实施数字化输液监护报警的方法

专利名称：实施数字化输液监护报警的方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗技术领域，尤其涉及一种利用传感器技术和计算机软件技术 相配合、通过网络在线监护整个输液病人的方法。
背景技术：
在信息化、数字化医疗社会快速发展的今天，现代医疗行业中缺少一项数字化输 液报警与监护系统。现有的输液报警装置中大部分只是一种简单的通讯工具，病人输液完 毕后由病人按动床旁的呼叫按钮来通知护士，输液的整个过程绝大部分必须由病人自己或 病人家属来监控。病人在输液过程中每隔一段时间要观察输液瓶的残留液体量，以防止液 体滴完后造成血液回流，这样使病人在输液时不能得到真正意义上的休息，费时又劳神；有 些输液报警装置必须将检测设备安装在输液管路上，或将输液管路卡在检测设备上，实施 起来非常麻烦，实际工作中反而降低了护士的工作效率；病人在输液过程中出现输液问题 传统的方法是依靠病人呼叫或护士巡回观察，护士工作量很大且效率不高；护士在调节液 体滴速的时候只能依靠目测滴数，而没有科学的数字显示；在输液过程中病人只能盲目的 等待，不知道还需要多长时间输完液体。

发明内容
本发明的目的在于实施一种数字化输液监护报警系统的方法。为了让病人在输 液时得到真正的休息提供一种全自动数字化在线监护与报警系统，对液体是否滴完、滴速 过快、过慢、停止进行监控，实时有效掌握输液速度和输液所需要的剩余时间，护士在线直 接观察每个病人的输液全过程，发生报警时软件提醒并显示发生报警病人的座位号码，通 知护士前去服务；另一方面系统通过输液支架上的显示器同时显示报警信息并发出报警声 音，提醒病人输液即将完毕。本发明是这样实现的一种实施数字化输液监护报警系统的方法的步骤如下步骤SOl是压力/拉力传感器接收到输液瓶重量的变化后产生模拟信号，模拟信 号通过线路传输到中央控制系统中。步骤S02是中央控制系统将模拟信号转换为数字信号，内部传输到微机处理器 上；微机处理器(与计算机软件同步)计算出输液滴速与输液完毕还需要的剩余时间显示 在触摸模式显示器上；微机处理器包括51系列、ARM系列或其它系列可编程单片机或芯片； 当采用ARM系列或更高级别的能处理多媒体信息的微处理器时，中央控制系统可提供病人 在线观看影视、或由护士工作站计算机提供视频等多媒体信息给输液病人；中央控制系统 可外接摄像头和麦克风，实现护士与病人的可视化通话；护士也通过摄像头在线观察病人 输液时候的活动情况或直接观察实际的输液瓶情况；微机处理器和计算机同时计算出输液 滴速与输液完毕还需要的剩余时间并显示在触摸模式显示器上。步骤S03是微机处理器通过中央控制系统同时将经过处理的信号通过以太网络 或CAN总线传输到终端计算机中。
步骤S04是终端计算机中的软件在软件模块内模拟出模拟输液瓶，根据信号利用 动态输液瓶图形或动态三维输液瓶模型模拟出相对应的输液瓶内的动态的液面高度及液 体剩余容量；以便护士在线对每位病人的输液瓶内液面高度进行查看，并对输液过程中需 要单独提醒的病人进行特殊报警设置。终端计算机中的软件内设置了与每个病人相对应 的模块，每个模块内主要有输液瓶模拟功能、动态输液曲线演示功能、报警参数在线设置功 能；在模块内的软件模拟出与实际输液瓶相对应的模拟输液瓶，通过传感器数据实时更新， 模拟输液瓶根据传输到软件的重量信号动态显示出与实际输液瓶内相同或百分比相同的 液体剩余容量及液面高度，护士通过观察计算机中所有模块内模拟输液瓶的剩余容量来掌 握所有病人实际输液瓶内的剩余容量，达到在线监控病人输液瓶内剩余容量的效果。步骤S05是软件中每个模拟输液瓶内设置有报警线，可上下移动模拟输液瓶中的 报警线，按要求对容量进行设置报警限值。软件本身在软件内部也实时监控计算机里所有 模拟输液瓶内的液体剩余容量及液面高度，当剩余容量的液面高度低于报警设置线时软件 立刻报警，并语音提示值班护士前去为相应的病人服务。步骤S06是软件根据信号采用X-Y坐标图谱实时显示出相应输液瓶的容量/速度 /时间/关系以便于护士在线分析每位病人的输液全过程，其动态图谱显示在计算机软件 上的同时也通过网络显示在中央控制系统的显示器上。控制软件里每个模块内的动态输液 曲线图，以时间和重量形成二维坐标，传感器和微机处理器发送到控制软件的数据在此坐 标上形成每个点，将每个点通过曲线连接起来便形成一个动态输液过程的曲线分布图。