CN111481773A - 一种智能输液监控装置、系统及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能输液监控装置，包括滴液传感器、控制器和数据传输器；所述滴液传感器包括第一滴液传感器和第二滴液传感器，所述第一滴液传感器和第二滴液传感器间隔设置于输液滴壶上，均具有发出端和接收端，用于发出和接收光束；所述滴液传感器与所述控制器相连接，用于对滴液传感器的信息进行采集分析；所述数据传输器与控制器相连接，用于将信息进行传输。采用本发明的智能输液瓶监控装置、系统及方法，通过两个滴液传感器分别对滴液进行检测，能够准确的测量滴液的通过量，提高准确率。同时，还公开了设置有该装置的系统及监控方法。本发明能够减少护士巡视时间，用户能够通过智能终端对提醒信息进行个性化设置，提高用户体验感。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是一种智能输液监控装置、系统及其监控方法。
背景技术
目前，市面上的输液报警功能主要分为以下几种，1、通过称重取得剩余液体量并及时报警；2、通过电容检测现输液管液体情况并及时报警。以上方法存在预计不准确，以及不能提前通知医务人员等问题；在此基础上，本发明提供一种能够精确计时的产品，不仅能够提前提醒医护人员，减少医务人员巡视工作量；还能够提前提醒患者，减轻患者的心里压力。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种智能输液监控装置、系统及其监控方法；有效的对输液剩余时间进行预估，将预估结果上传到网络，并及时的提醒相关人员。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种智能输液监控装置，包括滴液传感器、控制器和数据传输器；所述滴液传感器包括第一滴液传感器和第二滴液传感器，所述第一滴液传感器和第二滴液传感器间隔设置于输液滴壶上，均具有发出端和接收端，用于发出和接收光束；所述滴液传感器与所述控制器相连接，用于对滴液传感器的信息进行采集分析；所述数据传输器与控制器相连接，用于将信息进行传输。
进一步地，所述控制器为单片机，用于接收并将光信号转化为电信号，并通过阈值设置对电信号进行采集分析。
进一步地，所述数据传输器为zigbee芯片。
进一步地，所述第一滴液传感器采用红外传感器、红光传感器、蓝光传感器或绿光传感器中的一种；第二滴液传感器采用红外传感器、红光传感器、蓝光传感器或绿光传感器中的一种。
一种智能输液监控系统，包括智能输液监控装置、网关和护士站监护终端，所述网关分别与所述数据传输器和所述护士站监护终端通信连接，用于进行信息的传输，并通过护士站监护终端进行显示和提醒。
进一步地，所述护士站监护终端通过动态提前对优先输液完成的床号进行提醒。
进一步地，所述护士站监护终端与Internet云端相连接，用户通过智能终端与Internet云端相连接，进行设置和实时监控。
一种智能输液监控方法，包括第一滴液传感器、第二滴液传感器和控制器，所述第一滴液传感器和第二滴液传感器对滴液进行检测，并通过所述控制器对第一滴液传感器和第二滴液传感器的信息进行采集分析；所述智能输液监控方法包括以下步骤：
步骤a.首先准备开始，将输液瓶安装到适当位置，打开滴液传感器对滴液进行检测，启动滤波处理；
步骤b.两个滴液传感器检测到滴液信号；开启计时器，计算滴速；
步骤c.根据滴液的总液体量、每滴滴液的固定量和滴速；计算输液的剩余时间；
步骤d.通过剩余时间与当前时间进行结合，对预计结束时间进行显示，并每隔一段时间对剩余时间进行刷新；
步骤e.到达预设时间进行报警，至滴液输送完毕，结束。
进一步地，所述步骤a中滴液传感器对滴液进行检测，具体步骤为：开始输液，启动滤波处理器；
a1.第一滴液传感器对滴液进行检测；
检测到滴液，首次，则触发第二滴液传感器进行检测，并进入步骤a2；
a2.第二滴液传感器对滴液进行检测；
检测到滴液，并进入步骤a3；
a3.计算两滴滴液的时间间隔和两个传感器信号的时间间隔，判断两时间间隔是否为相同量级；当两时间间隔为相同量级时，判定为有滴液经过，更新并保存此次时间数据，进入步骤a4；否则，判定为未有滴液经过，丢弃该数据，返回步骤a1；
a4.判定是否还有滴液，若有则重复上述步骤a1-a3；若否，则滴液输液完成终止。
