CN109461294A - 一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置及应用方法 - Google Patents

Abstract

一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，具有信号采集电路、处理电路和提示电路，信号采集电路、处理电路和提示电路安装在电路板上，电路板安装在医疗器械报警系统本体的元件盒内部，医疗器械的报警系统本体和信号采集电路、处理电路和提示电路之间经导线连接。一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置的应用方法，单片机通过PC机编程，工作时处理电路能根据医疗器械报警系统本体的主控电路板、信号输出两端输入的不同类型信号输出不同宽度的脉冲信号，进而扬声器发出三种声音。本发明外围元件少，体积减小、成本更低，数据不会丢失，也不需要调节，工作更为可靠，产生的声音更为真实、音差区别更大，利于操作者区分报警紧急程度。

Description

一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置及应用方法

技术领域

本发明涉及医疗设施配套领域，特别是一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置及应用方法。

背景技术

GB9706.1-2007标准是医用电气设备的安全通用要求。其指出：为了让操作者利用听觉来识别不同状态报警信号的发生，必须在背景噪音环境中能够听到报警声音，并且与其它声音有所区别；其中，中优先级报警信号的声压级应不超过高优先级报警信号的声压级，低优先级报警信号的声压级应不超过中优先级报警信号的声压级，这样就能通过不同级别音量差（一般输出三种声音差）让操作者区分不同的报警紧急程度，进而根据轻重缓急进行相应操作。

为了符合上述标准，传统的医疗器械报警系统应用的报警单元采用了定点采集技术，工作时，医疗器械报警系统的配套探头采集医疗器械工作时产生的各种信号数据，各种不同类型信号输入至医疗器械报警系统的主控电路板信号输入端，主控电路板将各种不同类型信号预处理后，主控电路板信号输出两端输出处理后不同类型信号至报警单元的固定计算集成芯片信号输入端（医疗器械报警系统的配套多种探头采集医疗器械工作时不同工作状况，输出至医疗器械报警系统的主控电路板信号输入端信号电压会有所不同，所以主控电路板将各种不同类型信号预处理后，主控电路板信号输出两端能输出处理后不同类型信号至报警单元的固定计算集成芯片信号输入端），不同类型报警信号经报警单元的相关电路处理后，由扬声器输出高、中、低三种报警声音给予操作者提示，不同类型信号进入固定计算集成芯片内后，经报警单元的相关电路处理后发出的声音音差不同。

现有的医疗器械报警系统应用的报警单元一般采用LM386运算放大器、555时钟芯片、电阻、电容等组成，这种报警单元采用的集成电路及其外围元件较多，导致使用报警单元的医疗器械报警系统体积相对较大，并增加了出现故障的几率，同时555时钟芯片受到输出频域范围的限制，其输出的脉冲信号宽度有限，后续扬声器输出的音频信号音量差不是很明显，555时钟芯片结合外围元件使用时，需要反复进行其外围元件的调试，调试过程需要花费很多时间，给调试人员的调试带来较大困难和不方便，并且调试后频域范围误差较大，后续扬声器输出的声音会出现失真现象，医疗器械报警系统的可靠性也得不到保证。

发明内容

为了克服现有医疗器械报警系统应用的报警单元因结构所限存在的弊端，本发明提供了采用单片机等作为信号处理电路，外围元件少，体积相对减小、成本更低，不需要调节，工作更为可靠，单片机在内部电路及外围元件作用下，输出脉冲信号宽度频域更宽，从而产生的声音更为真实、音差区别更大，更利于操作者区分报警紧急程度的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置及应用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，包括医疗器械的报警系统本体，其特征在于还具有信号采集电路、处理电路和提示电路，信号采集电路、处理电路和提示电路安装在电路板上，电路板安装在医疗器械报警系统本体的元件盒内部，医疗器械报警系统本体内的电路板5V电源正负两极分别和处理电路、提示电路电源输入两端经导线连接，医疗器械报警系统本体的主控电路板信号输出两端和信号采集电路的两个信号输入端分别经导线连接，信号采集电路的两个信号输出端和处理电路的两个信号输入端分别经导线连接，信号采集电路的音频输出端和提示电路音频信号输入端经导线连接。

所述信号采集电路包括两只电阻。

所述处理电路包括单片机和电阻，其间经电路板布线连接，单片机型号是ATTINY15，单片机的正极电源输入端8脚和电阻一端连接，电阻另一端和单片机的RESET引脚1脚连接。

所述提示电路包括电阻、扬声器、NPN三极管和无极性电容，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和第二只电阻一端、NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和扬声器一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管发射极、无极性电容一端连接，无极性电容另一端和扬声器另一端连接。

一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置的应用方法，其特征在于单片机通过PC机编程，工作时处理电路能根据医疗器械报警系统本体的主控电路板、信号输出两端输入的不同类型信号输出不同宽度的脉冲信号，进而驱动提示电路的扬声器发出三种声音。