步骤S07是软件与医院现有的HIS(Hospital Information System医院信息系 统)相联网，所有的病人信息通过护士刷卡读取病人医疗卡和HIS内信息获得，并显示在中 央控制系统的显示器上；中央控制系统的显示器显示病人姓名、年龄、性别、输液药物名称 等，方便护士核对病人正确的输液信息；病人的输液信息通过医院信息系统与其它科室或 医院共享，并将详细的输液资料(包括病人基本信息、操作护士姓名、输液药物名称、输液 的详细始末时间、输液药品的输注顺序、输液过程中输液曲线的变化、报警信息、软件提示 信息、有无药物配伍禁忌发生等)保存在计算机里，供日后备用。病人输液资料通过网络显 示在触摸式显示器上，方便病人对号入座。步骤S08是软件数据库内安装了输液/注射药物配伍禁忌数据库，当输液药物被 输入软件的时候，软件根据药物配伍禁忌数据库自动比对药物之间是否存在配伍不当。当 输液药物名称被输入软件的时候，软件根据药物配伍禁忌数据库自动比对来防止输液药物 之间发生药物反应。若几种不当药物在一起输液，违反输液配伍规则，计算机自动提示护士 是否继续输液；若护士继续输液，该提醒信息将与输液信息一起被保存在计算机里。该数据 库可通过因特网连接到供应商终端进行在线升级。步骤S09是软件内程序自动计算出报警限值，确保病人输液即将完毕时计算机自 动报警通知护士并显示报警信息在中央控制系统的显示器上。软件内程序设置了自动报警 监控功能，若由于护士误操作报警设置线，软件将根据运行程序自动计算出报警限值。本发明相比现有技术的积极效果在于1、实时在线、方便准确、直观可靠。护士在办公室可以通过计算机软件上的模拟输 液瓶或其它模拟图形直接观察到每个正在输液病人的输液量的多少，可以一个护士同时监 护所有正在输液的病人，在输液快完毕时本系统自动蜂鸣，语音提示病人输液即将完毕，护士工作站计算机软件自动显示报警病人座位号码并通知护士台其他护士前去为病人服务， 无需患者呼叫。2、触摸式显示器上显示病人的输液信息，包括姓名、病种、输液药物名称等，方便 病人对号入座，方便护士输液前对病人进行正确的输液核查工作。3、输液过程中实时设置/显示输液的速度和剩余时间(即还需要多长时间输液完 毕)，方便护士和病人掌握输液进度和时间安排。4、内置可升级的输液药物配伍禁忌管理数据库，帮助医生/护士及时发现输液药 物配伍禁忌，防止重大医疗事故的发生。5、在线动态输液曲线，帮助医生/护士更好的为需要滴速控制的病人进行滴速调 节或进行输液过程分析。6、计算机软件在线监控并记录每位病人的输液资料。7、为病人在输液过程中提供多元化的娱乐和信息服务。


图1为本发明流程示意图。图2为本发明数字化输液监护与报警网络系统图。图3为本发明内部传感器接口电路图。图4为本发明内部基准电压源电路图。图5为本发明内部信号放大器电路图。图6为本发明内部信号转换器电路图。图7为本发明采用51系列微处理器电路图。图8为本发明内部JACK接口电路图。图9为本发明内部复位按钮电路图。图10为本发明内部震荡电路图。图11为本发明内部电感电路图。图12为本发明触摸式液晶屏幕电路图。图13为本发明内部CAN转换器接口电路图。图14为本发明内部接线端口电路图。图15为本发明内部RS232通讯接口电路图。图16为本发明内部接地电路图。图17为本发明内部报警器电路图。图18为本发明内部报警灯电路图。图19为本发明内部两路继电器输出电路图。图20为本发明内部一路光隔输入电路图。图21为本发明内部15针串口电路图。图22为本发明内部3. 3V电源电路图。图23为本发明12V电源电路图。图24为本发明内部5V电源电路图。图25为本发明电源指示灯电路图。
图26为本发明电源接口电路图。图27为本发明采用ARM系列微处理器U3-1A电路图。图28为本发明采用ARM系列微处理器U3-1B电路图。图29为本发明采用ARM系列微处理器U3-1C电路图。
