CN104069565B - 自动截流输液系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动截流输液系统，包括输液袋，输液袋下方设有出液管，出液管末端设有出液瓣，其特征在于：该出液瓣下方设有截流本体，截流本体设有电磁线圈装配孔和截流块装配孔，截流本体还贯穿设有注射管通孔，所述注射管通孔截流块装配孔的孔心线交叉垂直，位于注射管通孔一侧的电磁线圈装配孔内装有电磁线圈L，位于注射管通孔另一侧的截流块装配孔内装有带磁截流块，该电磁线圈L的供电回路的开关由线圈控制电路控制，线圈控制电路和心率检测电路连接。有益效果是：可以在患者心率不正常时自动停止输液，还能在输液袋中液体液位很低的时候立即截断液流，同时立即导通发光二极管和喇叭提醒病患和医护人员，及时的停止输液和挽救生命。

Description

自动截流输液系统

技术领域

本发明涉及医疗器械装置技术领域，特别根据心率跳动次数正常与否来截流的输液系统。

背景技术

现在临床医疗上广泛使用一次性输液袋和一次性输液器，其具有简单实用、造价低廉的特点，由于门诊和住院的患者较多，医生护士往往无法顾及所有病患，患者与看护人员也有着疏忽大意的时候。目前有不少当输液袋中液体快流光时的自动阻断或报警的装置，但还未有针对心率跳动次数是否正常而阻断供液的输液装置。

当患者在输液时，有些药品可能造成患者心跳突然过速或者缓慢的负作用；或者患者在输液时，突发疾病等，心跳过速或者过慢这些情况下，他人也不容易察觉，患者也容易会突然昏迷，因此当患者来不及发出求救信号时，会继续输液，很容易出现事故或酿成悲剧。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明目的在于提供一种当心率信号不正常时自动阻断的自动截流输液系统，具体技术方案如下：

一种自动截流输液系统，包括输液袋，输液袋下方设有出液管，出液管末端设有出液瓣，其特征在于：该出液瓣下方设有用于阻断出液管中液体流动的截流本体，截流本体的长度方向设有电磁线圈装配孔和截流块装配孔，截流本体还贯穿设有注射管通孔，所述注射管通孔截流块装配孔的孔心线交叉垂直，且所述注射管通孔孔径小于等于截流块装配孔孔径，位于注射管通孔一侧的电磁线圈装配孔内装有电磁线圈L，位于注射管通孔另一侧的截流块装配孔内装有带磁截流块，当电磁线圈L通电时能够吸引带磁截流块向电磁线圈L方向移动,所述截流本体中还设有为电磁线圈L供电的电池，该电磁线圈L的供电回路的开关由线圈控制电路控制，线圈控制电路和心率检测电路连接。

采用上述结构，在输液时注射管穿过注射管通孔，当电磁线圈L通电后带有磁性，能吸引带磁截流块，带磁截流块向电磁线圈L方向移动，不停压迫注射管通孔中的注射管，直至完全关断，即可停止对患者的输液。电磁线圈L的通电与否根据心率检测结果来断定，当心率超过预定的上限或低于预定的下限时将触发信号通过射频方式发送给线圈控制电路，线圈控制电路立即导通电磁线圈L的供电回路，从而达到截断液流的目的。

更进一步的技术方案是所述注射管通孔将截流块装配孔分为压紧段和移动段，其中所述移动段远离电磁线圈装配孔，所述压紧段靠近电磁线圈装配孔，所述带磁截流块近电磁线圈装配孔的一端为子弹型的圆弧状，压紧段形状和带磁截流块该端的形状相匹配。

采用上述结构，子弹型的圆弧状的带磁截流块可以使与注射管的接触时压力更大，截流效果更好。

更进一步的技术方案是所述心率检测电路依次包括心率采集传感器、信号处理电路和单片机，该单片机上还接了射频发送器，线圈控制电路上也有射频接收器U3，该射频发送器和射频接收器U3相匹配。

