CN109200393A - 一种交互式输液监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明的交互式输液监控系统，包括护士站主机、监护从机和运行APP的智能终端，特征在于：监控从机由壳体和位于壳体中的电路部分组成，电路部分由嵌入式处理器以及与其相连接的电源模块、液位检测模块、滴速检测模块、滴速控制模块和无线传输模块组成。本发明的监控方法，包括：a).从机安装和APP下载；b).信息采集、显示和上传；c).信息存储和转发；d).滴速控制；e).温度控制；f).剩余时间计算；g).低液位报警。本发明的交互式输液监控系统，可实时采集输液过程中滴速、液位和温度信息，将其通过智能终端和护士站主机显示出来，并可对滴速、药液温度进行控制以及发出报警信息，实现了无监护人员时的安全输液。

Description

一种交互式输液监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及一种交互式输液监控系统及监控方法，更具体的说，尤其涉及一种医护人员、陪护人员或患者自己均可实时观测滴速、液位和温度并进行滴速控制的交互式输液监控系统及监控方法。

背景技术

目前我国的医疗自动化普及程度较低，昂贵且为数不多的自动化监护设备被用在危重病人的ICU病房。一套ICU监护设备造价几十万，在医院的日常诊疗过程中，有近93%的患者是住在普通病房治疗的，输液治疗是目前最常规的治疗手段。而输液往往要有人陪护，这项任务主要由家属或护理人员来承担。对于传染性疾病（如SARS），如果家属或医护人员陪护，则存在很大的感染风险，尤其是在对老年患者护理过程中，存在护理难、护理贵的问题，并且护理人员短缺等现实问题。

病人在输液治疗过程中，作为陪护、医护人员最关心的问题就是液体流速以及剩余药液量，液体流速过快，会对病人造成不适，流速过慢可能会影响正常治疗，实时观察剩余药量以免药液留空。如果能有一套完善的监控系统，可对病房中每个病人的输液状况进行监控，并实时传送至护士站进行显示，将会有利于医护人员掌握每个病人的输液情况，以便控制病人的输液速度以及更换药液。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种交互式输液监控系统及监控方法。

本发明的交互式输液监控系统，包括护士站主机、监护从机和运行APP的智能终端，监护从机设置于每个输液床位处，用于采集滴速、输液瓶或袋中的液位信息并传输至护士站主机，护士站主机显示各个床号的输液信息，护士站主机与智能终端相通信；其特征在于：所述监控从机由壳体和位于壳体中的电路部分组成，电路部分由嵌入式处理器以及与其相连接的电源模块、液位检测模块、滴速检测模块、滴速控制模块和无线传输模块组成，液位检测模块由设置于输液瓶或袋外侧的电容式非接触液位传感器组成；滴速检测模块由固定于壳体中电路板上的发光二极管和光敏三极管组成，发光二极管与发光三极管之间形成与输液滴壶相配合的通道，三极管的输出经放大电路的放大处理后输入至嵌入式处理器；滴速控制模块由固定于电路板上的舵机组成，舵机的控制端与嵌入式处理器的输出端相连接，舵机的输出轴上固定有偏心轮，偏心轮的一侧固定有挡板挡板与偏心轮之间形成输液管穿过的通道；监控从机经无线传输模块与护士站主机相通信。

本发明的交互式输液监控系统，所述监控从机包括与嵌入式处理器相连接的温度传感器、LCD显示屏和PI膜加热模块，温度传感器设置于电路板上，用于测量输液滴壶中药液的温度，LCD显示屏设置于壳体上，PI膜加热模块由PI膜组成，PI膜位于发光二极管与光敏三极管之间的通道中。

本发明的交互式输液监控系统，所述护士站主机上设置有触控屏和Wifi通信模块，护士站主机经Wifi通信模块与运行APP的智能终端相通信。

本发明的交互式输液监控系统，所述嵌入式处理器采用型号为MSP430G2553的芯片，MSP430G2553芯片的PWM信号输出端口作为舵机的控制信号，电源模块采用型号为MP1584E1和AS1117-3.3V的芯片，非接触式液位传感器采用FDC2214模块，舵机的型号为MG995。

