CN111939382A - 对医用输液过程进行实时监控的系统及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对医用输液过程进行实时监控的系统及应用方法，包括：至少一个与各床位相配合的监控终端，其包括对输液过程中的滴液数进行检测的数据采集模块，对输液速度进行控制的输液速度控制模块，用于显示输液情况的显示模块，用于进行信息和命令传输的无线数据通信模块，用以提供工作电压的电源模块；与各监控终端通信连接的服务器；与服务器通信连接，以配合护士实时监测输液情况的至少一个移动终端。本发明提供一种对医用输液过程进行实时监控的系统及应用方法，其使得医护人员能够根据医嘱和输液器自身参数精确设定输液过程参数，通过移动终端或服务器输入输液给定值并实时监控各床位输液器的工作状态，输液过程发生异常或输液完成能够发出声光报警信号，提示医护人员及时采取相应的处理措施，患者和陪护人员能够实时了解输液情况，大大地提高了输液过程的安全性，并减少了患者或陪护人员的额外的工作负担。

Description

对医用输液过程进行实时监控的系统及应用方法

技术领域

本发明涉及一种对医用输液过程进行实时监控的系统。

背景技术

目前的医用输液器主要由吊瓶、输液软管、滴壶、调节器和静脉针组成。给患者输液的时候，输液速度通过医护人员手工计数进行设定。在输液过程中经常由于不可控的原因造成输液速度发生变化，患者或陪护人员不能及时地作出正确判断并向相应的医护人员报告，轻者影响输液过程，重者可能给患者带来痛苦，甚至是危险，而吊瓶输液的完成与否需要人工观测吊瓶液位来判断，才能保证在药液输完时及时进行下一步的操作，故而患者或陪护人员必须随时保持对液位的关注。在输液快完成时，需要患者或者陪护人员亲自将输液快完成的信息传达给医护人员，占用了患者或陪护人员的大量时间。如果稍有疏忽耽误了时间，就可能造成出现回血的现象，给患者带来痛苦。

现有的医用输液过程监控技术仅限于对某一参数或过程进行控制报警，医护人员无法对输液全过程进行实时监控，患者或陪护人员对无法对输液过程实时信息进行了解。如申请号为CN201810526258.3的一种输液监测装置及其输液监测系统，其采用了光敏监测模块对输液状态进行监测，中央处理器根据获取的透光率输出判断指令，该判断指令用于表征输液管处于有液体状态或无液体状态，即其是通过液位简单判断输液未完成并报警停止输液，功能单一，如出现输液阻塞情况没有办法做出及时报警，安全性较差，还是需要陪护人员及时观察，不能减轻陪护人员的负担；又台申请为CN201710991391.1的一种智能输液监控电路，其只能通过单一的液滴速度判断输液完成和异常状态，可能存在误报，监测的有效性较差。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种对医用输液过程进行实时监控的系统，包括：

对医用输液过程进行实时监控的系统，其特征在于，包括：

至少一个与各床位相配合的监控终端，其包括对输液过程中的滴液数进行检测的数据采集模块，对输液速度进行控制的输液速度控制模块，用于显示输液情况的显示模块，用于进行信息和命令传输的无线数据通信模块，用以提供工作电压的电源模块；