具体实施例方式如图1所示为本发明的流程示意图。传感器接收到液体瓶重量的变化后产生模拟 信号，模拟信号通过线路传输到中央控制系统中SOl。中央控制系统将模拟信号转换成数字 信号并由微处理器计算出输液滴速与输液完毕还需要的剩余时间显示在触摸模式显示器 上S02。中央控制系统同时通过CAN总线或以太网络传输到终端计算机中S03。终端计算 机中的软件内设置了与每个病人相对应的模块，模块里设置有模拟的输液瓶，每个模拟输 液瓶根据信号动态模拟出与实际输液瓶内相同的液体剩余容量及液面高度，以便于护士在 线监控所有输液病人的液体剩余量S04。软件中每个模拟输液瓶内设置有报警线，可移动报 警线来设置报警限值以便护士对特殊病人液体进行特殊设置S05。软件根据信号采用X-Y 坐标图谱显示出相应输液瓶的容量/速度/时间/关系以便于护士在线分析每位病人的输 液全过程S06，其图谱通过网络显示在触摸式显示器上。软件通过护士记录病人信息刷卡将 病人简单资料通过网络显示在触摸式显示器上S07，方便病人对号入座。软件内输液药物配 伍禁忌管理数据库自动识别有无输液药品配伍禁忌的发生S08，运行程序自动计算出报警 限值，病人输液即将完毕时计算机报警通知护士 S09并显示报警在触摸式显示器上。如图2所示为本发明数字化输液监护与报警网络系统图。固定在输液支架上的 药量检测压力传感器2，通过模拟信号传输线B与中央控制系统1内的微机处理器7相连 接；微机处理器7通过内部线路分别与触摸式液晶显示器6和蜂鸣器8相连接；通过报警 /通讯信号传输线A与CAN/USB转换器4相连接，CAN/USB转换器通过线路与终端计算机 及控制软件3相连接。中央控制系统1上的电源线C、D与稳压电源箱5相连接。其中，药 液检测压力传感器1型号为TM-TH5，可由专业的传感器生产厂家购买；CAN/USB转换器型 号为CAN/USB-1 ；蜂鸣器3为普通压电式蜂鸣器，型号为HYT-3015B ；触摸式液晶屏型号为 YM320240C，可由专业显示器市场购得。如图3-6所示，为本发明的传感器2接口电路图、基准电压源电路图、信号放大器 电路图、信号转换器电路图。其中传感器接口由接线端子JPl和电容C13组成，其中接线端 子JPl与外部传感器相连接。基准电压源由芯片U6，电容C61，电阻R61组成，其中U6为基 准电源，型号为LM185-1. 2。信号放大器由芯片U1，电容C11、C12，电阻RlA组成，其中芯片 Ul为信号放大器，型号为AD623。信号转换器由芯片U3，电容C31、C32，电阻R31、R32组成， 其中芯片U3为18位高分辨率转换器，型号为MCP3421。由图3-6共同构成中央控制系统1内部的信号转换和放大器电路。接线端子JPl 与药液检测压力传感器2相连接，其中端子JPl中1、4脚为传感器提供5V电源，2、3脚输 入药液压力检测传感器模拟信号IN+、IN-，2、3脚与Ul中的引脚3、2相连接；Ul中的引脚 6与U3中的引脚1相连接；U3中的引脚3 (SCL)和引脚4(SDA)分别与型号为C8051F047的 可编程单片机里引脚48、49相连接。电阻R61、电容C61与芯片U6 一起构成外围电路，通过 U6中的引脚8与Ul中的引脚5相连，为芯片Ul提供1. 25V基准电压。电阻R61与电源模
7块中的5V电源相连接。如图7所示的采用51系列微处理器电路图，由可编程单片机U8构成。型号为 C8051F047，它内部主要包括了一个高速微控制器内核(运行速度达25兆/秒指令)，一个 大容量存储器(32K Fla sh，用于储存运行程序)和一个片内JTAGT调试和边界扫描(提供 全速、非侵入式的在片/在系统调试功能，支持断点、单步、观察点、监视器功能，可以观察/ 修改存储器和寄存器)，外部同时连有一个CAN局域网控制器(用于连接CAN总线，图7中 引脚1、2)。图8所示的JACK接口电路图，由接线端子JATG和电阻Rll组成。为可编程单 片机U8下载程序用的编程接口。图9所示的复位按钮电路图，由按钮键Si，电容C81、C82， 电阻R9、R10组成。其中Sl型号为SW-PB。图10所示的震荡电路图，由晶振Y1，电容C83、 C84组成。其中Yl型号为22. 1184M。图11所示的内部电感电路图，由电感Ll组成，Ll为 IOuH电感。由图7-11共同构成中央控制系统1内的信号内部传输与计算处理电路。JACK接口 中的引脚4 (TCK)、引脚5 (TMS)、引脚6 (TDO)、引脚7 (TDI)分别与可编程单片机C8051F047 的引脚59、引脚58、引脚61、引脚60相连接；复位按钮上的电阻RlO(RST)与可编程单片机 C8051F047的引脚62相连接；震荡电路上的XTALl和XTAL2分别与可编程单片机C8051F047 的引脚17、引脚18相连接；电感Ll中的AGND与可编程单片机C8051F047的引脚4和5相 连接，为单片机提供抗干扰电源。