采用上述结构，利用心率采集传感器采集心率跳动的数据，再用信号处理电路进行放大、滤波、比较、模数转换后输入给单片机，单片机进行运算后，当心率不正常时，单片机通过射频模块向控制电路发送触发信号。

更进一步的技术方案是线圈控制电路包括的第一单片机U1和射频接收器U3，射频接收器U3的输出端引脚和第一单片机U1的第一双向I/O口引脚连接，第一单片机U1的第二双向I/O口引脚串电阻R1后接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电磁线圈L一端，电磁线圈L另一端接电池正级，三极管Q1的发射极接电池负极。

采用上述结构，射频接收器U3和第一单片机U1相连，利用无线的方式来接受信号，体积小巧，方便。当单片机接收到心率不正常信号，立即向第一双向I/O口引脚输出高电平，经过电阻R1后，导通三极管Q1，使电磁线圈L通电，具有磁力。

更进一步的技术方案是所述输液袋内设有液位显示管，液位显示管装有浮球，所述液位显示管下端靠近且位于出液管正上方，所述液位显示管上端设有防止浮球从液位显示管移出的挡块，浮球挂有一个截流塞，当浮球位于液位显示管最低端时，截流塞能堵死出液管。

采用上述结构，利用液体对浮球的浮力来显示液位，利用截流塞当液面下降到一定程度时，截流塞能堵住出液管，停止输液袋中的液体继续流动。

更进一步的技术方案是所述输液袋内液位显示管的左、右两旁还设有限位块。

采用上述结构，使用左限位块和右限位块能防止液位显示管偏移。

更进一步的技术方案是所述截流塞内含磁铁，所述出液瓣外侧上还设有和截流塞能相互吸引的铁块，铁块放置在压力传感器U4上，所述压力传感器U4和液位控制电路相连。

采用上述结构，铁块能增强截流塞对出液管的作用力，使截流塞能够更加紧密堵住出液管，当截流塞与铁块相互吸引使，此刻铁块给压力传感器U4带来的压力减小，压力传感器U4将此信号传送给控制电路。

更进一步的技术方案是所述液位控制电路包括放大器U5、模数转换器U6和第二单片机U2，所述压力传感器U4的正输出端Vout+引脚接放大器U5的正输入端IN+引脚，所述压力传感器U4的负输出端Vout-引脚接放大器U5的负输入端IN-引脚，所述放大器U5的两个增益端RG引脚之间跨接一个电阻R2；所述放大器U5输出端OUT引脚接模数转换器U6的模拟输入通道端CH1引脚，所述模数转换器U6的片选使能端引脚接第二单片机U2的第三双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的芯片时钟输入CLK引脚接第二单片机U2的第四双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的数据信号输出DO引脚接第二单片机U2的第五双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的数据信号输出DI引脚与模数转换器U6的数据信号输出DO引脚并在一起。

采用上述结构，将压力传感器U4采集到的信号一次经过放大器U5放大，模数转换器U6转换后输送给第二单片机U2。

更进一步的技术方案是所述液位控制电路还连有报警电路，该报警电路包括报警灯控制电路和/或报警喇叭控制电路。

采用上述结构，当检测到铁块下的压力传感器U4压力减小时，可以通过报警电路进行报警，让医护人员和患者能够快速引起重视。

更进一步的技术方案是所述液位控制电路还连有报警喇叭控制电路，具体是：所述第二单片机U2的第六双向I/O口引脚串电阻R3后接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极接喇叭MK一端，喇叭MK另一端接正电源，三极管Q3的发射极接地，所述喇叭MK设置在出液瓣外侧或截流本体上。

采用上述结构，当检测到铁块下的压力传感器U4压力减小时，可以通过报警喇叭电路进行报警，让医护人员和患者能够快速引起重视。可以使第二单片机U2通过三极管Q3控制喇叭MK的通断。

