电线或无线通信连接，将处理结果数据通过终端设4备显示出来；其中电源5为重力传感器I、数据采集单元2、数据处理单元3和终端设备4提供电源。如图2所示，所述数据采集单元2包括单片机21、同步控制电路22、控制器23 ；单片机21是整个输液监测仪的核心部件，单片机21接收到重力传感器I输出的电压信号进行数字化转换，由于病人输液时流量很小，每一滴重量很轻，很微小，重量传感器转换出来的电压信号非常微弱，所以单片机21数据采集电路分辨率须在十万分之一以上，具有18位以上数字转换的功能，才能测定一滴药液的变化，保证测试速度的准确性；同步控制电路22中精密计时电路24对执行速度计算时使用的时间进行计时，测量单位时间内输液液体减少的重量；同步控制电路22中的控制电路25保证采样取数时和处理单元保持同步；控制器23对单片机21进行数据采集、存储、编码，并且对数据采集单元2进行清零复位、校准检测；同步控制电路22同时将数字信号传送到数据处理单元3。如图3所示，所述数据处理单元3包括由微处理器31、精密时钟电路32、数字编码电路33 ;数字信号传输到微处理器31，微处理器31将数据库各种容器容量规格进行比对，确定输液容器的实际规格，然后进行分析计算出输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值，输液速度和输液容器内液位液量的动态变化数值超出相应输液速度和输液容器内液位液量的动态变化数值的临界报警点时或输液容器中药液流量中断，发出报警信号，微处理器31上具有数字输入/输出接口，通过精密时钟电路32执行与数据采集单元2同步发送和接受数据，保证和数据采集单元2同步接收数据，并且也保证计算速度时记录时间的准确性，将处理数据通过I/O 口输出；数字编码电路33有二个地址编码功能，监测仪物理地址编码和无线发送/接收编码，编码结果可以在显示器上显示出来，也可以通过发送/接收电路进入网络。一种输液监测仪的监测方法，其步骤如下(I)将输液容器重量、容器内药液重量与附件重量之和等于药液起始重量Wo，用分析软件按输液容器规格自动判别，输液容器按照规格一般分为四种，含药液50,100, 250和500毫升，即容器内药液重量分别为50克，100克，250克和500克四种例如500毫升输液容器设定重量范围为510克彡WG彡900克，只要输液开始，采集单元测得总重量Wo在此范围以内，微处理器就可以判别容器规格是500毫升，药液重量WG是500克。(2)当容器挂在输液监测仪下端钩子上以后，重力传感器采集到开始输液时总重量WO (包含容器，药液，输液管和其他附件)，根据总重量，数据处理单元依据设定容器的规格范围，自动判别容器内药液的重量WG、输液过程不同时刻的总重量WT和相应时间T内的药液减少量Λ W，AW = WO-WT,从而计算出输液速度V= AW(克)Χ20(滴/克)+T(分)，V的计量单位XXX滴/分；然后再计算输液容器中剩余药液重量WY，WY = WG- Δ W，因剩余药液重量是变化值，所以这部分数值就是输液容器内液位液量的动态变化数值；最后计算出容器内剩余液体需要输液的时间TS = (WY-WB) X 20 (滴/克)+V (滴/分)，TS计算单位为“分”;微处理器计算出输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动 态变化数值，输液速度和输液容器内液位液量的动态变化数值超出相应输液速度和输液容器内液位液量的动态变化数值的临界报警点时，发出报警信号；微处理器比较剩余药液重量WY与预定容器内液体重量报警点WB,剩余药液重量WY等于或低于预定容器内液体重量报警点WB时，发出报警信号。(3)输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值等全部数据通过终端设备显示出来，或通过有线或无线网络发送至护士中心，看到每一个病人输液时液位液量、滴速实时变化动态，实现输液远程监测；同时监测仪也可以通过网络节点(接收器)接收来自网络的任何信息，如护士在输液容器内增加药液的容量等参数，监测仪收到这些参数，在计算容量时，可以把增加的数值再计算进去。本发明具有结构简单、造价低、易安装、方便移动使用、计算精确等优点，可实现无陪护输液，具有极大的推广价值。