与各监控终端通信连接的服务器；

与服务器通信连接，以配合护士实时监测输液情况的至少一个移动终端；

其中，所述数据采集模块被配置为包括：

夹持设置在输液器滴壶上，以通过对当前的滴液状态进行检测进而获取预定时间内滴液数的红外对管；

与红外对管相配合的计时模块；

所述输液速度控制模块被配置为包括：

设置在输液管一侧的挡板，其上设置有可供输液管形变控制的弧形槽；

设置在挡板相对侧的凸轮，其与动力机构输出轴传动连接。

优选的是，所述输液速度控制模块还包括：

与执行机构通信连接的控制器，其通过无线数据通信模块与服务器通信连接；

对挡板、凸轮、电机、控制器进行封装的壳体，其纵向上设置有可供输液管穿入的引导槽；

其中，所述壳体内设置有对挡板、凸轮、电机、控制器进行限定的安装位；

所述壳体设置有连通弧形槽、凸轮、引导槽的执行槽。

一种应用医用输液过程实时监控系统的方法，包括：

步骤一，在控制单元上对每一个床位相配合的监控终端进行编号；

步骤二，根据不同床位的输液要求在服务器上为各床位输入相关输液参数，以及各床位每分钟的预定输液速度v；

步骤三，服务器向输液速度控制模块发送相应输液开启命令、v，控制步进电机带动凸轮转动，以对输液管的滴液速度进行限定；

步骤四，通过数据采集模块实时检测预定时间内的实际液滴计数N′和相邻两个滴液的时间间隔Δt，并通过无线数据传输模块上传至服务器上；

步骤五，服务器基于N′和Δt，得到当前的实际输液速度v′，并判断v′是否在预定的第一范围内，若是则认为其处于正常的输液工作状态下，否则判断N′是否在预定的第二范围内，若是则认为其输液完成，向输液速度控制模块发送关机命令，否则判定其出现输液异常，向显示模块、移动终端发送声光报警信号；

其中，所述第一范围的判断表达式被配置为：v′∈(v-Δv,v+Δv)；

所述第二范围的判断表达式被配置为

且N′∈(N-ΔN,N+ΔN)。

优选的是，在步骤二中，所述输液参数被配置为包括：

输液总量V、液滴体积ΔV、每分钟输液的速度偏差Δv，液滴计数偏差ΔN；

其中，所述服务器基于V、ΔV得到液滴计数阈值N＝V/ΔV。

优选的是，在步骤三中，所述输液速度控制模块的电机带动凸轮转动，通过凸轮旋转不同角度，配合弧形槽对输液管进行挤压，进而改变输液管的贯通横截面以控制其滴液速度。

优选的是，在步骤五中，剩余输液量V'＝(N-N′)ΔV；

剩余输液时间T＝(N-N′)/v′；

所述监控终端通过无线数据通信模块将V，v′，V'，T的值发送至移动终端和/或显示模块。

本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明提供一种对医用输液过程进行实时监控的系统，其使得医护人员能够根据医嘱和输液器自身参数精确设定输液过程参数，通过移动终端或服务器输入输液给定值并实时监控各床位输液器的工作状态，输液过程发生异常或输液完成能够发出声光报警信号，提示医护人员及时采取相应的处理措施，患者和陪护人员能够实时了解输液情况，大大地提高了输液过程的安全性，并减少了患者或陪护人员的额外的工作负担。

其二，本发明的输液速度控制模块，其能够根据输液速度，控制凸轮旋转不同的角度，实现对输液速度更为精确的控制。

其三，本发明通过数据采集模块能实时地对滴壶的工作状态进行监测，进而实现对输液中的全过程监控，并进行实时预警，有效防止输液过程中出现的异常情况，保证输液的安全性。

其四，本发明的监测方法，其通过二级判断模式对输液状态进行监测，既能对输出中的速度、输液是否完成进行实时监测，也能对输液中出现的阻滞等异常状态进行监测，监测精准度更高，减小误报情况的发生。

其五，本发明的监测方法，接受医护人员根据医嘱输入输液参数，实现对输液状态的精确管控，实现输液全过程的参数和状态监测、输液状态变化停止输液，医护人员可以根据需要能够及时查询输液状态和过程参数，便于患者和医护人员对输液状态的全过程掌控，能有效减轻陪护人员的负担，适应性更好，可控性更强，安全性更高。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中对医用输液过程进行实时监控的系统组成框图；

图2为本发明的一个实施例中数据采集模块与滴壶配合的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例中输液速度控制模块与输液管一种配合状态下的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例中输液速度控制模块与输液管另一种配合状态下结构示意图；

图5为本发明的一个实施例中输液速度控制模块的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1-5示出了根据本发明的一种对医用输液过程进行实时监控的系统的实现形式，其中包括：

至少一个与各床位相配合的监控终端1，其包括对输液过程中的滴液数进行检测的数据采集模块11，对输液速度进行控制的输液速度控制模块12，用于显示输液情况的显示模块13，用于进行信息和命令传输的无线数据通信模块14，以及提供工作电压的电源模块15；显示模块接收并显示无线数据通信模块传输来的输液器工作状态、输液总量、剩余输液量、实际输液速度和剩余输液时间，如果是输液完成或输液异常的工作状态，发出相应的声光报警。患者或陪护人员通过显示模块了解输液过程相关信息。