更进一步的技术方案是所述液位控制电路还连有报警灯控制电路，具体是：所述第二单片机U2的第七双向I/O口引脚串电阻R4后接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极接发光二极管D一端，发光二极管D另一端接正电源，三极管Q4的发射极接地，所述发光二极管D设置在出液瓣外侧或截流本体上。

采用上述结构，当检测到铁块下的压力传感器U4压力减小时，可以通过报警灯进行报警，让医护人员和患者能够快速引起重视。可以使第二单片机U2通过三极管Q4控制发光二极管D的通断。

本发明有益效果为：提供了一种新型的自动截流输液系统，可以在患者心率不正常时自动停止输液，还能在输液袋中液体液位很低的时候立即截断液流，同时立即导通发光二极管和喇叭提醒病患和医护人员，及时的停止输液和挽救生命。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的截流本体(5)结构示意图；

图3为本发明实施例一的截流本体(5)截流状态示意图；

图4为本发明实施例一的电路原理图；

图5为本发明实施例二的浮球位于低位时的结构示意图；

图6为本发明实施例二的浮球位于高位时的结构示意图；

图7为本发明实施例二的电路原理图；

图8为本发明实施例三的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-4所示，本发明实施例一：

如图1-3是自动截流输液系统的结构示意图，一种自动截流输液系统，包括输液袋1，输液袋1下方设有出液管2，出液管2末端设有出液瓣3，在输液时将注射管一端刺进出液瓣并插入出液管中。本实施例主要特点在于提供一个可以随心率情况通断输液袋液流的截流本体，该出液瓣3下方设有用于阻断出液管2中液体流动的截流本体5，截流本体可以是固定在出液瓣上，也可以是活动连接在出液瓣上，活动连接会更加节省成本，截流本体因为不会和输液袋中的液体直接接触，所以反复多次的使用，能配对多个输液袋。截流本体5的长度方向设有电磁线圈装配孔21和截流块装配孔8，截流本体5还贯穿设有注射管通孔9，所述注射管通孔9截流块装配孔8的孔心线交叉垂直，且所述注射管通孔9孔径小于等于截流块装配孔8孔径，位于注射管通孔9一侧的电磁线圈装配孔21内装有电磁线圈L6，位于注射管通孔9另一侧的截流块装配孔8内装有带磁截流块11，当电磁线圈L6通电时能够吸引带磁截流块11向电磁线圈L6方向移动,该带磁截流块11可以是将磁铁块10或者铁块置入截流块11中，或者整个截流块11就是带有磁力物质制成。所述截流本体5中还设有为电磁线圈L6供电的电池7，该电磁线圈L6的供电回路的开关由线圈控制电路控制，线圈控制电路和心率检测电路连接。电磁线圈L6是一个中心装有铁棒外面用线圈绕成的电磁线圈，通电时电磁线圈L6具有极性。截流本体中设置的电磁线圈装配孔21和截流块装配孔8可以位于同一中心线上。

注射管通孔9将截流块装配孔8分为压紧段8a和移动段8b，其中所述移动段8b远离电磁线圈装配孔21，所述压紧段8a靠近电磁线圈装配孔21，所述带磁截流块11近电磁线圈装配孔21的一端为子弹型的圆弧状，压紧段8a形状和带磁截流块11该端的形状相匹配。该带磁截流块11长度大于注射管通孔9的孔径，该带磁截流块11小于或等于移动段8b长度。未截流的状态下下，带磁截流块11位于截流块装配孔8的移动段8b中，所述电磁线圈L6得电后能吸引带磁截流块11向截流块装配孔8的压紧段8a移动，带磁截流块11向压紧段8a移动时，必会压迫处于注射管通孔9中的注射管19，受压迫的注射管19液流速度逐渐变慢，直至完全被阻断。

