CN113514412A - 用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置及方法，该装置包括壳体、输液袋放置架、主控MCU、测量模块、放大滤波电路以及图像识别模块。该装置的检测方法包括以下步骤：在主控MCU存储器建立药物浓度工作曲线数据库；选择待测药物的种类；测量参比电压；放置成品输液袋；药物种类识别；判定待测成品输液袋的放置位置；获取信号放大后的测量电压；计算测量电压与参比电压的比值；所测成品输液袋的药物浓度；判定浓度是否符合；下一待测成品输液袋测试；下一种待测药物的测试；本发明解决无法判定输液袋调配完成后的药物浓度是否符合预设药物浓度范围的问题。
Description
技术领域
本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置及方法。
背景技术
静脉注射是将药物溶液通过静脉滴入体内的一种医疗方法，广泛应用在临床治疗及抢救患者。目前医院的静脉药物配置中心（PIVAS）采用手动配药或自动配药。手动配药过程由医护人员在一个相对密闭的洁净环境里面手工操作完成配液动作；自动配药过程由医护人员操作自动配液设备利用机械手按照设定的参数完成配液动作。手动配药时医护人员难免出现误操作，自动配药时设备也可能存在失灵或运行出错等情况，最终导致成品静脉注射液的用药剂量不符合处方要求。一项调查发现，5家医院在1679次静脉注射液配置中，发生错误达145次，占9%，其中多数为用药剂量错误。用药剂量过低除了达不到治疗效果，还容易使病菌出现耐药性；用药剂量过高则容易诱发药物不良反应。
目前，医院对于静脉注射液药物浓度的监测，依赖医护人员根据检查注射液调配完成后药瓶中药物残留量，通过大致估算来防止注射液中药物浓度在调配过程出现意外，但是实际调配后注射液中的药物浓度依然存在未知数，具有导致输液医疗事故的风险。为提高静脉注射液调配效率和安全性，临床迫切需要一种实时监测系统能够自动完成静脉注射液中药物浓度检测工作。
发明内容
本发明的目的在于解决无法判定输液袋调配完成后的药物浓度是否符合注射至人体内药物浓度范围的问题，提供一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，包括壳体、输液袋放置架、主控MCU、测量模块、放大滤波电路以及图像识别模块，其中：
所述输液袋放置架包括放置槽和两导向板以及两透光窗口，所述放置槽为开口向上的U型槽且安装于所述壳体上，沿放置槽槽口延伸方向相对设置有所述导向板，所述导向板顶面与所述壳体顶面齐平，所述放置槽一端头与所述壳体一侧面齐平，两所述透光窗口相对开设在所述放置槽槽壁上；
所述主控MCU设置于所述壳体内部，与所述测量模块连接；
所述测量模块包括光源模组和光探测器模组，所述光源模组与所述光探测器模组分别设置在两所述透光窗口外侧且相对；
所述放大滤波电路设置于所述壳体内部，与所述主控MCU连接；
所述光源模组的测量光程与所述放置槽槽距一致；
所述图像识别模块包括摄像头，所述摄像头安装在壳体上，所述摄像头的镜头朝向所述透光窗口。
作为本发明的进一步优选，所述放大滤波电路包括跨阻放大器和去除高频信号的滤波模块，所述光探测器模组与所述跨阻放大器连接，所述跨阻放大器与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述主控MCU连接。
作为本发明的进一步优选，还包括设置于所述壳体内部的温度补偿模块。
作为本发明的进一步优选，所述温度补偿模块包括用于感应所述壳体内温度的温度传感器和用于所述光源模组温度校正的温度补偿器，所述温度传感器设置于所述壳体内，所述温度补偿器靠近所述光源模组设置。
作为本发明的进一步优选，所述输液袋放置架与所述壳体可拆卸连接。
作为本发明的进一步优选，所述光源模组的测量光程为1cm。
作为本发明的进一步优选，还包括至少一个反射式红外传感器和蜂鸣器，所述反射式红外传感器安装于所述放置槽朝向外部环境的一侧或两侧，所述反射式红外传感器与所述主控MCU连接；所述蜂鸣器安装于所述壳体上，所述蜂鸣器与所述主控MCU连接。
作为本发明的进一步优选，还包括显示屏，所述显示屏设置于所述壳体顶面，其与所述主控MCU连接。
作为本发明的进一步优选，所述光源模组包括至少两个紫外LED光源，每个所述紫外LED光源的中心波长不同，且每个所述紫外LED光源的中心波长范围均为265-365nm。
