CN113101457B - 一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法，注射驱动装置包括支架，支架上设置有滑块机构、推拉机构、位置感应机构和控制器，推拉机构与滑块机构以及注射器活塞杆连接，由推拉机构带动滑块机构和注射器活塞杆同步移动；位置感应机构包括行程光电板和若干个传感器，传感器按预设分布规则设置在行程光电板上，用于感应滑块机构的位置数据；控制器与传感器电连接，用于根据滑块机构的位置数据实时计算注射器内的剩余液量体积和剩余注射时间。通过按预设分布规则设置的传感器感应滑块机构的位置数据，以滑块机构的位置来表征与其同步移动的活塞杆的位置，根据探测得到的位置数据在启动注射后自动、准确地实时监控剩余液量与时间。

Description

一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法。

背景技术

注射泵是一种用于给患者进行精确输液的医疗设备，医护人员在安装好装有药液的注射器后，设置好注射参数即可输液，该设备会根据给定的流速给患者输注药液，并在显示屏显示剩余时间和液量，直到注射时间用完或者液量注射完就结束。

目前的注射时间只有两个来源：1、由医护人员直接设置；2、由医护人员设置的流速和预置量计算出来。然而在临床应用时经常发生医护人员只输入流速，既不输入时间又不输入预置量就启动注射的情况，则本次注射过程就会缺少注射的剩余时间，导致医护人员和陪护人员无法知道本次注射的结束时间，无法及时进行换药或停止注射，降低了医护人员的配药护理效率且会给病人的输液过程带来潜在风险。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法，旨在解决现有技术中注射输液时无法自动实时监测剩余液量体积和剩余时间的问题。

本发明的技术方案如下：

一种注射驱动装置，与注射器活塞杆连接，所述注射驱动装置包括支架，所述支架上设置有滑块机构、推拉机构、位置感应机构和控制器，其中：

所述推拉机构与所述滑块机构以及注射器活塞杆连接，通过所述推拉机构带动所述滑块机构和注射器活塞杆同步移动；

所述位置感应机构包括行程光电板和若干个传感器，所述传感器按预设分布规则设置在所述行程光电板上，用于感应所述滑块机构的位置数据；

所述控制器与传感器电连接，用于根据所述滑块机构的位置数据实时计算注射器内的剩余液量体积和剩余注射时间。

所述的注射驱动装置中，所述传感器沿注射器活塞杆的推液方向由疏到密分布。

所述的注射驱动装置中，所述传感器为光电传感器。

所述的注射驱动装置中，所述推拉机构包括推杆和用于固定注射器活塞杆的推拉盒，所述推杆的一端以及注射器活塞杆均与所述推拉盒连接，所述推杆的另一端与所述滑块机构连接。

所述的注射驱动装置中，所述滑块机构包括滑杆和滑块，所述滑杆与所述行程光电板平行设置，所述滑块设置在所述滑杆上且与所述推杆的另一端连接，所述滑块在所述推杆的带动下沿所述滑杆往复移动。

所述的注射驱动装置中，所述滑块包括滑动部和挡光板，所述滑动部套设于所述滑杆上且与所述推杆的另一端连接，所述挡光板与滑动部连接且设置在靠近行程光电板的一侧。

所述的注射驱动装置中，所述光电传感器包括发射端和接收端，所述发射端和接收端对立分设于行程光电板的两侧，所述挡光板在所述发射端和接收端之间沿所述滑杆往复移动。

所述的注射驱动装置中，所述控制器具体用于根据接收端的信号变化实时获取所述滑块的位置数据，以及根据所述滑块的位置数据和当前注射器的规格参数计算剩余液量体积和剩余注射时间。

本发明又一实施例还提供了一种注射泵，其包括如上所述的注射驱动装置。

本发明的另一实施例还提供了一种如上所述的注射泵的注射时间探测方法，其包括如下步骤：

当滑块机构与注射器活塞杆同步移动时，通过若干个传感器实时感应所述滑块机构的位置数据；

根据当前所述滑块机构的位置数据计算注射器内的液量量程；

获取当前注射器的规格参数，根据所述规格参数和注射器内的液量量程计算剩余液量体积；

获取当前设置的注射参数，根据所述输液参数和剩余液量体积计算剩余注射时间。有益效果：本发明公开了一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法，相比于现有技术，本发明实施例通过按预设分布规则设置的传感器感应滑块机构的位置数据，以滑块机构的位置来表征与其同步移动的活塞杆的位置，根据探测得到的位置数据在启动注射后自动、准确地实时计算监控剩余液量体积和剩余时间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明提供的注射驱动装置较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的注射泵的注射时间探测方法较佳实施例的流程图；