权利要求
1.一种输液监测仪，由重力传感器、数据采集单元、数据处理单元、终端设备和电源组成；其特征在于重力传感器采用高灵敏度电桥式构成，重力传感器与数据采集单元通过电线相连，数据采集单元对电压信号进行测量，并将测量结果转换为数字信号传输到数据处理单元，数据处理单元与终端设备通过电线或无线通信连接，将处理结果数据通过终端设备显不出来。
2.根据权利要求I所述的一种输液监测仪，其特征在于所述数据采集单元包括单片机、同步控制电路、控制器。
3.根据权利要求2所述的一种输液监测仪，其特征在于所述同步控制电路由精密计时电路和控制电路组成。
4.根据权利要求I所述的一种输液监测仪，其特征在于所述数据处理单元由微处理器、精密时钟电路、数字编码电路组成。
5.根据权利要求I所述的一种输液监测仪，其特征在于所述终端设备由液晶显示屏、语音电路、无线发送/接收电路组成。
6.根据权利要求2所述的一种输液监测仪，其特征在于所述数据采集单元内单片机数据采集电路分辨率在十万分之一以上，具有18位以上数字码。
7.一种输液监测仪的监测方法，其特征在于其步骤如下 (1)首先在数据处理单元中微处理器设定以下四种情况的判断 a :根据不同容器规格在开始输液时总重量WO的范围，以此判断容器内药液的重量WG分别为50、100、250和500克； b :设定不同容器规格在报警时相应容器内剩余药液重量WB，单位为克； c :根据常规输液容器输液时每一滴药液重量50毫克,判断输液重量一克为20滴； d :设定一毫升药液重量视为一克； (2)当容器挂在输液监测仪下端钩子上以后，重力传感器采集到开始输液时总重量W0,包含容器，药液，输液管和其他附件，根据总重量，数据处理单元依据设定容器的规格范围，自动判别容器内药液的重量WG、输液过程不同时刻的总重量WT和相应时间T内的药液减少量AW，AW = WO-WT,从而计算出输液速度V= AW(克)X20(滴/克)+T(分)，V的计量单位XXX滴/分；然后再计算输液容器中剩余药液重量WY，WY = WG-A W，因剩余药液重量是变化值，所以这部分数值就是输液容器内液位液量的动态变化数值；最后计算出容器内剩余液体需要输液的时间TS = (WY-WB) X 20 (滴/克)+V (滴/分)，TS计算单位为“分”;数据处理单元中微处理器计算出输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值后，可以将容器内药液重量和设定报警重量比较，若重量一致时，发出报警信号；同时可以判断输液速度过快或过慢则也发出报警信号； (3)输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值等全部数据通过终端设备显示出来，或通过有线或无线网络发送至护士中心。
全文摘要
本发明公开了一种输液监测仪及其监测方法，由重力传感器、数据采集单元、数据处理单元、终端设备和电源组成；将输液容器重量、容器内药液重量与附件重量之和等于药液起始重量Wo，用分析软件按输液容器规格自动判别容器内药液的重量WG；微处理器计算出输液速度、剩余液体需要输液的时间和输液容器内液位液量的动态变化数值，输液速度和输液容器内液位液量的动态变化数值超出相应输液速度和输液容器内液位液量的动态变化数值的临界报警点时，发出报警信号；输液参数全部数据通过显示器显示出来，也可以通过有线或无线网络发送至护士中心，医护人员能够实时监控输液过程的动态变化过程，真正解决医护人员和病人在输液时的各种不方便的问题。
文档编号A61M5/172GK102631727SQ20121007524
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者冯钧, 缪学明 申请人:缪学明