CN103316401A - 静脉输液自动监控系统 - Google Patents

Abstract

静脉输液自动监控系统。静脉输液是一种被广泛采用的医疗手段，即把血液，药物，以及营养物质直接注射到患者的静脉中。很多静脉输液过程由于液体的流速，输液时间，和医护人员的经验等因素导致医疗事故，造成患者的损失，甚至危害生命。本发明提供一种数字化，智能化的静脉输液自动监控系统，包括静脉输液器、压力传感器、信号放大器、类比数位转换器、蓝牙适配器以及支持Android系统的移动终端等。本发明采用了先进的智能平板电脑系统，可对静脉输液的整个过程进行监控和记录。本系统不仅灵敏度高，组装简易，而且达到经济效益并具有可循环利用的环保特点。

Description

静脉输液自动监控系统

技术领域

本发明属于医用辅助仪器系统技术领域，涉及信号采集，信号处理，蓝牙无线通讯，以及平板电脑的数据分析方法。特别是涉及一种可利用手持移动装置通过无线通讯进行远程控制。

背景技术

现有的输液监控系统主要分为两种，一种以人手记时的方法进行监控；一种利用红外线监控液体流速。

人手记时法相对简单，主要利用秒表和计数器，整个监控过程由当值护士完成。护士用秒表开始计时，随后利用计数器数出规定时间内的输液液体的水滴数量。最后再根据不同输液器的规格进行流速计算。

红外线监控的原理是将红外线波照射在输液器的滴水处，由于水滴会使红外线波产生变化，然后在利用光敏电阻对变化的红外线波进行处理，从而得到有关电信号，从而进行下一步的信号处理与分析。此类监控系统通常包括内置秒表，用来记录时间以便进行流速等物理量的计算。市场上所出售的“输液泵”就是利用红外线监控原理。

现有监控系统存在的问题是

1现有的设备都需要使用交流电源，无后备电源。

2 可移动性差，现有的设备只能在病床旁边工作，护士无法在护士站进行远程监控。

3 抗干扰性差，现有的系统使用光的原理，但没有说明在哪种条件下工作，病房的外界干扰有很多种，比如其他仪器产生的电磁波。由于现有系统的原理是利用光，病人晚上睡觉需要关灯，此时如需要输液，则该系统在夜晚关灯状态下无法工作。

4 无数据存储， 现代医院都实行电子病例管理，而病人的输液信息能反映其身体电解质情况，渗透压等重要生理信息，而这些信息目前尚未记录，因此无法将病人的输液信息融入电子病例中。

 

目前，自动监控系统已经被广泛利用在安全作业，故障防范，事故报警等领域，并发挥着重大作用。而在医疗卫生领域，自动监控系统主要应用于患者的心跳监控，血压监控，脑电波监控等重要生理指标的监控。准确运用这些系统不但使得患者发生紧急事故的风险更加降低，也增强医护人员对患者的病情进行全方位的了解。

传统监控通常采用这样的流程来实现：

1、患者被安排在一个远离外界干扰的特定场所。

2、医护人员陪伴在患者身边进行系统初始化。

3、各种信号接收装置被直接连接在患者身上。

4、传感器对被测信号进行接收。

5、信号通过导线输入到信号处理装置中，该装置通常在患者身边。

6、装置进行信号处理并输出相应数据供医护人员参考。

这种传统监控技术的缺点是显而易见的。首先，信号接收装置对外界干扰十分敏感，这导致输出信号精确度不高而影响医护人员对患者病情的准确了解。其次，医护人员要全程陪伴患者进行整个过程。如果患者需要长时间多次监控某一身体指标，采用传统方法不仅浪费医护人员的宝贵时间，也容易令他们产生疲倦，影响工作效率。再者，随着人们对隐私要求的增加，个人的私密空间和安全监控的冲突也日益凸显。很多患者私下抱怨不乐意经常被第三方过多的监控自己的身体指标。最后，现有的系统无法长时间保存监控数据，这导致患者经常被安排进行重复监测某个身体指标，即浪费资源又不利于建立良好的医患关系。

静脉输液是利用大气压和液体静压原理将无菌液体、电解质、药物由静脉输入病人体内的方法。由于静脉输液可以将药物直接输入病人体内，所以该种治疗方法被广泛采用于日常护理，外科手术，康复理疗等过程。在受过专业培训的医护人员操作下，静脉输液可以达到很好的治疗效果。

由于在静脉输液过程中，病人体内的血液循环直接与外界接触，所以其风险性较高，操作不当容易引发医疗事故，严重者甚至引起病人死亡。造成这类医疗事故的因素包括：使用错误或被污染液体，液体流速过快，输液完毕后输液器没能及时移除病人体内。因此，一个可以解决以上问题的系统对于减少医疗事故是必要的。

发明内容

本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种静脉输液自动监控系统。

本发明的技术方案是

一种医用静脉输液自动监控系统，该监控系统包括：

静脉输液器：用于将无菌液体，电解质，药物由静脉输入病人体内；

压力传感器：将静脉输液器悬挂于压力传感器下方（传感器可以安装在输液器的铁架上），由压力传感器采集压力信号，并将压力信号转化为电信号；

信号放大器：用于将压力传感器转化的电信号放大，以增加訊號的輸出功率；

类比数位转换器：用于将放大后的信号进行转换，将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号；

蓝牙适配器：用于将类比数位转换器转换后的数字信号通过个人无线局域网进行传递；

支持Android系统的移动终端：用于接收由蓝牙适配器发送的信号并进行处理，通过移动终端内置的蓝牙装置接收类比数位转换器转换后的数字信号并计算有关数值及显示。

 