与各数据采集模块、各输液速度控制模块通信连接的服务器2，其用于接收护士根据医嘱对不同床位的输液情况进行分别输入，同时通过不同的数据采集模块分别获取不同床位的当前输液情况，并实时通过无线数据通信模块将输液情况传输到护士的移动终端以及各床位的显示模块上进行显示，便于护士监测以及病人查看，服务器置于护士站，用于数据或命令输入、接收、储存、处理、发送、查询、显示和报警等功能，并实时与监控终端和移动终端进行通讯，具体来说，服务器实时显示过程参数值和逻辑判断出的输液器工作状态，同时发送给移动终端显示，如果是输液完成或输液异常的工作状态，服务器向监控终端发出关闭命令停止输液过程并启动服务器和移动终端声光报警，提示医护人员及时采取相应的处理措施。同时服务器将输液器工作状态和声光报警命令传输给监控终端的无线数据传输模块。医护人员获得授权后随时可以查询输液的过程参数值和输液器工作状态；

与服务器通信连接，以配合护士实时监测输液情况的至少一个移动终端3，其上可以设置相配合的APP，用以与服务器进行数据通信，以显示服务器显示的输液信息，该APP能根据不同护士的登录情况，对其管床的输液信息进行查看，同时在输液异常时进行报警提示，具体来说，移动终端与服务器通过无线网络连接，医护人员随时携带，其APP上也可以具有数据或命令输入、显示、查询和报警等功能，也可以根据需要输入或修改相应的输液参数，如输液总量V(ml)、液滴体积ΔV(ml)、液滴计数偏差ΔN(滴)、预定的输液速度v(滴/分钟)和每分钟的输液速度偏差Δv(滴/分钟)的给定值，输液开启命令和输液结束命令也可以从移动终端输入，同时能与服务器同步显示输液的过程参数值和输液器工作状态，如果是输液完成或输液异常的工作状态，发出声光报警，提示医护人员及时采取相应的处理措施，医护人员也可以通过移动终端随时可以查询输液的过程参数值和输液器工作状态；

其中，所述数据采集模块被配置为包括：

夹持设置在输液器滴壶4上，以通过对当前的滴液状态进行检测进而获取预定时间内滴液数的红外对管110，在这种结构中，通过红外对管对滴壶中有无滴液进行检测；

与红外对管相配合的计时模块(未示出)，在这种结构中，红外对管检测被配置为当检测到滴壶内部有药液滴落时，向带计时模块的单片机输出一个电平信号，所述单片机计算接收到的两个电平信号的时间差Δt以及在一个时间范围内(一分钟)中的实际液滴计数N′，而在实际操作中，红外对管输出的电平信号，通过无线数据通信模块输出至服务器上，用于计算预定时间内的实际液滴计数N′和相邻两个液滴的时间间隔Δt；

所述输液速度控制模块被配置为包括：

设置在输液管一侧的挡板120，其上设置有可供输液管5形变控制的弧形槽21；

设置在挡板相对侧的凸轮122，其与动力机构123输出轴124传动连接，在实际操作中，输液速度控制模块由控制器、步进电机、凸轮和弧形挡板组成，输液软管置于凸轮与弧形挡板之间的配合方式如图3-4，控制器通过无线数据通信模块接收监控终端服务器传输来的输液开启命令、关闭命令、预定的输液速度给定值v(滴/分钟)和实际输液速度v′(滴/分钟)，控制步进电机带动凸轮转动，通过挤压的方式改变输液软管横截面积以改变液滴速度，而输液软管横截面积与凸轮的转角(0-180度)成反比，在图3的示意图中表示凸轮处于0度时，输液软管未受到凸轮挤压，横截面积最大，处于完全导通状态，输液开启；在图4中表示凸轮处于180度时，输液软管完全受到凸轮挤压，横截面面积最小，处于完全关闭状态，输液结束；凸轮处于在其他角度时，输液软管处于部分导通状态，以通过0-180度之间角度的转化，输液管横截面不同的形变状态与输液速度相配合。

