CN108355197A - 一种具有稳流破泡装置的智能型输液器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有稳流破泡装置的智能型输液器及其控制方法，包括LED操作控制面板和蠕动泵，LED操作控制面板与单片机连接，蠕动泵与输液瓶连接，蠕动泵由单片机中的输液泵控制单元控制，蠕动泵的输出端通过输液管路依次连接一稳流破泡装置和一气泡检测仪，单片机同时控制气泡检测仪，稳流破泡装置包括液腔本体，液腔本体的底部贯穿有一进液管，液腔本体的顶部贯穿有一出液管。本发明的有益效果是，解决了动力式输液普遍存在的输入人体的液体压力和流量均不能保证是恒定的技术问题。同时，稳流破泡装置中采用的是液体和空间的传递，可以解决附壁的气泡问题，更进一步地降低了产生气泡的可能性，减少停泵，保证输液过程更加顺畅便捷。

Description

一种具有稳流破泡装置的智能型输液器及其控制方法

技术领域

本发明涉及输液器及其控制方法领域，特别是一种具有稳流破泡装置的智能型输液器及其控制方法。

背景技术

传统的静脉输液技术往往受到经济及环境因素、药物输入要求和患者因素所制约，单个输液泵的应用实现了人体输液的高精度和可靠性以及安全性，为了满足临床的特殊需要，智能型输液系统已得到部分应用，但现有技术的智能型输液系统中所用的输液泵，其体积较大、费用较高，因此，制约了智能型输液系统的推广应用。发表于2003年第3期的《医疗卫生装备》，发表时间为2003年3月，作者为南京军区医学计量测试研究站的张玉明，其名称为《电控轻便野战输液器》的文章中公开了一种电控轻便野战输液器，该输液器虽然改变了传统输液方式，省去了输液架，可以实现输液速度的任意调节，并可在滴速不稳、输液完毕、电池不足时发出报警，但由于该类输液器是采用机械齿轮推动或是蠕动泵推动，输入人体的液体由于动力的不恒定，出来的液体都是一波一波的前进，使得输入人体的液体压力和流量不能恒定。而且由于脉冲式的压力，输液管内容易产生气泡，引起频繁的输液暂停排气，影响输液效果。尤其是在野战、灾难援救或急救的情况下，很可能其治疗环境非常恶劣，诸如：空间非常狭窄、灯光暗淡、伤病员的病情危急、抢救时间非常紧迫等等，利用现有的传统输液装置均不能达到“展收迅速、使用简便、用物齐全、省时省力”的原则，这是输液治疗中亟待解决的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种具有稳流破泡装置的智能型输液器及其控制方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种具有稳流破泡装置的智能型输液器，包括LED操作控制面板和蠕动泵，所述LED操作控制面板与单片机连接，所述蠕动泵与输液瓶连接，所述蠕动泵由单片机中的输液泵控制单元控制，其特征在于：所述蠕动泵的输出端通过输液管路依次连接一稳流破泡装置和一气泡检测仪，所述单片机同时控制所述气泡检测仪，所述稳流破泡装置包括液腔本体，所述液腔本体的底部贯穿有一进液管，所述液腔本体的顶部贯穿有一出液管，所述出液管的下口位于液腔本体的1/8至1/6处高度。

所述液腔本体的截面形状是圆形或椭圆形。

所述进液管和所述出液管在轴向上的位置是错开的。

所述输液泵控制单元包括以下模块：

输入设置模块，用于处理键盘中断程序，并使出液控制模块接受参数设置；

数据采集模块，用于采集单片机CPU的I/O管脚信号并且转换量程；

数据显示模块，用于输液信息的显示和报警；

报警处理模块，用于根据气泡检测仪判断输液管是否有液，根据电磁流量计判断蠕动泵是否存在故障并判断输液滴速是否异常，激活声音报警器和/或光电报警器；

出液控制模块，用于根据设定的输液滴速控制蠕动泵的脉冲个数；根据输液总量结合流速的累积，判断是否停止蠕动泵的工作。

所述数据采集模块包括下列三种传感器或其中之一：

用于对液体流速和流量检测的红外滴数传感器；

用于负责堵塞及漏液检测的压力传感器；

用于负责对液体气泡检测的超声波传感器；

上述传感器感应到的信号，经过放大处理后，送入单片机进行信号处理，并得出控制指令，然后通过报警处理模块和/或出液控制模块进行控制操作。

利用如权利要求4或5所述输液器进行输液，包括

步骤一、连接输液器，其中，将所述稳流破泡装置连接在所述蠕动泵和所述气泡检测仪之间的输液管路上时，所述稳流破泡装置的工作位置为进液孔在下，出液孔在下且呈竖直布置；固定输液瓶，将输液瓶输出端的输液管路连接到蠕动泵的泵头上；然后排气，待液体充满整条输液管路后，并保持稳流破泡装置中的液面高度为液腔本体的1/2-2/3高度处，关闭输液管路中的调节阀待用；