进一步地，所述步骤a1、a2中，若未检测到滴液，还包括判定是否超过设定的滴完时间的步骤。
本发明的有益效果是：
1、采用本发明的智能输液瓶监控装置、系统及方法，通过两个滴液传感器分别对滴液进行检测，能够准确的测量滴液的通过量，提高准确率；
2、通过智能输液瓶监控系统将滴液信息传输到护士站监护终端，减少护士巡视时间；通过动态提前的方式对优先输液完成的床号进行提醒，合理的运用并节约了时间，用户能够通过智能终端对提醒信息进行个性化设置，提高了用户体验感。
附图说明
图1为本发明的智能输液监控装置示意图；
图2为本发明的第一滴液传感器滤波对比图；
图3为本发明的第二滴液传感器滤波对比图；
图4为本发明的智能输液监控系统示意图；
图5为本发明的智能输液监控方法示意图；
图6为本发明的滴液检测步骤图；
附图标记：1-输液滴壶，2-滴液，3-第一滴液传感器，4-控制器，5-数据传输器，6-第二滴液传感器。
具体实施方式
下面结合附图1-6对本发明的实施例进行详细说明。
在其中一个实施例中，如图1所示，输液滴壶1上下设置有开口，滴液2能够通过输液滴壶的上端开口进入输液滴壶内，并通过输液滴壶的下端开口从输液滴壶中流出，通过针头对患者进行输液。
一种智能输液监控装置，包括滴液传感器、控制器4和数据传输器5；智能输液监控装置的滴液传感器安装于输液滴壶1上，并对输液滴壶的滴液进行检测。所述滴液传感器为两个，分别为第一滴液传感器3和第二滴液传感器6；用于触发和检测滴液；所述控制器4采用单片机，实现数据的采集分析；所述数据传输器5通过无线通信技术与网关相连接，实现检测数据的传输。
所述第一滴液传感器和第二滴液传感器间隔一定距离设置于输液滴壶的表面。第一滴液传感器和第二滴液传感器均具有发出端和接收端，用于发出和接收光束，且分别设置于输液滴壶的两侧，优选为C字形。
由于滴液呈近椭圆状向下加速运动，滴液表面为曲面，上半部和下半部光线将出现两次折射，使接收端接收不到光，仅在滴液中部光线能够直射穿过滴液，产生的波形并不稳定。在采取电平数据时，避免同一滴液产生的两次电平信号；通过过滤掉多余的一次电平信号确定通过的滴液量，而通过一个滴液传感器进行测量滴液的通过量，出现的波形也不稳定。如图2所示，为第一滴液传感器滤波对比图，下层为原始波形图，上层为过滤后波形图，其中原始波的波谷对应过滤后波的波峰，原始波的波峰对应过滤后波的波谷。由原始波形图可知，因为水滴的形状随机，所以通过滴液传感器以后形成的波形有杂波，例如，从右至左第四、第六、第八和第十波谷。通过扫描次数和阈值设置进行条件滤波后，得到上层的过滤后波形图，为方波波形图，其中原始波形中的第四、第八、第十波谷的杂波被成功过滤，第六波谷的杂波因为波形较大，所以第六波谷波形未能成功过滤，产生错误信号。因而，通过此过滤方法，所测量的滴液通过量并不准确。
本发明采用两个滴液传感器，其中第一滴液传感器还用于触发第二滴液传感器的检测，通过触发式，进一步保证检测滴液的准确率。
现以红外传感器进行详细说明，当进行输液操作时，首先将滴液传感器安装到输液滴壶上，进行相应的输液操作；并打开滴液传感器的开关，滴液传感器发出端发出红外线光束，滴液从输液滴壶的上端进入输液滴壶，当经过第一滴液传感器时，由于滴液的遮挡作用红外线光束产生折射，第一滴液传感器的接收端接收到的红外线产生变化，利用红外传感器将光信号转化为电信号，并触发第二滴液传感器工作，第二滴液传感器也利用红外传感器将光信号转化为电信号；通过单片机对滴液传感器接收端的电信号进行采集，电信号通过放大整形后转化为电平信号；优选单片机采样周期内通过对0-1V的模拟量进行阈值设置、使原始波形过滤后形成方波；并通过两次信号的对比分析，准确判断是否有滴液经过；并通过数据传输器进行数据的传输。
如图2、3所示，改进后的双传感器结构所产生的波形图，由于水滴在滴落过程中具有随机性，第一滴液传感器形成的波形与同一水滴在第二滴液传感器形成的波形必然不相同，在第一滴液传感器接收到处理好方波以后，等待第二个滴液传感器的方波，在滴落时间内，只有形成两个稳定的方波则判断为一滴。如果此时间有多余方波也采取过滤方式，准确判断是否有滴液经过。
在另一个实施例中，所述第一滴液传感器和第二滴液传感器可采用红外传感器、红光传感器、蓝光传感器或绿光传感器中的一种或几种。通过不同光的灵敏度不同，进一步提高滴液传感器的准确率。
