一种具有自动配药功能的儿童静脉留置针输液智能机器人

1.本实用新型属于医疗设备领域，尤其是涉及一种具有自动配药功能的儿童静脉留置针输液智能机器人。


背景技术：

2.目前国内儿童输液室基本采用临床护士人工配药，人工扎针，人工输液的传统模式，该模式下催生了以下几个问题：第一，医护人员长期大量接触某些药品会对他们身体健康带来一定威胁；第二，儿童配药往往需要精准控制药剂量，人工配药药量控制不精确，出错率高，容易增加医疗事故的风险；第三，从药品配置，到静脉注射中间往往会出现等待时间，有些药物会因等待时间过长影响药效；第四，儿童输液流速控制全凭经验，不合理输液配速肯能会给患儿带来不良反应。
3.目前市场上没有针对儿童输液全流程的产品，单一产品如自动配药装置只能解决单一环节的需求。无法从根本上改善目前输液室，尤其是儿童输液室现状。
4.如公开号为cn109394535a的中国专利文献公开了一种用于安瓿瓶的自动配药机器人包括：底座，自动开瓶装置，移液装置和溶媒夹持装置,自动开瓶装置，移液装置和溶媒夹持装置均设置于底座上；自动开瓶装置包括置物台，旋转药盘，切割机构和折断机构，置物台固定设在底座上，旋转药盘相对置物台转动设置，在旋转药盘上设有用于夹持安瓿瓶的多个夹持机构；夹持机构所夹持的安瓿瓶，在旋转药盘的转动方向上依次经过切割机构和折断机构，使得被夹持的安瓿瓶依次进行瓶颈切割和瓶头折断；溶媒夹持装置用于夹持固定溶媒袋，并将溶媒袋固定至旋转药盘的一侧；移液装置用于将被开启后的安瓿瓶中的药物转移至溶媒袋中。本发明结构紧凑，可以自动完成安瓿瓶的配药过程。
5.如公开号为cn210095745u的中国专利文献公开了一种自动扎针装置，包括支架，至少一个加压装置，扫描装置，夹持模块，自动出针装置，控制驱动模块和人机交互模块；各所述加压装置与所述控制驱动模块信号连接，所述加压装置包括加压环和加压软管，所述加压软管的一端与所述加压环连接，所述加压软管的另一端与所述支架连接；所述自动出针装置包括置针槽，针头夹紧装置和针头存储腔，所述针头夹紧装置设于所述置针槽内。本实用新型的自动扎针装置操作便捷，能有效提高扎针的成功率，减轻患者的痛苦。
6.上述专利均从一定程度上缓解了输液室的工作压力，但是，它们的应用场景过于单一，没有布局到输液全流程，因此所发挥的作用不能从根本上解决现存问题。同时，上述专利针是面向大众化的设计，但是儿童群体才是输液工作的痛点。传统钢针穿刺容易对血管壁造成损伤，留置针穿刺已成为发达国家儿童穿刺的主流，上述专利并没有针对留置针穿刺做专门设计。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种具有自动配药功能的儿童静脉留置针输液智能机器人，可以实现对儿童静脉留置针输液从自动配药，到留置针扎针，再到输液袋连接全流程自动化
的实现，为患儿提供智能化的输液服务。
8.一种具有自动配药功能的儿童静脉留置针输液智能机器人，包括安装台以及设置在安装台上的智能中控模块、智能配药模块、智能留置针穿刺模块和智能输液模块；所述的智能中控模块分别与智能配药模块、智能留置针穿刺模块和智能输液模块电连接；所述的智能配药模块用于完成输液药品配置；
9.所述的智能留置针穿刺模块用于完成留置针穿刺，具体包含：超声探头、近红外摄像头、压力传感器、静脉增压垫、第一机器臂和第一高清摄像头；所述的超声探头和近红外摄像头用于采集血管图像数据，所述的压力传感器用于识别手臂是否放置在合理位置，所述的静脉增压垫用于对手臂的静脉增压，所述的第一机器臂用于完成扎针、消毒和包扎；
10.所述的智能输液模块用于完成输液管与留置针的连接，具体包含：第二机器臂、静脉注射药物流速自动调节器、第二高清摄像头；所述的第二机器臂用于完成输液导管的固定安装以及母液袋的抓取；所述的第二高清摄像头用于检测输液导管状态是否合格；所述的静脉注射药物流速自动调节器设置在输液导管外侧，用于调节药物流速。
11.进一步地，所述的智能配药模块包含母液容器固定平台、多类型粉剂瓶安放平台、第三高清摄像头、注射器控制台和第三机械臂；
12.所述的母液容器固定平台通过下方的自动升降装置固定在安装台上；所述的多类型粉剂瓶安放平台通过主体支架固定在安装台上，多类型粉剂瓶安放平台上设有切割机构和折断机构；所述的注射器控制台上设有注射剂安装位，注射器控制台的下部设有升降架以及注射器控制装置，所述的注射器控制装置与智能中控模块连接。
