CN111375103A - 一种静脉输液安全监控装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于医疗领域，尤其涉及一种静脉输液安全监控装置及其使用方法，其包括输入输出单元，控制电路板单元和药液监测单元，所述输入输出单元与控制电路板单元相连，药液监测单元包括可透过紫外和可见光的标液容器和同时包含不同光程且可透过紫外和可见光的药液容器，可透过紫外和可见光的药液容器的两侧设置有宽谱光源和光谱分析元件，所述宽谱光源与药液容器之间设置有准直透镜，光谱分析元件与药液容器之间设置有聚焦透镜，其中宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均可相对于药液容器进行整体移动。本申请通过客观化的药品检测方式分析所输透明溶液中药物种类和规格，避免人工查对过程中可能引入的差错。

Description

一种静脉输液安全监控装置及其使用方法

技术领域

本申请属于医疗领域，尤其涉及一种静脉输液安全监控装置及其使用方法。

背景技术

尽管很多医院在静脉输液过程中实行了严格的查对管理制度，但输错药物的事件仍常有发生，从而可能对病人造成生理性伤害，同时导致经济损失。输液过程涉及到药品准备、药品配制和静脉输注等流程，不同步骤可能涉及不同人员，通过查对管理的方式仍很难彻底消除安全隐患。

现有技术如专利申请号为CN201810213679.0、CN201720856591.1的中国专利，其主要保护一种输液装置及其监控设备，通过设置有光感应或者图像采集等手段，实现对于输液管中液体耗尽的报警，从而实现控制输液管打开和关闭的结果。但是这种结构并不能解决输液的药品是否正确的问题。

对比文件通过光源LED透过输液软管后，利用折射率的不同，用于输液软管中液体的有无。但是由于不同药液在不同浓度下可能存在同样的折射率，因此采用折射率的方式通常只能用于判断液体的有无，难以实现对药液种类以及浓度的正确性进行判断。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，现在特别提出一种对所输药品进行实时监测，从而确保药品准确性的静脉输液安全监控装置及其使用方法。

为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：

一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：包括输入输出单元，控制电路板单元和药液监测单元，所述输入输出单元与控制电路板单元相连，所述控制电路板单元与药液监测单元相连；

所述药液监测单元包括可透过紫外和可见光的标液容器和同时包含不同光程且可透过紫外和可见光的药液容器，其中可透过紫外和可见光的药液容器的上下两端分别连通有第一导管和第二导管，可透过紫外和可见光的药液容器的两侧设置有宽谱光源和光谱分析元件，所述宽谱光源与药液容器设置有准直透镜，光谱分析元件与药液容器之间设置有聚焦透镜，其中宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均可相对于药液容器进行整体移动。上述几个部件的整体移动目的在于能够对药液容器内中不同光程的药液进行检测。

进一步地，所述宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均固定设置在活动平台上，活动平台上固定设置有法兰盘，所述法兰盘与电机的电机螺杆相连，电机固定在固定支撑板上，固定支撑板与活动平台之间设置有多个用于限位和导向的定位滑杆。法兰盘含有尺寸可与电机螺杆上螺纹匹配的内丝螺纹。所述电机带动电机螺杆旋转，电机螺杆上带有螺纹，法兰盘与活动平台连接为一体。法兰盘沿着电机螺杆上下运动时，可使活动平台跟随法兰盘沿着四条定位滑杆做升降动作。

进一步地，所述药液容器从下至上呈阶梯状排列，且药液容器内部是连通的整体，其中每个阶梯可实现不同光程的检测。不同的阶梯具体表示该阶梯从左侧到右侧的厚度不一样，从而导致穿过该阶梯的光程不同。

进一步地，所述标液容器带有液体注入口，且注入口通过硅胶塞密封，标液容器中部有一上下贯通的圆孔。第一输送导管从上述圆孔穿过，但与容器不连通。宽谱光源发出的光经准直透镜准直后，从容器中通过时，不会被圆孔和第一输送导管遮挡。

