CN104474607B - 离散输液监控方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离散输液监控方法及系统，该方法包括如下步骤：在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；并根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数；根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；根据所述输液总体积以及药液总体积生成输液状态信息。本发明能够在保证测量精度的同时有效降低输液监控系统的功耗，提高输液监控产品电源的续航能力，提高输液监控系统的可靠性。

Description

离散输液监控方法及系统
【技术领域】
本发明涉及医疗输液监控技术领域，特别涉及一种离散输液监控方法及系统。
【背景技术】
静脉输液是利用大气压和液体静压原理将大量无菌液体、电解质、药物由静脉输入体内的医疗方法，发展到现在静脉输液已是临床常用的重要治疗手段，在输液过程中，对液滴速度和药液的剩余量必须加以控制，当液滴速度过快或者过慢、输液管中的药液少于一定程度时，若不加以控制，将会引发严重的医疗事故。液滴速度一般由护士通过调节输液器上的手动滑轮来控制，药液的剩余量也可以通过人工监控，但由于输液时间较长，人为监视药液剩余量将会十分疲劳，因此目前较多的医疗场所采用输液监控系统来监视药液的剩余量。
现有的输液监控系统通过红外传感设备对液滴和液面进行检测，均采用实时监测技术，虽然保证了测量数据的时效性，但增加了输液监控系统的功耗，以致产品电池使用时间过短。由于有时输液时间较为漫长，电池使用时间过短极易造成在输液过程中输液监控系统失效，导致医疗事故发生。
【发明内容】
基于此，为解决现有技术中的问题，本发明提供一种离散输液监控方法及系统，有效降低了输液监控系统的功耗。
本发明实施例的内容具体如下：
一种离散输液监控方法，包括如下步骤：
在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；
将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；并根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数；
根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；
根据所述输液总体积以及药液总体积生成输液状态信息。
相应的，本发明还提供一种离散输液监控系统，包括：
液滴速度监测模块，用于在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；
平均速度判定模块，用于将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；
液滴数计算模块，用于根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；
输液总体积计算模块，用于根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数，且根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；
状态信息监控模块，用于根据所述输液总体积以及药液总体积获得输液状态信息。
本发明基于输液过程中液滴速度不会突变的原理，采用离散监测技术，假设所述的测量周期为T，而预设测速时间为T0，T0<T，那么离散输液监控系统的功耗理论上将会降低为实时输液监控系统的T0/T，因此本发明通过合理设置测量周期和预设测速时间，能够在保证测量精度的同时有效降低输液监控系统的功耗，延长输液监控产品的电池使用时间，提高续航能力，进一步提高输液监控系统的可靠性。
【附图说明】
图1为本发明实施一中一种离散输液监控方法的流程示意图；
图2为本发明中一种离散输液监控系统的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的内容作进一步描述。
实施例一
如图1所示，在本实施例一中，提供一种离散输液监控方法，具体包括如下步骤：
S11在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；
S12将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；