图3为本发明提供的注射泵的注射时间探测方法应用实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图对本发明实施例进行介绍。

请参阅图1，图1为本发明提供的注射驱动装置1较佳实施例的结构示意图，如图1所示，所述注射驱动装置1与注射器活塞杆2连接，通过注射驱动装置1驱动所述注射器活塞杆2的移动来实现自动输液，具体所述注射驱动装置1包括支架10，所述支架10上设置有滑块机构20、推拉机构30、位置感应机构40和控制器(图中未示出)。其中，所述推拉机构30与所述滑块机构20以及注射器活塞杆2连接。由于注射器活塞杆2位于注射器套筒内，难以直接且准确的测量其位置，针对上述问题，本实施例中通过所述推拉机构30控制所述滑块机构20与注射器活塞杆2同步移动，将注射器活塞杆2的位置与所述滑块机构20的位置对应起来，使得可通过所述滑块机构20的位置来表征注射器活塞杆2的位置，更加方便且准确的对注射器活塞杆2的移动数据进行检测。

所述位置感应机构40包括行程光电板401和若干个用于感应所述滑块机构20的位置数据的传感器402，所述传感器402按预设分布规则设置在所述行程光电板401上。本实施例中通过按预设分布规则设置所述传感器402位置，具体的位置分布可根据实际需要灵活定制，例如成本控制要求、数据刷新频率要求等等，进而保证多种需求下均能准确感应所述滑块机构20的位置数据。

所述控制器与传感器402电连接，用于根据所述滑块机构20的位置数据实时计算注射器内的剩余液量体积和剩余注射时间。本实施例中通过若干个传感器402探测得到所述滑块机构20的位置数据，基于该位置数据自动计算出注射器内的剩余液量体积和剩余注射时间，即在医护人员没有输入时间也没有输入预置量的场景下，仍然能够在注射时进行自动的识别与计算，得到实时的剩余注射时间，无需依赖人为的主动输入，确保每次注射时的安全性。

具体实施时，所述控制器预先获取当前注射器的规格参数以及零点位置，由于每次注射采用的注射器容量可能不同，因此在每次开始注射前均获取当前注射器的规格参数，即满量程对应的液量体积，并且获取不同规格注射器对应的滑块机构20的零点位置，即注射器内液量为0时所述滑块机构20的位置，在出厂前预先对不同规格注射器对应的零点位置进行校准并存储，后续注射时直接根据注射器的规格参数调用相应的零点位置即可。

开启注射后，当感应获取了所述滑块机构20的位置数据时，根据实时的位置数据与零点位置之间的差值即可得到注射器内实时的液量量程M，进而根据液量量程M和当前所用注射器的规格参数计算出当前的剩余液量体积V＝S/L*M，其中S是注射器的规格参数，L是满量程长度，V即是注射器筒内的剩余液量体积，由于开启注射时医护人员输入的注射参数中至少包括有流速R，因此计算得到剩余液量体积后即可计算剩余注射时间T＝V/R，优选地，将计算得到的剩余液量体积和剩余注射时间实时输出至显示屏进行显示，使得每次在开启注射后，无论医护人员有无手动输入时间或预置量，均可自动对剩余液量体积和剩余时间进行准确的实时探测。

进一步地，所述传感器402沿注射器活塞杆2的推液方向由疏到密分布。

本实施例中，如图1所示，所述传感器402的分布采取头密尾疏的方式，即沿着注射器活塞杆2的推液方向，靠近注射器针头处传感器402的分布更密集，反之，靠近注射器尾部手柄处传感器402的分布更稀疏，本实施例通过头密尾疏方式布局多个传感器402，在注射刚开始时对剩余时间的精确度要求不高，因此无需设置过多传感器402进行多次数据刷新与校准，而随着注射的进行剩余液量逐渐减少，越接近注射完成时对时间精确度要求越高，因此通过更加密集的传感器402提高位置检测频率，能更加精确的获取滑块机构20的实时位置，确保输液即将完成时的剩余时间计算准确性，保证时间探测准确性的同时也有效控制了产品成本。