进一步地，所述第二导管连接有电磁阀，电磁阀与第三导管连通。

进一步地，药液监测单元中的电机、宽谱光源、光谱分析元件和电磁阀均与控制电路单元信号相连。其中控制电路单元是以Xilinx

LX45T FPGA为核心的信号处理控制板，具有控制宽谱光源的开关、控制光谱分析元件并读取其光谱数据、对所采集的光谱数据进行分析处理、读取输入输出单元的输入值、将数据显示在输入输出单元上等功能。输入输出单元采用通用按键键盘加液晶屏的形式，例如KENSHIN CT-C8142-V2-5.5寸触摸屏。

进一步地，光谱分析元件为光谱分析仪；输入输出单元为带蜂鸣器的触摸屏结构；宽谱光源为氙灯光源；准直透镜和聚焦透镜为镀有宽带增透膜的透镜；第一导管、第二导管与第三导管为医用输液管；药液容器为石英容器；电机为步进电机。

进一步地，所述标液容器的光程优选20mm。

进一步地，所述药液容器的阶梯数量为5-20梯之间。优选值10梯，最底部为2mm光程，以2mm光程为步进值递增，最高处为20mm光程。

一种静脉输液安全监控装置的使用方法，其特征在于：输液瓶中的药液经过第一导管进入包含不同光程的药液容器后，从第二导管流经阀门和第三导管，再进入输液管路；位于活动平台上的宽谱光源输出的宽谱光经过准直透镜后变为平行光，该平行光照射药液容器后部分光线被药液容器中液体吸收，余下部分光线穿过药液容器后经聚焦透镜聚焦后进入光谱分析元件；电机控制活动平台通过升降运动控制光线在药液中的光程；光程的长短、容器中所装药液种类以及规格的差异，对进入药液容器的平行光在不同波段上将会产生不同强度的吸收。光谱分析元件中接收到的光谱分析出药液对光线的吸收情况，与根据数据库中药液吸光度数据计算出的理论吸收数据进行相比，判断实际流经药液容器的药液与医嘱要求输入的目标药品是否符合。

进一步地，具体方法为：

步骤一，提前将不同药物的吸收系数数据库存入控制电路板单元。

步骤二，将标准溶液注入标液容器。

步骤三，将第一导管与输液瓶连接，第三导管与病人输液管连接。

步骤四，通过输入输出单元输入或选择准备输液所使用的目标药品名称及规格。

步骤五，控制电路板单元通过控制电机对活动平台的位置进行调整，使宽谱光源发出的光经准直透镜准直后，光束中心位于标液容器一侧垂直方向中心位置。

步骤六，控制电路板单元读取光谱分析元件输出的光强度数据，标记为Is。

步骤七，控制电路板单元控制电机将活动平台的位置调整到最底部，并按照预设步进值(预设步进值可以是药液容器两个阶梯中心的距离高度)逐渐升高，同时控制电路板单元读取光谱分析元件输出的数据，当光谱分析元件输出数据中所有波段均无饱和时，停止调整活动平台的垂直位置，同时记录下此时准直光通过容器对应的光程值为L(cm)；

如果活动平台的位置调整到容器最高阶梯，光谱分析元件仍然饱和，则无法对药物进行验证，设备进一步通过输入输出单元发出警示信息。

步骤八，输液瓶中的实际药液流入药液容器会对透过准直透镜的平行光进行吸收，控制电路板单元针对实际药品的吸收后的透过光谱进行测量。

步骤九，控制电路板单元根据数据库中目标药品的吸光度数据进行理论值计算，并和实际测量值进行比对，最后判定实际药物与目标药物是否相符。，

再进一步地，计算方法如下：

比对方法如下：以输入由两种药物组成的混合溶液为例说明如何使用该装置。医嘱需要为病人输入由两种药物组成的混合溶液，其中包括浓度为C_xmg/L的药物X，和浓度为C_ymg/L的药物Y；放入标液容器中标液的浓度为C_smg/L；假设所使用的光谱分析元件可测量N个波长的光谱数据。