如图12所示的中央控制系统1内的触摸式液晶屏幕电路图，由接线端子JP2、电 阻RY1、R17构成。接线端子JP2与外用触摸式大液晶屏相连接，触摸式大液晶屏型号为 YM320240C，可由电子市场购得；端子JP2中引脚4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14分别与图7 中可编程单片机C8051F047的引脚32、31、30、29、28、27、26、23、22、21、20相连接，引脚19、 20、21、22分别与可编程单片机C8051F047的引脚53、50、51、52相连接。RYl为可调电阻，主 要用于调节触摸式液晶屏的背光亮度。所有的输液操作均由触摸式液晶显示器触摸实现， 所有的输液参数也由触摸式液晶显示器动态显示。如图13所示的内部CAN转换器接口电路图，由芯片U10，电阻R12组成。其中芯 片UlO型号为CTM105。图14所示内部JP5接线端口电路图为九针RS232接线端口。图15 所示内部RS232通讯接口电路图，由芯片U11，电容C25、C26、C27、C28组成。其中芯片Ull 型号为MAX232。图16所示的接地电路图，由电容C30，电阻R16组成。由图12-16共同构成中央控制系统1内的界面操作与信号网络通讯模块电路。接 线端子JP5为CAN总线和RS232串口的接口，JP5中引脚7、2、6分别和芯片UlO的引脚6、 7,8相连接；引脚8、9分别与芯片Ull的引脚13、14相连接；引脚6为收发器地线端，引脚 5为屏蔽线地线端；芯片UlO引脚3、4分别与可编程单片机C8051F047的引脚2、1相连接； 芯片Ull的引脚11,12分别与可编程单片机C8051F047的引脚55,54相连接；芯片U12中 JP2端子内4 14引脚、19 22引脚分别与芯片U8内20 32引脚、50 53引脚相连 接。图17，图18共同构成中央控制系统1内报警模块电路。图17是内部报警器电路 图，由三极管Q1、电阻R13、R14、R18，播音器Bl组成。图18是内部报警灯电路图，由红色 LED2灯，电阻R15组成。其中三极管Ql的型号为9012，用于驱动播音器Bi。电阻R13与 R18分别与电源模块的5V电源相连接，R14与可编程单片机C8051F047的引脚43相连接，R15与芯片U8可编程单片机C8051F047的引脚42相连接。图19是内部两路继电器输出电路图，由芯片U5A、U5B、U7，电阻JR1、JR2、JR3、JR4， 继电器JDQ1、JDQ2组成；其中芯片U5A与TOB的型号均为TPL521-2，U7型号为ULN2003。 图20是内部一路光隔输入电路图，由芯片U9A电阻JR5-JR6组成，也可是四路光隔(图中 未示出)，其组成由芯片U9B、U9C、U9D和电阻JR7-JR12组成；其结构与U9A相同。其中芯 片U9A、U9B、U9C、U9D的型号均为TPL521-4。图21是内部JP4为15针的串口电路图，型号 为 DB15。由图19-21共同构成中央控制系统1内输入/输出模块电路。芯片U5A通过线 路(0UTPUT1)与可编程单片机C8051F047的引脚38相连接，U5B通过线路(0UTPUT2)与可 编程单片机C8051F047的引脚37相连接。主要用于报警信号的输出。芯片U9A、U9B、U9C、 U9D分别通过线路INP1、INP2、INP3、INP4和接线端子JP4的引脚5、6、7、8相连接，通过线 路 INPUTU INPUT2、INPUT3、INPUT4 与可编程单片机 C8051F047 的引脚 33、34、35、36 相连 接。主要用于外接设备，如键盘等，作为触摸式显示器的选备件。由图22-26共同构成中央控制系统1内电源模块电路。其中图22是由电容 C121-C125，电感L2、L3，接线端子JP3组成的3. 3V电源电路图；图23是由电源接口 Header2，电容C21-24组成的12V电源电路图；图24是由电容C41-49，电阻R41-43组成的 5V电源电路图；图25由LEDl与电阻R8组成的电源指示灯电路图；图26由电源接头Header 3组成电源接口电路图。