CN109646765A - 输血输液加温装置及其加温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输血输液加温装置，包括套管，套管表面开设有用于嵌入输液管路的通槽；套管的液体输入端和液体输出端分别设有扩径部，扩径部内设有温度传感器；套管内沿套管的长度方向设有电加热丝，套管的液体输入端通过集线管连接有电控装置。本发明还公开了输血输液加温装置的加温控制方法，第一是安装；第二是开始加热；第三是加热至邻近目标温度；第四是恒温保持步骤。本发明对外散发热量相比以往大幅减少，提高了热能利用率。套管与输液管路的接触面积较大且接触牢靠，高效地加热输液管路。本发明的加温控制方法能够稳定地对液体进行加热和恒温，在液体将要输尽前能够发出声光警报，避免医护人员不能及时发现液体将要输尽的现象。

Description

输血输液加温装置及其加温控制方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器具。

背景技术

医院经常为病人输血或输液。输入人体的血液或者药液如果温度过低，会给病人带来痛苦，甚至使病人产生不良反应。因此需要为血液或药液进行加温。

现有的加温方式是使用暖袋等温度较高的物品与输血或输液的管路（以下将用于输血或输液的管路统称为“输液管路”）相接触从而加热血液或药液，这种加温方式发热部位与管路接触的面积占比较小，大部分热量散发在环境中，能量损失较大。

输血或输液时，通常依靠护士观察是否输完，人工观察不可避免会出现漏查现象。现有的观察输血或输液是否完成的装置依靠液位传感等方式，与加温装置为两套装置，成本较高且使用更为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种较为节能的输血输液加温装置。

为实现上述目的，本发明的输血输液加温装置包括具有弹性的套管，套管的内腔用于包覆输液管路，套管一端为液体输入端且另一端为液体输出端；

套管表面沿长度方向开设有用于嵌入输液管路的通槽，通槽与套管内腔相连通；套管的液体输入端和液体输出端分别设有扩径部，套管两端的扩径部内分别设有温度传感器；

套管内沿套管的长度方向设有电加热丝，电加热丝邻近套管的内腔；套管的液体输入端通过集线管连接有电控装置，电加热丝的引线和各温度传感器的引线均经过集线管与电控装置相连接，电控装置连接有显示屏。电控装置内置有存储器，存储器中存储有目标温度参数Tm、当前温度参数Ts、输入温度参数Tr和控制周期参数S；Tm和Ts的单位均为摄氏度，S的单位为秒。当前温度参数Ts代表当前流出本发明的输血输液加温装置的液体温度；目标温度参数Tm代表医生或护士设定的目标液体温度，通常为33－41℃。

一根电加热丝由套管的液体输入端延伸至套管的液体输出端后再折返回套管的液体输入端，从而只需在套管的液体输入端向外设置引线。

套管的液体输入端的扩径部内设有一个温度传感器且该温度传感器为输入温度传感器，套管的液体输出端的扩径部内设有两个温度传感器且该两个温度传感器为显示温度传感器和比较温度传感器；各温度传感器与套管内腔之间的距离均相同。

各温度传感器与套管内腔之间的距离均相同，这样各温度传感器的受热条件就相同，使各温度传感器的感温具有同步性和可比性。

所述电控装置连接有蜂鸣器和报警灯。

所述电加热丝设置有一根，电加热丝在套管的液体输入端和液体输出端之间往复折返设置，往复折返的电加热丝在套管的截面上形成若干截面圆，各截面圆沿套管的内腔均匀间隔设置。

本发明还公开了上述输血输液加温装置的加温控制方法，按以下步骤进行：

第一步骤是安装；

第二步骤是开始加热；

第三步骤是加热至邻近目标温度；

第四步骤是恒温保持步骤。

第一步骤具体是护士或医生将输液管路通过通槽2嵌入套管1的内腔3，从而使套管1包覆在输液管路上。

第二步骤具体是护士或医生通过电控装置设定目标温度参数Tm的值，以及控制周期参数S的值；

通过电控装置7打开电加热丝5，电加热丝5对液体进行加热；以输液管路中液体的流动方向为下游方向，套管的液体输入端位于液体输出端的下游；同时电控装置将输入温度传感器的温度信号和显示温度传感器的温度信号显示在显示屏上；

第三步骤具体是电控装置以显示温度传感器的温度信号作为当前温度参数Ts的值；一个控制周期开始时的当前温度参数Ts的值为Ts1，一个控制周期结束时的当前温度参数Ts的值为Ts2，

在每一个控制周期结束时，电控装置对该控制周期计算（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值；当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值大于等于零时，继续进行下一个控制周期；当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值小于零时，电控装置关闭电加热丝，停止加热并进入第四步骤；