如图3-5，在另一种实例中，所述输液速度控制模块还包括：

与执行机构通信连接的控制器125，其通过无线数据通信模块14与服务器通信连接；

对挡板、凸轮、电机、控制器进行封装的壳体126，其纵向上设置有可供输液管穿入的引导槽127；

其中，所述壳体内设置有对挡板、无线传输模块、电机、控制器进行限定的安装位(未示出)；

所述壳体设置有连通弧形槽、凸轮、引导槽的执行槽128，在这种结构中，为了设备的小型化以及便于操作化，通过壳体对各部件进行封装固定，而壳体可以采用上壳、下壳通过螺钉进行固定的方式进行，而上壳或下壳内部根据需要开设安装各部件的型腔，通过粘接、螺钉固定的方式将各部件与壳体进行连接，而壳体上设置可以从输液管进行的引导槽，以使输液管可穿过引导槽进行运动执行槽内部，对输液管的位置进行限定，且在凸轮的作用下对输液管在执行槽内向挡板具有弧形槽的一侧挤压，使输液管形变，对内部通常流体的流量进行控制，进而对其输液速度进行控制。

一种应用医用输液过程实时监控系统的方法，包括：

步骤一，在控制单元上对每一个床位相配合的监控终端进行编号，通过内部编号对各床位以及各床位上对应的监控终端进行编号，便于对各床位进行识别，也可以通过编号查询各床位当前的输液情况，在这种情况下可以对监控终端进行编号(如住院部3楼11号房32号床的监控终端可编号为ZYB0311032)，并对各监控终端的监控终端分别编号为ZYB031103201，ZYB031103202，ZYB031103203，这样根据监控终端的编号可以进行查床，也可以根据细分的编号对监控终端进行区别，以对其工作状态进行监测，以便于后期的维护；

步骤二，根据不同床位的输液要求在服务器上为各床位输入相关输液参数，以及各床位的预定输液速度v；

步骤三，服务器向输液速度控制模块发送相应输液开启命令、v，控制步进电机带动凸轮转动，以对输液管的滴液速度进行限定；

步骤四，通过数据采集模块实时检测预定时间内的实际液滴计数N′和相邻两个滴液的时间间隔Δt，并通过无线数据传输模块上传至服务器上；

步骤五，服务器基于N′和Δt，得到当前的实际输液速度v′，并判断v′是否在预定的第一范围(v-Δv,v+Δv)内，若是则认为其处于正常的输液工作状态下，否则判断N′是否在预定的第二范围(N-ΔN,N+ΔN)内，若是则认为其输液完成，向输液速度控制模块发送关机命令，否则判定其出现输液异常，向显示模块、移动终端发送声光报警信号，在输液结束或要停止输液时，服务器通过无线数据通信模块将输液结束命令发送到监控终端的输液速度控制模块，以对输液状态进行切换，即使凸轮旋转至180度，将输液管封闭，完成输液，同时在实时输液过程中，还可以根据需要对凸轮的旋转角度进行二次调整，以适应不同应用场景下，对输液速度的控制，具体来说，服务器可以通过表1输液器的工作状态中的真值表来判定输液器的工作状态。

表1输液器的工作状态

在这种方案中，本发明采用了两级判断的模式，对输液的全过程进行监控，进而保证输液的速度满足使用要求，同时对其输液安全性进行管控，设备以及操作方式简单，实用性和适应性更强。

在另一种实例中，在步骤二中，所述输液参数被配置为包括：

输液总量V、液滴体积ΔV、每分钟输液的速度偏差Δv，液滴计数偏差ΔN；

其中，所述服务器基于V、ΔV得到液滴计数阈值N＝V/ΔV，在实际操作中，护士根据医嘱向服务器输入各床的输液总量V(ml)、液滴体积ΔV(ml)、液滴计数偏差ΔN(滴)，预定的输液速度v(滴/分钟)和输液速度偏差Δv(滴/分钟)的给定值，计算出输液速度范围和液滴计数范围。

所述服务器实时显示过程参数值和逻辑判断出的输液器工作状态，同时发送给移动终端显示。如果是输液完成或输液异常的工作状态，服务器向监控终端发出关闭命令停止输液过程并启动服务器和移动终端声光报警，提示医护人员及时采取相应的处理措施。同时服务器将输液器工作状态和声光报警命令传输给监控终端的显示模块。医护人员获得授权后随时可以查询输液的过程参数值和输液器工作状态。

在另一种实例中，在步骤三中，所述输液速度控制模块的电机带动凸轮转动，通过凸轮旋转不同角度，配合弧形槽对输液管进行挤压，进而改变输液管的贯通横截面以控制其滴液速度，在实际操作中，可以采用PLC控制器对滴液速度进行闭环控制。