通过上述方式对滴液进行检测，并将上述检测结果通过数据传输器进行传输，数据传输器优选为zigbee芯片。如图4所示，每个数据传输器通过ZIGBEE无线网络传送到网关；然后通过网关，将每个病床的输液数据传送到护士站监护终端。护士站监护终端与医院网络相连接，并对医院网络中的信息进行匹配，匹配相应的病人信息，液体信息等相关信息。能够根据相应的信息确认紧急处理提醒，或者根据信息进行紧急处理排序，并根据相应的排序提醒医护人员进行处理。护士站监护终端可以看到每张病床的输液情况，包括流速，开始时间，预估结束时间，提醒时间，呼叫提醒等信息。并通过动态提前对优先输液完成的床号进行提醒。
还可以通过护士站监护终端连入云端，用户能够通过智能终端的微信小程序、微信APP、微信公众号等方式进行实时监控。例如：用户通过扫描二维码的形式访问云端数据，在手机终端对输液情况进行显示；包括开始时间，预计结束时间等；并可以根据用户需求设置提醒、设置紧急呼叫等功能。
在输液过程中，病患自行调整流速时；流速会有大幅度变更，单片机中断并记录下当前时间，先用满容积减去当前时间减少的量，得出剩余容积，然后通过当前中断时间与当前流速，刷新计算剩余时间，通过此算法动态计算并刷新预计输液完成时间；并在相应的护士站监护终端以及手机终端进行刷新显示。护士站监护终端设置有报警装置，当病患自行改变流速，因为某些医药有流速限制，及时上传护士站监护终端，并通过报警装置提醒相关医护人员，判断是否需要人工干预。
如图6所示，所述滴液传感器检测滴液的方法包括：
a1.第一滴液传感器对滴液进行检测；
若检测到滴液，首次，则触发第二滴液传感器进行检测,并进入步骤a2；
若否，则判定是否超过设定的滴完时间；
若超过设定滴完时间，则滴液滴完报警输出；若未超过设定滴液滴完时间，则丢弃数据，返回步骤a1；
a2.第二滴液传感器对滴液进行检测；
若检测到滴液，则计算两滴滴液的时间间隔和两个传感器信号的时间间隔，并进入步骤a3；
若否，则判定是否超过设定的滴完时间；若超过滴完时间则丢弃数，返回步骤a1，若未超过设定的滴完时间，则返回步骤a2；
a3.判断两时间间隔是否为相同量级；当两时间间隔为相同量级时，判定为有滴液经过，更新并保存此次时间数据，进入步骤a4；否则，判定为未有滴液经过，丢弃该数据，返回步骤a1；
a4.判定是否还有滴液，若有重复上述步骤a1-a3；直至滴液输液完成终止。
智能输液瓶的监测方法，如图5所示，具体步骤如下：
步骤a.首先将输液管安装到适当位置，开始输液，并打开滴液传感器对滴液进行检测，启动滤波处理；
步骤b.两个滴液传感器均检测到滴液信号；并开启计时器，设定计时时间为30秒，并通过30秒内通过的滴液量，计算滴速；
步骤c.通过滴速计算输液的剩余时间，具体计算方法为：剩余时间＝(总液体-30秒流过液体)/流速；
步骤d.并通过剩余时间与当前时间进行结合，对预计结束时间进行显示，并每隔一段时间对剩余时间进行刷新；
步骤e.到达预设时间进行报警，至滴液输送完毕，结束。
通过上述检测方法对两次电平信号的起落进行监控，并使用第一滴液传感器和第二滴液传感器的电平信号进行对比分析，判断是否有滴液进入输液滴壶，并根据两次电平信号的时间间隔，设置滴液的流动速度。然后通过ZIGBEE芯片无线输出到网关，实现对输液剩余时间的预估，并将预估结果上传到网络。
在另一个实施例中，当智能输液监控装置检测到滴液经过时，电平信号阈值设定为1；单片机收到滴液传感器发送的信号，对比分析后确定有滴液经过，并将滴液信息整合后通过ZIGBEE芯片传送数字信号到护士站监护终端。开始计时，比如时间为12点0时0分，开始对滴液计数；以20滴/ml为例，假设30秒计数30滴，那么，30秒的流出液体为1.5ml；一瓶液体共计500ML，那么全部输完预计时间为167分钟，预计输完时间为14：47。输出到护士站时间为14：47，可以根据护士站的时间设置，提前进行提醒，例如提前10分钟进行提醒，即14：37提前通知、并提醒医护人员进行处理。在多床位状态下，可以将先输完的动态提前并提醒；同时输完时间同步到手机终端；相应的手机终端还可以自行设置提醒时间、提醒方式，根据用户的需求自行设置，满足不同用户的需求。