3. 3V电源主要为触摸式显示器提供3. 3V背光电源。12V外部电源 通过一系列转化，变为内部稳定的5V电源，为单片机及其它电路提供稳定的电源支持。由图3-26的电路原理结合图1可知。安装在药量压力检测传感器2的R端的输 液瓶挂钩受到输液瓶的重力作用，固定在输液支架接口 N端的药量压力检测传感器2内部 电桥受到外力作用，导致电桥内部电压不平衡，产生微弱电压差，这种微弱电压差形成模拟 信号(IN+，IN-)，并通过模拟信号传输线B传输到中央控制系统1内的微机处理器7内部 的AD采样模块。在AD采样模块内，模拟信号(IN+，IN_)被芯片Ul (AD623)放大处理，然后 在芯片U3(MCP3421)内被转化为数字信号，并传输到U8 (可编程单片机C8051F047)里。U8 根据接收到信号经过一系列运算处理得出当前输液瓶内的容量，并根据单位时间内输液瓶 重量的变化计算出药液滴速及输完液体所需要的大概时间。U8 —方面将药液当前剩余容 量、当前滴速、输完液体所需要的剩余时间通过线路实时传输到触摸式显示器6上，另一方 面将当前药液重量及当前滴速等数据实时传输到中央控制系统1内的通讯模块里。在中央 控制系统1的通讯模块里，U8传输过来的信号被转化为CAN接收信号，通过CAN网络传输 到CAN/USB转换器4上。在CAN/USB转换器4内，CAN接收信号被转换为USB接收信号，通 过USB接口直接与终端计算机内的控制软件3相连接。在实际工作中，为了使传感器2接收的模拟信号输出更少受到外界干扰，往往采 用数字式传感器，数字式传感器本身内部带有AD转换器U3，传感器2在接收到输液瓶重量 的变化后将模拟信号直接在内部转化为数字信号后输入至中央控制系统1内的微机处理 器U8里。联网的CAN网络具有传输速度快，组网稳定等优点；当中央控制系统1内的通讯 模块中改装以太网信号转换器，也可以实现用以太网直接与终端计算机内控制软件3相连 接。安装有控制软件3的终端计算机被安放在护士办公室的护士工作站里。控制软件3的实质为输液管理与监护报警控制软件，软件内设置了与每个病人相对应的模块，每个模块 内主要有输液瓶模拟功能、动态曲线演示功能、报警参数在线设置功能及其它辅助功能。当 计算机USB接口接收到可编程单片机U8发送过来的数据包传输到控制软件3的时候，软件 里模块内的模拟输液瓶将根据传输过来的重量、速度等数据自动模拟出输液瓶内的液体剩 余容量及液面高度和滴速，从而实现了通过护士在线观察每个模块内的模拟输液瓶达到在 线监护每位输液病人的目的；以时间为横坐标，容量为纵坐标组成一个二维图谱，软件3接 收到的每个数据包便会在此图谱上形成每个数据点，将每个数据点用曲线相连接，便形成 了一个动态输液曲线图谱。当输液病人患有严重的心脏病或高血压等其它需要对输液病人 进行滴速控制和分析的，医护人员可通过此图谱实时在线分析病人的输液情况。在每个模 块内的模拟输液瓶与动态输液曲线图上，都带有输液报警容量设置线，上下拉动此设置线 可以调节输液瓶内容量的报警限值。当输液即将结束，模拟输液瓶内的液面高度低于输液 报警容量设置线的时候，模拟输液瓶内液体高度将显示为红色，报警信号一方面通过计算 机发出提示声音通知护士为相应的病人前去服务，另一方面通过CAN网络将报警信号传输 到可编程单片机U8上，通过U8将信号传输到蜂鸣器8上，蜂鸣器8发出提示音提示病人输 液即将结束。输液报警容量设置线可以单独对某个病人在线设置，也可以对所有病人群体 在线设置，从而达到了在线设置输液报警的功能。在控制软件3内，为了防止护士对输液报 警容量设置线误操作，软件内部还安装有特殊的报警程序，当护士对输液报警容量设置线 由于误操作没有发生报警，软件程序将根据CAN网络传输过来的数据进行分析，自动计算 并启动报警通知护士与病人。控制软件3还可以对滴速进行报警设置，当滴速超过或低于 护士设定的范围将提示护士，这对患有严重的心脏病/高血压或输入液体为特殊物质等其 它需要对输液过程进行滴速控制的病人来说非常重要。控制软件3还具有以下功能1、通过CAN/以太网络对每个中央处理系统的输液过 程进行自动控制和实时显示，巡回监测输液过程中的输液速度和输液剩余时间等参数；2、 与上位机交换数据信息，向微机控制器10中的可编程单片机U8发布指令和信息。