该静脉输液自动监控系统的主要功能包括：

体积监控功能：此静脉输液自动监控系统能够时刻监控静脉输液器中所剩余液体的体积（系统所检测的压力可以反映出液体的质量，通过液体的密度可以得出体积），并在移动终端（平板电脑）的屏幕上显示其数值。

流速监控功能：本系统通过上述体积的监控，进而可以监控静脉输液器中液体的流速，并在平板电脑的屏幕上显示其数值。

测绘功能：该功能可以记录每秒钟静脉输液器中所剩液体的体积，并绘制在二位图像中，其结果可以在平板电脑的屏幕上显示。

预警功能：此项功能可以在液体不正常流入病人体内时发出警报，通过警铃通知医护人员。

 

本发明的优点和有益效果：

本发明将通过压力感应以及数据处理等技术，解决液体流速过快和及时通知医护人员的问题。各种传感器将收集到的信息通过处理，最终将液体体积，流速等信息显示在医护人员的移动终端（如平板电脑或手机等）上。另外，警报系统也可将病人输液的信息提前通知医护人员，从而达到降低医疗事故发生的概率。

本发明的主要特点是：

1、本发明的系统可以同时利用电池或普通交流电供电，电池可做为后备电源，医院的任何设备都需要稳定的后备电源。

2、无线通讯：此特征减少了在医院中铺设电线的困难，从而达到节约空间的效果。

3 移动设备：本系统利用支持Android系统的移动终端如平叛电脑进行数据处理及测绘，使得医护人员可以在远离病人的环境下远程监控静脉输液的情况。

4 经济效益：该系统的组成装置均是技术成熟的电子原件，如大量采购，可以降低成本。

5 循环利用：由于该系统的原件均无需接触病人身体，所以整套系统可以循环利用，从而达到环保的效果。

 

附图说明

图1 为静脉输液自动监控系统主要硬件组成示意图。

图2 为静脉输液自动监控系统主要软件组成示意图。

图3为本发明对同一液体流速的五组测量值示意图。

图中，1 静脉输液器，2 压力传感器，3 信号放大器，4 类比数位转换器，5 蓝牙配置器，6 Android 系统，7 用户，8 用户界面，9 接口，10 数据接收，11 数据处理中心，12 数据库。

 

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明提供的医用静脉输液自动监控系统包括：

静脉输液器1：用于将无菌液体，电解质，药物由静脉输入病人体内；

压力传感器2：将静脉输液器悬挂于压力传感器下方（传感器可以安装在输液器的铁架上），由压力传感器采集压力信号，并将压力信号转化为电信号；

信号放大器3：用于将压力传感器转化的电信号放大，以增加訊號的輸出功率；

类比数位转换器4：用于将放大后的信号进行转换，将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号；

具体型号: Arduino Uno R3 Board（意大利产品，来源：http://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.48.NWpGKk&id=15321486568）。

蓝牙适配器5：用于将类比数位转换器转换后的数字信号通过个人无线局域网进行传递；

支持Android系统的移动终端6（如平板电脑或手机等）：用于接收由蓝牙适配器发送的信号并进行处理，通过移动终端内置的蓝牙装置接收类比数位转换器转换后的数字信号并计算有关数值及显示。

 

工作原理

1、将传感器安装在输液器的铁架上，将输液器悬挂于压力传感器下方，随着输液液体的变化，压力传感器的电阻丝长度将发生变化，从而导致传感器的输出电压发生变化。由于传感器的输出电压与压力呈线性关系，用户可以通过线性回归方法找到输出电压与压力的相关对应关系。

2、信号放大器将压力传感器的输出电压信号由毫伏特等比例放大到伏特。使用信号放大器的目的在于增加信号的分布，从而在下一步数字转化减少误差。类比数位转换器可以将类比信号转化为八位二进制数字信号。该数字信号将被输入置蓝牙适配器。

3、蓝牙配置器将接受到的数字信号进行整编，通过既定协议传输到下游的Android平板电脑。平板电脑与该蓝牙适配器建立无线网络连接关系，进行通讯。

4、Android平板电脑同时担任计算整合模块的功能，该模块的主要功能是进行液体体积，流速以及相关物理量的计算，公式如下：

V: 液体体积，m：液体质量，ρ：液体密度；

：液体流速，V：液体体积，t：时间。

5、所述计算结果同样由Android平板电脑显示。当完成上一模块的计算后，有关物理量将在此模块被编辑整合并显示在平板电脑的显示屏上。

实验结果见图3，从图中可以看出随着真实值的增加，测量值也以线性关系相应增加，从而反映了输出电压与压力的线性关系。

Claims (1)

1.一种医用静脉输液自动监控系统，其特征在于该监控系统包括：

静脉输液器：用于将无菌液体，电解质，药物由静脉输入病人体内；

压力传感器：将静脉输液器可悬挂于压力传感器下方，由压力传感器采集压力信号，并将压力信号转化为电信号；

信号放大器：用于将压力传感器转化的电信号放大，以增加訊號的輸出功率；

类比数位转换器：用于将放大后的信号进行转换，将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号；

蓝牙适配器：用于将类比数位转换器转换后的数字信号通过个人无线局域网进行传递；

支持Android系统的移动终端：用于接收由蓝牙适配器发送的信号并进行处理，通过移动终端内置的蓝牙装置接收类比数位转换器转换后的数字信号并计算有关数值及显示。

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