还提供了一种用于监测调配后静脉注射液中药物浓度的光电检测方法，具体步骤如下：
步骤S1、在主控MCU内建立并存储药物浓度工作曲线数据库，具体建立方法，包括如下步骤：
S1-1、药物种类选择：选择M种不同种类的药物，每种药物均准备N份原始输液袋，其中5<N<10，M为自然数；
S1-2、获取参比电压：具体获取方法，包括如下步骤：
S1-2A、将步骤S1-1中选择的对应种类药物的原始输液袋置于输液袋放置架内，开启光源模组，光源模组的光源从透光窗口处透射至原始输液袋；
S1-2B、光探测模组接收透射原始输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换的nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路；
S1-2C、放大滤波电路对接收的mV级电压进行滤波去除高频信号并将mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压信号传输至主控MCU；
S1-2D、主控MCU对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得原始输液袋的参比电压V参0；
S1-3、配置药物浓度：对步骤S1-1中选择的每种药物的N份原始输液袋，进行药物浓度配置，得到N份不同药物成分浓度的成品输液袋；
S1-4、获取测量电压：对步骤S1-3中配置的N份成品输液袋，均进行测量电压的获取，具体获取方法，包括如下步骤：
S1-4A、将步骤S1-3中配置的对应种类药物的成品输液袋置于输液袋放置架内，开启光源模组，光源模组的光源从透光窗口处透射至成品输液袋；
S1-4B、光探测模组接收透射成品输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换的nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路；
S1-4C、放大滤波电路对接收的mV级电压进行滤波去除高频信号并将mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压传输至主控MCU；
S1-4D、主控MCU对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得成品输液袋的测量电压V测0；
S1-5、计算测量电压与参比电压的比值：根据步骤S1-2得到的参比电压和步骤S1-4获取的测量电压，分别计算每种不同种类药物的测量电压与参比电压比值P，具体计算方法为：
P=V测0/V参0
S1-6、绘制药物浓度与比值P的工作曲线：对每种不同种类药物，以测量电压与参比电压比值P为横坐标，以药物成分浓度为纵坐标，建立坐标系，然后将N份不同药物成分浓度以及对应的比值P绘制在坐标系中，并对坐标系中的N个坐标点数据进行拟合，得到药物浓度与比值P的工作曲线；M种不同种类药物，将得到具有M条药物浓度与比值P工作曲线的数据库，将数据库保存至主控MCU；
S1-7、根据M条药物浓度与比值P工作曲线，建立M种不同种类药物的地址，指向从步骤S1建立的数据库，至此完成药品数据库的建立；
步骤S2、药物种类识别：将待测原始输液袋放置在输液袋放置架内，摄像头识别待测原始输液袋上的条码进行药物种类识别；当摄像头所识别的药物种类，不包含在步骤S1-7数据库中时，蜂鸣器长鸣示警，取出待测原始输液袋，更换下一组待测原始输液袋重新进行药物种类识别；包含在步骤S1-7数据库中时，蜂鸣器短鸣提示，进入下一步判定待测原始输液袋的放置位置；
步骤S3、判定待测原始输液袋的放置位置，具体判定方法为：
反射式红外传感器对放置槽内待测原始输液袋的反射光功率进行测量，具体测量方法为：当反射光功率超过设定阈值，判定为待测原始输液袋位置放置正确，蜂鸣器短鸣提示，可进入下一步；当反射光功率超过设定阈值，蜂鸣器长鸣示警，需重新调整待测原始输液袋的位置，直至位置正确；
步骤S4、获取参比电压V参1：对放置在放置架内的待测原始输液袋进行参比电压V参1测量，具体获取方法，参照步骤S1-2A至步骤S1-2D；
步骤S5、放置待测成品输液袋：将步骤S5完成参比电压测量的原始输液袋取出，并放置待测成品输液袋；
步骤S6、判定待测成品输液袋的放置位置，具体判定方法为参照步骤S3；
步骤S7、获取测量电压V侧1：对待测成品输液袋进行测量，获取测量电压V侧1，具体获取方法，参照步骤S1-4A至步骤S1-4D；
