CN111317883A - 一种智能输液架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能输液架，包括挂设输液容器的水平吊杆，以及支撑柱、底座、万向轮和输液监测装置。输液监测装置设置有放置莫菲氏滴管和输液管的放置槽，监测输液速度和输液结束、针头堵塞、输液管存在空气的异常情况的红外监测装置，控制输液速度的速度控制装置，与所述红外监测装置和速度控制装置连接的控制器。所述控制器用来采集红外监测装置的数据并控制速度控制装置调节输液速度，发生异常情况时，停止输液并通过无线通讯单元上报至外部终端，及时提醒医护人员处理，提高了输液的安全性。无需医护人员、陪护人员或患者时刻监视输液器，减小了医护人员的工作量，提高了工作效率。

Description

一种智能输液架

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种智能输液架。

背景技术

静脉输液是当前临床治疗的常用手段之一，在对病人进行输液治疗时，需要根据药物和患者的身体状况选择合适的输液速度，输液结束时，也需要及时更换药液或拔出针头停止输液。

当前进行静脉输液时普遍采用人工目测的方式，一般情况下护士根据经验通过调节输液器的流速调节器将输液速度调节至适当值。但由于输液速度受多种因素影响，如输液瓶内剩余药液量、输液患者的体位、患者输液处与输液瓶的高度差等，使输液速度难以保持恒定。

此外输液管内有空气，或输液结束未及时更换药液或拔出针头，使得空气进入血管可能引起空气栓塞、回血、凝血堵针头等情况，轻则延误治疗，重则危及患者的身心健康。为此患者及其家属需要不断观察输液情况，医护人员也需要定时巡查，大大增加了医护人员的工作量，降低了工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能输液架，使其具有监测并自动调节输液速度，针头堵塞检测，输液结束检测，输液管内气泡检测，异常情况上报和紧急停止输液的功能。

本发明实例提供的智能输液架应用于一次性输液器，所述输液器包括莫非氏滴管，所述输液架包括水平吊杆、支撑柱、底座和输液监测装置。其中所述水平吊杆位于所述支撑柱顶端，用来挂设药液容器，所述支撑柱固定在所述底座上，所述输液监测装置设置于所述支撑柱靠上部分。

所述输液监测装置包括外壳，红外监测装置和速度控制装置；所述外壳包括壳盖和壳体，壳盖上安装有显示屏和和设置按钮；所述显示屏用于显示当前输液速度和设置输液速度，以及输液管内存在气泡、针头堵塞与输液结束的异常信息；所述设置按钮用来操作所述输液监测装置，设置期望的输液速度。

所述壳体内部设有莫菲氏滴管放置槽、输液管放置槽，用来收纳所述莫菲氏滴管和输液管；所述红外监测装置包括四组红外检测器，且设置于所述壳体内部，与所述莫菲氏滴管和输液管位置相对应；所述速度控制装置包括一台步进电机、丝杆、滑块以及相应的驱动电路。

近一步地，所述四组红外检测器，自上而下依次设置在所述莫菲氏滴管放置槽和输液管放置槽处，相应位置开孔；所述第一红外检测器设置于所述莫菲氏滴管放置槽自下而上的三分之二处，用于检测莫菲氏滴管里滴落的液滴；所述第二红外检测器设置于所述莫菲氏滴管放置槽自下而上的三分之一处，与所述第一红外检测器一起用于检测所述莫菲氏滴管里的液面位置；所述第三红外检测器和第四红外检测器依次设置于所述莫菲氏滴管放置槽下面的输液管放置槽处，用于检测所述输液管内气泡；输液时所述莫菲氏滴管液面保持在所述第一和第二红外检测器之间。

进一步地，每组所述红外检测器包含红外发射管和红外接收管以及相应驱动电路，所述红外发射管和红外接收管分别设置在所述莫菲氏滴管放置槽和输液管放置槽的两侧，且处于同一水平直线上，使得所述红外发射管发出的红外光线能够透过莫菲氏滴管和输液管照射到所述红外接收管上；当所述莫菲氏滴管和输液管中有液滴通过或存在药液时，所述红外接收管接收到的光线强度减弱，导致所述接收管两端的电压发生变化，根据检测到电压信号就可以判断出有无液滴通过，所述莫菲氏滴管和输液管内有无药液。

进一步地，所述速度控制装置，设置于所述输液管放置槽处，位于所述第四红外检测器下方，相应位置开孔；所述丝杆一端连接在所述步进电机轴上；所述滑块内置与所述丝杆契合的螺纹，安装在所述丝杆上；所述步进电机通过所述丝杆推动所述滑块挤压或放松所述输液管，从而实现输液速度控制。