系统使用前，先将标液容器中标液、纯水、药液容器中药物X和药物Y的吸收系数存入数据库，分别为K_s＝[k_s1，k_s2……k_sN]L/(g·cm),K_w＝[k_w1，k_w2……k_wN]L/(g·cm),K_x＝[k_x1，k_x2……k_xN]L/(g·cm)和K_y＝[k_y1，k_y2……k_yn]L/(g·cm)，其中k_sn,k_wn，k_xn和k_yn分别对应标液、纯水、药物X和药物Y在第n点光谱处的吸收系数。；

根据比尔-朗伯定律，当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度l成正比。

标液容器的光程为固定值，标记为L_scm；因此，在实际使用过程时，当步骤六对标液进行测量时，根据测得的透过光强度I_s＝[i_s1，i_s2……i_sN]可以计算出入射光强度I₀＝[i₀₁，i₀₂……i_0N]。以第N点光谱为例，计算方法如下：

对测量范围内的所有波长重复上述计算，即可求得入射光强度I₀。

步骤四中操作人员输入药物X和药物Y以及相应浓度；步骤七对活动平台垂直位置调整结束后，准直光通过容器对应的光程值为L_xy(cm)；根据比尔-朗伯定律，控制电路板单元可计算出所需为病人输入的混合药物溶液的理论吸光度值A＝[a₁，a₂……a_N],其中a_n混合药液第n点光谱处的吸光度；以第n点光谱为例，计算方法如下：

a_n＝k_xnC_xL_xy+k_ynC_yL_xy+k_wnC_wL_xy；

其中，C_w为单位浓度。对测量范围内的所有波长光谱重复上述计算，即可求得混合药物溶液的理论吸光度值A；此时，可计算出准直透镜的平行光经过药液容器中药液吸收后，透过光的理论强度值，标记为I_t＝[i_t1，i_t2……i_tN],其中，i_tn是在第n点光谱处的透过光理论强度；i_tn可通过以下方法计算：

对测量范围内的所有波长重复上述计算，即可求得测量光谱波段内的理论透过光强度I_t；

步骤八控制电路板单元针对实际的透过光谱进行测量，设测得实际值为I_r＝[i_r1，i_r2……i_rN]；之后，计算I_t和I_r两组数据的归一化欧式距离dist(I_t,I_r)，计算方法定义如下：

如果计算结果dist(I_t,I_r)小于预设的判定阈值则判定为实际药物与目标药物相符，否则判定为不相符；

步骤十，如果实际药品吸收谱与目标药品吻合，则打开阀门正常进行输液；反之，则关闭阀门，并进行报警。

进一步地，可通过输入输出单元进行报警。

本申请的优点在于：

1本申请通过客观化的药品检测方式分析所输透明溶液中药物种类和规格，避免人工查对过程中可能引入的差错。

2、本方法可自动化对药品准确性进行检测，减轻了医护人员和患者家属的监护负担。

3、本方法由于容器呈阶梯状设计，可调整设置不同的光程长度，所适用的药物浓度动态范围较大。

4、本方法可推广到常规静脉推注透明溶液类药物，应用场景广泛。

附图说明

图1本申请结构示意图。

图2为理论计算透射谱与实测谱对比图。

附图中：1-输入输出单元，2-控制电路板单元，3-药液监测单元，4-固定支撑板，5-活动平台，6-定位滑杆，7-电机，8-电机螺杆，9-法兰盘，10-第一导管，11-标液容器，12-药液容器，13-第二导管，14-电磁阀，15-第三导管，16-宽谱光源，17-准直透镜，18-聚焦透镜，19-光谱分析元件。