步骤S8、计算测量电压V侧1与参比电压V参1的比值P1：根据步骤S4获取的参比电压V参1和步骤S7获取的测量电压V侧1，计算测量电压V侧1与参比电压V参1比值P1，具体计算方法为：
P1= V测1/ V参1
步骤S9、所测成品输液袋的药物浓度：将P1带入步骤S1-7的数据库中进行查表，寻找比值P1的最接近值对应的药物浓度作为所测成品输液袋的药物浓度；
步骤S10、判定所测成品输液袋药物的浓度是否符合要求：步骤S10中得到的所测成品输液袋的药物浓度在所选择的药物浓度与比值P的工作曲线的药物浓度范围内，则判定符合要求，否则判定不符合要求；
步骤S11、下一待测成品输液袋测试：步骤S10中判定符合要求，则重复步骤S6至步骤S10测试下一待测成品输液袋；步骤S10中判定不符合要求，则蜂鸣器长鸣示警，剔除此所测成品输液袋，重复步骤S6至步骤S10测试下一待测成品输液袋。
步骤S12、下一种药物的测量，待一种药物的所有成品输液袋均测量完成，进行下一中待测药物的测量，具体测量步骤参照步骤S2至步骤S11。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明解决无法判定调配完成后的输液袋的药物浓度是否符合注射至人体内药物浓度范围的问题。
2、本发明在主控MCU中建立并存储药物浓度工作曲线数据库；输液袋放置架用于放置输液袋同时便于测量模块进行检测，光源模组的光源透射放置在输液袋放置架，由光探测器模组接收透射输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换的nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路，放大滤波电路对接收的mV级电压进行滤波去除高频信号并将mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压信号传输至主控MCU，主控MCU对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得输液袋的电压；上述测量为自动完成，相比原有的单纯依靠医护人员对药物浓度核查，提高工作效率的同时降低了因人的疏忽引发的安全风险。
3、本发明输液袋放置架下部为放置槽上部为导向板，该结构可以适用于任意容量的输液袋，适用性广；同时导向板朝向外部环境斜设，可以对输液袋支撑的同时便于放置于放置槽内的输液袋侧边与两透光窗口相贴，从而满足光源模组的测量光程为1cm。
4、本发明能够快速完成一次成品输液袋的浓度检测，并当检测到异常输液袋会通过主控MCU控制蜂鸣器进行预警提示。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的装置整体外部结构示意图；
图2是本发明的系统总体结构框图；
图3是本发明的装置整体内部结构示意图；
图4是本发明的测量模块与输液袋放置架安装位置示意图；
图5是本发明的注射用盐酸氨溴索多个浓度的紫外可见吸收光谱图；
图6是本发明的光源模组的LED发光光谱、光探测器模组的光谱响应曲线、PP输液袋的吸收光谱图；
图7是本发明的盐酸氨溴索的浓度工作曲线图。
图中：100、壳体；101、图像识别模块；102、显示屏；103、输液袋放置架；104、光源模组；105、反射式红外传感器；106、光探测器模组；107、蜂鸣器；201、主控MCU；202、显示屏排线；203、驱动模块；204、温度补偿模块；205、放大滤波电路；301、放置槽；302、透光窗口；303、导向板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，包括壳体100、输液袋放置架103、信号处理电路、图像识别模块101以及显示屏102，壳体100置于工作面，其内部设置有信号处理电路,显示屏102设置于壳体上，输液袋可采用聚丙烯PP材质。
实施例1
本实施例提供了一种优选实施方案，一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其整体内部结构如图3所示，所述光电检测装置包括测量模块和驱动模块203，测量模块包括光源模组104和光探测器模组106，其中：