S13根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；
S14根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数；
S15根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；
S16根据所述输液总体积以及药液总体积生成输液状态信息。
具体的，液滴速度是指单位时间内产生的液滴数，可通过红外传感设备来检测。上述的预设测速时间是指用于计算液滴速度的统计时间，即在该预设测速时间内统计液滴数，然后将统计出的液滴数除以该预设测速时间，得到液滴速度。假设预设测速时间为T0，测量开始时刻为t0(为了保证输液监控的准确度，一般输液开始的时刻即为测量开始时刻)，则统计t0至t0+T0时刻内的液滴数，然后将该液滴数除以T0，即得到液滴速度S1，该液滴速度S1即为测量开始时刻的液滴速度。假设测量周期为T，T大于T0，则在t0+T时刻进行第二次测量，具体测量方法与上面描述的方法相同，即统计t0+T至t0+T+T0时刻内的液滴数，然后将该液滴数除以T0，得到液滴速度S2，该液滴速度S2即为t0+T时刻的液滴速度。同理，在以后每隔一个测量周期T的时刻，都按上述方法测量对应的液滴速度S3、S4…Sn。
由于液滴速度不会发生突变，本实施例中采用相邻两个液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度，即：
AS1＝(S1+S2)/2，AS2＝(S2+S3)/2，…，ASn＝(Sn+Sn+1)/2
其中AS1指第一个测量周期内的液滴平均速度，即从t0时刻至t0+T时刻内的液滴平均速度，S1为t0时刻的液滴速度，S2为t0+T时刻的液滴速度；AS2指第二个测量周期内的液滴平均速度，即从t0+T时刻至t0+2T时刻内的液滴平均速度，S3为t0+2T时刻的液滴速度；ASn指第n个测量周期内的液滴平均速度，Sn为t0+(n-1)*T时刻的液滴速度，Sn+1为t0+n*T时刻的液滴速度。
按照上述方法，即可获取每个测量周期内的液滴平均速度，然后根据液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数。在一种具体实施方式中，用液滴平均速度乘以测量周期的时长，即可得到测量周期内的液滴数，计算公式如下：
N1＝AS1*T，N2＝AS2*T，…，Nn＝ASn*T
其中，N1为第一个测量周期内的液滴数，N2为第二个测量周期内的液滴数，Nn为第n个测量周期内的液滴数。
根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数，在一种具体实施方式中，把每个测量周期内的液滴数相加，即可得到输液总滴数N，计算公式如下：
N＝N1+N2+…+Nn＝(AS1+AS2+…+ASn)*T
有了输液总滴数N，就可以根据输液管单位体积药液的滴数P，计算输液总体积V。
在静脉输液中，常用的输液管标准为20滴/毫升，所以输液总体积：
V＝N/P＝N/20(毫升)
通过以上方法，每隔一个测量周期，测量一次液滴速度，然后根据静脉输液过程中液滴速度不会突变的原理，计算测量周期内的液滴平均速度，进而利用该液滴平均速度估算出输液总体积。输液监控系统利用该输液总体积与药液总体积生成输液状态信息，从而实现了输液监控。
本实施例中每隔一个测量周期T进行一次液滴速度测量，该方法为一种离散监测方法，由于测量周期T大于预设测速时间T0，那么采用离散监测方法的输液监控系统，其功耗理论上要比采用实时监控方法的输液监控系统的功耗要低，只有后者的T0/T。
实施例二
在本实施例二中，为了保证输液监控系统的精确度，在实施例一提供的离散输液监控方法的基础上，引入了液滴体积补偿技术，减小计算输液总体积时的误差。
经过实验验证，在不同液滴速度下，液滴的体积大小是不同的，随着液滴速度的增加，液滴的体积将逐渐变大，因此针对于不同的液滴速度，在计算液滴体积时需要采用体积补偿系数进行校准。本实施例二中，将经过试验验证的体积补偿系数表存储在输液监控系统中，所述体积补偿系数表包括了不同液滴速度下的体积补偿系数。
根据测量周期内的液滴平均速度在预设液滴体积补偿系数表中进行查询，即可获取每个测量周期对应的液滴体积补偿系数；然后根据每个测量周期内的液滴数以及各自对应的液滴体积补偿系数获得输液总滴数。
在一种具体实施方式中，参照实施例一中的方法，计算出每个测量周期内的液滴平均速度AS1、AS2、…、ASn，然后根据液滴平均速度在体积补偿系数表中查询对应的体积补偿系数。
根据每个测量周期对应的体积补偿系数即可对输液总体积进行校准。假设查表得到每个测量周期的体积补偿系数为X1，X2，…，Xn，然后按以下公式进行校准:
N＝N1*X1+N2*X2+…+Nn*Xn＝(AS1*X1+AS2*X2+…+ASn*Xn)*T
校准完成后，就可以根据输液管单位体积药液的滴数P，计算输液总体积V：
V＝N/P
在通过上述离散监测方法获得输液总体积后，输液监控系统就可以利用该输液总体积与药液总体积生成输液状态信息，从而实现了输液监控。例如，输液监控系统将药液总体积减去输液总体积，获得药液剩余体积；当药液剩余体积低于阈值时，生成输液告警信息，在输液即将完成时，可以提醒医务人员注意输液情况。再例如，在输液即将完成或已完成而医务人员没来得及处理时，输液监控系统根据输液状态信息触发启动保护装置，防止意外事故发生。
综上所诉，本发明采用离散监测技术，每隔一个测量周期进行一次监测工作，根据监测结果评估获得输液状态信息，相比传统的实时监测方法，在保证准确度的基础上，有效降低了输液监控系统的功耗，提升输液监控产品的续航能力。本发明还采用液滴体积补偿技术减小计算过程中的误差，进一步提高了测量精度，使输液监控系统的可靠性得到提升。
相应的，本发明还提供了一种离散输液监控系统，下面给出一个该离散输液监控系统的具体实施例。
如图2所示，在本实施例中，离散输液监控系统包括：
液滴速度监测模块1，用于在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；
平均速度判定模块2，用于将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；
液滴数计算模块3，用于根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；
输液总体积计算模块4，用于根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数，且根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；
状态信息监控模块5，用于根据所述输液总体积以及药液总体积获得输液状态信息。
假设预设测速时间为T0，测量开始时刻为t0，液滴速度监测模块1内含计时器，且通过红外传感设备统计t0至t0+T0时刻内的液滴数，然后将该液滴数除以T0，即得到液滴速度S1，该液滴速度S1即为测量开始时刻的液滴速度。一般的，为了保证输液监控的准确度，输液开始时刻即为测量开始时刻，液滴速度检测模块1检测到输液开始后，立即开始液滴速度测量。
假设测量周期为T，T大于T0，则在t0+T时刻液滴速度监测模块1进行第二次测量，具体测量过程与上面描述的测量过程相同，首先统计t0+T时刻至t0+T+T0时刻内的液滴数，然后将该液滴数除以预设测速时间T0，得到液滴速度S2，该液滴速度S2即为t0+T时刻的液滴速度。同理，在以后每隔一个测量周期T的时刻，液滴速度监测模块1都按上述方法测量对应的液滴速度S3、S4…Sn。
基于输液过程中液滴速度不会发生突变的原理，本实施例通过平均速度判定模块2计算相邻两个液滴速度的平均值，并将其作为对应测量周期内的液滴平均速度，即：
AS1＝(S1+S2)/2，AS2＝(S2+S3)/2，…，ASn＝(Sn+Sn+1)/2
其中AS1指第一个测量周期内的液滴平均速度，即从t0时刻至t0+T时刻内的液滴平均速度，S1为t0时刻的液滴速度，S2为t0+T时刻的液滴速度；AS2指第二个测量周期内的液滴平均速度，即从t0+T时刻至t0+2T时刻内的液滴平均速度，S3为t0+2T时刻的液滴速度；ASn指第n个测量周期内的液滴平均速度，Sn为t0+(n-1)*T时刻的液滴速度，Sn+1为t0+n*T时刻的液滴速度。
液滴数计算模块3根据液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数，在一种具体实施方式中，用液滴平均速度乘以测量周期的时长T，即可得到测量周期内的液滴数，计算公式如下：
N1＝AS1*T，N2＝AS2*T，…，Nn＝ASn*T
其中，N1为第一个测量周期内的液滴数，N2为第二个测量周期内的液滴数，Nn为第n个测量周期内的液滴数。
输液总体积计算模块4根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数，且根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积，在一种具体实施方式中，首先把每个测量周期内的液滴数相加，计算输液总滴数N，计算公式如下：
N＝N1+N2+…+Nn＝(AS1+AS2+…+ASn)*T
然后根据输液管单位体积药液的滴数P以及输液总滴数N，计算输液总体积V：