具体实施时，将N个传感器402的位置沿注射器头部至尾部方向分别记为P1、P2、P3、…、Pn，相邻传感器402之间的间距记为M1、M2、…、M(n-1)，设置所述传感器402的位置时，通过调节N-1个间距的数值即可实现上述头密尾疏的分布方式，例如将M1、M2、…、M(n-1)的数值按等差数列或者等比数列依次增大，或者按预设值分别设置每个间距的数值，保证整体沿着注射器活塞杆2的推液方向由疏到密分布即可，本发明实施例对具体的间距数值不作限定。

进一步地，所述传感器402为光电传感器。

本实施例中，通过光电传感器实时感应当前滑块机构20的位置，光电位置传感器402是一种对入射光敏面上的光点位置敏感的光电器件，具有灵敏度高、分辩率高、响应速度快和电路配置简单等特点，在注射过程中，当滑块机构20经过某个光电传感器时，根据其位置Pn和预先获取的零点位置P0，即可计算出注射器内实时的液量量程M＝Pn-P0，从而通过高效准确的位置感应进一步计算得到注射器内的剩余液量体积。

进一步地，所述推拉机构30包括推杆301和用于固定注射器活塞杆2的推拉盒302，所述推杆301的一端以及注射器活塞杆2均与所述推拉盒302连接，所述推杆301的另一端与所述滑块机构20连接。

本实施例中，请继续参阅图1，所述推拉机构30通过推拉盒302同时固定注射器活塞杆2和所述推杆301，即所述推杆301和注射器活塞杆2通过所述推拉盒302实现同步移动，而所述推杆301的另一端连接所述滑块机构20，进而使得所述滑块机构20与注射器活塞杆2实现同步移动，所述滑块机构20移动时的位置数据即可表征活塞杆上胶塞的位置，将难以获取的内部胶塞位置转换为易获得的外部滑块机构20的位置，降低了注射剩余时间监控的实现难度。

进一步地，所述滑块机构20包括滑杆201和滑块202，所述滑杆201与所述行程光电板401平行设置，所述滑块202设置在所述滑杆201上且与所述推杆301的另一端连接，所述滑块202在所述推杆301的带动下沿所述滑杆201往复移动。

本实施例中，所述滑块机构20具体采用滑杆201和滑块202的结构，其中所述滑杆201与所述行程光电板401平行设置，所述行程光电板401进一步与注射器平行设置，三者平行设置使得所述滑块202在所述推杆301的带动下沿所述滑杆201往复移动时，所述行程光电板401上的光电传感器对所述滑块202的位置进行探测得到的数据能同步对应表征胶塞的位置，进而根据所述滑块202和胶塞移动探测计算得到注射器内实时的液量量程，实现准确的位置探测与数据映射计算。

进一步地，所述滑块202包括滑动部2021和挡光板2022，所述滑动部2021套设于所述滑杆201上且与所述推杆301的另一端连接，所述挡光板2022与滑动部2021连接且设置在靠近行程光电板401的一侧。

本实施例中，具体通过所述滑动部2021在所述推杆301的带动下沿所述滑杆201移动，并且在所述滑动部2021靠近行程光电板401的一侧延伸设置一挡光板2022，当所述滑块202经过设置于所述行程光电板401上的光电传感器时，所述挡光板2022对光电传感器处的光强具有遮挡作用，使得传感信号发生变化，从而实现对滑块202进行高灵敏度且快速高效的位置探测。

进一步地，所述光电传感器包括发射端和接收端，所述发射端和接收端对立分设于行程光电板401的两侧，所述挡光板2022在所述发射端和接收端之间沿所述滑杆201往复移动。

本实施例中，所述光电传感器有两极，一极作为发射端进行信号发送，另一极作为接收端进行信号接收，所述滑块202的挡光板2022在这两极之间沿所述滑杆201移动，在滑块202移动过程中，若挡光板2022的位置正好位于某一光电传感器的上下两极处时，即此时滑块202移动至某一光电传感器处，该光电传感器的发射端发出的信号在挡光板2022的遮挡下无法被其接收端接收，导致该光电传感器的探测信号发生变化，将该被遮挡的光电传感器的位置作为当前滑块202的位置即可完成高效便捷的位置探测。