具体实施方式

实施例1

一种静脉输液安全监控装置包括输入输出单元，控制电路板单元和药液监测单元，所述输入输出单元与控制电路板单元相连，所述控制电路板单元与药液监测单元相连；所述药液监测单元包括可透过紫外和可见光的标液容器和同时包含不同光程且可透过紫外和可见光的药液容器，其中可透过紫外和可见光的药液容器的上下两端分别连通有第一导管和第二导管，可透过紫外和可见光的药液容器的两侧设置有宽谱光源和光谱分析元件，所述宽谱光源与药液容器设置有准直透镜，光谱分析元件与药液容器之间设置有聚焦透镜，其中宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均可相对于药液容器进行整体移动。上述几个部件的整体移动目的在于能够对药液容器内中不同光程的药液进行检测。

进一步地，所述宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均固定设置在活动平台上，活动平台上固定设置有法兰盘，所述法兰盘与电机的电机螺杆相连，电机固定在固定支撑板上，固定支撑板与活动平台之间设置有多个用于限位和导向的定位滑杆。法兰盘含有尺寸可与电机螺杆上螺纹匹配的内丝螺纹。所述电机带动电机螺杆旋转，电机螺杆上带有螺纹，法兰盘与活动平台连接为一体。法兰盘沿着电机螺杆上下运动时，可使活动平台跟随法兰盘沿着四条定位滑杆做升降动作。

所述药液容器从下至上呈阶梯状排列，且药液容器内部是连通的整体，其中每个阶梯可实现不同光程的检测。不同的阶梯具体表示该阶梯从左侧到右侧的厚度不一样，从而导致穿过该阶梯的光程不同。所述标液容器带有液体注入口，且注入口通过硅胶塞密封，标液容器中部有一上下贯通的圆孔。第一输送导管从上述圆孔穿过，但与容器不连通。宽谱光源发出的光经准直透镜准直后，从容器中通过时，不会被圆孔和第一输送导管遮挡。

所述第二导管连接有电磁阀，电磁阀与第三导管连通。药液监测单元中的电机、宽谱光源、光谱分析元件和电磁阀均与控制电路单元信号相连。其中控制电路单元是以Xilinx

LX45T FPGA为核心的信号处理控制板，具有控制宽谱光源的开关、控制光谱分析元件并读取其光谱数据、对所采集的光谱数据进行分析处理、读取输入输出单元的输入值、将数据显示在输入输出单元上等功能。输入输出单元采用通用按键键盘加液晶屏的形式，例如KENSHINCT-C8142-V2-5.5寸触摸屏。

进一步地，光谱分析元件为光谱分析仪；输入输出单元为带蜂鸣器的触摸屏结构；宽谱光源为氙灯光源；准直透镜和聚焦透镜为镀有宽带增透膜的透镜；第一导管、第二导管与第三导管为医用输液管；药液容器为石英容器；电机为步进电机。

标液容器的光程优选20mm。所述药液容器的阶梯数量为5-20梯之间。优选值10梯，最底部为2mm光程，以2mm光程为步进值递增，最高处为20mm光程。

实施例2

一种静脉输液安全监控装置的使用方法，步骤为：输液瓶中的药液经过第一导管进入包含不同光程的药液容器后，从第二导管流经阀门和第三导管，再进入输液管路；位于活动平台上的宽谱光源输出的宽谱光经过准直透镜后变为平行光，该平行光照射药液容器后部分光线被药液容器中液体吸收，余下部分光线穿过药液容器后经聚焦透镜聚焦后进入光谱分析元件；电机控制活动平台通过升降运动控制光线在药液中的光程；光程的长短、容器中所装药液种类以及规格的差异，对进入药液容器的平行光在不同波段上将会产生不同强度的吸收。光谱分析元件中接收到的光谱分析出药液对光线的吸收情况，与根据数据库中药液吸光度数据计算出的理论吸收数据进行相比，判断实际流经药液容器的药液与医嘱要求输入的目标药品是否符合。

