CN103007388A - 一种便携静脉输液控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用辅助设备，具体涉及一种用于静脉输液时进行输液速度控制、监测以及报警的控制器。本发明包括检测部分、人机交互部分、执行机构部分，检测部分由红外光电对管和信号转换电路组成，完成液滴检测功能；人机交互部分包括档位按键、开关按键、档位灯、状态灯、LCD液晶和外围电路，用于完成用户与控制器之间的交互；执行机构包括舵机和蜂鸣器，用于完成输液速度控制和输液终止报警。本发明操作简单，采用一体化设计，电气控制组件与机械结构组件于一体，便携，方便医护人员在输液环节进行操作。

Description

一种便携静脉输液控制器

技术领域

本发明涉及一种医用辅助设备，具体涉及一种用于静脉输液时进行输液速度控制、监测以及报警的控制器。

背景技术

传统的静脉输液方式为有人值守，输液时需要病人自己、病人家属实时关注当前输液状态，或者由护士不断巡视，不仅浪费大量人力，病人也得不到很好的休息，同时，又增加了医护人员的工作强度，尽管如此，仍然避免不了在输液过程中由于护理不及时所造成的医疗失误。为改善目前这种医疗状况，国内某些医院使用的是一种输液泵。但是输液泵价格昂贵，普通医院特别是基层医院无法负担，而且输液泵操作复杂、体积庞大，医护人员需要经过培训才能操作这种设备，导致了这种设备不能得到广泛应用。

中国专利申请201110040158.8公开了一种“外嵌入式光电检测点滴输液控制器”，该专利是一种可以直接夹在输液滴斗上的微型一体化静脉输液控制器,包括外壳、测速传感器、微处理单元和电池,测速传感器和微处理单元相连接,微处理单元和电池连接,外壳由左壳体和右壳体相向夹合而成,测速传感器、微处理单元和电池设在左壳体或右壳体内,左壳体和右壳体的夹合侧对应设有与莫菲氏滴管下部凸起相对应的凹体,左壳体和右壳体通过所述凹体与凸起的配合而夹合。可自动监控输液状态,对输液速度偏离指定值,能报警,提示护理人员操作。

目前检测方法上的缺陷：

1、操作复杂，外壳分左壳体和右壳体两部分，并且外挂关闭器，使用起来不方便。

2、不能实现输液速度调控，只能实现导通或关断功能，对输液速度偏离指定值只能实现报警，容易误操作。

3、不能显示输液速度和状态，病人或医护人员无法得知实时输液效果。

4、执行机构需要专门的驱动电路，节电效果不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有监测输液速度、精确控制输液速度以及终止输液后关断输液管防止回血和音乐报警的功能的便携静脉输液控制器。

本发明的目的是这样实现的：

便携静脉输液控制器，包括检测部分、人机交互部分、执行机构部分，检测部分由红外光电对管(7)和信号转换电路组成，完成液滴检测功能；人机交互部分包括档位按键(13)、（15）、（17)、开关按键（18）、档位灯（12）、（14）、（16）、状态灯（19）、LCD液晶（2）和外围电路，用于完成用户与控制器之间的交互；执行机构包括舵机和蜂鸣器，用于完成输液速度控制和输液终止报警。

检测部分包括红外发射管（D1）的正端接第一电阻（R1），负端接地；红外接收管（D2）的正端接第二电阻（R2），负端接地；第一电阻、第二电阻的另一端与正电压相连；红外接收管的正端还与电压比较器的负极输入连接，电压比较器的正极输入电压Vref为1V，输出INT端与CPU中断引脚相连。

人机交互部分包括第一档位按键（K1）、第二档位按键（K2）、第三档位按键（K3）的一端与CPU的通用引脚相连，另一端接地；开关按键（K4）的一端与CPU中断引脚相连，另一端接地；第一档位灯（D3）、第二档位灯（D4）、第三档位灯（D5）和状态灯（D6）的一端与CPU通用引脚相连，另一端连接第三电阻（R3），第三电阻的另一端接地；LCD液晶的信号端直接与CPU通用引脚相连，供电端接正极，接地端接地。

执行机构部分包括舵机（M1）的信号端与CPU通用引脚相连，供电端接正极，接地端接地；三极管T1的基极接与第四电阻（R4）相连，第四电阻的另一端与CPU通用引脚相连，集电极接正极，发射极接蜂鸣器（B1）的正极，蜂鸣器的负极接地。

红外光电对管及信号转换电路在液滴对红外光产生折射反射现象时，红外光路产生导通与中断，从而中断信号INT输入CPU，实现测量液滴滴速的功能。

舵机包括在便携静脉输液控制器的壳体上设置的输液管槽，输液管槽的一侧设有输液管挡板（20），另一侧设有凸轮（22），通过舵机调节凸轮（22）的转角，挤压输液管（3）来调节输液管（3）流通管径，实现对输液速度和输液终止过程的控制。