进一步地，所述控制器具体用于根据接收端的信号变化实时获取所述滑块202的位置数据，以及根据所述滑块202的位置数据和当前注射器的规格参数计算剩余液量体积和剩余注射时间。

本实施例中，每当滑块202经过一个光电传感器时，其接收端的信号均会发生变化，因此控制器根据所有光电传感器接收端的信号变化实时获取并更新所述滑块202的位置数据，以最新一次信号被遮挡的光电传感器的位置作为所述滑块202的位置数据，即各个光电传感器的位置已预先标定并存储，所述控制器仅需识别当前发射信号被遮挡的光电传感器并直接调用其对应的位置即可完成探测数据的获取，探测方式简单便捷，且配合上述头密尾疏的布局方式在保证探测精度的同时也能节约元器件材料成本。

同时，在每次获得了最新的位置数据时，所述控制器均根据当前最新的所述滑块202的位置数据和当前使用的注射器的规格参数进行计算，得到最新位置数据对应的剩余液量体积和剩余注射时间，具体的计算方式与上述实施例相同，此处不再赘述，即每经过一个光电传感器时均对注射器的剩余液量体积以及剩余注射时间进行实时刷新校准，避免单次位置探测误差导致剩余液量体积和剩余注射时间计算不准确，影响医护人员对注射进程的准确判断，提高所述注射驱动装置1对注射状态监控的准确性和可靠性。

本发明另一实施例还提供一种注射泵，其包括如上所述的注射驱动装置，由于上文已对所述注射驱动装置进行了详细描述，此处不作详述。

本发明又一实施例还提供一种注射泵的注射时间探测方法，如图2所示，所述注射时间探测方法包括如下步骤：

S100、当滑块机构与注射器活塞杆同步移动时，通过若干个传感器实时感应所述滑块机构的位置数据；

S200、根据当前所述滑块机构的位置数据计算注射器内的液量量程；

S300、获取当前注射器的规格参数，根据所述规格参数和注射器内的液量量程计算剩余液量体积；

S400、获取当前设置的注射参数，根据所述输液参数和剩余液量体积计算剩余注射时间。

具体实施方式请参考上述装置对应的实施例，此处不再赘述。

在一优选的应用实施例中，如图3所示，所述注射时间探测方法包括如下步骤：

S11、开机；

S12、输入注射参数；

S13、启动注射；

S14、判断是否有设置时间参数，若是，则结束，否则执行S15；

S15、检测注射器活塞位置；

S16、计算注射器内液量量程；

S17、计算剩余液量体积；

S18、计算剩余时间；

S19、输出显示；

S20、判断是否注射完成，若是，则结束，否则返回S15。

本应用实施例中，注射泵开启后接收医护人员输入的注射参数，所述注射参数至少包括有流速，启动注射后判断本次注射是否有输入时间参数，例如输入预置量或者时间，若有输入，则不启动后续的自动探测与时间计算功能，若没有输入，则进入自动探测与计算模式，通过按预设分布规则设置的光电传感器探测滑块的位置来表征注射器活塞位置，当滑块经过某个光电传感器时，根据当前检测到的位置Pn与零点位置P0计算出注射器内液量量程M＝Pn-P0，之后根据M和当前所用注射器的规格参数计算出当前的剩余液量体积V＝S/L*M，其中S是注射器的规格参数，L是满量程长度，V即是注射器筒内的剩余液量体积，由于注射参数中至少包括有流速R，因此计算得到剩余液量体积后即可计算剩余注射时间T＝V/R，之后将计算结果输出至显示屏进行显示，例如显示内容可包括流速、剩余时间、预置量、剩余液量体积等等，具体可根据实际需求灵活设定，每经过一个光电传感器均对计算结果进行刷新，即根据活塞和滑块位置的移动而实时计算最新的剩余液量体积和剩余注射时间，实现配置简单且高准确度的注射时间探测。

需要说明的是，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。

综上所述，本发明公开的一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法中，所述注射驱动装置包括支架，支架上设置有滑块机构、推拉机构、位置感应机构和控制器，推拉机构与滑块机构以及注射器活塞杆连接，由推拉机构带动滑块机构和注射器活塞杆同步移动；位置感应机构包括行程光电板和若干个传感器，传感器按预设分布规则设置在行程光电板上，用于感应滑块机构的位置数据；控制器与传感器电连接，用于根据滑块机构的位置数据实时计算注射器内的剩余液量体积和剩余注射时间。通过按预设分布规则设置的传感器感应滑块机构的位置数据，以滑块机构的位置来表征与其同步移动的活塞杆的位置，根据探测得到的位置数据在启动注射后自动、准确地实时监控剩余液量体积和剩余时间。

