CN111035830A - 一种应用于临床输液护理的智能监控系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于临床输液护理的智能监控系统，包括：智能输液监控装置、云服务器、安装有智能监控应用程序的移动端和安装有智能监控应用程序的PC端；所述智能输液监控装置包括自动止液装置、药液检测传感器和主控制器；所述药液检测传感器，安装在输液管上，用于采集输液管的有无药液信息，并将有无药液信息发送至主控制器；所述自动止液装置，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；本发明集远程报警、自动夹闭、输液药品、病人信息显示于一体，大大减轻病人及陪护人员不必要的人工检测输液负担，并提高医护人员的换液效率。
Description
技术领域
本发明涉及智能医疗设备领域，特别涉及一种应用于临床输液护理的智能监控系统和方法。
背景技术
静脉输液治疗是医疗过程中最常见的给药途径之一。目前各级医院均采用人工监控输液情况及提醒换液的形式。而目前陪护压力大，陪护人员常因某些事情而忽略及时查看输液情况，夜间监控困难，医护人员因工作量大而难以及时夹闭输液管，因换液不及时导致的医患纠纷等都给医患双方带来了极大的困扰，甚至还存在医疗安全隐患。
目前出现的一些输液监测器，只能实现通过声光报警装置来监测输液情况，即通过LED灯以及蜂鸣器发出提示灯光和声音来提醒患者及陪护人员，不具备与护士站进行无线传输通信的功能，受限于依赖病患或其陪护人工监测输液情况，并且不能实现自动夹闭输液管，没有从根本上缓解患者及陪护负担、解决存在的输液安全隐患，并且增加了经济负担。可见，现有技术中缺少一种简单方便、智能化、精准度高的输液监控系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于临床输液护理的智能监控系统，此系统集远程报警、自动夹闭、输液药品、病人信息显示于一体，大大减轻病人及陪护人员不必要的人工检测输液负担，并提高医护人员的换液效率。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种应用于临床输液护理的智能监控系统，包括：智能输液监控装置、云服务器、安装有智能监控应用程序的移动端和安装有智能监控应用程序的PC端；所述智能输液监控装置和云服务器连接，所述云服务器还和移动端、PC端均连接；所述PC端安装在护士站；所述智能输液监控装置包括自动止液装置、药液检测传感器和主控制器；所述自动止液装置、药液检测传感器均和主控制器连接；所述药液检测传感器，安装在输液管上，用于采集输液管的有无药液信息，并将有无药液信息发送至主控制器；所述自动止液装置，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；所述云服务器，用于将有无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。
优选地，所述自动止液装置包括电机驱动芯片、减速电机与夹闭结构；所述电机驱动芯片，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号，并根据所述正转控制信号输出驱动信号至减速电机；所述减速电机，用于根据驱动信号带动夹闭结构夹闭输液管；
优选地，所述药液检测传感器为单光束直射式红外光电传感器；所述单光束直射式红外光电传感器，用于输出红外线，红外线经输液管内的药液或空气折射产生不同的电压信号。
优选地，所述智能输液监控装置还包括：供电模块；所述供电模块为锂电池，所述锂电池稳压电路和自动止液装置、药液检测传感器、主控制器均连接。
优选地，所述智能输液监控装置还包括：电量检测模块，所述电量检测模块，用于检测智能输液监控装置的电量，并将智能输液监控装置的电量通过主控制器发送至云服务器，所述云服务器将电量发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。
优选地，所述电量检测模块为LM系列的四路电压比较器；所述电压比较器，用于将智能输液监控装置的电量与预先设定的电压梯度中的各电压值进行比较，根据比较结果划分不同电池电量等级。
优选地，所述智能输液监控装置还包括：按键；所述按键、减速电机与夹闭结构依次连接。
优选地，所述智能输液监控装置还包括声光指示装置，所述声光指示装置和主控制器连接；所述声光指示装置为红绿LED及无缘分体式电磁蜂鸣器。
优选地，所述主控制器和云服务器采用无线通信，无线通信采用MQTT传输协议。
一种应用于临床输液护理的智能监控方法，包括：
S1，所述药液检测传感器检测到输液管无药液流过，并将无药液信息发送至主控制器；
S2，主控制器输出正转控制信号至所述自动止液装置，所述自动止液装置根据正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；同时主控制器将无药液信息发送至云服务器；
S3，云服务器将无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，所述患者输液信息包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度；
S4，护士工作站的PC端将接收的患者输液信息进行展示，并发出已输液完成的警报，以提醒护士帮助病人换液、取针；和/或