本发明的交互式输液监控系统的监控方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).从机安装和APP下载，首先将输液器上的输液滴壶放入发光二极管与光敏三极管之间，再将监控从机固定于输液杆的合适位置上，用户下载输液监控APP并进行注册；

b).信息采集、显示和上传，监控从机经滴速检测模块、液位检测模块和温度传感器周期性地采集滴速、液位和温度信息，然后将采集的滴速、液位和温度信息经LCD显示屏显示出来并上传至护士站主机；

c).信息存储和转发，护士站主机存储接收的滴速、液位和温度信息并根据查询进行显示，并根据智能终端上APP的请求将滴速、液位和温度信息发送至智能终端；

d).滴速控制，智能终端和护士站主机均可发出滴速控制命令，监控从机接收到滴速控制命令后，将采集的当前滴速与控制命令中的滴速相比较，如果当前滴速过快，则发出舵机继续向压紧输液管的方向转动，如果当前滴速过慢，则发出舵机向压紧输液管相反的方向转动；

e).温度控制，监控从机经温度传感器采集输液滴壶中药液的温度，并将其与设定阈值相比较，如果温度低于设定阈值，则开启PI膜加热模块，以对输液滴壶中的药液进行加热；

f).剩余时间计算，监控从机根据当前液位计算出输液瓶或输液袋中剩余的药液量，然后根据当前滴速计算出剩余时间，并通过智能终端APP和护士站主机显示出来；

g).低液位报警，当检测到输液瓶或输液袋中的液位过低时，则通过智能终端和护士站主机发出报警信息，以提醒患者或医护人员换药或停针。

本发明的有益效果是：本发明的交互式输液监控系统，由护士站主机、监控从机和运行APP的智能终端组成，通过在监控从机上设置处理器、液位传感器、滴速检测模块和温度传感器，可在输液过程中实时采集药液的滴速、液位和温度信息，并将采集的信息通过智能终端（智能手机）和护士站主机显示出来，同时还可接收智能终端和护士站主机发出的滴速控制信息，通过舵机将滴速调整至所需范围；还可通过PI膜加热模块对输液滴壶中药液的温度进行加热，以避免药液温度过低对患者产生不适或不利影响。本发明的交互式输液监控系统，可实时采集输液过程中滴速、液位和温度信息，将其通过智能终端和护士站主机显示出来，并可对滴速、药液温度进行控制以及发出报警信息，实现了无监护人员时的安全输液，有益效果显著，适于应用推广。

附图说明

图1为本发明的交互式输液监控系统的原理图；

图2为本发明中监控从机的使用原理图；

图3为本发明中监控从机使用时的局部放大图；

图4为本发明中护士站主机的结构示意图；

图5为本发明中智能终端所运行的APP的注册界面图；

图6为本发明中智能终端所运行APP的信息显示界面图；

图7为本发明中护士站主机所显示的主页面图；

图8为本发明中护士站主机所显示的单个输液位的信息图；

图9为本发明中监控从机所采用的嵌入式处理器的电路图；

图10为本发明中监控从机中电源模块的电路图；

图11为本发明中监控从机中滴速检测模块的电路图；

图12为本发明中监控从机中液位检测模块的电路接口；

图13为本发明中监控从机中滴速控制模块的电路接口。

图中：1护士站主机，2嵌入式处理器，3触控屏，4 Wifi通信模块，5液位检测模块，6滴速检测模块，7滴速控制模块，8 LCD显示屏，9 PI膜加热模块，10无线传输模块，11壳体，12电路板，13发光二极管，14光敏三极管，15输液杆，16输液滴壶，17非接触液位传感器，18舵机，19偏心轮，20挡板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的交互式输液监控系统的原理图，其由护士站主机1、多个监控从机和用于运行APP应用的智能终端组成，如图4所示，给出了本发明中护士站主机的结构示意图，护士站主机1设置于护士站或其他监控区域，护士站主机1上设置有触控屏3和Wifi通信模块4，触控屏3不仅可显示各个输液位的输液信息，而且还可发出控制滴速的指令信息，护士站主机1经Wifi通信模块4实现与智能终端（智能手机）的通信，以便向智能终端发送输液信息和接收智能终端发出的控制指令。