已经在本说明书和附图中描述的内容包括能够提供一种注射驱动装置、注射泵及其注射时间探测方法的示例。当然，不能够出于描述本公开的各种特征的目的来描述元件和/或方法的每个可以想象的组合，但是可以认识到，所公开的特征的许多另外的组合和置换是可能的。因此，显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下能够对本公开做出各种修改。此外，或在替代方案中，本公开的其他实施例从对本说明书和附图的考虑以及如本文中所呈现的本公开的实践中可能是显而易见的。意图是，本说明书和附图中所提出的示例在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。尽管在本文中采用了特定术语，但是它们在通用和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。

Claims (8)

1.一种注射驱动装置，与注射器活塞杆连接，其特征在于，所述注射驱动装置包括支架，所述支架上设置有滑块机构、推拉机构、位置感应机构和控制器，其中：

所述推拉机构与所述滑块机构以及注射器活塞杆连接，通过所述推拉机构带动所述滑块机构和注射器活塞杆同步移动；

所述位置感应机构包括行程光电板和若干个传感器，所述传感器按预设分布规则设置在所述行程光电板上，用于感应所述滑块机构的位置数据；

所述控制器与传感器电连接，用于根据所述滑块机构的位置数据实时计算注射器内的剩余液量体积和剩余注射时间；

所述传感器沿注射器活塞杆的推液方向由疏到密分布；具体相邻传感器之间的间距沿注射器头部至尾部方向按预设值依次增大；

所述传感器为光电传感器，各个光电传感器的位置已预先标定并存储；

所述光电传感器包括发射端和接收端，所述发射端和接收端对立分设于行程光电板的两侧；

所述控制器预先获取当前注射器的规格参数以及零点位置，规格参数指的是满量程对应的液量体积，零点位置指的是注射器内液量为0时所述滑块机构的位置；

所述滑块机构包括滑块，所述控制器具体用于根据所有光电传感器接收端的信号变化实时获取所述滑块的位置数据，以最新一次信号被遮挡的光电传感器的位置作为滑块的位置数据；

所述控制器在每次获得最新的位置数据时，均根据当前最新的所述滑块的位置数据与零点位置之间的差值得到注射器内实时的液量量程，进而根据当前注射器的规格参数计算得到最新的位置数据对应的剩余液量体积和剩余注射时间，以进行刷新校准。

2.根据权利要求1所述的注射驱动装置，其特征在于，所述相邻传感器之间的间距沿注射器头部至尾部方向按预设值依次增大，具体指：

相邻传感器之间的间距沿注射器头部至尾部方向按等差数列，或者等比数列依次增大。

3.根据权利要求1所述的注射驱动装置，其特征在于，所述推拉机构包括推杆和用于固定注射器活塞杆的推拉盒，所述推杆的一端以及注射器活塞杆均与所述推拉盒连接，所述推杆的另一端与所述滑块机构连接。

4.根据权利要求3所述的注射驱动装置，其特征在于，所述滑块机构还包括滑杆，所述滑杆与所述行程光电板平行设置，所述滑块设置在所述滑杆上且与所述推杆的另一端连接，所述滑块在所述推杆的带动下沿所述滑杆往复移动。

5.根据权利要求4所述的注射驱动装置，其特征在于，所述滑块包括滑动部和挡光板，所述滑动部套设于所述滑杆上且与所述推杆的另一端连接，所述挡光板与滑动部连接且设置在靠近行程光电板的一侧。

6.根据权利要求5所述的注射驱动装置，其特征在于，所述挡光板在所述发射端和接收端之间沿所述滑杆往复移动。

7.一种注射泵，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一所述的注射驱动装置。

8.一种如权利要求7所述的注射泵的注射时间探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

当滑块机构与注射器活塞杆同步移动时，通过若干个传感器实时感应所述滑块机构的位置数据；

根据当前所述滑块机构的位置数据计算注射器内的液量量程；

获取当前注射器的规格参数，根据所述规格参数和注射器内的液量量程计算剩余液量体积；

获取当前设置的注射参数，根据所述注射参数和剩余液量体积计算剩余注射时间。

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