携带在医护人员身上的移动端接根据所述输液信息进行展示，并发出已输液完成的警报，以提醒护士帮助病人换液、取针。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明的智能输液监控装置包括自动止液装置、药液检测传感器和主控制器；所述药液检测传感器采集输液管的有无药液信息，并将有无药液信息发送至主控制器；所述自动止液装置接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号夹闭输液管，实现自动夹闭，禁止患者的静脉血液回流至输液管，所述云服务器将有无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员，所述患者输液信息包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度。因此，本发明集远程报警、自动夹闭、输液药品、病人信息显示于一体，大大减轻病人及陪护人员不必要的人工检测输液负担，并提高医护人员的换液效率。
2、本发明包括安装有智能监控应用程序的移动端和安装有智能监控应用程序的PC端，PC端安装在护士站；移动端供医护人员和陪护人员携带，装备便利，具有更好的人机交互性，实现了药液输注完成自动夹闭、报警、提醒陪护人员及医护人员，可更好地解除病人及陪护人员不必要的人工监测输液负担，提高医护人员的换液效率。
3、本发明的药液检测传感器安装在输液管上，通过检测的输液管的液体可较准确直观地反映输液瓶内的液体是否输注完毕。而若将药液检测传感器安装输液瓶上，则检测输液瓶的液面变化不易检测到药液是否全部输注完毕，且输液瓶与输液管的距离较远，若药液检测传感器放置在输液瓶，夹闭结构放在输液管会降低智能输液监控装置的集成化程度。
4、本发明采用基于移动/PC端-服务器的消息发布/订阅传输协议MQTT，具有轻量、简单、开放、易于实现且对网络状况要求不高的优点，更适用于现状况下的医疗场所。
附图说明
图1为本发明一种应用于临床输液护理的智能监控系统的原理框图。
图2为本发明一种应用于临床输液护理的智能监控系统的硬件运作流程图。
图3为本发明一种应用于临床输液护理的智能监控系统的终端运作流程图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1-3，一种应用于临床输液护理的智能监控系统，包括：智能输液监控装置、云服务器、安装有智能监控应用程序的移动端(智能终端)和安装有智能监控应用程序的PC端；所述智能输液监控装置和云服务器连接，所述云服务器还和移动端、PC端均连接；所述PC端安装在护士站；所述智能输液监控装置包括自动止液装置、药液检测传感器和主控制器；所述自动止液装置、药液检测传感器均和主控制器连接；所述药液检测传感器，安装在输液管上，用于采集输液管的有无药液信息，并将有无药液信息发送至主控制器；所述自动止液装置，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；所述云服务器，用于将有无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。
其中，患者输液信息包括显示输注药品信息、病人信息、输液完成程度和检测装置的电量等。移动端可为陪护人员和医护人员自身携带，PC端安装在护士工作站。
在本实施例，所述主控制芯片选用STM32L151芯片，芯片功耗低、性能高。STM 32系列的32位微控制器作为主控制器，STM32L151芯片运算速度比现有技术采用的8051系列的8位单片机快至几十倍，flash容量可达64KB/128KB，芯片内部资源丰富，带有ADC内核，可很好完成本方案所需的模拟电压信号采集工作。相比于现有技术采用的51系列8位单片机或是其他微控制器而言，具有功耗更低、运算速度更快、控制更精准的优点。
在本实施例，所述自动止液装置包括电机驱动芯片、减速电机与夹闭结构；所述电机驱动芯，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号，并根据所述正转控制信号输出驱动信号至减速电机；所述减速电机，用于根据驱动信号带动夹闭结构夹闭输液管；避免患者的静脉血液回流至输液管。在本实施例，所述智能输液监控装置还包括：按键；所述按键、减速电机与夹闭结构依次连接。当已换好输液瓶，继续进行药液输注时，可通过按键打开夹闭结构，恢复到正常输液检测状态。其中电机驱动芯片采用两通道推挽式功率放大集成芯片L9110，芯片L9110可根据不同的正反转信号输出不同的驱动信号。当药液检测传感器判定出输液管内无液体流过时，主控制器会给电机驱动芯片发出正转控制信号，芯片输出正向转动的驱动信号，驱动电机带动夹闭结构夹闭输液管，避免患者的静脉血液回流至输液管。当药液检测传感器判定输液管有液体流过时，主控制器会给电机驱动芯片发出反转控制信号，芯片输出反向转动的驱动信号，驱动电机带动夹闭结构松开输液管，恢复正常的药液输注状态。
在本实施例，所述药液检测传感器为单光束直射式红外光电传感器；所述单光束直射式红外光电传感器，用于输出红外线，红外线经输液管内的药液或空气折射产生不同的电压信号。由于药液或空气折射率不同，红外线经输液管内的药液或空气折射后，产生不同的电压信号，STM32L151芯片的ADC通道对电压信号进行采集分析从而实现输液检测。单光束直射式红外光电传感器抗干扰能力强，能够最大限度降低外来因素对检测结果的影响；本方案采用供电模块提供的稳定3.3V电压作为红外光电二极管的供电电压，可使每个检测周期内，红外光电二极管的红外光发射功率相差最小。由于输液管内的药液对高功率红外线的透射率影响较小，本方案在配置发光二级管端和光电晶体管端元件参数时，选择发光二级管端接入5kΩ电阻，光电晶体管端接入20kΩ电阻的元件参数配置方案，可大大提高传感器的检测灵敏度。输液管里药液的有无会使发光二级管端接收到的红外线入射强度不同，从而产生不同大小的电压信号，通过STM32L151主控芯片的ADC内核对电压信号进行ADC采样，对抽样采集到的数据进行分析与判决，当转化后的数值大于预设的阈值时，判定为输液管有液体，相反则判定为输液管内无液体流过。
