一种新型输液监控系统及其监控方法与流程

本发明涉及一种输液监控装置，具体涉及一种新型输液监控系统及其监控方法，属于医疗监控技术领域。

背景技术：

目前医院中使用的输液装置，在患者输液时需要家属陪同，陪同人员需要密切注意输液情况，不能离开，一旦疏忽，很容易造成回血或鼓针，造成医疗事故。现有技术中，有通过压力传感器和红外检测测量的方法监控输液情况，压力传感器测量方法，在输液瓶挂钩处加一个压力传感器，通过感知压力的大小的变化来测量是否仍有液体滴下。采用红外检测技术，在滴管处对输液速度进行测量，红外发光二极管发光后，光纤透过滴斗照射到红外光敏接收二极管，接收二极管将照射到它上面的光线变成电流信号进行输出。如果此时滴斗中有药液落下时，由于药液挡了一下光线，药液对光线具有吸收和散射的作用，这样就使光敏二极管接收到比较弱的光信号，来判断是否有液滴滴下。以上两种技术都有自己的优势，但存在一定的误差，如输液装置由于外界原因晃动，都存在对上述结果的误判断。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种新型输液监控系统及其监控方法，其目的在于：通过压力传感器、红外线传感器等多传感器技术的综合检测模块来减少误差，确保检测结果，继而触发报警信号。

本发明的技术解决方案：

一种新型输液监控系统，其特征在于：包括多个输液监控装置和管理设备模块，所述管理设备模块与输液监控装置通过云端连接，连接方式为4g网络或者wifi，所述输液监控装置位于各个病房床位，用于监控各个床位的输液情况；所述管理设备模块位于护理站，用来接收输液监控装置传输的病人信息。

所述输液监控装置包括单片机、柱子、压力传感器、红外线模块、电磁阀、温度感应器、心率计、红外检测杆和报警模块，所述单片机为stm32单片机，所述单片机分别与压力传感器、红外线模块、电磁阀、温度感应器、心率计、红外检测杆和报警模块连接，所述单片机上设置有无线模块，所述无线模块为移动无线通信模块或wifi通信模块，单片机通过无线模块与管理设备模块通信，所述吊水瓶挂在柱子挂钩上，所述压力传感器放置在吊水瓶上方挂钩处，所述红外线装置由2个红外发光二极管组成，分别为发射端和接收端，固定于滴斗两侧，所述红外检测杆放置在吊水瓶两侧，所述温度感应器为温度贴片，贴在病人手背上，所述心率计绑在身体上，所述报警系统模块包括蜂鸣器和指示灯，所述指示灯包括红黄绿三色信号灯。

一种新型输液监控方法，其特征在于：

通过压力传感器监控药液变化情况以及剩余药液重量，发生触发信号一和触发信号二；

通过红外线模块监控药液滴落以及剩余药液高度，发生触发信号三和触发信号四；

通过温度贴片装置监控手背表面温度变化，发生触发信号五。

通过心率计来监控人体心率数据，发生触发信号六；

根据压力传感器、红外线模块、温度贴片装置和心率计监控情况进行报警。

优选地，当触发信号二和触发信号四发生时，报警信号发出，进行预报警，绿灯亮；当触发信号一、触发信号三都发生时或者触发信号六时，发出紧急报警信号，红灯亮，蜂鸣器响，电磁阀关闭；当仅仅触发信号四时，发出突发情况报警信号，黄灯亮。

优选地，当压力传感器的压力在规定时间内不再发生变化时，产生触发信号一，当压力传感器感应到药瓶内药液质量在15g~20g时，产生触发信号二。

优选地，光纤透过滴斗照射到红外光敏接收二极管，接收二极管将照射到它上面的光线变成电流信号进行输出，如果此时滴斗中有药液落下时，由于药液挡了一下光线，药液对光线具有吸收和散射的作用，这样就使光敏二极管接收到比较弱的光信号，来判断是否有液滴滴下，当光信号发生明显变化时触发信号三；在吊水瓶旁制作一个电动轨道，将其固定在柱子处，由电轨控制红外检测杆摆放高度，根据要求设置预报警时所需的预警高度，当液面低于预警高度，则红外监测杆上的电平信号发生变化，此时触发信号四。

优选地，当手背鼓包时，手背会发热导致鼓包与正常状况下有温度差，温度传感器由此发生温度变化时触发信号五。

优选地，设置心率正常值和异常状态值，心率计检测到心率波动超过正常值时且达到异常状态值时，则产生触发信号六。

优选地，所述管理设备模块包括手机app和终端，所述手机app用来接收终端设备传输的病人信息，所述终端设备即为智能输液监控系统，所述智能输液监控系统包括病人信息以及参数显示，所述病人信息包括姓名、年龄、床位号、药液名称，所述参数显示的为药液质量、滴速、限速、手背温度、用时、心率值以及温度图和心率图。

优选地，所述电磁阀由吸盘式电磁铁构成，单片机发送指令信号通过继电器控制吸盘式电磁铁使得调节器阀门关闭，使输液速度到最小，所述电磁阀还可根据需要或突发情况将电源直接关闭，切换为手动调节。