具体方法为：

步骤一，提前将不同药物的吸收系数数据库存入控制电路板单元。

步骤二，将标准溶液注入标液容器。

步骤三，将第一导管与输液瓶连接，第三导管与病人输液管连接。

步骤四，通过输入输出单元输入或选择准备输液所使用的目标药品名称及规格。

步骤五，控制电路板单元通过控制电机对活动平台的位置进行调整，使宽谱光源发出的光经准直透镜准直后，光束中心位于标液容器一侧垂直方向中心位置。

步骤六，控制电路板单元读取光谱分析元件输出的光强度数据，标记为Is。

步骤七，控制电路板单元控制电机将活动平台的位置调整到最底部，并按照预设步进值(预设步进值可以是药液容器两个阶梯中心的距离高度)逐渐升高，同时控制电路板单元读取光谱分析元件输出的数据，当光谱分析元件输出数据中所有波段均无饱和时，停止调整活动平台的垂直位置，同时记录下此时准直光通过容器对应的光程值为L(cm)；

如果活动平台的位置调整到容器最高阶梯，光谱分析元件仍然饱和，则无法对药物进行验证，设备进一步通过输入输出单元发出警示信息。

步骤八，输液瓶中的实际药液流入药液容器会对透过准直透镜的平行光进行吸收，控制电路板单元针对实际药品的吸收后的透过光谱进行测量。

步骤九，控制电路板单元根据数据库中目标药品的吸光度数据进行理论值计算，并和实际测量值进行比对，最后判定实际药物与目标药物是否相符。

再进一步地，计算方法如下：

比对方法如下：以输入由两种药物组成的混合溶液为例说明如何使用该装置。医嘱需要为病人输入由两种药物组成的混合溶液，其中包括浓度为C_xmg/L的药物X，和浓度为C_ymg/L的药物Y；放入标液容器中标液的浓度为C_smg/L；假设所使用的光谱分析元件可测量N个波长的光谱数据。

系统使用前，先将标液容器中标液、纯水、药液容器中药物X和药物Y的吸收系数存入数据库，分别为K_s＝[k_s1，k_s2……k_sN]L/(g·cm),K_w＝[k_w1，k_w2……k_wN]L/(g·cm),K_x＝[k_x1，k_x2……k_xN]L/(g·cm)和K_y＝[k_y1，k_y2……k_yn]L/(g·cm)，其中k_sn,k_wn，k_xn和k_yn分别对应标液、纯水、药物X和药物Y在第n点光谱处的吸收系数。；

根据比尔-朗伯定律，当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度l成正比。

标液容器的光程为固定值，标记为L_s cm；因此，在实际使用过程时，当步骤六对标液进行测量时，根据测得的透过光强度I_s＝[i_s1，i_s2……i_sN]可以计算出入射光强度I₀＝[i₀₁，i₀₂……i_0N]。以第N点光谱为例，计算方法如下：

对测量范围内的所有波长重复上述计算，即可求得入射光强度I₀。

步骤四中操作人员输入药物X和药物Y以及相应浓度；步骤七对活动平台垂直位置调整结束后，准直光通过容器对应的光程值为L_xy(cm)；根据比尔-朗伯定律，控制电路板单元可计算出所需为病人输入的混合药物溶液的理论吸光度值A＝[a₁，a₂……a_N],其中a_n混合药液第n点光谱处的吸光度；以第n点光谱为例，计算方法如下：

a_n＝k_xnC_xL_xy+k_ynC_yL_xy+k_wnC_wL_xy；

其中，C_w为单位浓度。对测量范围内的所有波长光谱重复上述计算，即可求得混合药物溶液的理论吸光度值A；此时，可计算出准直透镜的平行光经过药液容器中药液吸收后，透过光的理论强度值，标记为I_t＝[i_t1，i_t2……i_tN],其中，i_tn是在第n点光谱处的透过光理论强度；i_tn可通过以下方法计算：

对测量范围内的所有波长重复上述计算，即可求得测量光谱波段内的理论透过光强度I_t；

步骤八控制电路板单元针对实际的透过光谱进行测量，设测得实际值为I_r＝[i_r1，i_r2……i_rN]；之后，计算I_t和I_r两组数据的归一化欧式距离dist(I_t,I_r)，计算方法定义如下：