如图4所示，上述输液袋放置架103包括放置槽301、两导向板303以及两透光窗口302，放置槽301为开口向上的U型槽且安装于壳体100上，沿放置槽301槽口延伸方向相对设置有导向板303，如图1所示，导向板303顶面与壳体100顶面齐平，放置槽301一端头与壳体100一侧面齐平，两透光窗口302相对开设在放置槽301槽壁上。本实施方案中透光窗口302采用紫外线石英玻璃，放置槽301槽距为1cm。
上述信号处理电路包括用于数模转换并计算的主控MCU 201、放大滤波电路205以及用于光源模组104温度校正的温度补偿模块204，主控MCU 201具有若干输入端和若干输出端，放大滤波电路205包括用于信号放大的跨阻放大器和去除高频信号的滤波模块，跨阻放大器输出端与滤波模块输入端连接，滤波模块输出端与所述主控MCU 201一输入端连接。温度补偿模块204包括用于感应壳体100内温度的温度传感器和用于光源模组104温度校正的温度补偿器，温度补偿器靠近光源模组104设置，温度补偿模块204输出端与主控MCU 201一输入端连接。
上述测量模块中的光源模组104与光探测器模组106分别设置在两透光窗口302外侧且相对，光源模组104的测量光程与放置槽301槽距一致。主控MCU 201一输出端与光源模组104输入端连接，光探测器模组106输出端与放大滤波电路205输入端连接。光源模组104包括至少两个紫外LED光源401，每个紫外LED光源401的中心波长均不同，且每个紫外LED光源401的中心波长范围均为265-365nm。因药物对不同波长的紫外线的吸收强度不同，因此根据检测药物的不同，需要选择相应波长的紫外LED光源401。本实施方案优选地，选取两个紫外LED光源401，两个紫外LED光源401选取该药物能吸收的最大波长和最小波长。光源模组104为紫外光发射端，光探测器模组106为紫外光接收端。上述驱动模块203包括用于供电的电源模块，电源模块与主控MCU 201一输入端连接。
上述图像识别模块101包括摄像头和从属MCU，摄像头安装在壳体100上，摄像头的镜头朝向透光窗口302，摄像头输出端与从属MCU连接，从属MCU输出端与主控MCU 201一输入端连接；摄像头用于识别输液袋上的条码，以便从属MCU获取该药物规格和剂量信息，然后将相关信息传递给主控MCU 201。上述显示屏102设置于壳体100外表面，显示屏102输入端与主控MCU 201一输出端连接。
上述输液袋放置架103用于固定输液袋，输液袋侧向放入放置槽内301时，受溶液自身重力作用输液袋紧贴两透光窗口302使输液袋与透光窗口302相贴的两个表面平行，因两导向板303朝向外部环境斜设，可以对未放置于放置槽301内的输液袋起到支撑作用，同时便于输液袋侧边可以与两透光窗口302紧贴，从而实现光源模组104检测时穿过输液袋的光程与放置槽301的槽距一致均为1cm。因光程的大小、药物浓度的大小均影响测量的最终值，因为设置放置槽301槽距为1cm不仅满足测量要求同时测量精度得到保证；输液袋放置架103下部为放置槽301上部为导向板303该结构适用于放置任意毫升的输液袋。作为紫外光发射端的光源模组104其紫外波段针对放置于输液袋放置架103的输液袋的药物特征吸收光谱波段，将紫外光功率转化为光电流，药物浓度最小分辨率与不同药物在紫外波段的摩尔吸光系数有关；作为紫外光接收端的光探测器模组106对输液袋中的药物透射紫外吸光度进行采样。
如图2所示，系统总体结构框图，主控MCU 201一输出端采用FSMC与显示屏102连接，主控MCU 201两输出端采用GPIO与蜂鸣器107、光源模组104分别连接；主控MCU 201两输入端采用URAT与温度补偿模块204、反射式红外传感器105分别连接，主控MCU 201一输入端采用ADC与放大滤波电路205中的滤波模块连接，一输入端采用URAT与从属MCU输出端连接，摄像头输出端采用DCMI与从属MCU输入端连接。
如图3和图4所示，本实施方案还包括用于判断输液袋是否放置的至少一个反射式红外传感器105和起到警示作用的蜂鸣器107，上述反射式红外传感器105采用红外线，并于放置槽301朝向外部环境的一侧或两侧，反射式红外传感器105输出端与主控MCU 201一输入端连接；反射式红外传感器105用于判断是否放置输液袋，未放置时反射率低（大部分被输液袋放置架103吸收），放置输液袋后反射率增加（PP材质输液袋表面反射）信号增加，超过阈值返回数字信号（高/低电平）判定是否放置。上述蜂鸣器107安装于壳体100上，蜂鸣器107输入端与主控MCU 201一输出端连接。蜂鸣器107可以在完成检测时发出提示，并对药物浓度超出预设阈值以及药物未在数据库中的情况进行长鸣报警提示。