进一步地，所述输液监测装置还包括控制器和无线通讯单元，所述红外检测装置、速度控制装置、显示屏和设置按钮以及无线通讯单元与控制器相连。

所述控制器通过所述第一红外检测器，检测所述莫菲氏滴管里的液滴，当所述莫菲氏滴管里有液滴通过时，所述第一红外接收管两端电压上升，呈现一个脉冲信号，根据脉冲信号的间隔时间计算出输液速度。

所述控制器通过所述第一和第二红外检测器检测所述莫菲氏滴管里的液面位置，检测到所述莫菲氏滴管里没有液滴通过时，所述第一红外接收管的电压为V1，检测到所述第二红外接收管的电压为V2。

当所述的电压V2高于所述电压V1一定值时，则莫菲氏滴管里的液面位于所述第一和第二红外检测器之间，而且此时所述第一红外检测器未检测到液滴，则认为针头堵塞。

当所述电压V1和V2相等或接近相等时，则莫菲氏滴管里的液面位于所述第二红外检测器下方，而且此时所述第一红外检测器未检测到液滴，则认为输液结束。

所述控制器通过所述第三和第四红外检测器检测输液管内的气泡，当输液管中有气泡通过所述第三和第四红外检测器时，所述第三和第四红外接收管两端电压依次呈现一个负脉冲信号，则认为所述输液管内存在气泡。

所述控制器根据检测到的输液速度控制所述步进电机，从而来调节输液速度；当检测到所述针头堵塞、输液结束以及输液管内存在气泡的情况时，控制所述步进电机压紧所述输液管停止输液，并通过所述无线通讯单元上报到外部终端，使得医护人员能够及时进行处理，提高输液的安全性。

进一步地，所述底座上安装有万向轮，方便移动输液架和患者上厕所。

进一步地，所述输液监测装置还包括电源管理模块和可充电电池，电源管理模块用于为所述输液监测装置供电和为所述电池充电；所述电池用于断开电源的情况为所述输液监测装置供电，方便输液架移动。

与现有技术相比，本发明提供的智能输液架通过四组红外检测器检测莫菲氏滴管里的液滴、液面和输液管里的气泡，从而获取输液速度、针头堵塞、输液结束、输液管存在气泡的情况，红外检测器设置在外壳内部，减少了外界光线的干扰。根据设定的输液速度自动控制调节，检测到输液结束、针头堵塞、输液管存在气泡的情况上报至外部终端，并停止输液，使得医护人员能够及时进行处理，提高了输液的安全性。无需医护人员、陪护人员或患者时刻监视输液器，减小了医护人员的工作量，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中输液监测装置整体结构示意图；

图3为本发明中输液监测装置壳盖结构示意图；

图4为本发明中输液监测装置壳体结构示意图；

图5为本发明中速度控制装置结构示意图；

图6为本发明中输液监测装置框图；

图中：1为水平吊杆；2为输液监测装置；3为支撑柱；4为底座；5为万向轮；21为壳盖；22为壳体；200为控制器；201为无线通讯单元；211为显示屏；212，213，214为设置按钮；221为莫菲氏滴管放置槽；222为输液管放置槽；223为红外监测装置；225为速度控制装置；2231为第一红外发射管；2232为第二红外发射管；2233为第三红外发射管；2234第四红外发射管；2241为第一红外接收管；2242为第二红外接收管；2243为第三红外接收管；2244为第四红外接收管；2251为步进电机；2252为丝杆；2253为滑块；2254为输液管。

具体实施方式

下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例提供的一种智能输液架，整体结构图如图1所示，包括水平吊杆1、输液监测装置2、支撑柱3、底座4和万向轮5。所述水平吊杆1固定在所述支撑柱3顶端，用于挂设输液容器，所述支撑柱3固定在所述底座4上，所述万向轮5安装在所述底座4上，方便移动输液架，所述输液监测装置2安装在所述支撑柱3靠上部分，用于监测和自动调节输液速度，以及将针头堵塞、输液结束和输液管内存在气泡的异常情况上报至外部终端，并及时停止输液，等待医护人员处理。

所述输液监测装置2的结构图和框图如图2至图6所示，图2为所述输液监测装置2的整体结构图，包括外壳壳盖21和壳体22，所述壳盖21和壳体22通过铰链连接，进行输液时应将外壳盖上，以保证莫菲氏滴管和输液管不脱落或移动，并且减少外界光线干扰。图3为所述壳盖21的结构图，所述壳盖21上安装有显示屏211，用来显示当前的输液速度和设置的预期输液速度，以及输液结束、针头堵塞和输液管内存在气泡的异常信息。所述壳盖21上还安装了设置按钮212、设置按钮213和设置按钮214，用来操作所述输液监测装置2和设置预期输液速度。