步骤二、给患者选取血管、皮肤消毒、穿刺固定；操作LED操作控制面板，通过输入设置模块，并根据医嘱设定滴数、输入量和余量警戒线；

步骤三、气泡检测，气泡检测仪或超声波传感器检测输液管中是否存有气泡，若输液管中无气泡，则蠕动泵正常启动，开始输出液体；若输液管中有气泡，则通过报警处理模块控制气泡检测仪发出一个信号到单片机，蠕动泵停止工作，并发出声音警报和灯警；操作人员人工排除气泡并经过气泡检测仪或超声波传感器检测后输液管中确无气泡后，单片机重新启动蠕动泵；

与此同时：

数据采集模块中的红外滴数传感器检测液体流速和流量；

数据采集模块中的压力传感器检测液体是否堵塞及漏液；

出液控制模块判断当输液量到达输液的下限值时，将蠕动泵速度降低到3m1/h，同时发出警报，提醒操作人员输液即将结束；当判断液体达到输液总量时，蠕动泵停止工作，与此同时，显示屏提示输液完成，

至此，完成输液过程。

利用本发明的技术方案制作的一种具有稳流破泡装置的智能型输液器的有益效果为：

由于本发明输液器中设置有滴斗结构的液体稳流破泡装置，使得蠕动泵产生的脉冲式压力经过稳流滴斗中液体的传递，变为恒定的稳定的压力，使得输入人体的液体是恒定的，解决了现有技术中动力式输液普遍存在的输入人体的液体由于动力的不恒定，出来的液体都是一波一波的前进，使得输入人体的液体压力和流量均不能恒定。

利用本发明输液器输液中，由于输液液体经由漏斗中液体及空间的传递，解决了附壁的气泡问题，气泡产生的可能性大大降低，减少了现有技术中由于脉冲式的压力，输液管内容易产生气泡，引起频繁的排气而使输液暂停，影响输液效果。频繁停泵，使得输液过程更加顺畅便捷。

附图说明

图1是本发明所述一种具有稳流破泡装置的智能型输液器的结构结构框图；

图2是本发明所述一种具有稳流破泡装置的智能型输液器的结构示意图；

图3是本发明所述一种具有稳流破泡装置的智能型输液器的控制流程图；

图中，1、输液瓶；

2、蠕动泵；

3、稳流破泡装置；31、液腔本体；32、进液管；33、出液管；

4、单片机；

5、气泡检测仪；

6、人体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种具有稳流破泡装置的智能型输液器，本发明具有稳流破泡装置的智能型输液器，主要包括输液瓶1、单片机4、蠕动泵2、气泡检测仪5和滴斗式的稳流破泡装置3。为了保障输液器能够集成到一个较小的装置中，该输液器最好是只占据很小空间，因此，采用单片机的控制方式。其硬件结构和连接关系如图1所示，与单片机4连接有LED操作控制面板，与输液瓶1连接有蠕动泵2，所述蠕动泵2由所述单片机4中的输液泵控制单元控制，所述蠕动泵2的输出端通过输液管路顺次与稳流破泡装置3和气泡检测仪5连接，所述单片机4同时控制所述气泡检测仪5。虽然，其中有关硬件是非常成熟的技术，而且可供选择的范围也较比广，但为了便于实施本发明输液器的目的，给出有关硬件的选型如下：

单片机4，包含有CPU，采用comfile公司的32位ARM处理器CUNBLOC产品CB220，其参数如下：程序内存：80K；数据内存：2K；EPROM：4K；lO个数：16通道；RS232：2通道；PWM：3通道；ADC：8通道；LCD操作控制面板，采用comfile公司多行液晶显示面板CLCD产品，此液晶面板通过RS232串行通讯和CPU进行通讯。其输入设计采用普通3*3矩阵按键。其声音设计采用板载蜂鸣器，发出提示报警音。其指示设计采用普通的LED灯代表指示。

蠕动泵2是本发明输液器的输液主动力装置，液体主要是靠此装置注入人体6，蠕动泵的原理就是步进电机加上选装挤压装置，市场上很多只要寻找到越小越好，最好选用线性蠕动泵，其控制信号选用脉冲信号。