V＝N/P
为了保证离散输液监控系统的精确度，在一种具体实施方式中，输液总体积计算模块4还包括：
查表模块41，用于根据测量周期内的液滴平均速度在预设液滴体积补偿系数表中进行查询，获取每个测量周期对应的液滴体积补偿系数；
校准计算模块42，用于根据每个测量周期内的液滴数以及各自对应的液滴体积补偿系数，获得所述输液总滴数。
由于在不同液滴速度下，液滴的体积大小是不同的，随着液滴速度的增加，液滴的体积将逐渐变大。为了保证计算精度，减小计算误差，离散输液监控系统中存储了一份经过试验验证的体积补偿系数表，在该体积补偿系数表中包括了不同液滴速度下的体积补偿系数。
在平均速度判定模块2计算出每个测量周期内的液滴平均速度后，查表模块41根据液滴平均速度在体积补偿系数表中查询对应的体积补偿系数。然后，在一种具体实施方式中，校准计算模块42根据每个测量周期对应的体积补偿系数进行校准计算。假设查表得到每个测量周期的体积补偿系数为X1，X2，…，Xn，按以下公式进行校准:
N＝N1*X1+N2*X2+…+Nn*Xn＝(AS1*X1+AS2*X2+…+ASn*Xn)*T
利用校准后的输液总滴数N计算输液总体积V，便可减小误差，提高离散输液监控系统的精度。
通过输液总体积计算模块4获得输液开始后的输液总体积，状态信息监控模块5利用该输液总体积与药液总体积生成输液状态信息，从而实现了输液监控。例如，在输液即将完成或已完成而医务人员没来得及处理时，输液监控系统根据输液状态信息触发启动保护装置，防止意外事故发生。
在一种具体实施方式中，状态信息监控模块5包括：
剩余体积计算模块51，用于根据所述药液总体积以及所述输液总体积，获得药液剩余体积；
告警模块52，用于在所述药液剩余体积小于阈值时，生成输液告警信息。
离散输液监控系统通过剩余体积计算模块51计算药液剩余体积，在一种具体实施方式中，将药液总体积减去输液总体积，即可获得药液剩余体积，当药液剩余体积小于阈值时，告警模块52生成输液告警信息，在输液即将完成时，可以提醒医务人员注意输液情况。
以上各个模块其功能的具体实现方法，可参照上述实施例一、实施例二中提供的方法，此处不再进行赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种离散输液监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；
将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数；
根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；
根据所述输液总体积以及药液总体积生成输液状态信息；
所述根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数的过程还包括：根据测量周期内的液滴平均速度在预设液滴体积补偿系数表中进行查询，获取每个测量周期对应的液滴体积补偿系数；
根据每个测量周期内的液滴数以及各自对应的液滴体积补偿系数获得所述输液总滴数。
2.根据权利要求1所述的离散输液监控方法，其特征在于，根据所述输液总体积以及药液总体积获得输液状态信息的过程包括如下步骤：
根据所述药液总体积以及所述输液总体积，获得药液剩余体积；
当所述药液剩余体积小于阈值时，生成输液告警信息。
3.一种离散输液监控系统，其特征在于，包括：
液滴速度监测模块，用于在测量开始时刻以及之后的每隔一个测量周期的时刻，监测预设测速时间内的液滴速度；
平均速度判定模块，用于将相邻两个预设测速时间内的液滴速度的平均值作为对应测量周期内的液滴平均速度；
液滴数计算模块，用于根据所述液滴平均速度以及测量周期的时长，获得对应测量周期内的液滴数；
输液总体积计算模块，用于根据每个测量周期内的液滴数获得输液总滴数，且根据所述输液总滴数以及输液管单位体积药液的滴数计算输液总体积；
状态信息监控模块，用于根据所述输液总体积以及药液总体积获得输液状态信息；
所述输液总体积计算模块包括：
查表模块，用于根据测量周期内的液滴平均速度在预设液滴体积补偿系数表中进行查询，获取每个测量周期对应的液滴体积补偿系数；
校准计算模块，用于根据每个测量周期内的液滴数以及各自对应的液滴体积补偿系数获得所述输液总滴数。
4.根据权利要求3所述的离散输液监控系统，其特征在于，所述状态信息监控模块包括：
剩余体积计算模块，用于根据所述药液总体积以及所述输液总体积，获得药液剩余体积；
告警模块，用于在所述药液剩余体积小于阈值时，生成输液告警信息。
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