介质感应模块及介质感应系统的制作方法

本实用新型涉及医疗药品管理领域，尤其涉及一种介质感应模块及介质感应系统。

背景技术：

随着信息技术突飞猛进的发展以及人们对健康日益增长的需求，医护人员越来越需要高效、安全以及人性化的药品管理方法，摆脱传统高危药品取用、运输和用药过程繁琐的授权流程。在传统高危药品管理方法下，依照法规要求，药品被严格监管，在这种情况下，就需要多人同时管理，需要提前预约用药方案，需要预领药品，且需要手工记录红方，还需要原物归还、核对、签字以及完成红处方交付，因此管理过程非常繁琐。但是，即使在这种情况下，仍然不能保证药品使用剂量的监管，不能保证实际用药安全，更没有实现在途管理的过程，在繁琐的用药管理条件下还有可能出现临时变更品规而耽误抢救的宝贵时间。传统的用药仍然大部分是基于手工记录，很难进行高危药品使用记录管理，同时更难追溯药品使用过程。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种介质感应模块及介质感应系统。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种介质感应模块，其中，所述介质感应模块包括基板，均设于所述基板的接近传感器、第一感应极板和第二感应极板，所述第一感应极板和第二感应极板相对设置，且所述第一感应极板和第二感应极板构成空腔部，所述接近传感器位于所述空腔部，所述介质感应模块还包括设于所述空腔部用于防护所述接近传感器的光防护装置。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述光防护装置为遮光罩或光滤波器。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述接近传感器为数字接近传感器。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，介质感应模块还包括防水防污保护圈，所述防水防污保护圈与所述光防护装置精密结合，且所述防水防污保护圈位于所述空腔部。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述遮光罩为允许波长为850nm~950nm的光通过的遮光罩。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种介质感应系统，其中所述介质感应系统包括至少两个上述任一项技术方案所述的介质感应模块，其中第一个介质感应模块用于感应介质，其中第二个介质感应模块用于感应接近目标的接近或占位信号，所述介质感应系统还包括环境监测模块，所述第一个介质感应模块的第二感应极板通过接收信号接口REV将信号传递到前向AFE处理电路，前向AFE处理电路通过介质激励源连接至第一感应极板，介质感应系统还包括信号处理器，所述前向AFE处理电路接收到的介质信号、所述第二介质感应模块的接近传感器感应到的接近信号和所述环境监测模块监测到的环境参数信号均传输到所述信号处理器。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述信号处理器为数字信号处理器，所述前向AFE处理电路通过介质信号模拟数字转换器将转换后的介质信号传输到数字信号处理器，所述第二介质感应模块的接近传感器通过接近传感器模拟数字转换器将转换后的接近信号传输到所述数字信号处理器，所述环境监测模块通过环境信号模拟数字转换器将转换后的环境参数信号传输到所述数字信号处理器。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述介质感应系统包括10~48个介质感应模块，且所述10~48个介质感应模块构成矩阵式，且由一个数字信号交换矩阵统一管理。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，当所述接近传感器（110）感知到被测目标接近时，所述介质激励源能产生频率为16KHz或1.5MHz的激励信号，并通过第一感应极板和第二感应极板产生电场。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述介质激励源包括一个低通滤波器，所述接收信号接口REV包括两个低通滤波器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：接近传感器能感知目标的接近或“占位”信号，且由信号处理器统一处理，从而形成实时用药监视的装置，对药品在院内的流通、使用及回收形成一套无人监管的管理系统。从而保证了用药安全，保证抢救、手术高效进行，且保证了用药的实时记录。本实用新型在无任何特定操作要求的情况下可以对药品在途和药品使用即回收实现实时监视，监视过程可精确到药品品规和剂量，从而彻底克服传统高危药品用药的繁琐流程。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式中介质感应模块的立体分解示意图；