如果计算结果dist(I_t,I_r)小于预设的判定阈值则判定为实际药物与目标药物相符，否则判定为不相符；

步骤十，如果实际药品吸收谱与目标药品吻合，则打开阀门正常进行输液；反之，则关闭阀门，并进行报警。

进一步地，可通过输入输出单元进行报警。

实施例3

本实施例中，输入输出单元可以是KENSHIN CT-C8142-V2 5.5寸输入输出一体触摸屏，控制电路板单元可以是Xilinx

LX45T FPGA为核心的信号处理控制板，固定支撑板和活动平台为定制5mm厚度铝合金板，定位滑杆为直径8mm不锈钢滑杆；电机和电机螺杆可以是SAMSR 14E2115S4-16自带丝杆一体步进电机，法兰盘为内直径22mm且螺纹与电动螺杆相匹配的法兰盘，通过螺丝与活动平台相紧连。第一导管、第二导管和第三导管为医用输液导管，标液容器为光程10mm的石英容器；药液容器为10阶石英容器，且最低阶光程2mm，量程步进2mm，最高阶光程20mm，每一阶高度为8mm；电磁阀为YCFP21-15医用电磁阀；宽谱光源为XLDXFM050氙灯光源，准直透镜和聚焦透镜为AvantesCOL-UV/VIS紫外级熔石英透镜，6mm直径，8.7mm焦距，波长范围为200-2500nm；光谱分析元件为Zeiss MMS UV光谱仪，光谱测量范围195-390nm，256像素，光谱步进值为0.76nm。

实施例中将高纯水装入标液容器作为参考标准溶液，将9％氯化钠(药物X)和酒石酸布托啡诺(药物Y)的混合溶液装入药液容器作为目标检测药物。

首先将纯水、药物X和药物Y的在跟光谱仪的256点波长对应的吸收系数存入数据库，分别为K_w，K_x和K_y。由于本实施例中参考标液使用纯水，因此标液的吸收系数K_s＝K_w。

进一步地，医护人员输入药物X和药物Y的药品种类，以及浓度c_x＝9g/L和c_y＝0.008g/L。

进一步的，当装置启动测试后，电路板将活动平台调整高度，使得氙灯光源发出光线经过准直透镜后的平行光束中心刚好通过标液溶液的中心；然后控制氙灯光源以100Hz的频率发射频闪光线，光线经过准直透镜准直为平行光后经过标液容器中纯水，标准溶液光程L_s＝1cm，标液纯水的C_s为单位浓度，透射光线经聚焦透镜聚焦后经抗紫外光纤进入光谱仪测量透过谱I_s。

进一步地，可根据测得的I_s计算出入射光的相对强度，计算方法如下：

进一步地，电路板2将活动平台调整到最低处，首先使得氙灯光源发出光线经过准直透镜后的平行光束中心刚好通过标液溶液的光程为0.2cm阶梯的中心；然后控制氙灯光源以100Hz的频率发射频闪光线，光线经过准直透镜准直为平行光后经过容器中药液，透射光线经聚焦透镜聚焦后经抗紫外光纤进入光谱仪。由于药物溶液吸光度偏低，测量结果显示部分波段测量值已饱和，结果无法用于准确分析。

进一步地，电路板将活动平台位置升高一级阶梯的高度，即0.8cm，使得氙灯光源发出光线经过准直透镜后的平行光束中心刚好通过标液容器的光程为0.4cm阶梯的中心。在0.4cm光程阶梯重复上述测量过程，发现仍有部分波段测量值已饱和。

进一步重复升高活动平台的高度，顺序对光程为0.6cm、0.8cm、1.0cm的阶梯重复上述测量过程。测试发现在0.6cm和0.8cm阶梯均有部分饱和数据，而在1.0cm光程阶梯全波段无饱和，可采用1.0cm光程测量结果用于数据分析，此时测量光程L_xy得到确定，为当前阶梯光程，即L_xy＝1cm，并记录下当前测得的透过谱，记录为I_r。