本实施方案中的包括显示屏排线202，显示屏102通过显示屏排线202与主控MCU201连接。显示屏102用于显示图像识别模块101识别的信息和测量模块测量到的原始输液袋或者成品输液袋药物浓度以及蜂鸣器107发出的报警提示信息。
本实施方案中所述光电检测装置可采用二种结构形式，第一种方式，是输液袋放置架103和测量模块集成于壳体100上，也就是所述光电检测装置采用一体式结构；第二种方式，是图像识别模块101独立设置于壳体100外部，并与主控MCU 201采用信号连接。第二种方式为分体式结构，可以将独立部件安装在所需位置，根据不同的工作环境采用不用的结构形式，使得操作更便利。
基于上述检测装置，本实施方案还提供了一种用于监测调配后静脉注射液中药物浓度的光电检测方法，具体步骤如下：
步骤S1、在主控MCU 201内建立并存储药物浓度工作曲线数据库，具体建立方法，包括如下步骤：
S1-1、药物种类选择：选择M种不同种类的药物，每种药物均准备N份原始输液袋，其中5<N<10，M为自然数；
S1-2、获取参比电压：具体获取方法，包括如下步骤：
S1-2A、将步骤S1-1中选择的对应种类药物的原始输液袋置于输液袋放置架103内，开启光源模组104，光源模组104的光源从透光窗口302处透射至原始输液袋；
S1-2B、光探测模组接收透射原始输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换的nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路205；
S1-2C、放大滤波电路205对接收的mV级电压进行滤波去除高频信号并将mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压传输至主控MCU 201的ADC接口；
S1-2D、主控MCU 201对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得原始输液袋的参比电压V参0；
S1-3、配置药物浓度：对步骤S1-1中选择的每种药物的N份原始输液袋，进行药物浓度配置，得到N份不同药物成分浓度的成品输液袋；
S1-4、获取测量电压：对步骤S1-3中配置的N份成品输液袋，均进行测量电压的获取，具体获取方法，包括如下步骤：
S1-4A、将步骤S1-3中配置的对应种类药物的成品输液袋置于输液袋放置架103内，开启光源模组104，光源模组104的光源从透光窗口302处透射至成品输液袋；
S1-4B、光探测模组接收透射成品输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换为nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路205；
S1-4C、放大滤波电路205对接收的放大至mV级电压进行滤波去除高频信号并将放大至mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压传输至主控MCU 201的ADC接口；
S1-4D、主控MCU 201对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得成品输液袋的测量电压V测0；
S1-5、计算测量电压与参比电压的比值：根据步骤S1-2得到的参比电压和步骤S1-4获取的测量电压，分别计算每种不同种类药物的测量电压与参比电压比值P，具体计算方法为：
P=V测0/V参0
S1-6、通过上位机绘制药物浓度与比值P的工作曲线：对每种不同种类药物，以测量电压与参比电压比值P为横坐标，以药物成分浓度为纵坐标，建立坐标系，然后将N份不同药物成分浓度以及对应的比值P绘制在坐标系中，并对坐标系中的N个坐标点数据进行拟合，得到药物浓度与比值P的工作曲线；M种不同种类药物，将得到具有M条药物浓度与比值P工作曲线的数据库，将数据库保存至主控MCU 201的存储器内；
S1-7、根据M条药物浓度与比值P工作曲线，建立M种不同种类药物的地址，指向从步骤S1建立的数据库，至此完成药品数据库的建立；
步骤S2、药物种类识别：将待测原始输液袋放置在输液袋放置架103内，摄像头识别待测原始输液袋上的条码进行药物种类识别；当摄像头所识别的药物种类，不包含在步骤S1-7数据库中时，蜂鸣器107长鸣示警，显示屏102提示该药品未建库，取出待测原始输液袋，更换下一组待测原始输液袋重新进行药物种类识别；包含在步骤S1-7数据库中时，蜂鸣器107短鸣提示，进入下一步判定待测原始输液袋的放置位置；