在另一种实例中，在步骤五中，所述实际输液速度v′＝1/Δt；

剩余输液量V'＝(N-N′)ΔV；

剩余输液时间T＝(N-N′)/v′；

所述服务器通过无线数据通信模块将V，v′，V'，T的值发送至移动终端和/或显示模块，在实际操作中，服务器接收无线数据通信模块上传的实际的液滴计数N′和相邻两个液滴的时间间隔Δt，计算出实际液滴速度v′、剩余输液量V'和剩余输液时间T。输液开始时，将输液开启命令、输液总量V、输液速度给定值v、实际输液速度v′和剩余输液量V′和时间T发送到监控终端。输液结束或要停止输液时，将输液结束命令发送到监控终端。

以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种对医用输液过程进行实时监控的系统，其特征在于，包括：

至少一个与各床位相配合的监控终端，其包括对输液过程中的滴液数进行检测的数据采集模块，对输液速度进行控制的输液速度控制模块，用于显示输液情况的显示模块，用于进行信息和命令传输的无线数据通信模块，用以提供工作电压的电源模块；

与各监控终端通信连接的服务器；

与服务器通信连接，以配合护士实时监测输液情况的至少一个移动终端；

其中，所述数据采集模块被配置为包括：

夹持设置在输液器滴壶上，以通过对当前的滴液状态进行检测进而获取预定时间内滴液数的红外对管；

与红外对管相配合的计时模块；

所述输液速度控制模块被配置为包括：

设置在输液管一侧的挡板，其上设置有可供输液管形变控制的弧形槽；

设置在挡板相对侧的凸轮，其与动力机构输出轴传动连接。

2.如权利要求1所述的对医用输液过程进行实时监控的系统，其特征在于，所述输液速度控制模块还包括：

与执行机构通信连接的控制器，其通过无线数据通信模块与服务器通信连接；

对挡板、凸轮、电机、控制器进行封装的壳体，其纵向上设置有可供输液管穿入的引导槽；

其中，所述壳体内设置有对挡板、凸轮、电机、控制器进行限定的安装位；

所述壳体设置有连通弧形槽、凸轮、引导槽的执行槽。

3.一种应用如权利要求1-2任一项所述医用输液过程实时监控系统的方法，其特征在于，包括：

步骤一，在服务器上对每一个床位相配合的监控终端进行编号；

步骤二，根据不同床位的输液要求在服务器上为各床位监控终端输入相关输液参数，以及各床位的预定输液速度v；

步骤三，服务器向输液速度控制模块发送相应输液开启命令、v，控制步进电机带动凸轮转动，以对输液管的滴液速度进行限定；

步骤四，通过数据采集模块实时检测预定时间内的实际液滴计数N′和相邻两个滴液的时间间隔Δt，并通过无线数据通信模块上传至服务器上；

步骤五，服务器基于N′和Δt，得到当前的实际输液速度v′，并判断v′是否在预定的第一范围内，若是则认为其处于正常的输液工作状态下，否则判断N′是否在预定的第二范围内，若是则认为其输液完成，向输液速度控制模块发送关机命令，否则判定其出现输液异常，向显示模块、移动终端发送声光报警信号；

其中，所述第一范围的判断表达式被配置为：v′∈(v-Δv,v+Δv)；

所述第二范围的判断表达式被配置为

且N′∈(N-ΔN,N+ΔN)。

4.如权利要求3所述的应用方法，其特征在于，在步骤二中，所述输液参数被配置为包括：

输液总量V、液滴体积ΔV、每分钟输液的速度偏差Δv，液滴计数偏差ΔN；

其中，所述服务器基于V、ΔV得到液滴计数阈值N＝V/ΔV。

5.如权利要求3所述的应用方法，其特征在于，在步骤三中，所述输液速度控制模块的电机带动凸轮转动，通过凸轮旋转不同角度，配合弧形槽对输液管进行挤压，进而改变输液管的贯通横截面以控制其滴液速度。

6.如权利要求3所述的应用方法，其特征在于，在步骤五中，所述实际输液速度v′＝1/Δt；

剩余输液量V'＝(N-N′)ΔV；

剩余输液时间T＝(N-N′)/v′；

所述服务器通过无线数据通信模块将V，v′，V'，T的值发送至移动终端和/或显示模块。

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