第四步骤具体是在每一个控制周期结束时，电控装置对该控制周期计算（Tm－Ts2）的值；

当Tm－Ts2的值大于3℃时，电控装置打开电加热丝，对液体进行加温；当Tm－Ts2的值小于-2℃时，电控装置关闭电加热丝；

当Tm－Ts2的值小于等于3℃并大于等于－2℃时，电控装置维持电加热丝的当前开启或关闭的状态。

持续进行恒温保持步骤，直到液体输送完毕或触发了报警步骤。

还包括有第五步骤即报警步骤；

以输入温度传感器的实时温度信号作为输入温度参数Tr的值；在第四步骤的进行当中，电控装置在每一个控制周期结束时，计算Ts2－Tr的值，当Ts2－Tr的值小于零时，代表液体将要输完，此时电控装置控制蜂鸣器和报警灯工作，蜂鸣器发出蜂鸣报警音，报警灯发出闪烁报警灯光，提醒医护人员更换液体或停止输液。

本发明具有如下优点：

本发明将输液管路嵌入套管的内腔中，由套管内的电加热丝直接加热输液管路，因而电加热丝产生的热量对外散发量相比以往大幅减少，提高了热能利用率，更为节能。本发明与输液管路的接触面积较大且接触牢靠，能够更为高效地加热输液管路中的液体。

本发明可以通过显示屏将各输入温度传感器和显示温度传感器的温度信号显示出来，便于医护人员随时精确地监控液体温度数据。

电加热丝邻近套管的内腔，这样导热性更好，电加热丝产生的热量被液体吸收的更多，同时散发至环境中的更少。电加热丝的各截面圆沿套管的内腔均匀间隔设置，能够更均匀地加热液体管路中的液体。

各温度传感器均采用温度传感器采用PT100温度传感器，具有抗振动、稳定性好、准确度高等优点。

电加热丝优选采用24V/60W的电阻丝。24V为一般环境条件下允许人体持续接触的安全电压，60W大功率可将液体温度在较短的时间里加热至接近人体正常体温。

由于当电加热丝关闭后，电加热丝以及电加热丝周边的套管会有一定余热，这些余热会促使液体温度进一步上升。本发明的第三步骤充分考虑到了余热加热现象，使温度控制更加稳定合理。如果电加热丝一直开启到达到目标温度，将会导致电加热丝关闭后，液体温度在目标温度的基础上进一步上升，可能出现温度过高现象。

控制周期的取值，尽量与余热加温的周期相同，通常为4－6秒。当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值小于零时，电控装置关闭电加热丝，使得在电加热丝关闭后，余热能够将液体温度加热至邻近目标值或恰好等于目标值。

恒温保持步骤能够将液体的温度稳定在目标值附近。控制周期的设置，既减少了控制次数，又能够将液体温度稳定在目标值附近。

液体充足时，输液管路内充满液体，此时无论电加热丝工作与否，当前温度参数Ts（即液体输出端的温度）都不可能低于液体输入端的温度即输入温度参数Tr。

输液管路内的液体将要用尽、液位低于套管的液体输入端时，由于该处的电加热丝失去了加热对象，因此输入温度参数Tr迅速上升，导致出现Tr高于Ts的现象。

本发明创造性地将套管套管的液体输入端温度高于液体输出端温度与液体将要输尽关联起来，在液体将要输尽前能够发出声光警报，避免医护人员不能及时发现液体将要输尽的现象。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是套管的液体输入端部的结构示意图；

图3是套管的液体输出端部的结构示意图；

图4是套管中部的截面图；

图5是本发明的电控原理图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明的输血输液加温装置包括具有弹性的套管1，套管1的内腔用于包覆输液管路，套管1一端为输入人体的液体输入端且另一端为液体输出端；套管1采用硅胶制成，具有较好的弹性。

套管1表面沿长度方向开设有用于嵌入输液管路的通槽2，通槽2与套管1的内腔3相连通；套管1的液体输入端和液体输出端分别设有扩径部4，套管1两端的扩径部4内分别设有温度传感器；

套管1内沿套管1的长度方向设有电加热丝5，电加热丝5均邻近套管1的内腔3；套管1的液体输入端通过集线管6连接有电控装置7，电加热丝5的引线和各温度传感器的引线均经过集线管6与电控装置7相连接，电控装置7连接有显示屏8。电控装置可以采用单片机、PLC等形式。电控装置内置有存储器，存储器中存储有目标温度参数Tm、当前温度参数Ts、输入温度参数Tr和控制周期参数S；Tm和Ts的单位均为摄氏度，S的单位为秒。当前温度参数Ts代表当前流出本发明的输血输液加温装置的液体温度；目标温度参数Tm代表医生或护士设定的目标液体温度，通常为33－41℃。