每个病床或输液位上均设置有监控从机，监控从机实现对输液过程中滴速、输液瓶或袋中液位、输液滴壶16中药液温度的检测，监控从机由壳体11和设置于壳体11中的电路部分组成，壳体11起固定和支撑作用，电路部分由嵌入式处理器2及与其相连接的液位检测模块5、滴速检测模块6、滴速控制模块7、LCD显示屏8、PI膜加热模块9、无线传输模块10和温度传感器组成，嵌入式处理器2具有信号采集、数据运算和控制输出的作用。嵌入式处理器2通过液位检测模块5采集输液瓶或输液袋中药液的液位，通过滴速检测模块6采集输液滴壶16中液滴的流速，通过滴速控制模块7来挤压输液管，以实现对药液滴速的控制，通过温度传感器实现对滴壶中药液温度的测量，通过PI膜加热模块9实现对输液滴壶16中药液的加热，通过无线传输模块10实现与护士站主机1的通信。

如图2所示，给出了本发明中监控从机的使用原理图，图3给出了本发明中监控从机使用时的局部放大图，所示监控从机的LCD显示屏8设置于壳体11上，用于显示滴速、液位和温度信息，滴速检测模块6由发光二极管13和光敏三极管14组成，放光二极管13和光敏三极管14均固定于电路板12上，其实现形成与输液滴壶16相配合的空腔，液滴在输液滴壶16中滴落过程中可阻挡放光二极管13发出的光线，进而改变光敏三极管14所接收到的光线强弱，以实现对滴速的测量。使用时，输液滴壶16置于发光二极管13与光敏三极管14之间，输液滴壶16外侧的壳体11上设置有透视窗，以便从外部观察到输液滴壶16中的状况。

滴速控制模块7由舵机18组成，舵机18固定于电路板12上，舵机18的输出轴上固定有偏心轮19，偏心轮19的一侧固定有挡板20，待控制的输液管部位穿过偏心轮19与挡板20之间，在舵机18控制偏心轮19朝不同的方向转动过程中，可驱使偏心轮19压紧或降低对输液管的施压，通过对输液管压紧可降低滴速，通过减轻施压可增加滴速。PI膜加热模块9由对输液滴壶部位16加热的PI膜组成，PI膜设置于发光二极管13与光敏三极管14之间的通道中，当嵌入式处理器2检测到输液滴壶16中的药液温度过低时，会通过PI膜对输液滴壶16进行加热，以便使药液温度上升至设定阈值范围内，避免温度过低对患者造成不利影响。

监控从机实现对输液过程中的滴速、液位、温度信息的测量，并将测量信息发送至护士站主机1中，护士站主机1将接收的滴速、液位、温度信息存储并通过触控屏3显示出来，以便医护人员进行监控、查看和滴速控制；同时将滴速、液位、温度信息的测量传送至运行有相应APP的智能终端上，以便患者或陪护人员进行查看和滴速控制。

如图5所示，给出了本发明中智能终端所运行的APP的注册界面图，用户在下载APP后，首先通过输入用户名、密码进行注册，注册成功后，即可显示如图6所示的智能终端所运行APP的信息显示界面图，其显示的信息包括输液速度、输液温度、输液剩余时间以及剩余电量信息，同时点击滴速调节可对输液速度进行调节。

如图7所示，给出了本发明中护士站主机所显示的主页面图，所示的护士站主机1所显示的主页面显示各个病床或输液位的编号，通过点击相应的编号，即可进入如图8所示的单个输液位的信息图，其显示的内容包括输液速度、输液温度、电量，同时还可进行滴速控制。

如图9所示，给出了本发明中监控从机所采用的嵌入式处理器的电路图，所示的嵌入式处理器采用型号为MSP430G2553的微处理器，其不仅具有可输出PWM信号的端口，而且还可进行USART通讯。如图10所示，给出了本发明中监控从机中电源模块的电路图，电源模块采用型号为MP1584E1和AS1117-3.3V的稳压模块，以形成稳定的直流电压输出。

如图11所示，给出了发明中监控从机中滴速检测模块的电路图，用于滴速测量的发光二极管13和光敏三极管14均与限流电阻串联后接于电源两端，光敏三极管14的输出经运算放大器的放大处理后，再输入至MSP430G2553微处理器中，以实现滴速信号的测量。如图12所示，给出了监控从机中液位检测模块的电路接口，液位检测模块采用FDC2214模块，其外接金属导体式的非接触液位传感器17后，可对输液瓶或输液袋中液位高度的测量。如图13所示，给出了监控从机中滴速控制模块的电路接口，MSP430G2553微处理器通过输出的PWM信号对舵机18的转动角度进行控制，以实现滴速调节。