优选地，通过压力传感器实现滴液剩余时间的控制，设置三个参数，第一个参数是药液质量m，第二、三个参数分别是距离点滴输完前的时间t0、t1（t0>t1）。t0发出初级报警，t1时发出紧急报警，并同时启动滴速减缓机制。

通过压力传感器能够测出第一秒药液减少的质量δm、第二秒药液减少的质量δm······第n秒药液减少的质量δm；再通过软件计算出：

一秒后剩余时间t1=（m—δm）/δm；

一秒后剩余药液质量m=m—δm；

二秒后剩余时间t2=（m—δm）/δm；

二秒后剩余药液质量m=m—δm；

n秒后剩余时间tn=（m-—δm）/δm；

其中每次都重新计算剩余时间能根据滴液速度实时显示剩余时间。并且为保证精确度，系统每隔1分钟测一次，重新进行计算点滴输完所需总时间t，取其平均值。

通过滴液剩余时间的控制实现对时间提醒的设定，方便医护人员根据现实情况调控时间，实现及时报警功能。

本发明的有益效果：

本发明通过压力传感器监控药液变化情况以及剩余药液重量，通过红外线模块监控药液滴落以及剩余药液高度，通过温度贴片装置监控手背表面温度变化，通过心率计来监控人体心率数据，根据压力传感器、红外线模块、温度贴片装置和心率计监控情况进行报警，而且，本发明通过压力传感器来监控剩余药液质量和剩余时间，方便医护人员根据现实情况调控时间，实现及时报警功能。

附图说明

图1：本发明装置结构示意图。

图2:单片机和输液监控装置系统框架图。

图3：总系统框图

图4：终端labview工作界面图

图5：输液监控装置电路总图。

其中：1柱子、2吊水瓶、3红外线装置、4压力传感器、5单片机、6电磁阀、7报警模块、8红外监测杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步描述：

如图1至5所示，一种新型输液监控系统，包括多个输液监控装置、报警系统模块和管理设备模块，所述管理设备模块分别与输液监控装置、报警系统模块连接，根据输液监控系统装置监控情况给报警系统模块发出报警信号，所述输液监控装置与管理设备模块连接，给报警系统模块发出报警信号；所述输液监控装置位于各个病房床位，用于监控各个床位的输液情况，所述报警系统模块分别置于病房和护士站，所述报警系统模块包括蜂鸣器和指示灯，所述指示灯包括红黄绿三色信号灯。

所述输液监控装置包括单片机5、柱子1、压力传感器4、红外线装置3、电磁阀6、温度感应器、心率计和红外检测杆，所述单片机5为stm32单片机，单片机5分别与压力传感器、红外线模块、电磁阀、温度感应器、心率计和红外检测杆连接，所述单片机5上设置有无线模块，所述无线模块为移动无线通信模块或wifi通信模块，单片机5通过无线模块与管理设备模块通信，所述吊水瓶2挂在柱子挂钩上，所述压力传感器4放置在吊水瓶上方挂钩处，所述红外线装置由2个红外发光二极管组成，分别为发射端和接收端，固定于滴斗两侧，所述红外检测杆放置在吊水瓶两侧，所述温度感应器为温度贴片，贴在病人手背上，所述心率计绑在身体上。

一种新型输液监控方法，通过压力传感器4监控药液变化情况以及剩余药液重量，发生触发信号一和触发信号二；通过红外线装置3和红外检测杆8监控药液滴落以及剩余药液高度，发生触发信号三和触发信号四；通过温度感应器监控手背表面温度变化，发生触发信号五，通过心率计来监控人体心率数据，发生触发信号六；根据压力传感器4、红外线装置3、红外检测杆8、温度感应器和心率计监控情况进行报警。

当触发信号二和触发信号四发生时，报警信号发出，进行预报警，绿灯亮；当触发信号一、触发信号三都发生时或者触发信号六时，发出紧急报警信号，红灯亮，蜂鸣器响，电磁阀6关闭；当仅仅触发信号四时，发出突发情况报警信号，黄灯亮；在触发信号一、触发信号三同时发生时或触发信号六发生时，电磁阀6关闭。

优选地，当压力传感器4的压力在规定时间内不再发生变化时，产生触发信号一，当压力传感器4感应到药瓶内药液质量在15g~20g时，产生触发信号二。

优选地，所述红外线装置3由2个红外发光二极管组成，分别为发射端和接收端，固定于滴斗两侧，光纤透过滴斗照射到红外光敏接收二极管，接收二极管将照射到它上面的光线变成电流信号进行输出，如果此时滴斗中有药液落下时，由于药液挡了一下光线，药液对光线具有吸收和散射的作用，这样就使光敏二极管接收到比较弱的光信号，来判断是否有液滴滴下，当光信号发生明显变化时触发信号三；所述红外检测杆8放置在吊水瓶2两侧，在吊水瓶2旁制作一个电动轨道，将其固定在柱子1处，根据要求设置预报警时所需的预警高度，由电轨控制红外检测杆8摆放高度，来进行液面实时监控，当液面低于红外部分，则红外监测杆8上的电平信号发生变化，此时触发信号四。