一根电加热丝5由套管1的液体输入端延伸至套管1的液体输出端后再折返回套管1的液体输入端，从而只需在套管1的液体输入端向外设置引线。

套管1的液体输入端的扩径部4内设有一个温度传感器且该温度传感器为输入温度传感器9，套管1的液体输出端的扩径部4内设有两个温度传感器且该两个温度传感器为显示温度传感器10和比较温度传感器11；各温度传感器与套管1的内腔3之间的距离均相同。

各温度传感器与套管1内腔3之间的距离均相同，这样各温度传感器的受热条件就相同，使各温度传感器的感温具有同步性和可比性。

显示温度传感器10和比较温度传感器11的设置，在套管1的液体输出端就具有两个温度传感器，显示温度传感器10的温度值在显示屏8上显示出来，比较温度传感器11的温度值作为触发报警的基础，这样只要显示温度传感器10和比较温度传感器11中有一个在正常工作，显示屏监控与触发报警就不会同时失灵。

所述电控装置7连接有蜂鸣器12和报警灯13。

所述电加热丝5设置有一根，电加热丝5在套管1的液体输入端和液体输出端之间往复折返设置，往复折返的电加热丝5在套管1的截面上形成若干截面圆，各截面圆沿套管的内腔均匀间隔设置。

本发明还公开了上述输血输液加温装置的加温控制方法，按以下步骤进行：

第一步骤是安装；

第二步骤是开始加热；

第三步骤是加热至邻近目标温度；

第四步骤是恒温保持步骤。

第一步骤具体是护士或医生将输液管路通过通槽2嵌入套管1的内腔3，从而使套管1包覆在输液管路上。

第二步骤具体是护士或医生通过电控装置7设定目标温度参数Tm的值，以及控制周期参数S的值；S通常的取值范围为4－6秒。

通过电控装置7打开电加热丝5，电加热丝5对液体进行加热；以输液管路中液体的流动方向为下游方向，套管1的液体输入端位于液体输出端的下游；同时电控装置7将输入温度传感器9的温度信号和显示温度传感器的温度信号显示在显示屏上；通过显示屏8可以精确地观察液体输入端和液体输出端处的温度。不需要加热时可以通过电控装置7关闭电加热丝5，或者直接关闭电控装置7。

第三步骤具体是电控装置7以显示温度传感器10的温度信号作为当前温度参数Ts的值；一个控制周期开始时的当前温度参数Ts的值为Ts1，一个控制周期结束时的当前温度参数Ts的值为Ts2，

在每一个控制周期结束时，电控装置7对该控制周期计算（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值；当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值大于等于零时，继续进行下一个控制周期；当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值小于零时，电控装置7关闭电加热丝5，停止加热并进入第四步骤；

Tm－Ts2的值代表一个控制周期结束时，当前温度与目标温度之间的差值。Ts2－Ts1的值代表一个控制周期中液体温度的上升值。

第四步骤具体是在每一个控制周期结束时，电控装置7对该控制周期计算（Tm－Ts2）的值；

当Tm－Ts2的值大于3℃时，电控装置7打开电加热丝5，对液体进行加温；当Tm－Ts2的值小于-2℃时，电控装置7关闭电加热丝5；

当Tm－Ts2的值小于等于3℃并大于等于－2℃时，电控装置7维持电加热丝5的当前开启或关闭的状态。

由于当电加热丝5关闭后，电加热丝5以及电加热丝5周边的套管1会有一定余热，这些余热会促使液体温度进一步上升。本发明的第三步骤充分考虑到了余热加热现象，使温度控制更加稳定合理。如果电加热丝5一直开启到达到目标温度，将会导致电加热丝5关闭后，液体温度在目标温度的基础上进一步上升，可能出现温度过高现象。

控制周期的取值，尽量与余热加温的周期相同，通常为4－6秒。当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值小于零时，电控装置7关闭电加热丝5，使得在电加热丝5关闭后，余热能够将液体温度加热至邻近目标值或恰好等于目标值。

恒温保持步骤能够将液体的温度稳定在目标值附近。控制周期的设置，既减少了控制次数，又能够将液体温度稳定在目标值附近。

持续进行恒温保持步骤，直到液体输送完毕或触发了报警步骤。

还包括有第五步骤即报警步骤；

以输入温度传感器9的实时温度信号作为输入温度参数Tr的值；在第四步骤的进行当中，电控装置7在每一个控制周期结束时，计算Ts2－Tr的值，当Ts2－Tr的值小于零时，代表液体将要输完，此时电控装置7控制蜂鸣器和报警灯工作，蜂鸣器发出蜂鸣报警音，报警灯发出闪烁报警灯光，提醒医护人员更换液体或停止输液。