13.进一步地，所述的安装台上划分为配药区域、留置针穿刺区域和输液区域，三个区域分别对应设置智能配药模块、智能留置针穿刺模块和智能输液模块。
14.进一步地，所述的智能留置针穿刺模块还包含机体消毒酒精喷头以及机体消毒药品存储箱。
15.进一步地，所述的安装台上还设有与智能中控模块电连接的其他功能模块，具体包含：嵌入式麦克风、嵌入式音响、触屏显示器、5g通信模块、电源装置、ccd扫描器、药品器械耗材存储箱、医疗废弃物回收箱。
16.进一步地，所述的智能中控模块通过并行接口连接有穿刺靶点智能分析系统、多模态图像静脉穿刺路径导航系统、药品配置智能控制系统、智能语音交互系统、深度学习图像处理系统、医疗废弃物智能处理系统、电机控制系统、异物及异常设备检查系统、输液流速检测控制系统、输液器械控制系统。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.1、本实用新型可以有效解决输液室配药、扎针、输液及医疗废料自动分类回收过程的自动化问题，可以有效避免因长期接触某些药品会对医务工作者身体健康带来的威胁。
19.2、本实用新型通过智能中控模块，可以针对每个患儿，制定个性化配药方案，精准控制每个药剂的用量，同时降低因操作失误带来的医疗事故风险。
20.3、本实用新型通过智能中控模块，可以根据药品特性以及患儿个体特征，调整最佳输液流速，降低因不合理输液配速肯能会给患儿带来不良反应。
21.4、本实用新型采用全自动化流程，使用过程中不需要医护人员参与，可以有效解
决临床护士，尤其是儿科护士普遍人力资源不足产生矛盾，有效缓解输液室压力。
22.5、本实用新型中穿刺靶点智能分析系统、多模态图像静脉穿刺路径导航系统等人工智能系统的引入，确保静脉留置针穿刺的成功率，可以有效缓解外周静脉穿刺失败引起的儿科护理纠纷，提高医院的服务质量和患儿及家长对医院的好感度.
23.6、本实用新型可以精确计算药品最佳注射时间，精准控制从药品配置，到静脉注射的时间，减少人工环境下因各个环节衔接不通畅对某些药物药效的影响。
附图说明
24.图1为本实用新型的整体结构示意图；
25.图2为本实用新型中智能中控模块的控制示意图；
26.图3为本实用新型中深度学习图像处理系统的网络模型图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
28.如图1所示，一种具有自动配药功能的儿童静脉留置针输液智能机器人，包括安装台18以及设置在安装台18上的智能中控模块11、智能配药模块、智能留置针穿刺模块和智能输液模块。智能中控模块11分别与智能配药模块、智能留置针穿刺模块和智能输液模块电连接。
29.本实用新型中，智能中控模块11集合智能配药、智能留置针扎针及智能输液三个功能的综合控制。无需医护人员参与，患儿家属仅需通过信息录入摄像头扫描静滴配药单上二维码，核对信息后按照语音提示将药品放在指定位置，该机器人开始自动配药，引导患者自助穿刺留置针，最后完成输液全流程服务。
30.安装台18上划分为配药区域、留置针穿刺区域和输液区域，三个区域分别对应设置智能配药模块、智能留置针穿刺模块和智能输液模块。
31.智能配药模块用于完成输液药品配置，包含母液容器固定平台34、多类型粉剂瓶安放平台32、第三高清摄像头38、注射器控制台33、第三机器臂37。母液容器固定平台34通过下方的自动升降装置固定在安装台18上，可以调节母液容器固定平台34位置，同时该平台可以上下左右全方位自动调节，方便母液容器穿刺操作。多类型粉剂瓶安放平台32通过主体支架31固定在安装台18上，多类型粉剂瓶安放平台32主要起到固定粉剂瓶以及粉剂瓶开封工作，多类型粉剂瓶安放平台具有自动调节功能，可满足巨大多数类型的粉剂瓶的安放工作，同时具备切割机构和折断机构，使得被夹持的安瓿瓶依次进行瓶颈切割和瓶头折断，螺旋形平台旋转功能加速粉剂瓶内药品的溶解。注射器控制台33上设有注射剂安装位，注射器控制台的下部设有升降架以及注射器控制装置，能够实现注射器药物注射抽取工作。