步骤S3、判定待测原始输液袋的放置位置，具体判定方法为：
反射式红外传感器105对放置槽301内待测原始输液袋的反射光功率进行测量，具体测量方法为：当反射光功率超过设定阈值，判定为待测原始输液袋位置放置正确，蜂鸣器107短鸣提示，可进入下一步；当反射光功率超过设定阈值，蜂鸣器107长鸣示警，需重新调整待测原始输液袋的位置，直至位置正确；
步骤S4、获取参比电压V参1：对放置在放置架103内的待测原始输液袋进行参比电压V参1测量，具体获取方法，参照步骤S1-2A至步骤S1-2D；
步骤S5、放置待测成品输液袋：将步骤S4完成参比电压测量的原始输液袋取出，并放置待测成品输液袋；
步骤S6、判定待测成品输液袋的放置位置，具体判定方法为参照步骤S3：
步骤S7、获取测量电压V侧1：对待测成品输液袋进行测量，获取测量电压V侧1，具体获取方法，参照步骤S1-4A至步骤S1-4D；
步骤S8、计算测量电压V侧1与参比电压V参1的比值P1：根据步骤S4所得参比电压V参1和步骤S7得到的测量电压V侧1，计算测量电压V侧1与参比电压V参1比值P1，具体计算方法为：
P1= V测1/ V参1
步骤S9、所测成品输液袋的药物浓度：将P1带入步骤S1-7的数据库中中进行查表，寻找比值P1的最接近值对应的药物浓度作为所测成品输液袋的药物浓度；
步骤S10、判定所测成品输液袋药物的浓度是否符合要求：步骤S10中得到的所测成品输液袋的药物浓度在所选择的药物浓度与比值P的工作曲线的药物浓度范围内，则判定符合要求，否则判定不符合要求；
步骤S11、下一待测成品输液袋测量：步骤S10中判定符合要求，则重复步骤S6至步骤S10测试下一待测成品输液袋；步骤S10中判定不符合要求，则蜂鸣器107长鸣示警，显示屏显示超范围的药物浓度值并剔除此所测成品输液袋，重复步骤S6至步骤S10测试下一待测成品输液袋。
其中，在步骤S11中进行下一待测成品输液袋测量前，取出已测成品输液袋，反射式红外传感器105测得数值回到初始值附近，主控MCU 201进行缓存数据清除，然后准备下一个成品输液袋的测量动作。
步骤S12、下一种药物的测量，待一种药物的所有成品输液袋均测量完成，进行下一中待测药物的测量，具体测量步骤参照步骤S2至步骤S11。
本装置实际工作时，由医护人员统一配制成品输液袋，配置完成的输液袋会放置在药品框中，然后由另外的医务人员进行复核，对进行复核后的输液袋进行测量电压V测1的测量；因各药物原始输液袋均一致，原始输液袋只需要每天开机后，进行一次参比测量即可。
基于上述光电检测装置和光电检测方法，以盐酸氨溴索为例进行说明，具体如下：
在开发模式下对注射用盐酸氨溴索进行浓度工作曲线数据库设置。注射用盐酸氨溴索的0.03-0.30mg/ml多个浓度的紫外可见吸收光谱如图5所示，光源模组104的LED发光光谱、光探测器模组106的光谱响应曲线、PP输液袋的吸收光谱见图6，光源模组104采用两个紫外LED光源401，一个紫外LED光源401中心波长为280nm，另一个紫外LED光源401中心波长为310nm。浓度均在0.03-0.30mg/ml范围内的多个浓度的盐酸氨溴索输液袋经过光探测器模组106的光电流放大电压信号并通过数模转换后得到数值，与原始输液袋的数值参比后拟合如图7所示，将测量所得数据存入主控MCU 201中。从图7中可知光电检测装置对于注射用盐酸氨溴索溶液，低于0.03mg/ml判断浓度过低，高于0.30mg/ml判断浓度过高。在上述一种用于监测调配后静脉注射液中药物浓度的光电检测方法中，所测盐酸氨溴索输液袋的药物浓度P1低于0.03mg/ml和高于0.30mg/ml均为不合格品，需要剔除。
本实施方案相比原有的单纯依靠医护人员对药物浓度核查，提高工作效率的同时降低了因人的疏忽引发的安全风险。本实施方案放置槽的槽距与光源模组104的测量光程均为1cm，光程过长或过短均影响测量精度，本实施方案1cm的光程使得测量精度得到提高。本实施方案输液袋放置架103下部为放置槽301上部为导向板303，该结构可以适用于任意容量的输液袋，适用性广；同时导向板303朝向外部环境斜设，可以对输液袋支撑的同时便于放置于放置槽301内的输液袋侧边与两透光窗口302相贴，从而满足光源模组104的测量光程为1cm。本实施方案能够快速完成一次成品输液袋的浓度检测，并当检测到异常输液袋会通过主控MCU 201控制蜂鸣器107进行预警提示。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：包括壳体、输液袋放置架、主控MCU、测量模块、放大滤波电路以及图像识别模块，其中：