图2是本实用新型一实施方式中多个介质感应模块组成的“PROCELL”单元；

图3是本实用新型一实施方式中介质感应系统的示意图；

图4是本实用新型一实施方式中目标的大小与容积的关系示意图；

图5是本实用新型一实施方式中介质激励源、接收信号接口REV、第一感应极板和第二感应极板的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种介质感应模块，其中，介质感应模块包括基板100，均设于基板100的接近传感器110、第一感应极板141和第二感应极板142，第一感应极板141和第二感应极板142相对设置，且第一感应极板141和第二感应极板142构成空腔部，接近传感器110位于空腔部，介质感应模块还包括设于空腔部用于防护接近传感器110的光防护装置120。

接近传感器110与介质感应模块协同工作可以用来监视取药、补药过程，同时对药品品规、剂量进行识别以保证用药安全；

本优选实施例提供的介质感应模块主要用在高危药品的实时在途管理、实时用药监视、药品容器回收、实时库存管理的情形。在无任何特定操作要求的情况下可以对药品在途和药品使用即回收实现实时监视，监视过程可精确到药品品规和剂量，从而彻底克服传统高危药品用药的繁琐流程。

另外，基板100的安装部101、102、103等位置均可设置介质感应模块。

接近传感器110能感知目标的接近或“占位”信号，且由信号处理器301统一处理，从而形成实时用药监视的装置，对药品在院内的流通、使用及回收形成一套无人监管的管理系统。从而保证了用药安全，保证抢救、手术高效进行，且保证了用药的实时记录。

具体的，光防护装置120为遮光罩或光滤波器。进一步的，遮光罩采用允许波长为850nm~950nm的光通过的材料。接近传感器110为数字接近传感器。

介质感应模块还包括防水防污保护圈130，防水防污保护圈130与光防护装置120精密结合，且防水防污保护圈130位于空腔部。防水防污保护圈130与光防护装置120的结合必须符合IP57设定条件。另外，在不影响测量参数的前提下允许在设定条件下对每个介质感应模块进行清洗消毒处理。在实际使用过程中可对每个介质感应模块独立进行喷射、注入等消毒手段进行消毒，消毒完成后在干燥的情况下不改变介质感应的各个参数。

本优选实施例中，第一感应极板141、第二感应极板142、防水防污保护圈130、光防护装置120、接近传感器110叠放在基板100上，当目标放置于第一感应极板141和第二感应极板142之间时，110接近传感器首先感知到目标是否正确放入在第一感应极板141、第二感应极板142和基板100构成的圆形空腔容器中。通常，第一感应极板141和第二感应极板142是混注在塑料材料中的，从而保证介质感应数据的稳定性。

如图3所示，本优选实施方式还提供了一种介质感应系统，其中介质感应系统包括至少两个介质感应模块，其中第一个介质感应模块用于感应介质，其中第二个介质感应模块用于感应接近目标的接近或占位信号，介质感应系统还包括环境监测模块150，第一个介质感应模块的第二感应极板142通过接收信号接口REV144将信号传递到前向AFE处理电路145，前向AFE处理电路145通过介质激励源143连接至第一感应极板141，介质感应系统还包括信号处理器301，前向AFE处理电路145接收到的介质信号、第二介质感应模块的接近传感器110感应到的接近信号和环境监测模块150监测到的环境参数信号均传输到信号处理器301。

进一步的，信号处理器301为数字信号处理器301，前向AFE处理电路145通过介质信号模拟数字转换器146将转换后的介质信号传输到数字信号处理器301，第二介质感应模块的接近传感器110将接近信号通过接近传感器模拟数字转换器111将转换后的接近信号传输到数字信号处理器301，环境监测模块150将环境参数信号通过环境信号模拟数字转换器151将转换后的环境参数信号传输到数字信号处理器301。数字信号处理器301可以完成介质信号、接近信号、环境参数的计算、补偿、判定、输出、通讯等一系列运算控制过程。

介质感应的前向AFE处理电路145，对目标介质实现介质激励源143以及接收信号接口REV144接收滤波、解调、放大、和保持等功能。用于环境条件监测的环境监测模块150可以为介质分析和处理提供精确的信号补偿，由于介质（例如空气）在不同温度和湿度条件下电导率存在一定的差异，所以环境监测模块150作为辅助检测模块为介质分析提供精确的补偿信号，需要和介质感应模块协同工作。因此环境监测模块150用来对受温度湿度等环境影响的被测药品的介电常数进行实时信号补偿，保证了探测感应信号的准确性。