32.智能留置针穿刺模块用于完成留置针穿刺，具体包含：超声探头23、近红外摄像头24、压力传感器14、静脉增压垫13、第一高清摄像头28、第一机器臂29、机体消毒酒精喷头22以及机体消毒药品存储箱16。超声探头23和近红外摄像头24用于采集血管图像数据，通过穿刺靶点智能分析系统、多模态图像静脉穿刺路径导航系统、深度学习图像处理系统及电
机控制系统等诸多系统的配合，完成留置针的扎针。压力传感器14用于识别手臂是否放置在合理位置，静脉增压垫13用于对手臂的静脉增压，第一机器臂29用于完成扎针、消毒和包扎。
33.智能输液模块用于完成输液管与留置针的连接，具体包含：第二机器臂36、静脉注射药物流速自动调节器30、第二高清摄像头35；第二机器臂36用于完成输液导管的固定安装以及母液袋的抓取；第二高清摄像头35用于检测输液导管状态是否合格；静脉注射药物流速自动调节器30设置在输液导管外侧，可以根据药物性能及患儿体质调节药物流速。
34.安装台18上还设有与智能中控模块11电连接的其他功能模块，具体包含：嵌入式麦克风26、嵌入式音响25、触屏显示器27、5g通信模块17、电源装置15、ccd扫描器20、药品器械耗材存储箱19、医疗废弃物回收箱12。
35.安装台18在留置针穿刺区域设有留置针穿刺主体架21，本实施例中，机体消毒酒精喷头22、超声探头23、近红外摄像头24、嵌入式音响25、嵌入式麦克风26、触屏显示器27、第一高清摄像头28、第一机器臂29均安装在留置针穿刺主体架21上。
36.如图2所示，智能中控模块11通过并行接口连接有穿刺靶点智能分析系统1、多模态图像静脉穿刺路径导航系统2、药品配置智能控制系统3、智能语音交互系统4、深度学习图像处理系统5、医疗废弃物智能处理系统6、电机控制系统7、异物及异常设备检查系统8、输液流速检测控制系统9、输液器械控制系统10。智能中控模块11中涉及的上述系统均采用的现有技术，通过参数设置即可完成需要的控制。
37.机器人整体受智能中控模块11控制，智能中控模块11通过并行接口并行控制多组系统，5g通信模块17实现与外界信息的交互，实时更新患者药品信息及注意事项。
38.如图3所示，本实用新型中，深度学习图像处理系统5采用三种图源(近红外摄像成像图片，超声探头成像图像以及高清摄像头成像图像)的多模态图源组合分析模块模型。采用注意力机制和多核整合模块，综合分析图像。
39.下面介绍本实用新型使用的具体流程。
40.患者进入输液室后，将药品袋上条形码对准ccd扫描器20录入个人信息，智能中控模块11通过5g通信模块17与药房系统交互，通过嵌入式音响25发出指令指导患儿家属开启智能配药环节。嵌入式音响25发出指令指导患儿家属将相关药品放入指定位置(粉剂瓶放入多类型粉剂瓶安放平台32，母液放入母液容器固定平台34)。第三机器臂37自动抓取注射器放置在注射器控制台33，粉剂瓶放入多类型粉剂瓶安放平台32自动开启粉剂瓶配合注射器控制台33上的注射器完成药品混合，配药过程中第三高清摄像头38观察粉剂瓶内是否在注射器插入时带入的瓶塞碎屑及其他可能存在的杂质。最后第三机械臂37通过注射器将药品注入放置在母液容器固定平台34上的母液袋，配药结束。
41.患儿通过嵌入式音响25发出指令的引导，将手臂放入指定位置。压力传感器14与第一高清摄像头28判断患儿手臂及姿势是否标准，静脉增压垫13对静脉增压，近红外摄像头24与超声探头23实时采集血管状态图像，深度学习图像处理系统5分析图像信息，穿刺靶点智能分析系统1与多模态图像静脉穿刺路径导航系统2共同配合，协调第一机器臂29实现静脉留置针的扎针前消毒、扎针过程、扎针后包扎整体环节。同时，为了最大程度的模拟输液室真实状态，第一机器臂29抓取注射器往留置针内注射生理盐水，通过反馈信息判断留置针是否正确植入，最终实现留置针的扎针。
42.智能中控模块11控制第二机器臂36抓取母液袋、输液管，通过第二高清摄像头35观察输液管及母液袋是否处于正常状态，通过输液器械控制系统10完成对输液管、母液以及留置针的组装，包扎工作。
43.智能中控模块11控制第四机械臂39，结合医疗废弃物智能处理系统6对医疗废弃物进行智能分类处理，放入医疗废弃物回收箱12，最后机体消毒酒精喷头22对机器人进行消毒处理。至此完成了一次智能输液，留置针扎针，输液的全流程。
44.以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。