本发明的有益效果：

1、本发明操作简单，采用一体化设计，电气控制组件与机械结构组件于一体，便携，方便医护人员在输液环节进行操作。

2、本发明能实现输液速度调控，病人或医护人员只须对相应档位按键进行操作即可，控制器能自动调节输液速度至指定范围；输液终止时控制器能自动关断输液管防止回血和报警提示，节省人力的同时，可有效减少和避免由于医护人员护理不及时带来的医疗事故。

3、本发明的执行机构无需专门的驱动电路，节电效果好。

4、本发明操作简单，医护人员无须进行相应培训，通过查看控制器壳体外部说明即可正常使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的检测部分原理示意图；

图3是本发明的舵机部分原理示意图；

图4是本发明的操作流程图；

图5是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，所述的主机由主机壳体（1）和设置在主机壳体内的主机电气组件组成，所述的壳体（1）由工程塑料成型，外部设有滴壶卡槽（5）、输液管卡槽（4）、输液管挡板（20）、凸轮（22）。主机电气组件包括LCD液晶（2）、红外光电对管（7）、档位按键（13、15、17）、开关按键（18）、档位灯（12、14、16）、状态灯（19）。正常工作时，按住开关按键（18）三秒，控制器开机，状态灯（19）亮，此时按动档位按键（13、15、17），相应档位灯（12、14、16）亮，凸轮（22）转动相应角度和输液管挡板（20）配合调节输液管（3）流通管径，控制滴速至档位设定范围内，LCD液晶（2）显示实时滴速、当前档位信息以及电池电量信息。当一定时间内红外光电对管（7）未能检测到液滴（6），则凸轮（22）转动一定角度卡死输液管（3）防止回血，蜂鸣器播放一段音乐提示输液终止，按住开关按键（18）三秒，控制器关机。

如图2所示，所述的红外光电对管工作流程为：当没有液滴（2）挡住光路时，接收管（3）能收到发射管（1）的红外光，此时接收管（3）导通，输出端输出低电平，比较器（4）将该信号反向成高电平输入CPU，此时不产生中断；当有液滴（2）挡住光路时，接收管（3）收不到发射管（1）的红外光，此时接收管（3）截止，输出端输出高电平，比较器（4）将该信号反向成低电平输入CPU产生中断，CPU通过测量两次中断之间的时间间隔解算出输液速度。

如图3所示，所述的舵机机构工作流程为：当需要增大输液速度时，舵机带动凸轮轴（2）使凸轮（1）转动一定角度，从而增大凸轮（1）与输液管挡板（4）的间隙，输液管流通管径增大，输液速度增大；反之，当需要减小输液速度时，舵机带动凸轮轴（2）使凸轮（1）转动一定角度，从而减小凸轮（1）与输液管挡板（4）的间隙，输液管流通管径减小，输液速度减小。

如图4所示，本发明的工作流程如下：打开外壳罩，安装输液管，将滴壶卡入滴壶卡槽，输液管卡入输液管卡槽，关上外壳罩并按开机按键三秒，系统开机，状态灯亮，准备输液。此时按动档位按键，相应档位灯亮，手动打开输液管开关，系统检测到液滴即能自动调节输液管流通管径使输液速度调节至设定范围，当一定时间没有检测到液滴，即表示输液终止，舵机迅速卡死输液管以防止回血，同时蜂鸣器播放一段音乐提示输液终止。输液过程中按下不同档位按键，控制器能自动调节输液速度至该档位设定值范围。控制器开机后，液晶显示屏显示实时档位信息、输液速度信息以及电池电量信息，任意时刻再次按下开关按键三秒，控制器关机。

如图5所示为本发明的电路原理图，红外发射管D1和红外接收管D2的正端分别接电阻R1、R2与正电压相连，负端接地，红外接收管D2的正端还与电压比较器的负极输入连接，电压比较器的正极输入Vref为1V，输出INT与CPU中断引脚相连。档位按键K1、K2、K3一端与CPU通用引脚相连，另一端接地；开关按键K4一端与CPU中断引脚相连，另一端接地；档位灯D3、D4、D5和状态灯D6一端与CPU通用引脚相连，另一端接R3接地；LCD液晶信号端直接与CPU通用引脚相连，供电端接正极，接地端接地。舵机M1信号端直接与CPU通用引脚相连，供电端接正极，接地端接地；三极管T1的基极接R4与CPU通用引脚相连，集电极接正极，发射极接蜂鸣器B1正极，蜂鸣器B1负极接地。

本发明的检测部分及其外围电路工作过程：

检测部分由红外光电对管（7）及其外围电路组成，当没有液滴（6）挡住光路时，接收管能收到发射管的红外光，此时接收管导通，输出端输出低电平，比较器将该信号反向成高电平输入CPU，此时不产生中断；当有液滴（6）挡住光路时，接收管收不到发射管的红外光，此时接收管截止，输出端输出高电平，比较器将该信号反向成低电平输入CPU产生中断，CPU通过测量两次中断之间的时间间隔解算出输液速度。