本优选实施例中，介质信号模拟数字转换器146、接近传感器模拟数字转换器111余环境信号模拟数字转换器151相同，均是60K分辨率∑△模拟数字转换器。介质感应、接近感应、环境监测一体化设计并相互相同工作，其信号均经60K分辨率∑△模拟数字转换器，最后在数字信号处理器301中完成统一运算；数字信号处理器301可以完成介质信号、接近信号、环境参数信号的计算、补偿、判定、输出、通讯等一系列运算控制过程。另外，60K分辨率能保证在微弱的介质差异下实现准确介质感知识别，介质感应、接近感应及环境监测协同工作最后得到准确的药品信息。

另外，介质感应系统包括10~48个介质感应模块，且10~48个介质感应模块构成矩阵式，组成监测矩阵即“PROCELL”单元，且由一个数字信号交换矩阵400统一管理，从而实现每单元的快速巡视。

再参见图1，多个介质感应模块组成一个蜂窝状药槽“PROCELL”单元，每个介质感应模块都是独立工作但不同时工作，由数字信号交换矩阵400和数据终端共同实现分时巡检，每个单元巡检时间为5ms，如果最大为48单元，巡检一次总时间为48*5=240ms，此时间接近人体最快反应时间，符合人机工程学和实际使用习惯。

本优选实施例中，多个模块共同组成蜂窝状药槽即“PROCELL”单元，此药槽对于药品放入和取用过程准确监视，同时对放入的药品做组分和剂量分析，结合软件授权和患者信息比对，最终实现药品在途、使用、补入、回收的精确管理，组分分析可以保证用药安全，结合后台软件实现高危药品的精细管理。

“PROCELL”单元可独立工作，也可以放置于冷藏环境以及其他开放用药环境，结合数字信号交换模块完成对每个介质传感器的实时监测，同时介质感应的数据会实时记录到中心数据库。比如“PROCELL”可以实现积木式拼接放置于不同应用环境中，比如冰箱、抽屉、货架等。

在实际使用过程中，“PROCELL”被放置于药柜、冰箱或者其他容器中，而大部分医疗设备是可移动的，所以震动是不可避免的，介质感应和接近感应都可以有效避免震动带来的信号干扰，由于环境监测模块150的存在，即使“PROCELL”工作于恶劣条件下也可以自动实现免疫，整个过程不需要设置，调试和校准，即放即用。

再参见图3，本优选实施例中，当接近传感器110感知到被测目标接近时，由介质激励源143产生频率为16KHz或者1.5MHz的激励信号，通过第一感应极板141和第二感应极板142两个平行极板产生电场200，其中电场强度由预先设置的测量范围决定，一般情况下为第二感应极板142经过转换后得到9PF信号为最大值或者在没有目标即为空气介质和室温条件下（25℃@30RH）设置为0PF的场强为最小值，在这种情况下测量值被校订为Coffset；当介质被第二介质感应模块测量后得到数值为C201，两者之间的差值即为实际测量值ΔC；启用环境监测模块150并读取实际温度和湿度，得到不同温湿度条件下介电常数ε的补偿值，按照常数表对实际测量值△C进行补偿，得出介质感应结果。最后将结果输入到数字信号交换矩阵400。

当接近传感器110感知到目标201存在于第一感应极板141和第二感应极板142构成的圆形容器中时，等待10MS左右启动介质感应模块激励开始测量介质特性，这样做的目的是保证目标被正确放置，同时目标稳定的位于第一感应极板141和第二感应极板142之间以保证测量的稳定性。

当测量完成后将介质信号、接近信号、环境参数信号送入数据处理器301进行运算裁定，最后将结果通过数据通道即数据信号交换矩阵400将分析结果传输到后台软件。

另外，介质感应运算可实现动态自适应阈值跟踪功能，消除物理和化学参数漂移以及对外界电干扰的免疫功能；每一个介质感应模块都有一个动态参数表和比对参数表，从而确保介质识别的稳定性和准确性。