图4为所述壳体22的结构图，包括莫菲氏滴管放置槽221和输液管放置槽222，分别用来固定莫菲氏滴管和输液管。所述莫菲氏滴管放置槽221和输液管放置槽222两侧，自上而下依次设有第一红外发射管2231、第一红外接收管2241、第二红外发射管2232、第二红外接收管2242、第三红外发射管2233、第三红外接收管2243、第四红外发射管2234、第四红外接收管2244。第一红外发射管2231和第一红外接收管2241以及相应电路构成第一红外检测器，第二红外发射管2232和第二红外接收管2242以及相应电路构成第二红外检测器，第三红外发射管2233和第三红外接收管2243以及相应电路构成第三红外检测器，第四红外发射管2234和第四红外接收管2244以及相应电路构成第四红外检测器。所述四组红外检测器以及相应电路共同构成本实施例中的红外监测装置223，参阅图6。

所述第一红外发射管2231和第一红外接收管2241，设置于莫菲氏滴管放置槽221自下而上三分之二处，且处于同一水平直线上，使得第一红外发射管2231发出的红外光线能够透过莫菲氏滴管照射到第一红外接收管2241上。第二红外发射管2232和第二红外接收管2242设置于莫菲氏滴管放置槽221自下而上三分之一处，且处于同一水平直线上，使得第二红外发射管2232发出的红外光线能够透过莫菲氏滴管照射到第二红外接收管2242上。第三红外发射管2233和第三红外接收管2243设置于莫菲氏滴管放置槽221下方的输液管放置槽222处，且处于同一水平直线上，使得第三红外发射管2233发出的红外光线能够透过输液管照射到第三红外接收管2243上。第四红外发射管2234和第四红外接收管2244分别设置于第三红外发射管2233和第三红外接收管2243下方的输液管放置槽222处，且处于同一水平直线上，使得第四红外发射管2234发出的红外光线能够透过输液管照射到第四红外接收管2244上。

所述输液管放置槽222一侧，位于所述第四红外发射管2234下方，还设有速度控制装置225，用来控制输液速度。速度控制装置结构参阅图5，速度控制装置225由步进电机2251、丝杆2252、滑块2253以及相应驱动电路构成，丝杆2252一端连接在步进电机的2251的轴上，使得步进电机2251能够带动丝杆2252转动，滑块2253内置与丝杆2252契合的螺纹，安装在丝杆2252上，丝杆2252转动，带动滑块2253沿丝杆2252移动，挤压或放松输液管2254，从而控制输液速度。

所述输液监测装置2除了所述显示屏211、设置按钮212、设置按钮213、设置按钮214、红外监测装置223、速度控制装置225以外，还包括控制器200和无线通讯单元201，控制器200分别与上述部件相连，结构框图参阅图6。

控制器200通过所述红外监测装置223监测输液情况，输液时将一次性输液器的莫菲氏滴管和输液管放到所述莫菲氏滴管放置槽221和输液管放置槽222处，并使得莫菲氏滴管内的液面位于所述第一红外发射管2231和第一红外接收管2241下方，第二红外发射管2232和第二红外接收管2242上方。关闭所述壳盖21，防止所述莫菲氏滴管和输液管脱落或移动，同时减少外界光线干扰。

所述第一红外发射管2231发射红外光线透过所述莫菲氏滴管照射到第一红外接收管2241上，当所述莫菲氏滴管内有液滴通过时，第一红外接收管2241接收到的红外光线减弱，两端电压升高，呈现一个脉冲信号，控制器200检测所述脉冲间隔时间，从而计算出输液速度。

所述第二红外发射管2232发射红外光线透过所述莫菲氏滴管照射到第二红外接收管2242上，控制器200检测到第二红外接收管2242上的电压为V2，所述第一红外接收管2241，在没有液滴通过时检测到的电压为V1。

当所述莫菲氏滴管中的液面依旧保持在第一红外接收管2241和第二红外接收管2242之间，第二红外接收管2242接收到的红外光线强度，要小于第一红外接收管2241在没有液滴通过时接收到的红外光线强度，此时所述电压V2要高于电压V1。若此时依旧能够检测到液滴，说明输液正常进行；若不能检测到液滴，则说明针头堵塞。

当所述莫菲氏滴管中的液面下降至第二红外接收管2242下方，第二红外接收管2242接收到的红外光线强度，与第一红外接收管2241在没有液滴通过时接收到的红外光线强度相当，此时所述电压V2也与电压V1相当，并且此时检测不到液滴，则说明输液结束。