进一步地，根据医护人员所输入药物X和药物Y的浓度值，c_x和c_y，可计算出该混合药物溶液在光程L_xy＝1cm时的吸光度值，计算方法如下：

A＝K_xC_xL_xy+K_yC_yL_xy+K_wC_wL_xy

进一步地，可计算该混合药物溶液在光程L_xy＝1cm时的透射光理论相对强度值，计算方法如下：

I_t＝I₀*e^-A

进一步地，利用计算出的理论值I_t和实测值I_r可以计算出归一化欧氏距离，计算方法如下：

实施例中，设置的判定阈值为0.5，由于dist(I_t,I_r)＝0.025小于设定阈值，因此判定为与目标药物吻合，并进一步打开电磁阀。

实施例中，理论计算透射谱I_t和实测透射谱I_r较吻合，如图2所示，说明本方法可有效应用于输液安全监控。

Claims (10)

1.一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：包括输入输出单元，控制电路板单元和药液监测单元，所述输入输出单元与控制电路板单元相连，所述控制电路板单元与药液监测单元相连；

所述药液监测单元包括可透过紫外和可见光的标液容器和同时包含不同光程且可透过紫外和可见光的药液容器，其中可透过紫外和可见光的药液容器的上下两端分别连通有第一导管和第二导管，可透过紫外和可见光的药液容器的两侧设置有宽谱光源和光谱分析元件，所述宽谱光源与药液容器之间设置有准直透镜，光谱分析元件与药液容器之间设置有聚焦透镜，其中宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均可相对于药液容器进行整体移动。

2.根据权利要求1所述的一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：所述宽谱光源、准直透镜、聚焦透镜和光谱分析元件均固定设置在活动平台上，活动平台上固定设置有法兰盘，所述法兰盘与电机的电机螺杆相连，电机固定在固定支撑板上，固定支撑板与活动平台之间设置有多个用于限位和导向的定位滑杆。

3.根据权利要求1所述的一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：所述药液容器从下至上呈阶梯状排列，且药液容器内部是连通的整体，其中每个阶梯可实现不同光程的检测。

4.根据权利要求1所述的一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：所述标液容器带有液体注入口，且注入口通过硅胶塞密封，标液容器中部有一上下贯通的圆孔，第一输送导管从上述圆孔穿过。

5.根据权利要求1所述的一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：所述第二导管连接有电磁阀，电磁阀与第三导管连通；药液监测单元中的电机、宽谱光源、光谱分析元件和电磁阀均与控制电路单元信号相连。

6.根据权利要求1所述的一种静脉输液安全监控装置，其特征在于：进一步地，所述药液容器的阶梯数量为5-20梯之间，最底部为2mm光程，光程为步进值递增。

7.一种静脉输液安全监控装置的使用方法，其特征在于：输液瓶中的药液经过第一导管进入包含不同光程的药液容器后，从第二导管进入输液管路；位于活动平台上的宽谱光源输出的宽谱光经过准直透镜后变为平行光，该平行光照射药液容器后部分光线被药液容器中液体吸收，余下部分光线穿过药液容器后经聚焦透镜聚焦后进入光谱分析元件；活动平台通过升降运动控制光线在药液中的光程；光谱分析元件中接收到的光谱分析出药液对光线的吸收情况，与根据数据库中药液吸光度数据计算出的理论吸收数据进行相比，判断实际流经药液容器的药液与医嘱要求输入的目标药品是否符合。

8.根据权利要求7所述的一种静脉输液安全监控装置的使用方法，其特征在于：具体方法为：

步骤一，提前将不同药物的吸收系数数据库存入控制电路板单元；

步骤二，将标准溶液注入标液容器；

步骤三，将第一导管与输液瓶连接，第三导管与病人输液管连接；

步骤四，通过输入输出单元输入或选择准备输液所使用的目标药品名称及规格；

步骤五，控制电路板单元通过控制电机对活动平台的位置进行调整，使宽谱光源发出的光经准直透镜准直后，光束中心位于标液容器一侧垂直方向中心位置；

步骤六，控制电路板单元读取光谱分析元件输出的光强度数据，标记为Is；

步骤七，控制电路板单元控制电机将活动平台的位置调整到最底部，并按照预设步进值逐渐升高，同时控制电路板单元读取光谱分析元件输出的数据，当光谱分析元件输出数据中所有波段均无饱和时，停止调整活动平台的垂直位置，同时记录下此时准直光通过容器对应的光程值为L(cm)；