所述处理电路对信号进行处理时，单片机根据所属信号类型驱动其内部的脉冲产生单元产生对应宽度的脉冲信号，该脉冲信号通过提示电路放大输出后，提示电路的扬声器发出对应声压级的报警听觉声音。

所述驱动提示电路的扬声器发出三种声音类型包括高优先级报警、中优先级报警、低优先级报警三类，分别对应三种不同宽度的脉冲信号和三种不同声压级的报警听觉声音，分别为高级和炫音、中级和炫音、低级和炫音。

本发明有益效果是：本发明使用时，医疗器械报警系统本体的配套探头采集医疗器械工作时产生的各种信号数据，各种不同类型信号输入至医疗器械报警系统本体的主控电路板信号输入端，主控电路板将各种不同类型信号预处理后，主控电路板信号输出两端输出处理后不同类型信号至信号采集电路信号输入两端，单片机根据所属信号类型驱动其内部的脉冲产生单元产生对应宽度的脉冲信号，该脉冲信号通过提示电路放大输出后，提示电路的扬声器发出对应声压级的报警听觉声音，报警信号紧急时、提示电路的扬声器会发出为高级和炫音，报警信号较为紧急时、提示电路的扬声器发出中级和炫音，报警信号不紧急时、提示电路的扬声器发出低级和炫音。本发明采用单片机作为核心信号处理电路，其配套的外围元件少，使得应用本发明的医疗器械报警系统体积相对减小、成本更低，单片机经PC机编程，数据不会丢失，也不需要调节，工作更为可靠，单片机在内部电路及外围元件作用下，输出脉冲信号宽度频域更宽，从而产生的声音更为真实、音差区别更大，更利于操作者区分报警紧急程度。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置的结构框图。

图2是本发明一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置的电路图。

具体实施方式

以下所有内容以医疗领域中使用较为广泛的输液泵做说明。

图1中所示，一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，包括输液泵的报警系统本体，还具有信号采集电路、处理电路和提示电路，信号采集电路、处理电路和提示电路安装在电路板上，电路板安装在输液泵报警系统的元件盒内部，输液泵报警系统本体内的电路板5 V电源正负两极分别和处理电路、提示电路电源输入两端经导线连接，输液泵报警系统本体的主控电路板信号输出两端和信号采集电路的两个信号输入端分别经导线连接，信号采集电路的两个信号输出端和处理电路的两个信号输入端分别经导线连接，信号采集电路的音频输出端和提示电路音频信号输入端经导线连接。

图2中所示，信号采集电路包括两只电阻R2及R3。处理电路包括单片机U1和电阻R1，其间经电路板布线连接，单片机U1型号是ATTINY15，单片机U1的正极电源输入端8脚和电阻R1一端连接，电阻R1另一端和单片机U1的RESET引脚1脚连接。提示电路包括电阻R4及R5、扬声器B、NPN三极管Q和无极性电容C，其间经电路板布线连接，第一只电阻R4一端和第二只电阻R5一端、NPN三极管Q基极连接，NPN三极管Q集电极和扬声器B一端连接，第二只电阻R5另一端和NPN三极管Q发射极、无极性电容C一端连接，无极性电容C另一端和扬声器B另一端连接。

图2中所示，输液泵报警系统本体内的电路板5V电源正负两极分别和处理电路正负两极电源输入端电阻R1一端及单片机的负极电源输入端4脚、提示电路电源输入两端NPN三极管Q的集电极和发射极经导线连接，输液泵报警系统本体的主控电路板信号输出两端和信号采集电路的两个信号输入端电阻R2及R3一端分别经导线连接，信号采集电路的两个信号输出端电阻R2及R3另一端和处理电路的两个信号输入端单片机U1的PB1引脚1和PB2引脚2分别经导线连接，信号采集电路的音频输出端单片机U1的ISPMISO引脚6和提示电路音频信号输入端电阻R4另一端经导线连接。

一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置的应用方法，单片机通过PC机编程，工作时处理电路能根据输液泵报警系统本体的主控电路板、信号输出两端输入的不同类型信号输出不同宽度的脉冲信号，进而驱动提示电路的扬声器发出三种声音。处理电路对信号进行处理时，单片机根据所属信号类型驱动其内部的脉冲产生单元产生对应宽度的脉冲信号，该脉冲信号通过提示电路放大输出后，提示电路的扬声器发出对应声压级的报警听觉声音。驱动提示电路的扬声器发出三种声音类型包括高优先级报警、中优先级报警、低优先级报警三类，分别对应三种不同宽度的脉冲信号和三种不同声压级的报警听觉声音，分别为高级和炫音、中级和炫音、低级和炫音。