所述输液袋放置架包括放置槽和两导向板以及两透光窗口，所述放置槽为开口向上的U型槽且安装于所述壳体上，沿放置槽槽口延伸方向相对设置有所述导向板，所述导向板顶面与所述壳体顶面齐平，所述放置槽一端头与所述壳体一侧面齐平，两所述透光窗口相对开设在所述放置槽槽壁上；
所述主控MCU设置于所述壳体内部，与所述测量模块连接；
所述测量模块包括光源模组和光探测器模组，所述光源模组与所述光探测器模组分别设置在两所述透光窗口外侧且相对；
所述放大滤波电路设置于所述壳体内部，与所述主控MCU连接；
所述光源模组的测量光程与所述放置槽槽距一致；
所述图像识别模块包括摄像头，所述摄像头安装在壳体上，所述摄像头的镜头朝向所述透光窗口。
2.根据权利要求1所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：所述放大滤波电路包括跨阻放大器和去除高频信号的滤波模块，所述光探测器模组与所述跨阻放大器连接，所述跨阻放大器与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述主控MCU连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：还包括设置于所述壳体内部的温度补偿模块。
4.根据权利要求3所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：所述温度补偿模块包括用于感应所述壳体内温度的温度传感器和用于所述光源模组温度校正的温度补偿器，所述温度传感器设置于所述壳体内，所述温度补偿器靠近所述光源模组设置。
5.根据权利要求1所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：所述输液袋放置架与所述壳体可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：所述光源模组的测量光程为1cm。
7.根据权利要求1所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：还包括至少一个反射式红外传感器和蜂鸣器，所述反射式红外传感器安装于所述放置槽朝向外部环境的一侧或两侧，所述反射式红外传感器与所述主控MCU连接；所述蜂鸣器安装于所述壳体上，所述蜂鸣器与所述主控MCU连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：还包括显示屏，所述显示屏设置于所述壳体顶面，其与所述主控MCU连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于监测调配后输液袋中药物浓度的光电检测装置，其特征在于：所述光源模组包括至少两个紫外LED光源，每个所述紫外LED光源的中心波长不同，且每个所述紫外LED光源的中心波长范围均为265-365nm。
10.一种用于监测调配后静脉注射液中药物浓度的光电检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤S1、在主控MCU内建立并存储药物浓度工作曲线数据库，具体建立方法，包括如下步骤：
S1-1、药物种类选择：选择M种不同种类的药物，每种药物均准备N份原始输液袋，其中5<N<10，M为自然数；
S1-2、获取参比电压：具体获取方法，包括如下步骤：
S1-2A、将步骤S1-1中选择的对应种类药物的原始输液袋置于输液袋放置架内，开启光源模组，光源模组的光源从透光窗口处透射至原始输液袋；
S1-2B、光探测模组接收透射原始输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换的nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路；
S1-2C、放大滤波电路对接收的mV级电压进行滤波去除高频信号并将mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压信号传输至主控MCU；