截流本体可以利用带螺纹套筒来固定在出液瓣下方。在输液时注射管19穿过注射管通孔，当电磁线圈L通电后带有磁性，能吸引含带磁力物质截流块，截流块向电磁线圈L6移动，不停压迫注射管通孔9中的注射管19，直至完全关断，即可停止对患者的输液。电磁线圈L的通电与否根据心率检测结果来断定，当心率超过预定的上限或低于预定的下限时将触发信号通过射频方式发送给线圈控制电路，线圈控制电路立即导通电磁线圈L的供电回路，从而达到截断液流的目的。截流块装配孔8的外侧设有截流块堵头8c，电磁线圈装配孔21的外侧也设有线圈堵头。

图4示出了线圈控制电路的电路原理图。所述心率检测电路依次包括心率采集传感器、信号处理电路和单片机，该单片机上还接了射频发送器，线圈控制电路上也有射频接收器U3，该射频发送器和射频接收器U3相匹配。心率采集传感器即可以对其脉搏进行检测，比较方便的是检测指尖心率，这种方式需要采用光电传感器，现有技术中，这些检测心率的设备和方法都已经存在且公开，再次不赘述。正常人心跳是很规律的，每分钟在60～100次。如果每分钟的脉率超过100次，则为心动过速；每分钟的脉率低于50次，则可能为心动过缓；所以设定的非正常报警可以以低于50和高于100作为警戒线。

线圈控制电路包括的第一单片机U1和射频接收器U3，射频接收器U3的输出端引脚和第一单片机U1的第一双向I/O口引脚连接，第一单片机U1的第二双向I/O口引脚串电阻R1后接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电磁线圈L一端，电磁线圈L另一端接电池正级，三极管Q1的发射极接电池负极。射频接收器U3和第一单片机U1相连，利用无线的方式来接受信号，体积小巧，方便。当单片机接收到心率不正常信号，立即向第一双向I/O口引脚输出高电平，经过电阻R1后，导通三极管Q1，使电磁线圈L通电，具有磁力。第一单片机U1选用Atmel公司MCS-51系统单片机89S52，它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低，还可以选择其他的MCS-51系列的单片机。第一单片机U1的RST复位接口经电阻R11后接地，RST复位接口还经电容C11后接电源。第一单片机U1的XTAL1外部晶振1接口和XTAL2外部晶振2接口通过晶振Y11相连，XTAL1外部晶振1接口经电容C13后接地，XTAL2外部晶振2接口经电容C12后接地。

如图5-7所示，本发明实施例二：

图5和图6分别示出了为浮球位于低位时和高位时的结构示意图：实施例二中的截流本体和实施例一的相同，再次不赘述。主要区别在于，所述输液袋1内设有液位显示管20，液位显示管20装有浮球15，所述液位显示管20下端靠近且位于出液管2正上方，所述液位显示管20上端设有防止浮球15从液位显示管20移出的挡块17，浮球15挂有一个截流塞18，当浮球15位于液位显示管20最低端时，截流塞18能堵死出液管2。液体给浮球带来的浮力应该大于浮球加截流塞的重力。所述输液袋1内液位显示管20的左、右两旁还设有限位块16。

该截流塞18内含磁铁，所述出液瓣3外侧上还设有和截流塞18能相互吸引的铁块13，所述铁块13放置在压力传感器U412上，所述压力传感器U412和液位控制电路相连。所述液位控制电路还连有报警电路，该报警电路包括报警灯控制电路和/或报警喇叭控制电路。当液位下降时截流塞中的磁铁会和铁块相互吸引，对于截流塞而言能增加截流塞堵死出液管的压力，对于铁块而言能减小铁块向下对压力传感器U4的压力，使压力传感器U4接收到的压力发生转变，从而使液位控制电路得到信号，当液位控制电路获得信号压力变化信号后，利用报警电路进行报警，提醒看护人员或者患者该输液袋已经完成输液，需要拆除。