图2中所示，输液泵报警系统本体内的电路板5V电源正负两极分别进入处理电路、提示电路正负两极电源输入端后，处理电路、提示电路处于得电工作状态。本发明使用时，输液泵报警系统本体配套的探头采集输液泵工作时产生的各种信号数据，各种不同类型信号输入至报警系统本体的主控电路板信号输入端，主控电路板将各种不同类型信号预处理后，主控电路板信号输出两端输出处理后不同类型信号至信号采集电路信号输入两端电阻R2及R3一端，进而信号经电阻R2、R3降压限流进入单片机U1的信号输入端1及2脚，信号进入单片机U1内后，单片机U1在其内部电路及其编程控制作用下根据输入的所属信号类型驱动其内部的脉冲产生单元产生对应宽度的脉冲信号，不同宽度的脉冲信号从单片机U1的6脚输出进入提示电路的电阻R4一端，并经电阻R4降压限流进入NPN三极管Q的基极， NPN三极管Q在外围元件电阻R5共同作用下将脉冲信号放大，NPN三极管Q集电极输出放大后信号进入扬声器B一端，经过NPN三极管Q放大的电压信号进入扬声器B后，扬声器B发出不同音差听觉报警声音给予使用者提示（无极性电容C的作用是耦合）；实际情况下，主控电路板信号输出两端输出处理后不同类型信号至信号采集电路信号输入两端电阻R2及R3一端，通过提示电路放大输出后，提示电路的扬声器发出对应声压级的报警听觉声音，报警信号紧急时、提示电路的扬声器会发出为高级和炫音，报警信号较为紧急时、提示电路的扬声器发出中级和炫音，报警信号不紧急时、提示电路的扬声器发出低级和炫音给予使用者有效音差提示；比如主控电路板信号输出两端输出处理后信号为输液泵产生气泡信号、阻塞信号，那么报警信号为紧急、提示电路的扬声器B会发出为高级和炫音；输液泵产生欠压信号、完成输液信号，那么报警信号为较为紧急、提示电路的扬声器B会发出为中级和炫音；输液泵产生待机信号、开机信号，那么报警信号为较为不紧急、提示电路的扬声器B会发出为低级和炫音；这样使用者就能根据音差了解到现场情况并根据需要采取相应预案。本发明采用单片机为核心作为信号处理电路，其配套的外围元件少，使得应用本发明的医疗器械报警系统体积相对减小、成本更低，单片机经PC机编程，数据不会丢失，也不需要调节，工作更为可靠，单片机在内部电路及外围元件作用下，输出脉冲信号宽度频域更宽，从而产生的声音更为真实、音差区别更大，更利于操作者区分报警紧急程度。本发明中，通过单片机U1内部不同编码，单片机U1根据输入的所属信号类型可以最多产生八种不同宽度的脉冲信号进入提示电路，从而提示电路最多可以经扬声器B发出八种不同音差听觉报警声音给予使用者提示，使用者具体使用时，对单片机进行不同编程就可达到需要。本发明适用于任何需要进行信号报警的医疗设备使用，基于上述，本发明具有好的应用前景。

图2中所示，电阻R2及R3阻值是10K；电阻R1阻值是1K；电阻R4及R5阻值分别是1K、5K；扬声器B功率是1W；NPN三极管Q型号是0805；无极性电容C规格是0.01μF。

以上显示和描述了本发明的主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，包括医疗器械的报警系统本体，其特征在于还具有信号采集电路、处理电路和提示电路，信号采集电路、处理电路和提示电路安装在电路板上，电路板安装在医疗器械报警系统本体的元件盒内部，医疗器械报警系统本体内的电路板5V电源正负两极分别和处理电路、提示电路电源输入两端经导线连接，医疗器械报警系统本体的主控电路板信号输出两端和信号采集电路的两个信号输入端分别经导线连接，信号采集电路的两个信号输出端和处理电路的两个信号输入端分别经导线连接，信号采集电路的音频输出端和提示电路音频信号输入端经导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，其特征在于信号采集电路包括两只电阻。

3.根据权利要求1所述的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，其特征在于处理电路包括单片机和电阻，其间经电路板布线连接，单片机型号是ATTINY15，单片机的正极电源输入端8脚和电阻一端连接，电阻另一端和单片机的RESET引脚1脚连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，其特征在于提示电路包括电阻、扬声器、NPN三极管和无极性电容，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和第二只电阻一端、NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和扬声器一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管发射极、无极性电容一端连接，无极性电容另一端和扬声器另一端连接。

5.根据权利要求1-4任意一条所述的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，其特征在于应用方法如下，单片机通过PC机编程，工作时处理电路能根据医疗器械报警系统本体的主控电路板、信号输出两端输入的不同类型信号输出不同宽度的脉冲信号，进而驱动提示电路的扬声器发出三种声音。

6.根据权利要求5所述的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，其特征在于处理电路对信号进行处理时，单片机根据所属信号类型驱动其内部的脉冲产生单元产生对应宽度的脉冲信号，该脉冲信号通过提示电路放大输出后，提示电路的扬声器发出对应声压级的报警听觉声音。

7.根据权利要求5所述的一种基于听觉报警信号的医疗器械报警装置，其特征在于驱动提示电路的扬声器发出三种声音类型包括高优先级报警、中优先级报警、低优先级报警三类，分别对应三种不同宽度的脉冲信号和三种不同声压级的报警听觉声音，分别为高级和炫音、中级和炫音、低级和炫音。