经过测试比对，同一种材质的大小或者容积在第一感应极板141和第二感应极板142感应区域内所得到的测量值近似成线性关系，上述材质不限定材料介电常数。如图4所示，假设目标为液态药剂或者粉状药剂，剂量和测量值ΔC呈线性关系，依照公式：其中c与ε成正比关系，由此可以判断固定容器不同剂量的药品放置于第一感应极板141和第二感应极板142中都能准确的到剂量值；

同样，在相同剂量条件下，不同组分在第一感应极板141和第二感应极板142感应区域也得到不同感应ΔC值，此值不能准确得到准确成分，但是可以按照预先给定的常数表进行比对，模糊识别放置的药品组分，例如葡萄糖注射液和维生素C注射液实际测量结果相差Δε=45F/m，由此可以准确判断每个单元内药品是否是预先设置的，如果不是将会自动报警。

另外，物体的介电常数ε随着温度t和湿度h的变化呈现一定的关系，由计算得出，不同温度下被测物体被极化特性也不一样，所以由环境监测模块150测量的参数对被测物体的介电常数做相应的补偿。

本优选实施例中，在药品补入过程中，当药品被放置在介质感应容器中，首先得到接近（“占位”）信息，如果占位信息异常，例如放置的药品的没有正确放入，接近传感器110会实时报警提醒补药人员将药品放置正确，这样既能保证测量结果的准确性，也能避免药品识别遗漏导致药品遗失；当占位信息正确时，占位信息会被发送到后台药品管理平台实现一对一补药过程，整个过程准确实时，最终实现药品在补药途中（在途）管理。

占位信息获取后，按照上述流程进行药品介质感应，识别药品组分和剂量，如果发现组分和剂量与系统常数比对异常，将提示补药人员放置药品错误，需要重新放入，如果补药正确，补药信息将通过信号处理器301和数字信号交换矩阵400以及通讯组件传输到后台，与预先设定的补药信息进行一一比对，这样保证补药的正确性，同时也保证用药的安全性；

补药过程完成后，所有信息将被准确记录在后台数据库，数据库记录了整个补药的详细过程，同时打印最终补药结果。

另外，在用药过程中，在实际使用中整个“PROCELL”为开放式，医护人员可以自由取用任何一种药品，当接近传感器110检测到“空位”信息时，信息屏依照预先测量的介质特性显示取用药品的名称、剂量、效期以及用药指导，取药过程被实时自动记录到红处方中，同时自动将用药信息传输到后台药品管理平台，结合库存管理、实时盘点等功能可以实现药品取用记录。为医护人员提供最大方便。

取药信息像补药信息一样整个过程被准确记录，当用药完成后自动生成结算单，自动生成红处方，医护人员只要进行电子签名整个用药过程完成，回收容器自动关闭和废弃物自动密封，保证用药在任何时刻可以进行核对。

如图5所示，第一感应极板141与介质激励源143相连接。第二感应极板142与接收信号接口REV144相连接。其中介质激励源143包括一个低通滤波器，其阻断频率按照f=1/2πRC计算得出。接收信号接口REV144包括两个低通滤波器，其信号经过两个低通滤波器送入到前向AFE处理电路145，介质激励源143和接收信号接口REV144能有效保证激励和电场信号的稳定，同时由于低通滤波器的存在有效避免外界无线信号干扰。

本实用新型能提供的介质识别范围种类多样，小到低介电常数的纸质材料高到高介电常数的金属材料都可以探测，介质感应为医护人员和药品管理人员准确用药，而在实际使用过程中用户不需要了解材料的介电常数，这些参数会被系统自动识别，保障医护人员用药安全。

本实用新型介质感应部分结构较为复杂，但是系统能依照参考介电常数进行自动修正，整合蜂窝结构药槽使用简单，可以按照需求进行拼接，为智慧手术室产品系列中一个重要的组件，这个组件将是药品信息自动识别的必要前提，由本实用新型可以延伸到毒麻药品管理、高危药品智能配液，示教系统等一系列产品中，其突出特点为零操作，成本低，识别可靠，为解决传统高危药品管理的革新起到核心的作用。

对于本领域的技术人员，仅限制接近传感器，信号处理器、以及用于药品管理的软件，其他相应的方法和组件不限于描述的细节，可以作为示范性的而非限制性的。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。