CN109078239A - 一种智能输液监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能输液监测系统,所述智能输液监测系统包括高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、主控模块、语音报警器、服务器、WEB端;其中,所述高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、语音报警系统分别与所述主控模块电连接;所述主控模块与所述服务器通信连接;所述服务器与所述WEB端通信连接。本发明的智能输液监测系统具有在采集药液容量数据时准确性高以及监控人员可以直接对多个病房的监测终端实行实时监控,效率高、实用性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及医用辅助用具技术领域,尤其涉及一种智能输液监测系统。
背景技术
目前,我国的大部分医院及社区卫生院、诊所等医疗机构进行点滴注射时,大都采用传统的人工监护手动控制的方法,其输液速度是护士凭观察和经验通过调节输液器上的手动滑轮来控制,输液量也是护士用只有两个标记的液体瓶倾倒后估计的。这样不仅会影响预期治疗效果,而且对于一些对人体器官作用敏感需要严格控制输液速度和输液量的药物,个体差异机体耐受力不同,由于医护人员少病人多,经常发生由于输液过程中的异常、输液速度发生异变或监控处理不及时而引发的医疗事故。特别是对于在手术中、手术后以及病情危重需要严格控制输液速度的人群,不仪会导致病情加重,甚至危及病人生命。对于输液监控仪器的市场调查显示目前国外的产品技术和水平较高,应用也较为广泛。现今我们所使用的产品都是进口的,价格比较昂贵。国内所有正在研制厂家的产品也很不理想,且成本较高。
鉴于此,设计一款更加智能化的智能输液系统,是目前市场上的迫切需求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题,提供一种智能输液系统,所述智能输液监测系统包括高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、主控模块、语音报警器、服务器、WEB端,其中,
所述高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、语音报警器分别与所述主控模块电连接;
所述主控模块与所述服务器通信连接;
所述服务器与所述WEB端通信连接。
进一步地,所述系统还包括电磁阀,所述电磁阀与所述主控模块电连接。
进一步地,所述系统还包括WIFI模块,所述WIFI模块分别与所述主控模块与所述服务器通信连接。
进一步地,所述系统还包括医院数据库,所述服务器与所述医院数据库电连接。
进一步地,所述心率传感器为MAX30102传感器模块。
进一步地,所述高精度拉力传感器为MIK-LCS1传感器模块。
进一步地,所述体温传感器为GY-MCU90615传感器模块。
进一步地,所述WIFI模块为ESP8266模块。
进一步地,所述语音警报器包括语音合成模块,所述语音合成模块为SYN6288模块。
进一步地,所述语音合成模块可以与多个终端进行连接,同时监测多个终端的输液情况。
与现有技术相比,本发明提供的智能输液系统具有以下优点:
1、本系统在测量输液瓶药液容量时采用了拉力传感器,不同于现有技术采用的红外线测速的方式,运用拉力传感器可以防止其他环境因素的干扰而导致的数据混乱,其次本发明采用高精度的拉力传感器能够提高在采集药液容量数据时的准确性。
2、而在本系统的报警装置中采用的是分离式语音报警系统,不同于现有技术采用的声光报警系统,该装置放置于护士站等监控中心,监控人员可以直接对多个病房的监测终端实行实时监控,实用性强,结合语音报警系统可以有效地对多个病人实行输液监控。
附图说明
图1为本发明的智能输液监测系统的结构示意图;
图2为本发明的智能输液监测系统的分离式语音报警模块的结构示意图;
图3为本发明的智能输液监测系统的电磁阀工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1至3所示,为本发明的智能输液监测系统的一种实施例,该智能输液监测系统包括高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、主控模块、语音报警器、服务器、WEB端,其中,
所述高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、语音报警系统分别与所述主控模块电连接;
所述主控模块与所述服务器通信连接;
所述服务器与所述WEB端通信连接。
其中所述系统还包括电磁阀,所述电磁阀与所述主控模块电连接。
其中所述系统还包括WIFI模块,所述WIFI模块分别与所述主控模块与所述服务器通信连接。
其中所述系统还包括医院数据库,所述服务器与所述医院数据库电连接。
其中所述心率传感器为MAX30102传感器模块。
其中所述高精度拉力传感器为MIK-LCS1传感器模块。
其中所述体温传感器为GY-MCU90615传感器模块。
其中所述WIFI模块为ESP8266模块。
其中所述语音警报器包括语音合成模块,所述语音合成模块为SYN6288模块。
其中所述语音合成模块可以与多个终端进行连接,同时监测多个终端的输液情况。