在本实施例，所述智能输液监控装置还包括：供电模块；所述供电模块为锂电池，所述锂电池稳压电路和自动止液装置、药液检测传感器、主控制器均连接。所述锂电池为3.7V聚合物锂电池，外接低压差线性稳压(LDO)组成的稳压电路，保护IC技术参数如下：过充电保护电压为4.2V±0.05V，过放电保护电压为2.7V±0.1V，过电流保护为3.0A±1.0A，放电温度为-20℃～+60℃；供电模块工作电压高，能力密度高，可为主控制器、无线通信模块及药液检测装置提供3.3V±0.05V的稳定电压。锂电池体积适中，供电稳定，续航能力强。所述智能输液监控装置还包括：为所述锂电池充电的以锂电池充电管理芯片TP4056为主组成的USB充电管理电路，USB充电管理电路分四个阶段：1-涓流充电；2-恒流充电；3-恒压充电；4-停止充电，对锂电池进行充电，可增强锂电池使用寿命，区别于现有的锂电池保护电路。因此，本方案的供电模块具有自放电率低，供电稳定性高，可循环充放电的优点。
在本实施例，所述智能输液监控装置还包括：电量检测模块，所述电量检测模块，用于检测智能输液监控装置的电量，并将智能输液监控装置的电量通过主控制器发送至云服务器，所述云服务器将电量发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。更进一步地，所述电量检测模块为LM系列的四路电压比较器；所述电压比较器，用于将智能输液监控装置的电量与预先设定的电压梯度中的各电压值进行比较，根据比较结果划分不同电池电量等级。其中预先设定的电压梯度以主控制器的工作电压3.3v为基准电压，设计电压梯度。LM系列的四路电压比较器的优点在于比较器工作电源范围宽，可在单电源2～36V电压范围内正常稳定工作；输入失调电压小至±2mV，输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；电压比较通道多达四路，本方案以主控制芯片工作电压3.3v为基准电压，通过电阻分压设计1.64V、1.70V、1.75V，1.80V四个不同的比较电压，利用NMOS管与PMOS管作为开关控制，将锂电池电压通过2：1电阻分压与基准电压梯度中的各电压值进行比较，通过STM32L151主控芯片的IO引脚读入各路电压比较结果，对4路不同的比较结果进行优先级排序，可划分出16个不同电池电量等级，从而可得知锂电池的电量状态。
在本实施例，所述智能输液监控装置还包括声光指示装置，所述声光指示装置和主控制器连接；所述声光指示装置为红绿LED及无缘分体式电磁蜂鸣器。
在本实施例，所述主控制器和云服务器采用无线通信，无线通信采用基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议MQTT，具有轻量、简单、开放、易于实现且对网络状况要求不高的特点，更适用于现状况下的医疗场所。更具体地，无线通信选用ESP8266系列物联网芯片实现，价格低，性能稳定。
参见图3，基于上述应用于临床输液护理的智能监控系统的一种应用于临床输液护理的智能监控方法，包括：
S1，所述药液检测传感器检测到输液管无药液流过，并将无药液信息发送至主控制器；
S2，主控制器输出正转控制信号至所述自动止液装置，所述自动止液装置根据正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；同时主控制器将无药液信息发送至云服务器；
S3，云服务器将无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，所述患者输液信息包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度；
S4，护士工作站的PC端将接收的患者输液信息进行展示，并发出已输液完成的警报，以提醒护士帮助病人换液、取针；和/或携带在医护人员身上的移动端接根据所述输液信息进行展示，并发出已输液完成的警报，以提醒护士帮助病人换液、取针。当护士工作站的PC端接收到来自陪护人员携带的移动端发来的警报信号时，通过语音播报系统发出家属求助警报。当短时间内有多个病床的病人输液结束时，语音播报系统会根据输液结束的时间顺序进行循环播报，直到所有病人被换完液或取针后停止播报。
当患者处于正常输液状态时，护士工作站的PC端能够通过云服务器实时收集所有病人的输液信息，包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度和输液监控装置的电量状态等。
当电量检测模块检测智能输液监控装置的电量，并将智能输液监控装置的电量通过主控制器发送至云服务器，所述云服务器将电量发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。当电量不足时，移动端、PC端也会发出监控装置已电量不足的警报。
基于上述应用于临床输液护理的智能监控系统的一种应用于临床输液护理的智能监控方法，还包括：