本发明的人机交互部分及其外围电路工作过程：

人机交互部分由档位按键（13、15、17）、开关按键（18）、档位灯（12、14、16）、状态灯（19）、LCD液晶（2）及其外围电路组成。状态灯（19）为红色，当开关按键（18）按下三秒后开机，状态灯（19）亮，开机后开关按键（18）按下三秒后关机，状态灯（19）灭；档位灯（13、15、17）为绿色，当档位按键（13、15、17）按下后，对应的档位灯（12、14、16）亮。LCD液晶（2）为12832液晶显示屏，正常工作时，LCD液晶（2）显示当前设定档位、实时液滴速度和当前剩余电量值。

本发明的执行机构部分及其外围电路工作过程：

执行机构部分由舵机和蜂鸣器组成，CPU通过舵机调节凸轮（22）转角，凸轮（22）与输液管挡板（22）配合调节输液管（3）流通管径，当输液速度大于设定值时，减小输液管（3）流通管径，反之则增大输液管（3）流通管径。当一定时间内未能检测到液滴（6），即表明输液终止，此时，舵机调节凸轮（22）迅速截止输液管（3）防止回血，蜂鸣器播放一段音乐提示输液终止。

以上给出了根据本发明的结构和电气组件中的各部分示例性描述，然而，本发明不限于上述结构和电气组件实现方式，还可以采取其它结构和电气组件实现方式。

本发明的使用方法：

如图1所示，打开外壳罩后，安装输液管，将滴壶卡入滴壶卡槽（5），输液管卡入输液管卡槽（4），关上外壳罩并按开机按键（18）三秒，系统开机，状态灯（19）亮，准备输液。此时按动档位按键（13、15、17），相应档位灯（12、14、16）亮，手动打开输液管开关，系统检测到液滴（6）即能自动调节输液管（3）流通管径使输液速度调节至设定范围，当一定时间没有检测到液滴（6），即表示输液终止，舵机带动凸轮（22）迅速卡死输液管（3）以防止回血，同时蜂鸣器播放一段音乐提示输液终止。输液过程中按下不同档位按键（13、15、17），控制器能自动调节输液速度至该档位设定值范围。控制器开机后，液晶显示屏（2）显示实时档位信息、输液速度信息以及电池电量信息，再次按下开关按键（18）三秒，控制器关机，打开外壳罩，取下输液管即可完成一次输液过程。当电池电量过低时，插上充电器即可对控制器进行充电。

本发明集电气设计与结构设计于一体，对医院静脉输液过程具有实时监控输液过程、闭环精确控制滴速、适时关闭防止回血、音乐提醒节省人力等特点，结构简单、成本低廉、操作简单、精度高，适合在医院、家庭病房等广泛应用推广，以避免或减少由于医护人员护理不及时所造成的医疗事故。

Claims (6)

1.一种便携静脉输液控制器，包括检测部分、人机交互部分、执行机构部分，其特征在于：检测部分由红外光电对管(7)和信号转换电路组成，完成液滴检测功能；人机交互部分包括档位按键(13)、（15）、（17)、开关按键（18）、档位灯（12）、（14）、（16）、状态灯（19）、LCD液晶（2）和外围电路，用于完成用户与控制器之间的交互；执行机构包括舵机和蜂鸣器，用于完成输液速度控制和输液终止报警。

2.根据权利要求1所述的一种便携静脉输液控制器，其特征在于：所述检测部分包括红外发射管（D1）的正端接第一电阻（R1），负端接地；红外接收管(D2)的正端接第二电阻（R2），负端接地；第一电阻、第二电阻的另一端与正电压相连；红外接收管的正端还与电压比较器的负极输入连接，电压比较器的正极输入电压Vref为1V，输出INT端与CPU中断引脚相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种便携静脉输液控制器，其特征在于：所述人机交互部分包括第一档位按键（K1）、第二档位按键（K2）、第三档位按键（K3）的一端与CPU的通用引脚相连，另一端接地；开关按键（K4）的一端与CPU中断引脚相连，另一端接地；第一档位灯（D3）、第二档位灯（D4）、第三档位灯（D5）和状态灯（D6）的一端与CPU通用引脚相连，另一端连接第三电阻（R3），第三电阻的另一端接地；LCD液晶的信号端直接与CPU通用引脚相连，供电端接正极，接地端接地。

4.根据权利要求3所述的一种便携静脉输液控制器，其特征在于：所述执行机构部分包括舵机（M1）的信号端与CPU通用引脚相连，供电端接正极，接地端接地；三极管T1的基极接与第四电阻（R4）相连，第四电阻的另一端与CPU通用引脚相连，集电极接正极，发射极接蜂鸣器（B1）的正极，蜂鸣器的负极接地。

5.根据权利要求4所述的一种便携静脉输液控制器，其特征在于：所述红外光电对管及信号转换电路在液滴对红外光产生折射反射现象时，红外光路产生导通与中断，从而中断信号INT输入CPU，实现测量液滴滴速的功能。

6.根据权利要求5所述的一种便携静脉输液控制器，其特征在于：所述舵机包括在便携静脉输液控制器的壳体上设置的输液管槽，输液管槽的一侧设有输液管挡板（20），另一侧设有凸轮（22），通过舵机调节凸轮（22）的转角，挤压输液管（3）来调节输液管（3）流通管径，实现对输液速度和输液终止过程的控制。

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