参考图1,该系统主要分为硬件部分和软件部分,硬件部分主要由心率传感器MAX30102模块、体温传感器GY-MCU90615模块、高精度拉力传感器MIK-LCS1、WIFI模块ESP8266、语音合成模块YS-SYN6288、以及主控模块主控芯片板stm32开发板,外围的设备还包括报警用高保真喇叭、紧急暂停系统用的电磁闸。软件部分主要由前端显示信息用的web页面和后端数据处理以及软硬件交互用的服务器。
1.1硬件部分:
1.1.1心率传感器MAX30102模块
MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光LED和一个红外光LED、光电检测器、光器件,以及带环境光抑制的低噪声电子电路。MAX30102通过发出的两种不同光波的光,经过血管软组织时,不同的光波会因为对有节奏的血流速度的吸收率不同而再次反射回不同的光,处理器通过计算而得出相应的心率和血氧值。MAX30102具有体积小、能耗低、准确度高的特点被广泛应用于便携式可穿戴智能产品,以及智能手机上。此外,该芯片还可通过软件关断模块,待机电流接近为零,实现电源始终维持供电状态。通过该模块,可以有效地获取患者的心率和血氧值且具有较高的参考值。
1.1.2高精度拉力传感器MIK-LCS1模块
在获取药液剩余量方面,本系统采用高精度的拉力传感器MIK-LCS1模块,该模块产自美控自动化公司。该拉压力传感器又叫电阻应变式传感器,隶属于称重传感器系列,是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。测量精度高,稳定性好,输出对称性能好。能够监测患者输液过程中的药液剩余量,再通过相应的计算得出剩余的百分比,凭借优良的输出信号,能够稳定地测量出药液的变化。所测药液剩余量百分比精度值可以控制在1%以内,具有较高的可读性。
1.1.3体温传感器GY-MCU90615模块
GY-MCU90615是一款高精度的红外非接触式体温测量模块。工作电压3-5v,功耗小,体积小。根据普朗克黑体辐射原理,温度越高,所发射出来的辐射能量就越大,相反的,传感器所测得到的红外辐射能量也越大,温度也就越高。该体温传感器其工作原理,是通过收集被测人体所释放的红外辐射能量,再转为相应的电信号,并放大输出,经过精密算法计算和分析测出人体体温。该模块还内置输出环境温度与被测人体温度两种信号,该功能大大提高了环境温度所带来的误差。在连续测量和算法优化筛选的条件下,环境因素和系统误差将被大大抑制,达到输出精确的目的。
1.1.4 WIFI模块ESP8266
有了上面所有外设传感器所测达到的数据,为了和同一局域网下的监控服务器实现信息交互,需要一种响应数度快、能耗低、便携的WIFI透传模块以实现和监控平台的信息连接。ESP8266是一款超低功耗的UART-WIFI透传模块,拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术,专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WIFI无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。在副控端和主控端之间用两个WIFI模块,主控端的WIFI模块主要实现与服务器的信息交互,而副控端的WIFI模块主要是应用于服务器发送控制指令驱动语音合成模块发出警报。得益于socket服务器的多线程处理,在面对多个主控端同时发送过来的数据以及警报指令的发送,socket服务器也能妥善处理。
1.1.4语音合成模块YS-SYN6288
当输液过程中患者出现心率不齐(过高或过低)、体温过高、药液剩余量过低、输液速度过快等异常状态,以及人工呼叫时,主控端识别并通过WIFI模块将数据发送到服务器,服务器核实后通过发送相应的语音控制指令到副控端,以驱动语音合成模块发出报警。YS-SYN6288通过异步串口(UART)通讯方式,接收待合成的文本数据,实现文本到语音(或TTS语音)的转换。其硬件接口简单、体积小、低功耗、音色清亮圆润、极高的性/价比;除此之外,SYN6288在识别文本/数字/字符串更智能、更准确,语音合成自然度更好、可懂度更高。外接高保真喇叭能有效地发出报警语音,以提醒护士前往处理异常状况。
1.1.5电磁闸
电磁闸,该部件应用于智能紧急暂停系统,当出现药液剩余量过低,患者的心率、血氧、体温异常,且值班护士迟迟没有处理的紧急状况时,主控芯片将发出指令驱动电磁闸执行强制压迫输液管,其原理与输液管上的可调滴速阀一样,通过外界物理的压迫实现紧急的输液暂停。该过程因为时物理过程,所以不会对输液的药液产生污染,且可执行性高。后期还可以实现滴速的辅助控制。工作原理参见图3。
1.1.6分离式语音报警系统
分离式语音报警系统,采用“一对多”的连接方式,即多个监测终端连接一个语音报警系统,具有“监测——处理——报警”互不干扰的特性。语音报警系统代替传统声光报警,不仅实用性高,易发现易处理,还节省材料耗费。相比较传统声光报警,声光报警功能多余(患者可直接知悉输液是否结束),护士站的护士无法第一时间得到报警信息,无线分离式语音报警系统可远程报警,护士可第一时间获得的多个病房监测终端的输液报警信息。分离式语音报警系统参加图2。
2.软件部分:
2.1主要设计思路