液体充足时，输液管路内充满液体，此时无论电加热丝5工作与否，当前温度参数Ts（即液体输出端的温度）都不可能低于液体输入端的温度即输入温度参数Tr。

输液管路内的液体将要用尽、液位低于套管1的液体输入端时，由于该处的电加热丝5失去了加热对象，因此输入温度参数Tr迅速上升，导致出现Tr高于Ts的现象。

本发明创造性地将套管1套管1的液体输入端温度高于液体输出端温度与液体将要输尽关联起来，在液体将要输尽前能够发出声光警报，避免医护人员不能及时发现液体将要输尽的现象。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.输血输液加温装置，其特征在于：包括具有弹性的套管，套管的内腔用于包覆输液管路，套管一端为液体输入端且另一端为液体输出端；

套管表面沿长度方向开设有用于嵌入输液管路的通槽，通槽与套管内腔相连通；套管的液体输入端和液体输出端分别设有扩径部，套管两端的扩径部内分别设有温度传感器；

套管内沿套管的长度方向设有电加热丝，电加热丝邻近套管的内腔；套管的液体输入端通过集线管连接有电控装置，电加热丝的引线和各温度传感器的引线均经过集线管与电控装置相连接，电控装置连接有显示屏，电控装置内置有存储器，存储器中存储有目标温度参数Tm、当前温度参数Ts、输入温度参数Tr和控制周期参数S；Tm和Ts的单位均为摄氏度，S的单位为秒。

2.根据权利要求1所述的输血输液加温装置，其特征在于：套管的液体输入端的扩径部内设有一个温度传感器且该温度传感器为输入温度传感器，套管的液体输出端的扩径部内设有两个温度传感器且该两个温度传感器为显示温度传感器和比较温度传感器；各温度传感器与套管内腔之间的距离均相同。

3.根据权利要求2所述的输血输液加温装置，其特征在于：所述电控装置连接有蜂鸣器和报警灯。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的输血输液加温装置，其特征在于：所述电加热丝设置有一根，电加热丝在套管的液体输入端和液体输出端之间往复折返设置，往复折返的电加热丝在套管的截面上形成若干截面圆，各截面圆沿套管的内腔均匀间隔设置。

5.权利要求4中所述输血输液加温装置的加温控制方法，其特征在于按以下步骤进行：

第一步骤是安装；

第二步骤是开始加热；

第三步骤是加热至邻近目标温度；

第四步骤是恒温保持步骤。

6.根据权利要求5所述的输血输液加温装置，其特征在于：

第一步骤具体是护士或医生将输液管路通过通槽2嵌入套管1的内腔3，从而使套管1包覆在输液管路上；

第二步骤具体是护士或医生通过电控装置设定目标温度参数Tm的值，以及控制周期参数S的值；

通过电控装置7打开电加热丝5，电加热丝5对液体进行加热；以输液管路中液体的流动方向为下游方向，套管的液体输入端位于液体输出端的下游；同时电控装置将输入温度传感器的温度信号和显示温度传感器的温度信号显示在显示屏上；

第三步骤具体是电控装置以显示温度传感器的温度信号作为当前温度参数Ts的值；一个控制周期开始时的当前温度参数Ts的值为Ts1，一个控制周期结束时的当前温度参数Ts的值为Ts2，

在每一个控制周期结束时，电控装置对该控制周期计算（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值；当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值大于等于零时，继续进行下一个控制周期；当（Tm－Ts2）－（Ts2－Ts1）的值小于零时，电控装置关闭电加热丝，停止加热并进入第四步骤；

第四步骤具体是在每一个控制周期结束时，电控装置对该控制周期计算（Tm－Ts2）的值；

当Tm－Ts2的值大于3℃时，电控装置打开电加热丝，对液体进行加温；当Tm－Ts2的值小于-2℃时，电控装置关闭电加热丝；

当Tm－Ts2的值小于等于3℃并大于等于－2℃时，电控装置维持电加热丝的当前开启或关闭的状态。

7.根据权利要求6所述的加温控制方法，其特征在于：还包括有第五步骤即报警步骤；

以输入温度传感器的实时温度信号作为输入温度参数Tr的值；在第四步骤的进行当中，电控装置在每一个控制周期结束时，计算Ts2－Tr的值，当Ts2－Tr的值小于零时，代表液体将要输完，此时电控装置控制蜂鸣器和报警灯工作，蜂鸣器发出蜂鸣报警音，报警灯发出闪烁报警灯光，提醒医护人员更换液体或停止输液。