优选地，所述温度感应器即为温度贴片，贴在病人手背上，当手背鼓包时，手背会发热导致鼓包与正常状况下有温度差，温度传感器由此发生温度变化时触发信号五。

优选地，所述心率计绑在身体上，设置心率正常值和异常状态值，心率计检测到心率波动超过正常值时且达到异常状态值时，则产生触发信号六。

优选地，所述管理设备模块包括手机app和终端设备，所述终端设备即为智能输液监控系统，为基于labview的应用界面，包括病人信息以及参数显示，所述病人信息包括姓名、年龄、床位号、药液名称，所述参数显示的为药液质量、滴速、限速、手背温度、用时、心率值以及温度图和心率图。

优选地，所述电磁阀6由吸盘式电磁铁构成，单片机5发送指令信号，通过继电器控制吸盘式电磁铁使得调节器阀门关闭，使输液速度到最小，所述电磁阀6还可根据需要或突发情况将电源直接关闭，切换为手动调节。

优选地，通过压力传感器4实现滴液剩余时间的控制，设置三个参数，第一个参数是药液质量m，第二、三个参数分别是距离点滴输完前的时间t0、t1（t0>t1）。t0发出初级报警，t1时发出紧急报警，并同时启动滴速减缓机制。

通过压力传感器4能够测出第一秒药液减少的质量δm、第二秒药液减少的质量δm······第n秒药液减少的质量δm；再通过软件计算出：

一秒后剩余时间t1=（m—δm）/δm；

一秒后剩余药液质量m=m—δm；

二秒后剩余时间t2=（m—δm）/δm；

二秒后剩余药液质量m=m—δm；

n秒后剩余时间tn=（m-—δm）/δm；

其中每次都重新计算剩余时间能根据滴液速度实时显示剩余时间。并且为保证精确度，系统每隔1分钟测一次，重新进行计算点滴输完所需总时间t，取其平均值。

通过滴液剩余时间的控制实现对时间提醒的设定，方便医护人员根据现实情况调控时间，实现及时报警功能。

所述报警模块7为新型输液监控装置的设计中最重要的一环，它是由mic录音电路、w29c040存储器、dac放音电路、扬声器组成。所述的从单片机6是由单片机1、单片机2.....单片机n组成，它们负责监控输液情况，并将警报信号发送到服务器，终端设备可以访问服务器的信息产生相应指令，但要注意的是每个从单片机6发送的警报信号不同，若有n个单片机其警报信号就有n位，而此n位信号中无论哪一个吊针挂完哪一位就置一，其余置零，这样就能根据报警信号知道是哪一个单片机，从而得知是哪一号病床。mic录音电路、w29c040存储器、dac放音电路、扬声器组成所述的mic录音电路由mic转换电路和放大电路组成，语音信号经过mic转换成电信号，经过隔直电容隔掉直流成分，然后再输入放大电路中。放大电路中含有有自动增益控制电路agc能随时跟踪、监视前置放大器输出的音频信号电平。当输入电平信号减小时，agc电路自动增大放大器的增益，当输入信号增大时，前置放大器agc自动减少放大器的增益，以便输入a/d的信号保持在最佳电平。放大电路中也包含a/d转换器对输入语音信号进行采样，根据抽样定理选用8khz的抽样频率，并按照凌阳音频格式进行编码，每秒将占用16k的储存空间。为了增加储存时间，系统扩展一块外部储存器w29c040来进行扩展容量和空间。它来储存经过处理的语音数据，这样便实现了录音存储功能。所述mic可以理解为随声压变化的电阻，mic的1、2引脚之间的电压差随声音的大小和频率变化。然后这个具有直流分量的两个信经过两个电容就加到061a的micp和micn两个引脚，经过061a的自动增益放大后送入ad转换器，生成数字量的音频电压值。

所述温度贴片装置为温度感应器，所述温度贴片装置具有超薄的特征，佩戴者不会感觉到不舒服。鼓包是由于针从血管内跑出来了，溶液进入组织引起的，导致水肿。这个时候水肿地带范围内会有一些发热，是皮下组织接触异物产生的非特异性炎症反应，因此也就会造成正常输液与鼓包情况下前后的手背表面温度差异，用贴片装置就可以监测皮肤因血液流动变化造成的温度的微小变化，将其信号传送给报警模块，触发信号四，引起黄灯亮。这样也就避免不及时处理创口而导致更加严重的炎症情况，并且使报警机制更加完善。

所述心率计装置，以心率表的样式，将其绑在病人的手腕上，通过其内置传感器将心率数据记录下来，并自动将数据同步到上位机中。这样护士站可以实时监控病人的生理情况。倘若其心电图上的心率数值超过正常值或者达到了异常情况数值（例如对所用药过敏，酒后使用了头孢所产生的心率异常等情况），则将信号发送给单片机，并促使报警系统报警，并将信号发送给电磁阀，将调节器关闭，从而停止输液。

综上，本发明达到预期目的，并提高了数据的准确性。