采用B/S形式,通过浏览器实时监控每个病人的身体状况,包括:心率、血氧、体温、输液瓶剩余容量,本系统利用SSM框架进行开发,严格遵循MVC设计模式,在服务端为每个病人单独开辟唯一线程,保证了线程安全。在软硬件数据交互方面,个人编写的Socket服务器利用定时器实时接收单片机发送的病人身体数据,接收数据后立即修改相应的数据库数据,保证了数据的准确性、无延迟性。而且当病人的身体状况异常时,将通过语音播报形式告诉值班医生异常情况。
2.2数据传输流程
2.2.1在单片机开发板与前端页面传输数据的过程中,以mysql数据库为中间传输介质,在数据流动过程中,以两条数据线同时进行。
2.2.2单片机定时发送数据到Socket服务器,Socket服务端接收数据后立即在数据库中修改相应信息。
2.2.3前端页面通过定时器和AJAX异步访问技术不断向Tomcat服务端发送请求,请求成功后返回相应数据,随后立即将得到的相应数据修改到前端页面上。
由上可知,该智能输液监控系统主要分为硬件部分和软件部分,硬件部分主要由心率传感器MAX30102模块、体温传感器GY-MCU90615模块(内核为MLX90615红外体温传感器)、高精度拉力传感器MIK-LCS1、WIFI模块ESP8266、语音合成模块YS-SYN6288、以及主控芯片板stm32开发板,外围的设备还包括报警用高保真喇叭、紧急暂停系统用的电磁闸。软件部分主要由前端显示信息用的web页面和后端数据处理以及软硬件交互用的服务器。
系统采用了重力传感器来检测输液瓶药液液体的重量,体温传感器来检测人体的体温信息,心率传感器来检测人体的心率血氧信息,把以上所有采集到的数据发送到主控芯片模块进行数据处理的工作,WIFI模块用于实现与后端服务器的交互传输还有与语音模块的交互并增设人工呼叫模块,利用按钮发送数据。
本发明提供的智能输液监测系统利用拉力传感器实时监测药液剩余量将更加直观地呈现出药液的变化趋势,以及可以获取药液的最初重量,方便后续的数据计算。相比红外线测速还具有抗干扰能力强、不受环境光影响、兼容性高等优点。
其次,本发明中的分离式语音报警系统,相比于现有的输液监测系统中无语音报警或只采用APP、软件形式的简单文字提醒或采用传统声光报警,分离式语音报警系统采用独立的处理芯片实现对输液过程中的异常信息报警,即减轻了主控芯片的处理负担、提高了监测信息的运算速度,又加强了实用性,具有“监测——处理——报警”互不干扰的特性;其“一对多”的连接方式,大大降低了成本,避免了一台仪器一个报警器的成本负担,实现一个报警系统处理多个监测终端。
最后,传统嵌入式输液监测系统只能面向一个监测对象,而多线程后台服务器实现监控多个病房多个病床终端的输液信息相比嵌入式形式的单一监测,具有扩展性强、实用性强、兼容性高的优点。护士站在web端即可监控到多个病房终端的输液信息,同时结合语音报警系统的提醒功能,360度无死角的监控各个病房输液信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能输液监测系统,其特征在于,所述智能输液监测系统包括高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、主控模块、语音报警器、服务器、WEB端,其中,
所述高精度拉力传感器、心率传感器、体温传感器、语音报警器分别与所述主控模块电连接;
所述主控模块与所述服务器通信连接;
所述服务器与所述WEB端通信连接。
2.根据权利要求1所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述系统还包括电磁阀,所述电磁阀与所述主控模块电连接。
3.根据权利要求1所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述系统还包括WIFI模块,所述WIFI模块分别与所述主控模块与所述服务器通信连接。
4.根据权利要求1所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述系统还包括医院数据库,所述服务器与所述医院数据库电连接。
5.根据权利要求1至4任一所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述心率传感器为MAX30102传感器模块。
6.根据权利要求1至4任一所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述高精度拉力传感器为MIK-LCS1传感器模块。
7.根据权利要求1至4任一所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述体温传感器为GY-MCU90615传感器模块。
8.根据权利要求3所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述WIFI模块为ESP8266模块。
9.根据权利要求1至4任一所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述语音警报器包括语音合成模块,所述语音合成模块为SYN6288模块。
10.根据权利要求9所述的智能输液监测系统,其特征在于,所述语音合成模块可以与多个终端进行连接,同时监测多个终端的输液情况。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181225 |
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