所有输 液病人的姓名、性别、年龄、所输药物名称均通过病人的刷卡自动记录到软件并显示在每个 触摸式显示器上，这样护士就无须进行病人姓名与输液药物核对工作。病人也只需要按显 示器上显示的自己的姓名就坐等候护士。住院病人的触摸式显示器上还可显示病人的住院 天数、日期以及主任查房通知等各种需要通知病人的信息，信息群发、单发均可；3、播放影 视功能。当采用能够支持多媒体播放的微机处理器U3-1后，病人在输液的时候可以在线观 看自己喜欢的电影/电视或其它多媒体；4、通话与视频功能。护士可通过计算机与每位病 人通话，病人也可以通过中央控制器和护士通话。护士还可以通过摄像头在线观看病人输 液时候的活动或输液瓶的实际情况。5、可溯源性。软件实时记录每个病人的输液历史，包 括输液时间、药品名称，开单医生等，保存并可打印，为将来发生医患纠纷提供有力的证据； 6、在线报警，故障诊断。本系统采用了报警与监护双重控制，除了软件程序自动报警和手工 设置输液报警容量设置线外，护士还可以在工作站计算机前通过模拟的图形输液瓶实时监 护所有病人的输液情况，在线观察每个病人的输液剩余量和液面高度，保证每个病人的输 液过程在安全控制之内；当发生故障时系统自动巡回检测并自动排除故障。控制软件3与医院现有的HIS (医院信息管理系统)相连接，可实时调用HIS里任 何病人的信息资料。软件3本身还带有药物配伍禁忌数据库的重要功能。在输液过程中，医生经常根据病情对药品进行联合使用。由于临床静脉用药不断增多，特别是新药临床应 用的日益广泛，药物配伍也日趋复杂，静脉输液药物的配伍直接关系到医疗安全。因静脉 注射药物选择溶解溶媒不当、溶解方法不妥、选择液体不当以及同瓶输液中添加药物种类 过多、加入量过大、中西药随意混合、药物间存在配伍禁忌等多种原因，会导致输液变混、变 色、出现结晶，药物疗效减低，或其它毒副作用等现象，因此引发医患矛盾和纠纷，甚至出现 医疗事故，给医院带来一定程度的经济损失。本输液软件3内安装了最新的输液/注射药 物配伍禁忌数据库，该数据库将相互发生药物反应的药品按药品化学名称和商品名称分为 两组或多组，当护士将所输液药物名称通过刷卡输入软件3的时候，软件自动将输入的药 品名称与数据库进行比对，若发现输入的药品名称之间存在配伍禁忌，软件3将出现警告 性提示，并且不能进行下一步操作；若医生或护士确认该药品可以同时使用，按软件上“确 认”键解除警告并继续输液，但该药物配伍禁忌警告提示信息将和病人的其它输液信息一 起被保存。为了保证该数据库内信息处于最新状态，该数据库除了可在厂家的网站上随时 升级外，还与美国FDA(U. S. Food and Drug Administration美国食品药物监督管理局)，中 国 SFDA(State Food And DrugAdministration p. r. CHINA 国家食品药品监督管理局)等 网站相连接，提供最新的药物注射和输液反应信息。为了满足医疗设备的快速发展和人们日益提高的生活质量，当微机处理器U8采 用更高级别的微机处理器如ARM(U3-1)系列的时候，本输液监护与报警器的中央控制系统 还提供1、病人在线观看影视功能。病人在输液过程中可以在中央控制器的屏幕上选择自 己喜欢的电影/电视进行观看，或由护士通过计算机控制软件3在线播放医院/医生介绍、 医疗信息等；2、通话与视频功能。当输液病人需要与护士通话或护士需要与病人通话的时 候，按通话键即可进行通话。当输液病人为婴幼儿、老年人、或危急病人(如ICU重症监护) 等需要护士经常观察的病人，微处理器U3-1可外接小型摄像头和麦克风，软件3可以为护 士提供在线观察输液病人的活动和病人输液瓶的实际情况，并与病人进行通话。ARM (Advanced RISC Machines高级精简指令系统处理器)，是微处理器行业的一 家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM架构是 面向市场设计的一款RISC微处理器，与U8等8位单片机相比，ARM作为一款32位微处理 器，提供了一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案，属于嵌入式设备。由于可以内 装操作系统，如WinCE，LINUX等，实现了许多单片机不能完成的功能。