图7为本发明实施例二的电路原理图；

所述液位控制电路包括放大器U5、模数转换器U6和第二单片机U2，所述压力传感器U412的正输出端Vout+引脚接放大器U5的正输入端IN+引脚，所述压力传感器U412的负输出端Vout-引脚接放大器U5的负输入端IN-引脚，所述放大器U5的两个增益端RG引脚之间跨接一个电阻R2；所述放大器U5输出端OUT引脚接模数转换器U6的模拟输入通道端CH1引脚，所述模数转换器U6的片选使能端引脚接第二单片机U2的第三双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的芯片时钟输入CLK引脚接第二单片机U2的第四双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的数据信号输出DO引脚接第二单片机U2的第五双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的数据信号输出DI引脚与模数转换器U6的数据信号输出DO引脚并在一起。对压力传感器U4采集到的信号，进行信号处理，依次进行放大和模数转换，再输入给第二单片机U2进行处理。所述报警喇叭控制电路是：所述第二单片机U2的第六双向I/O口引脚串电阻R3后接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极接喇叭MK一端，喇叭MK另一端接正电源，三极管Q3的发射极接地，所述喇叭MK设置在出液瓣3外侧或截流本体5上。所述报警灯控制电路是：所述第二单片机U2的第七双向I/O口引脚串电阻R4后接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极接发光二极管D14一端，发光二极管D14另一端接正电源，三极管Q4的发射极接地，所述发光二极管D14设置在出液瓣3外侧，当然发光二极管D14还可以设置在截流本体5上。本实施例中同时使用了报警喇叭控制电路和报警灯控制电路，但本领域技术人员可以很容易想到单独只使用报警喇叭控制电路或者单独使用报警灯控制电路进行报警。本实施例中的第二单片机U2选用Atmel公司MCS-51系统单片机89S52，它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低，还可以选择其他的MCS-51系列的单片机。第二单片机U2的RST复位接口经电阻R21后接地，RST复位接口还经电容C21后接电源。第二单片机U2的XTAL1外部晶振1接口和XTAL2外部晶振2接口通过晶振Y21相连，XTAL1外部晶振1接口经电容C23后接地，XTAL2外部晶振2接口经电容C22后接地。

如图8所示，本发明实施例三：

图8为本发明实施例三的电路原理图：实施例三的装置结构与实施例二中一样，再次不赘述。主要差别在于，实施例三将第一单片机U1和第二单片机U2是同一个。这样可以节省空间，由于本系统所需要的单片机双向I/O口引脚较少，本领域技术人员完全可以使用一个单片机U7来替代第一单片机U1和第二单片机U2，即第一单片机U1和第二单片机U2共用同一个。单片机U7选用Atmel公司MCS-51系统单片机89S52，它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低，还可以选择其他的MCS-51系列的单片机。单片机U7的RST复位接口经电阻R31后接地，RST复位接口还经电容C31后接电源。单片机U7的XTAL1外部晶振1接口和XTAL2外部晶振2接口通过晶振Y31相连，XTAL1外部晶振1接口经电容C33后接地，XTAL2外部晶振2接口经电容C32后接地。

Claims (9)

1.一种自动截流输液系统，包括输液袋(1)，输液袋(1)下方设有出液管(2)，出液管(2)末端设有出液瓣(3)，其特征在于：该出液瓣(3)下方设有用于阻断出液管(2)中液体流动的截流本体(5)，截流本体(5)的长度方向设有电磁线圈装配孔(21)和截流块装配孔(8)，截流本体(5)还贯穿设有注射管通孔(9)，所述注射管通孔(9)截流块装配孔(8)的孔心线交叉垂直，且所述注射管通孔(9)孔径小于等于截流块装配孔(8)孔径，位于注射管通孔(9)一侧的电磁线圈装配孔(21)内装有电磁线圈L(6)，位于注射管通孔(9)另一侧的截流块装配孔(8)内装有带磁截流块(11)，当电磁线圈L(6)通电时能够吸引带磁截流块(11)向电磁线圈L(6)方向移动,所述截流本体(5)中还设有为电磁线圈L(6)供电的电池(7)，该电磁线圈L(6)的供电回路的开关由线圈控制电路控制，线圈控制电路和心率检测电路连接；