S1-2D、主控MCU对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得原始输液袋的参比电压V参0；
S1-3、配置药物浓度：对步骤S1-1中选择的每种药物的N份原始输液袋，进行药物浓度配置，得到N份不同药物成分浓度的成品输液袋；
S1-4、获取测量电压：对步骤S1-3中配置的N份成品输液袋，均进行测量电压的获取，具体获取方法，包括如下步骤：
S1-4A、将步骤S1-3中配置的对应种类药物的成品输液袋置于输液袋放置架内，开启光源模组，光源模组的光源从透光窗口处透射至成品输液袋；
S1-4B、光探测模组接收透射成品输液袋的光源信号，并将接收的光源信号转换的nA级电流放大至mV级电压后传输至放大滤波电路；
S1-4C、放大滤波电路对接收的mV级电压进行滤波去除高频信号并将mV级电压放大至V级电压，接着将放大后的V级电压传输至主控MCU；
S1-4D、主控MCU对接收的V级电压，进行数模转换及平均算法计算，获得成品输液袋的测量电压V测0；
S1-5、计算测量电压与参比电压的比值：根据步骤S1-2得到的参比电压和步骤S1-4获取的测量电压，分别计算每种不同种类药物的测量电压与参比电压比值P，具体计算方法为：
P=V测0/V参0
S1-6、绘制药物浓度与比值P的工作曲线：对每种不同种类药物，以测量电压与参比电压比值P为横坐标，以药物成分浓度为纵坐标，建立坐标系，然后将N份不同药物成分浓度以及对应的比值P绘制在坐标系中，并对坐标系中的N个坐标点数据进行拟合，得到药物浓度与比值P的工作曲线；M种不同种类药物，将得到具有M条药物浓度与比值P工作曲线的数据库，将数据库保存至主控MCU；
S1-7、根据M条药物浓度与比值P工作曲线，建立M种不同种类药物的地址，指向从步骤S1建立的数据库，至此完成药品数据库的建立；
步骤S2、药物种类识别：将待测原始输液袋放置在输液袋放置架内，摄像头识别待测原始输液袋上的条码进行药物种类识别；当摄像头所识别的药物种类，不包含在步骤S1-7数据库中时，蜂鸣器长鸣示警，取出待测原始输液袋，更换下一组待测原始输液袋重新进行药物种类识别；包含在步骤S1-7数据库中时，蜂鸣器短鸣提示，进入下一步判定待测原始输液袋的放置位置；
步骤S3、判定待测原始输液袋的放置位置，具体判定方法为：
反射式红外传感器对放置槽内待测原始输液袋的反射光功率进行测量，具体测量方法为：当反射光功率超过设定阈值，判定为待测原始输液袋位置放置正确，蜂鸣器短鸣提示，可进入下一步；当反射光功率超过设定阈值，蜂鸣器长鸣示警，需重新调整待测原始输液袋的位置，直至位置正确；
步骤S4、获取参比电压V参1：对放置在放置架内的待测原始输液袋进行参比电压V参1测量，具体获取方法，参照步骤S1-2A至步骤S1-2D；
步骤S5、放置待测成品输液袋：将步骤S5完成参比电压测量的原始输液袋取出，并放置待测成品输液袋；
步骤S6、判定待测成品输液袋的放置位置，具体判定方法为参照步骤S3；
步骤S7、获取测量电压V侧1：对待测成品输液袋进行测量，获取测量电压V侧1，具体获取方法，参照步骤S1-4A至步骤S1-4D；
步骤S8、计算测量电压V侧1与参比电压V参1的比值P1：根据步骤S4获取的参比电压V参1和步骤S7获取的测量电压V侧1，计算测量电压V侧1与参比电压V参1比值P1，具体计算方法为：
P1= V测1/ V参1
步骤S9、所测成品输液袋的药物浓度：将P1带入步骤S1-7的数据库中进行查表，寻找比值P1的最接近值对应的药物浓度作为所测成品输液袋的药物浓度；
步骤S10、判定所测成品输液袋药物的浓度是否符合要求：步骤S10中得到的所测成品输液袋的药物浓度在所选择的药物浓度与比值P的工作曲线的药物浓度范围内，则判定符合要求，否则判定不符合要求；
步骤S11、下一待测成品输液袋测试：步骤S10中判定符合要求，则重复步骤S6至步骤S10测试下一待测成品输液袋；步骤S10中判定不符合要求，则蜂鸣器长鸣示警，剔除此所测成品输液袋，重复步骤S6至步骤S10测试下一待测成品输液袋；
步骤S12、下一种药物的测量，待一种药物的所有成品输液袋均测量完成，进行下一中待测药物的测量，具体测量步骤参照步骤S2至步骤S11。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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