Claims (5)

1.一种交互式输液监控系统，包括护士站主机（1）、监护从机和运行APP的智能终端，监护从机设置于每个输液床位处，用于采集滴速、输液瓶或袋中的液位信息并传输至护士站主机，护士站主机显示各个床号的输液信息，护士站主机与智能终端相通信；其特征在于：所述监控从机由壳体（11）和位于壳体中的电路部分组成，电路部分由嵌入式处理器（2）以及与其相连接的电源模块、液位检测模块（5）、滴速检测模块（6）、滴速控制模块（7）和无线传输模块（10）组成，液位检测模块由设置于输液瓶或袋外侧的电容式非接触液位传感器（17）组成；滴速检测模块由固定于壳体中电路板上的发光二极管（13）和光敏三极管（14）组成，发光二极管与发光三极管之间形成与输液滴壶（16）相配合的通道，三极管的输出经放大电路的放大处理后输入至嵌入式处理器（2）；滴速控制模块由固定于电路板上的舵机（18）组成，舵机的控制端与嵌入式处理器的输出端相连接，舵机的输出轴上固定有偏心轮（19），偏心轮的一侧固定有挡板（20），挡板与偏心轮之间形成输液管穿过的通道；监控从机经无线传输模块（10）与护士站主机相通信。

2.根据权利要求1所述的交互式输液监控系统，其特征在于：所述监控从机包括与嵌入式处理器（2）相连接的温度传感器、LCD显示屏（8）和PI膜加热模块（9），温度传感器设置于电路板上，用于测量输液滴壶（16）中药液的温度，LCD显示屏设置于壳体（11）上，PI膜加热模块由PI膜组成，PI膜位于发光二极管（13）与光敏三极管（14）之间的通道中。

3.根据权利要求1或2所述的交互式输液监控系统，其特征在于：所述护士站主机（1）上设置有触控屏（3）和Wifi通信模块（4），护士站主机经Wifi通信模块与运行APP的智能终端相通信。

4.根据权利要求1或2所述的交互式输液监控系统，其特征在于：所述嵌入式处理器（2）采用型号为MSP430G2553的芯片，MSP430G2553芯片的PWM信号输出端口作为舵机（18）的控制信号，电源模块采用型号为MP1584E1和AS1117-3.3V的芯片，非接触式液位传感器（17）采用FDC2214模块，舵机（18）的型号为MG995。

5.一种基于权利要求1所述的交互式输液监控系统的监控方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).从机安装和APP下载，首先将输液器上的输液滴壶（16）放入发光二极管（13）与光敏三极管（14）之间，再将监控从机固定于输液杆（15）的合适位置上，用户下载输液监控APP并进行注册；

b).信息采集、显示和上传，监控从机经滴速检测模块（6）、液位检测模块（5）和温度传感器周期性地采集滴速、液位和温度信息，然后将采集的滴速、液位和温度信息经LCD显示屏（8）显示出来并上传至护士站主机（1）；

c).信息存储和转发，护士站主机（1）存储接收的滴速、液位和温度信息并根据查询进行显示，并根据智能终端上APP的请求将滴速、液位和温度信息发送至智能终端；

d).滴速控制，智能终端和护士站主机均可发出滴速控制命令，监控从机接收到滴速控制命令后，将采集的当前滴速与控制命令中的滴速相比较，如果当前滴速过快，则发出舵机继续向压紧输液管的方向转动，如果当前滴速过慢，则发出舵机向压紧输液管相反的方向转动；

e).温度控制，监控从机经温度传感器采集输液滴壶中药液的温度，并将其与设定阈值相比较，如果温度低于设定阈值，则开启PI膜加热模块（9），以对输液滴壶（16）中的药液进行加热；

f).剩余时间计算，监控从机根据当前液位计算出输液瓶或输液袋中剩余的药液量，然后根据当前滴速计算出剩余时间，并通过智能终端APP和护士站主机显示出来；

g).低液位报警，当检测到输液瓶或输液袋中的液位过低时，则通过智能终端和护士站主机发出报警信息，以提醒患者或医护人员换药或停针。