所述输液袋(1)内设有液位显示管(20)，液位显示管(20)装有浮球(15)，所述液位显示管(20)下端靠近且位于出液管(2)正上方，所述液位显示管(20)上端设有防止浮球(15)从液位显示管(20)移出的挡块(17)，浮球(15)挂有一个截流塞(18)，当浮球(15)位于液位显示管(20)最低端时，截流塞(18)能堵死出液管(2)。

2.根据权利要求1所述自动截流输液系统，其特征在于：所述注射管通孔(9)将截流块装配孔(8)分为压紧段(8a)和移动段(8b)，其中所述移动段(8b)远离电磁线圈装配孔(21)，所述压紧段(8a)靠近电磁线圈装配孔(21)，所述带磁截流块(11)近电磁线圈装配孔(21)的一端为子弹型的圆弧状，压紧段(8a)形状和带磁截流块(11)该端的形状相匹配。

3.根据权利要求1所述自动截流输液系统，其特征在于：所述心率检测电路依次包括心率采集传感器、信号处理电路和单片机，该单片机上还接了射频发送器，线圈控制电路上也有射频接收器U3，该射频发送器和射频接收器U3相匹配。

4.根据权利要求1所述自动截流输液系统，其特征在于：线圈控制电路包括的第一单片机U1和射频接收器U3，射频接收器U3的输出端引脚和第一单片机U1的第一双向I/O口引脚连接，第一单片机U1的第二双向I/O口引脚串电阻R1后接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电磁线圈L(6)一端，电磁线圈L(6)另一端接电池(7)正级，三极管Q1的发射极接电池(7)负极。

5.根据权利要求1所述自动截流输液系统，其特征在于：所述输液袋(1)内液位显示管(20)的左、右两旁还设有限位块(16)。

6.根据权利要求1或5所述自动截流输液系统，其特征在于：所述截流塞(18)内含磁铁，所述出液瓣(3)外侧上还设有和截流塞(18)能相互吸引的铁块(13)，所述铁块(13)放置在压力传感器U4(12)上，所述压力传感器U4(12)和液位控制电路相连。

7.根据权利要求6所述自动截流输液系统，其特征在于：所述液位控制电路包括放大器U5、模数转换器U6和第二单片机U2，所述压力传感器U4(12)的正输出端Vout+引脚接放大器U5的正输入端IN+引脚，所述压力传感器U4(12)的负输出端Vout-引脚接放大器U5的负输入端IN-引脚，所述放大器U5的两个增益端RG引脚之间跨接一个电阻R2；所述放大器U5输出端OUT引脚接模数转换器U6的模拟输入通道端CH1引脚，所述模数转换器U6的片选使能端引脚接第二单片机U2的第三双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的芯片时钟输入CLK引脚接第二单片机U2的第四双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的数据信号输出DO引脚接第二单片机U2的第五双向I/O口引脚，所述模数转换器U6的数据信号输出DI引脚与模数转换器U6的数据信号输出DO引脚并在一起。

8.根据权利要求6所述自动截流输液系统，其特征在于：所述液位控制电路还连有报警喇叭控制电路，具体是：所述第二单片机U2的第六双向I/O口引脚串电阻R3后接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极接喇叭MK一端，喇叭MK另一端接正电源，三极管Q3的发射极接地，所述喇叭MK设置在出液瓣(3)外侧或截流本体(5)上。

9.根据权利要求6所述自动截流输液系统，其特征在于：所述液位控制电路还连有报警灯控制电路，具体是：所述第二单片机U2的第七双向I/O口引脚串电阻R4后接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极接发光二极管D(14)一端，发光二极管D(14)另一端接正电源，三极管Q4的发射极接地，所述发光二极管D(14)设置在出液瓣(3)外侧或截流本体(5)上。