由于目前医院输液试剂为固定的液体数，通过滴壶的每滴滴液为固定值，分别为10滴/ml，15滴/ml，20滴/ml三种规格；因此采用本发明的方案能够精确的计算滴液结束时间，并且对于特殊液体的不合理流速进行提醒。同时，通过将数据上传到护士站监护终端，有效减少护士巡查的工作量；通过云端同步信息到移动终端，使相关人员也能时刻了解液体情况并设置提醒等功能。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能输液监控装置，其特征在于，包括滴液传感器、控制器和数据传输器；所述滴液传感器包括第一滴液传感器和第二滴液传感器，所述第一滴液传感器和第二滴液传感器间隔设置于输液滴壶上，均具有发出端和接收端，用于发出和接收光束；所述滴液传感器与所述控制器相连接，用于对滴液传感器的信息进行采集分析；所述数据传输器与控制器相连接，用于将信息进行传输。
2.根据权利要求1所述的智能输液监控装置，其特征在于，所述控制器为单片机，用于接收并将光信号转化为电信号，并通过阈值设置对电信号进行采集分析。
3.根据权利要求1所述的智能输液监控装置，其特征在于，所述数据传输器为zigbee芯片。
4.根据权利要求1所述的智能输液监控装置，其特征在于，所述第一滴液传感器采用红外传感器、红光传感器、蓝光传感器或绿光传感器中的一种；第二滴液传感器采用红外传感器、红光传感器、蓝光传感器或绿光传感器中的一种。
5.一种智能输液监控系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的智能输液监控装置、网关和护士站监护终端，所述网关分别与所述数据传输器和所述护士站监护终端通信连接，用于进行信息的传输，并通过护士站监护终端进行显示和提醒。
6.根据权利要求5所述的智能输液监控系统，其特征在于，所述护士站监护终端通过动态提前对优先输液完成的床号进行提醒。
7.根据权利要求5所述的智能输液监控系统，其特征在于，所述护士站监护终端与Internet云端相连接，用户通过智能终端与Internet云端相连接，进行设置和实时监控。
8.一种智能输液监控方法，其特征在于，包括第一滴液传感器、第二滴液传感器和控制器，所述第一滴液传感器和第二滴液传感器对滴液进行检测，并通过所述控制器对第一滴液传感器和第二滴液传感器的信息进行采集分析；所述智能输液监控方法包括以下步骤：
步骤a.首先准备开始，将输液瓶安装到适当位置，打开两个滴液传感器对滴液进行检测，启动滤波处理；
步骤b.两个滴液传感器检测到滴液信号；开启计时器，计算滴速；
步骤c.根据滴液的总液体量、每滴滴液的固定量和滴速；计算输液的剩余时间；
步骤d.通过剩余时间与当前时间进行结合，对预计结束时间进行显示，并每隔一段时间对剩余时间进行刷新；
步骤e.到达预设时间进行报警，至滴液输送完毕，结束。
9.根据权利要求8所述的智能输液监控方法，其特征在于，所述步骤a中滴液传感器对滴液进行检测，具体步骤为：开始输液，启动滤波处理器；
a1.第一滴液传感器对滴液进行检测；
检测到滴液，首次，则触发第二滴液传感器进行检测，并进入步骤a2；
a2.第二滴液传感器对滴液进行检测；
检测到滴液，并进入步骤a3；
a3.计算两滴滴液的时间间隔和两个传感器信号的时间间隔，判断两时间间隔是否为相同量级；当两时间间隔为相同量级时，判定为有滴液经过，更新并保存此次时间数据，进入步骤a4；否则，判定为未有滴液经过，丢弃该数据，返回步骤a1；
a4.判定是否还有滴液，若有则重复上述步骤a1-a3；若否，则滴液输液完成终止。
10.根据权利要求9所述的智能输液监控方法，其特征在于，所述步骤a1、a2中，若未检测到滴液，还包括判定是否超过设定的滴完时间的步骤。
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Cited By (1)
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| CN114796705A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-29 | 滁州瑞谷生物技术有限公司 | 一种滴空检测系统及输液泵 |
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2020
- 2020-05-29 CN CN202010476590.0A patent/CN111481773A/zh active Pending
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