当病人正常输液时，医护人员携带移动端能够通过云服务器实时收集所负责的病床区域的病人的输液信息，包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度和输液监控装置的电量状态等。当某个病床号的病人输液完成、输液监控装置电量不足或家属移动终端求助时，医护人员携带的移动端能够实时将该床号的病人的输液情况置于显示界面的前端，并震动提醒，及时提醒护士帮助病人换液、取针或给输液监控装置充电。当短时间内有多个病房的病人输液结束时，医护人员携带的智能终端上的APP会持续进行震动提醒。医护人员可以通过输液监控装置上的止液控制按键解除警报，恢复到正常的药液输注状态。当所有病人输液完成或取针后停止震动提醒。
基于上述应用于临床输液护理的智能监控系统的一种应用于临床输液护理的智能监控方法，还包括：
当病人正常输液时，陪护人员携带的移动端能够通过云服务器实时接收所陪护的病人输液信息，包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度和输液监控装置的电量状态等。当所陪护的病人输液完成或输液监控装置电量不足时，陪护人员携带的移动端发出震动提醒。当病人输液时感到不适，需要停止输液时，陪护人员可通过智能输液监控装置上的止液控制按键来暂停输液，同时可通过移动端向护士工作站和医护人员发出求助警报，可避免给病人的输液安全造成隐患。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于临床输液护理的智能监控系统，其特征在于，包括：智能输液监控装置、云服务器、安装有智能监控应用程序的移动端和安装有智能监控应用程序的PC端；所述智能输液监控装置和云服务器连接，所述云服务器还和移动端、PC端均连接；所述PC端安装在护士站；
所述智能输液监控装置包括自动止液装置、药液检测传感器和主控制器；所述自动止液装置、药液检测传感器均和主控制器连接；
所述药液检测传感器，安装在输液管上，用于采集输液管的有无药液信息，并将有无药液信息发送至主控制器；
所述自动止液装置，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；
所述云服务器，用于将有无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。
2.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述自动止液装置包括电机驱动芯片、减速电机与夹闭结构；
所述电机驱动芯片，用于接收主控制器根据无药液信息输出的正转控制信号，并根据所述正转控制信号输出驱动信号至减速电机；
所述减速电机，用于根据驱动信号带动夹闭结构夹闭输液管。
3.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述药液检测传感器为单光束直射式红外光电传感器；
所述单光束直射式红外光电传感器，用于输出红外线，红外线经输液管内的药液或空气折射产生不同的电压信号。
4.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述智能输液监控装置还包括：供电模块；所述供电模块为锂电池，所述锂电池稳压电路和自动止液装置、药液检测传感器、主控制器均连接。
5.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述智能输液监控装置还包括：电量检测模块，所述电量检测模块，用于检测智能输液监控装置的电量，并将智能输液监控装置的电量通过主控制器发送至云服务器，所述云服务器将电量发送至移动端、PC端，以提醒陪护人员和医护人员。
6.根据权利要求5所述的智能监控系统，其特征在于，所述电量检测模块为LM系列的四路电压比较器；
所述电压比较器，用于将智能输液监控装置的电量与预先设定的电压梯度中的各电压值进行比较，根据比较结果划分不同电池电量等级。
7.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述智能输液监控装置还包括：按键；
所述按键、减速电机与夹闭结构依次连接。
8.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述智能输液监控装置还包括声光指示装置，所述声光指示装置和主控制器连接；
所述声光指示装置为红绿LED及无缘分体式电磁蜂鸣器。
9.根据权利要求1所述的智能监控系统，其特征在于，所述主控制器和云服务器采用无线通信，无线通信采用MQTT传输协议。
10.一种应用于临床输液护理的智能监控方法，其特征在于，包括：
S1，所述药液检测传感器检测到输液管无药液流过，并将无药液信息发送至主控制器；
S2，主控制器输出正转控制信号至所述自动止液装置，所述自动止液装置根据正转控制信号夹闭输液管，禁止患者的静脉血液回流至输液管；同时主控制器将无药液信息发送至云服务器；
S3，云服务器将无药液信息进行处理，并将处理后得到的患者输液信息发送至移动端、PC端，所述患者输液信息包括输注药品信息、病人信息、输液完成程度；
S4，护士工作站的PC端将接收的患者输液信息进行展示，并发出已输液完成的警报，以提醒护士帮助病人换液、取针；和/或
携带在医护人员身上的移动端接根据所述输液信息进行展示，并发出已输液完成的警报，以提醒护士帮助病人换液、取针。
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- 2019-12-27 CN CN201911374608.XA patent/CN111035830A/zh active Pending
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