当所述输液管中存在气泡时，气泡依次通过第三红外接收管2243和第四红外接收管2244时，接收到的红外光线强度增加，第三红外接收管2243和第四红外接收管2244两端的电压依次降低，呈现一个负脉冲信号，控制器200连续检测到第三红外接收管2243和第四红外接收管2244的负脉冲信号，说明输液管中存在气泡。

所述控制器200根据医护人员预设的输液速度以及实时检测到的输液速度，控制所述步进电机2251转动，带动所述滑块2253在所述丝杆2252上移动，从而压紧或放松输液管2254，控制输液速度。本实施例中采用PID控制方式，根据所述预设输液速度和检测输液速度的误差调节步进电机2251的转动角度。

当控制器200检测到所述针头堵塞、输液结束和输液管中存在气泡的异常情况时，控制器200驱动步进电机2251，使得所述滑块2253压紧输液管2254，停止输液，并通过所述无线通讯单元201上报到外部终端，通知医护人员及时处理，提高了输液的安全性。无需医护人员、陪护人员或患者时刻监视输液器，减少了医护人员的工作量，提高了工作效率。本实施例中的外部终端可以是手机或电脑等其他电子设备。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种智能输液架，其特征在于，应用于一次性输液器，所述输液器包括莫菲氏滴管，该智能输液架包括挂设输液容器的水平吊杆，以及支撑柱、底座、万向轮和输液监测装置；

所述输液监测装置壳盖上设置有显示屏和设置按钮，所述显示屏用来显示当前输液速度和预设输液速度，同时显示输液结束、针头堵塞、输液管存在气泡的异常情况；所述设置按钮用来操作所述输液监测装置，设置预期输液速度；

所述输液监测装置壳体内设置有莫菲氏滴管放置槽和输液管放置槽，所述莫菲氏滴管放置槽和输液管放置槽侧边，设置有红外监测装置和输液速度控制装置；

所述的红外监测装置包括四组红外检测器，每组所述红外检测器由一对红外发射管和接收管以及相应驱动电路构成；第一红外检测器设置于所述莫菲氏滴管放置槽自下而上三分之二处，第二红外检测器设置于所述莫菲氏滴管放置槽自下而上三分之一处，第三红外检测器设置于所述莫菲氏滴管放置槽下方的输液管放置槽处，第四红外检测器设置于所述莫菲氏滴管放置槽下方的输液管放置槽处，且位于所述第三红外检测器下方；

输液时所述莫菲氏滴管的液面保持在所述第一红外检测器和第二红外检测器之间，当所述莫菲氏滴管里有液滴通过时，所述第一红外检测器的第一红外接收管两端电压呈现一个脉冲信号，根据脉冲之间的间隔时间计算出输液速度；

所述莫菲氏滴管内没有液滴通过时，所述第一红外检测器的第一红外接收管两端电压为V1，所述第二红外检测器的第二红外接收管两端电压为V2；若所述电压V1小于所述电压V2一定值，表明所述莫菲氏滴管内液面位于所述第一红外检测器和第二红外检测器之间，此时如果所述第一红外检测器检测到液滴，说明输液正常进行，如果所述第一红外检测器没有检测到液滴，则说明枕头堵塞；

若所述电压V1与所述电压V2相等或接近相等，表明所述莫菲氏滴管的液面降至所述第二红外检测器下方，此时如果所述第一红外检测器没有检测到液滴，则说明输液结束；

当所述输液管内存在气泡，且气泡依次经过所述第三红外检测器和第四红外检测器时，所述第三红外接收管和第四红外接收管两端电压依次降低，呈现一个负脉冲信号，则说明输液管中存在气泡；

所述速度控制装置设置于所述输液管放置槽侧边，位于所述第四红外检测器下方；所述速度控制装置包括步进电机，丝杆和滑块，所述丝杆一端与步进电机轴相连，所述滑块内置与所述丝杆契合的螺纹，并安装在所述丝杆的另一端上；所述步进电机带动所述丝杆转动，使得所述滑块沿所述丝杆移动，通过所述滑块压紧或放松所述输液管，控制输液速度；

所述输液监测装置还包含控制器、无线通讯单元、电源管理模块和可充电电池；所述控制器通过所述红外监测装置监测输液速度，以及输液针头堵塞、输液结束和输液管中存在气泡的异常情况，根据检测到的输液速度来控制速度控制装置自动调节，当监测到异常情况，则停止输液并通过无线通讯单元上报到外部终端；所述电源管理模块为所述输液监测装置和可充电电池供电，所述可充电电池用于断开电源的情况为所述输液监测装置供电，方便输液架移动。

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