如果活动平台的位置调整到容器最高阶梯，光谱分析元件仍然饱和，则无法对药物进行验证，设备进一步通过输入输出单元发出警示信息；

步骤八，输液瓶中的实际药液流入药液容器会对透过准直透镜的平行光进行吸收，控制电路板单元针对实际药品的吸收后的透过光谱进行测量；

步骤九，控制电路板单元根据数据库中目标药品的吸光度数据进行理论值计算，并和实际测量值进行比对，最后判定实际药物与目标药物是否相符；

步骤十，如果实际药品吸收谱与目标药品吻合，则打开阀门正常进行输液；反之，则关闭阀门，并进行报警。

9.根据权利要求8所述的一种静脉输液安全监控装置的使用方法，其特征在于：步骤九中计算方法如下：

医嘱需要为病人输入由两种药物组成的混合溶液，其中包括浓度为C_xmg/L的药物X，和浓度为C_ymg/L的药物Y；放入标液容器中标液的浓度为C_smg/L；假设所使用的光谱分析元件可测量N个波长的光谱数据；

系统使用前，先将标液容器中标液、纯水、药液容器中药物X和药物Y的吸收系数存入数据库，分别为K_s＝[k_s1，k_s2……k_sN]L/(g·cm),K_w＝[k_w1，k_w2……k_wN]L/(g·cm),K_x＝[k_x1，k_x2……k_xN]L/(g·cm)和K_y＝[k_y1，k_y2……k_yn]L/(g·cm)，其中k_sn,k_wn，k_xn和k_yn分别对应标液、纯水、药物X和药物Y在第n点光谱处的吸收系数；

根据比尔-朗伯定律，当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度l成正比；

标液容器的光程为固定值，标记为L_scm；因此，在实际使用过程时，当步骤六对标液进行测量时，根据测得的透过光强度I_s＝[i_s1，i_s2……i_sN]可以计算出入射光强度I₀＝[i₀₁，i₀₂……i_0N]。以第N点光谱为例，计算方法如下：

对测量范围内的所有波长重复上述计算，即可求得入射光强度I₀。

10.根据权利要求8所述的一种静脉输液安全监控装置的使用方法，其特征在于：步骤四中操作人员输入药物X和药物Y以及相应浓度；步骤七对活动平台垂直位置调整结束后，准直光通过容器对应的光程值为L_xy(cm)；根据比尔-朗伯定律，控制电路板单元可计算出所需为病人输入的混合药物溶液的理论吸光度值A＝[a₁，a₂……a_N],其中a_n混合药液第n点光谱处的吸光度；以第n点光谱为例，计算方法如下：

a_n＝k_xnC_xL_xy+k_ynC_yL_xy+k_wnC_wL_xy；

其中，C_w为单位浓度。对测量范围内的所有波长光谱重复上述计算，即可求得混合药物溶液的理论吸光度值A；此时，可计算出准直透镜的平行光经过药液容器中药液吸收后，透过光的理论强度值，标记为I_t＝[i_t1，i_t2……i_tN],其中，i_tn是在第n点光谱处的透过光理论强度；i_tn可通过以下方法计算：

对测量范围内的所有波长重复上述计算，即可求得测量光谱波段内的理论透过光强度I_t；

步骤八控制电路板单元针对实际的透过光谱进行测量，设测得实际值为I_r＝[i_r1，i_r2……i_rN]；之后，计算I_t和I_r两组数据的归一化欧式距离dist(I_t,I_r)，计算方法定义如下：

如果计算结果dist(I_t,I_r)小于预设的判定阈值则判定为实际药物与目标药物相符，否则判定为不相符。

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