采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点1、体积小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb (16位)/ARM (32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4、大多数数据操作都在寄存器中完成；5、寻址方式灵活简单，执行效率高；6、指令长度固定；ARM微处理器目前包括ARM7系列、ARM9系列、ARMll系列、SecurCore系列、Intel 的Xscale等几个系列以及其它厂商基于ARM体系结构的处理器。本发明采用的微处理器U3-1是韩国三星公司的S3C2440芯片，属于ARM9系列的 一种，具有以下主要功能
-5级整数流水线，指令执行效率更高。-提供1.lMIPS/MHz的哈佛结构。-支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。-支持32位的高速AMBA总线接口。-全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。-MPU支持实时操作系统。-支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。由于引脚较多，为了表达清楚，将U3-1芯片电路图划分为U3-1A (如图27)、 U3-1B(如图28)、U3-1C(如图29)。在U3-1A图中，引脚K5、K6、K7、L3为存储器直接访问 连接口(DMA，Direct Memory Access)，允许在外部设备和存储器之间直接读写数据；引脚 R14、R15、R16、P16、T16、U17 为模数转换接口(ADC，Analog to Digital Converter，模数变 换器，或简写为A/D，将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件)，将外部的模 拟信号转换为数字量。在U3-1B图中，引脚D1、E1、F3、F4、F5、G6、R12为闪存NAND连接口， 适合于存储连续的数据；引脚A2、B3、B4、B5、C6、D2、D4、D5、E5为同步动态随机访问存储 (SDRAM, synchronous dynamic randomaccess memory)接口 ；弓|脚 P7、R7、T7、U6、L8 组成 IISdnter-IC Sound bus)串行数字音频总线协议总线，U8、M9组成 IIC(Inter-Integrated Circuit)总线，两者共同处理并控制音频系统。引脚1^1、1^4、1^7^1^2、10^4、卩1、卩11用 于连接触摸式显示器接口。在U3-1C图中，引脚L13、L14、L15、L16、N9、N10、N17、M11、M15、 M16、M17、T9、TlO主要为外接功能接口，如控制面板按键接口等。引脚G2、G3、G5、G7、H2、 H3、H4、H5、H6、H7、J3、J4、J8为摄像头连接口，可以为系统提供摄像监控服务功能。多个安装在输液支架上、与药量压力检测传感器2相连接的中央控制系统1通过 以太网络或CAN总线，报警/通讯信号传输线A连接到计算机控制软件3，同时电源线路C 和D连接到电源箱5，便形成了数字化输液监护与报警网络系统(如图2)。
权利要求
一种实施数字化输液监护报警系统的方法，其特征在于该步骤如下步骤S01是压力/拉力传感器接收到输液瓶重量的变化后产生模拟信号，模拟信号通过线路传输到中央控制系统中；步骤S02是中央控制系统将模拟信号转换为数字信号，内部传输到微机处理器上；微机处理器计算出输液滴速与输液完毕还需要的剩余时间显示在触摸模式显示器上；步骤S03是微机处理器通过中央控制系统同时将经过处理的信号通过以太网络或CAN总线传输到终端计算机中；步骤S04是终端计算机中的软件在软件模块内模拟出模拟输液瓶，根据信号利用动态输液瓶图形或动态三维输液瓶模型模拟出相对应的输液瓶内的动态的液面高度及液体剩余容量；步骤S05是软件中每个模拟输液瓶内设置有报警线，可上下移动模拟输液瓶中的报警线，按要求对容量进行设置报警限值；步骤S06是软件根据信号采用X