稳流破泡装置3，为了解决现有技术中动力式输液普遍存在的输入人体的液体由于动力的不恒定，出来的液体都是一波一波的前进，使得输入人体的液体压力和流量均不能恒定的技术问题。本发明中设计了一种滴斗结构的液体稳流破泡装置，将蠕动泵产生的脉冲式压力经过稳流滴斗中液体的传递，变为恒定的稳定的压力，使得输入人体的液体是恒定的。所述稳流破泡装置3包括液腔本体31，所述液腔本体31的底部贯穿有一进液管32，所述液腔本体31的顶部贯穿有一出液管33，所述出液管33的下口位于液腔本体31的1/8至1/6处高度。所述液腔本体的截面形状是圆形或椭圆形，最好是椭圆形便于固定；所述进液管32和所述出液管33在轴向上的位置最还是错开的，可以避免空气直接进入出液管33，从而影响连续输液，该稳流破泡装置一定要设置在输液泵(蠕动泵2)的后面，才会起到稳流破泡的作用，这是与现有技术中一般输液泵所不同的地方。为了节省费用，所述稳流破泡装置还可以用现有的莫菲氏滴壶进行改造后来替代使用，当然，并不拘泥于用莫菲式滴壶的替代。上述稳流破泡装置在使用时，其中的液面一定要淹没出液管的管口，腔体内保证有一定的液面高度，可以是达到腔体本体的1/2-2/3高度之间。稳流破泡装置的工作原理是：由于压力的传递是没有方向的，当液体从进液口到出液口是利用了设置在前面的蠕动泵的压力产生的；出液管的下管口在液面下，液腔本体上端有一定的空间(H-h)，如图2中所示，解决了附壁的气泡问题；当有气泡进入液腔本体后，保证了有(H-h)高度的平衡气泡的空间。设置有稳流破泡装置的本发明输液器在输液过程中，由于输液液体经由漏斗中液体及空间的传递，气泡产生的可能性大大降低，减少了现有技术中由于脉冲式的压力，输液管内容易产生气泡，引起频繁的排气而使输液暂停，影响输液效果。频繁停泵，使得输液过程更加顺畅便捷。

气泡检测仪5不断检测输液管里是否含有气泡，如果有气泡则通过报警处理模块控制气泡检测仪发出一个信号到单片机，蠕动泵停止工作，并发出声音警报和灯警；该气泡检测仪的输出信号选用TTL开关信号。

所述输液泵控制单元包括以下模块：输入设置模块、数据采集模块、数据显示模块、报警处理模块和出液控制模块，各模块的功能如下：

输入设置模块——用于处理键盘中断程序，并使出液控制模块接受参数设置。

数据采集模块——用于采集单片机CPU的I/O管脚信号并且转换量程；所述数据采集模块包括下列三种传感器或其中之一：用于对液体流速和流量检测的红外滴数传感器；用于负责堵塞及漏液检测的压力传感器；用于负责对液体气泡检测的超声波传感器；上述传感器感应到的信号，经过放大处理后，送入单片机进行信号处理，并得出控制指令，然后通过报警处理模块和/或出液控制模块进行控制操作。

数据显示模块——主要是输液数据显示、报警及信息显示、设置显示及LED灯显示。输液数据显示：实际输液滴速X滴/ml，设定输液滴速X滴/ml，设定输液总量Xml；报警及信息显示：液空或气泡或泵堵塞，滴速异常，输液完毕百分比；设置显示：接受参数设置的所显示的界面；LED灯显示：只要有报警，LED灯都会亮起，具体信息去看显示器。

报警处理模块——根据气泡传感器判断输液管是否有液；根据流量计来判断蠕动泵是否故障、滴速是否异常；当有任何报警，都会激活声音报警器和/或光电报警器。

出液控制模块——正常出液：根据设定的滴速，来控制蠕动泵的脉冲个数；液毕出液：根据输液总量结合流速的累积，当出液快到设定量将减少脉冲输出放慢出液量3ml/h；异常出液：一旦发现液空或者气泡，就停止蠕动泵的输出。

如图3所示，利用本发明输液器进行输液的过程是：

首先，连接输液器，其中，将所述稳流破泡装置3连接在所述蠕动泵2和所述气泡检测仪5之间的输液管路上时，所述稳流破泡装置3的工作位置为进液孔32在下，出液孔33在下且呈竖直布置；固定输液瓶1，将输液瓶输出端的输液管路连接到蠕动泵2的泵头上；然后排气，待液体充满整条输液管路后，并保持稳流破泡装置3中的液面高度为液腔本体的1/2-2/3高度处；关闭输液管路中的调节阀待用；