Y坐标图谱实时显示出相应输液瓶的容量/速度/时间/关系，其动态图谱显示在计算机软件上的同时也通过网络显示在中央控制系统的显示器上；步骤S07是软件与医院现有的医院信息系统相联网，所有的病人信息通过护士刷卡读取病人医疗卡和医院信息系统内信息获得，并显示在中央控制系统的显示器上；步骤S08是软件数据库内安装了输液/注射药物配伍禁忌数据库，用以检测当输液药物被输入软件的时候，软件根据药物配伍禁忌数据库自动比对药物之间是否存在配伍不当；步骤S09是软件内程序自动计算出报警限值，病人输液即将完毕时计算机自动报警通知护士并显示报警信息在中央控制系统的显示器上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S02中的微机处理器包括51系列、ARM 系列或其它系列可编程单片机或芯片；中央控制系统可外接摄像头和麦克风，实现护士与 病人的可视化通话；护士也通过摄像头在线观察病人输液时候的活动情况或直接观察实际 的输液瓶情况；微机处理器和计算机同时计算出输液滴速与输液完毕还需要的剩余时间并 显示在触摸模式显示器上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S04中的终端计算机中的软件内设置 了与每个病人相对应的模块，每个模块内主要有输液瓶模拟功能、动态输液曲线演示功能、 报警参数在线设置功能；在模块内的软件模拟出与实际输液瓶相对应的模拟输液瓶，通过 传感器数据实时更新，模拟输液瓶根据传输到软件的重量信号动态显示出与实际输液瓶内 相同或百分比相同的液体剩余容量及液面高度，护士通过观察计算机中所有模块内模拟输 液瓶的剩余容量来掌握所有病人实际输液瓶内的剩余容量，达到在线监控病人输液瓶内剩 余容量的效果。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S05中软件本身在软件内部也实时监 控计算机里所有模拟输液瓶内的液体剩余容量及液面高度，当剩余容量的液面高度低于报 警设置线时软件立刻报警，并语音提示值班护士前去为相应的病人服务。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S06中控制软件里每个模块内的动态 输液曲线图，以时间和重量形成二维坐标，传感器和微机处理器发送到控制软件的数据在此坐标上形成每个点，将每个点通过曲线连接起来便形成一个动态输液过程的曲线分布 图。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S07中与医院现有的医院信息系统相 联网，中央控制系统的显示器显示病人姓名、年龄、性别、输液药物名称等，方便护士核对病 人正确的输液信息；病人的输液信息通过医院信息系统与其它科室或医院共享，并将详细 的输液资料保存在计算机里，供日后备用。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S08中软件内安装有输液药物配伍禁 忌数据库，该数据库可通过因特网连接到供应商终端进行在线升级。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S09中软件内程序设置了自动报警监 控功能，若由于护士误操作报警设置线，软件将根据运行程序自动计算出报警限值。
全文摘要
一种数字化输液监护报警系统的实施方法即一种称重/拉力传感器和单片机结合，通过计算机网络系统实现在线监护和自动报警的输液监护与报警管理系统。在网络的终端计算机里安装有输液监护与报警控制软件，软件中设置有与每个病人相匹配的图形化模拟输液瓶并安装了输液/注射药物配伍禁忌数据库，自动比对药物之间是否存在配伍不当；通过传感器和单片机发送到控制软件的数据，模拟输液瓶实时模拟出与实际输液瓶内液体一样的液面高度，自动监控输液的整个过程，实时显示输液速度和输液剩余时间多少的全自动功能微机输液报警。发生报警时软件提醒并显示发生报警病人的座位号码，通知护士前去服务，从而实现无需患者呼叫而达到在线监护病人的目的。
文档编号G06F19/00GK101966353SQ201010216850
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月5日 优先权日2009年7月9日
发明者葛锋 申请人:葛锋