然后，给患者选取血管、皮肤消毒、穿刺固定；操作LED操作控制面板，通过输入设置模块，并根据医嘱设定滴数、输入量和余量警戒线；

当操作人员完成设置后和前期工作后，首先开始气泡检测流程，即：气泡检测仪或超声波传感器检测输液管中是否存有气泡，若输液管中无气泡，则蠕动泵正常启动，开始输出液体；若输液管中有气泡，则通过报警处理模块控制气泡检测仪发出一个信号到单片机，蠕动泵停止工作，并发出声音警报和灯警；操作人员人工排除气泡并经过气泡检测仪或超声波传感器检测后输液管中确无气泡后，单片机重新启动蠕动泵；在输液的整个过程中，如果有气泡产生，均重复以上过程。

与此同时：数据采集模块中的红外滴数传感器检测液体流速和流量；数据采集模块中的压力传感器检测液体是否堵塞及漏液；出液控制模块判断当输液量到达输液的下限值时，将蠕动泵速度降低到3ml/h，同时发出警报，提醒操作人员输液即将结束；当判断液体达到输液总量时，蠕动泵停止工作，显示屏提示输液完成，至此，完成输液过程。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有稳流破泡装置的智能型输液器，包括LED操作控制面板和蠕动泵，所述LED操作控制面板与单片机连接，所述蠕动泵与输液瓶连接，所述蠕动泵由单片机中的输液泵控制单元控制，其特征在于：所述蠕动泵的输出端通过输液管路依次连接一稳流破泡装置和一气泡检测仪，所述单片机同时控制所述气泡检测仪，所述稳流破泡装置包括液腔本体，所述液腔本体的底部贯穿有一进液管，所述液腔本体的顶部贯穿有一出液管，所述出液管的下口位于液腔本体的1/8至1/6处高度。

2.根据权利要求1所述具有稳流破泡装置的智能型输液器，其中，所述液腔本体的截面形状是圆形或椭圆形。

3.根据权利要求1所述具有稳流破泡装置的智能型输液器，其中，所述进液管和所述出液管在轴向上的位置是错开的。

4.根据权利要求1或2或3所述具有稳流破泡装置的智能型输液器，其中，所述输液泵控制单元包括以下模块：

输入设置模块，用于处理键盘中断程序，并使出液控制模块接受参数设置；

数据采集模块，用于采集单片机CPU的I/O管脚信号并且转换量程；

数据显示模块，用于输液信息的显示和报警；

报警处理模块，用于根据气泡检测仪判断输液管是否有液，根据电磁流量计判断蠕动泵是否存在故障并判断输液滴速是否异常，激活声音报警器和/或光电报警器；

出液控制模块，用于根据设定的输液滴速控制蠕动泵的脉冲个数；根据输液总量结合流速的累积，判断是否停止蠕动泵的工作。

5.根据权利要求1或2或3所述具有稳流破泡装置的智能型输液器，其特征在于：所述数据采集模块包括下列三种传感器或其中之一：

用于对液体流速和流量检测的红外滴数传感器；

用于负责堵塞及漏液检测的压力传感器；

用于负责对液体气泡检测的超声波传感器；

上述传感器感应到的信号，经过放大处理后，送入单片机进行信号处理，并得出控制指令，然后通过报警处理模块和/或出液控制模块进行控制操作。

6.一种具有稳流破泡装置的智能型输液器的输液方法，其特征在于：利用如权利要求4或5所述输液器进行输液，包括

步骤一、连接输液器，其中，将所述稳流破泡装置连接在所述蠕动泵和所述气泡检测仪之间的输液管路上时，所述稳流破泡装置的工作位置为进液孔在下，出液孔在下且呈竖直布置；固定输液瓶，将输液瓶输出端的输液管路连接到蠕动泵的泵头上；然后排气，待液体充满整条输液管路后，并保持稳流破泡装置中的液面高度为液腔本体的1/2-2/3高度处，关闭输液管路中的调节阀待用；

步骤二、给患者选取血管、皮肤消毒、穿刺固定；操作LED操作控制面板，通过输入设置模块，并根据医嘱设定滴数、输入量和余量警戒线；

步骤三、气泡检测，气泡检测仪或超声波传感器检测输液管中是否存有气泡，若输液管中无气泡，则蠕动泵正常启动，开始输出液体；若输液管中有气泡，则通过报警处理模块控制气泡检测仪发出一个信号到单片机，蠕动泵停止工作，并发出声音警报和灯警；操作人员人工排除气泡并经过气泡检测仪或超声波传感器检测后输液管中确无气泡后，单片机重新启动蠕动泵；

与此同时：

数据采集模块中的红外滴数传感器检测液体流速和流量；

数据采集模块中的压力传感器检测液体是否堵塞及漏液；

出液控制模块判断当输液量到达输液的下限值时，将蠕动泵速度降低到3m1/h，同时发出警报，提醒操作人员输液即将结束；当判断液体达到输液总量时，蠕动泵停止工作，与此同时，显示屏提示输液完成，

至此，完成输液过程。