CN113663156A - 一种基于多传感器融合技术的智能输液护理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于多传感器融合技术的智能输液护理系统，该系统包括置于滴管上获得输液滴速数据和置于输液瓶上获得液面高度数据的监视器；在输液器上调节输液滴速和输液通道开关的控制装置；置于患者身上获得体温、血压、以及心率体感数据的感测装置；置于护士室发出警报提醒医护人员的警报器。本发明通过实时监控患者是否产生输液不良反应立即抢救治疗争取最佳时机，同时通过与患者生理状况和药物性质对应的输液滴速匹配调控及监测输液滴速以避免人为误差导致的输液异常,本发明有效提高本领域输液护理工作的智能化。

Description

一种基于多传感器融合技术的智能输液护理系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种基于多传感器融合技术的智能输液护理系统。

背景技术

输液是由静脉滴注输入体内的大剂量(一次给药在100ml以上)注射液。通常包装在玻璃或塑料的输液瓶或袋中，不含防腐剂或抑菌剂。使用时通过输液器调整滴速，持续而稳定地进入静脉，以补充体液、电解质或提供营养物质。静脉输液技术的是一种最常用、最直接有效的临床治疗手段之一。

本实验团队长期针对传感器和智能输液护理的相关技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如US08679075B2、EP2089081B1、JP5715235B2和CN109475705B，如现有技术的一种输液系统。所述输液系统包括液管、滴斗腔柱、点滴系数管、止液板、止液腔柱、弹力伸缩装置、出液管以及流量调节器，所述输液系统根据刻度标记的读数来观察以调整当前的输液滴速，实现了对输液滴速的调节，液体输完后没有液体滴落导致止液板封闭滴斗腔柱，滴斗内液体由于压强的作用不能下降而止液，并且无法获悉患者是否在输液过程产生了不良反应。

为了解决本领域智能输液护理节能力不足；无法实时监控患者是否产生输液不良反应立即抢救治疗争取最佳时机，不能通过与患者生理状况和药物性质对应的输液滴速匹配调控及监测输液滴速以避免人为误差导致的输液异常，缺乏对当前输液滴速的异常检查，不能满足患者在输液护理过程的智能护理监护，从而影响患者的使用感受等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前现有技术所存在的不足，提出了一种基于多传感技术的智能输液护理系统。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

所述智能输液护理系统包括置于滴管上获得输液滴速数据和置于输液瓶上获得液面高度数据的监视器；在输液器上调节输液滴速和输液通道开关的控制装置；置于患者身上获得体温、血压、以及心率体感数据的感测装置；置于护士室发出警报提醒医护人员的警报器；根据接收监视器数据和感测装置数据判断输液通道是否出现异常、患者是否出现不良反应、输液瓶内液体是否到达警报线而发出输液停止信号并对输液通道和警报器进行控制，以及根据患者性别、年龄、体重、心肺及肾脏疾病生理状况和药物性质对控制装置进行输液滴速调控的主机；悬挂输液瓶、输液器、安装固定监视器和控制装置的输液支架；以及与输液瓶连接并由插头、针头、滴管、以及输液管组成的输液器；其中所述主机与所述监视器、控制装置、感测装置及警报器数据连接。

可选的，所述监视器包括置于输液支架上监测滴管上输液滴速的滴速监测器和监测输液瓶液面高度的液面高度监测器。

可选的，所述控制装置包括对输液管的滴速进行夹持控制的第一夹持装置，位于滴管下方控制开启或者关闭输液通道的第二夹持装置，提供所述第一夹持装置、第二夹持装置夹持力的液压系统，置在所述液压系统与所述第一夹持装置之间与主机通信连接控制滴速的第一电磁控制阀，置在所述液压系统与所述第二夹持装置之间与主机通信连接控制滴速的第二电磁控制阀。

可选的，所述感测装置包括体温传感器、血压传感器以及心率传感器。

可选的，所述主机包括收集输液滴速数据、液面高度数据、体感数据的采集单元，由护理人员输入患者生理状况信息及药物性质的输入单元，储存所有与患者生理状况和药物性质匹配的输液滴速及出现输液不良反应时的感测数据的储存单元，对从所述采集单元、所述输入单元和所述储存单元获得的数据进行运算及根据所述运算结果进行反馈调控的处理单元、以及显示处理单元运算结果的显示单元。

可选的，所述智能输液护理系统由所述处理单元根据所述采集单元和所述输入单元以及所述储存单元获得的数据进行运算，所述处理单元根据所述计算单元的运算结果对所述控制装置调节控制输液滴速，以及控制开启或者关闭所述警报器，所述智能输液护理系统的处理步骤如下：

步骤S1，护理人员在所述输入单元根据患者的实际情况输入、生理状况信息和药物性质，所述采集单元将所述生理状况信息和药物性质传输到所述计算单元；

步骤S2，所述计算单元根据所述采集单元获得的患者生理状况信息和药物性质以提取匹配的理想输液滴速V₀；

步骤S3，所述处理单元根据所述患者的理想输液滴速V₀输出信号调节第一电磁控制阀以控制当前输液滴速保持在理想输液滴速；

步骤S4，所述处理单元将所述滴速监测器得到的当前输液滴速V_n与理想输液滴速V₀进行比较：

如果|V_n-V₀|小于或等于允许的误差,执行步骤S5；

如果|V_n-V₀|大于允许的误差，判断输液通道出现异常，执行步骤S7；

步骤S5，所述计算单元根据所述采集单元获得当前的感测数据以及不良反应时的感测数据，运算比较当前感测数据是否在不良反应时的感测数据范围内：

若当前感测数据不在不良反应时的感测数据范围内，显示输液正常，执行步骤S6；

若当前感测数据在不良反应时的感测数据范围内，显示输液出现不良反应，执行步骤S7；

步骤S6，当所述液面高度监测器检测到输液瓶内液体已经到警报线，执行步骤S7

步骤S7，所述处理单元控制第二电磁控制阀停止输液，并且发送信号使警报器提醒医护人员马上处理。

本发明所取得的有益效果是：

1.通过实时监控患者是否产生输液不良反应立即停止输液及通知医护人员，为抢救治疗争取最佳时机，减少医疗事故的发生，提高患者使用安全系数。

2.通过与患者生理状况和药物性质对应的输液滴速匹配，调控及监测输液滴速，避免医护人员因缺少经验或疏忽而调节了不合适的输液滴速，提高输液滴速的控制精度。

3.通过实时监控输液瓶液面高度，避免因输液器里的药液流完没有及时拔掉导致静脉血向输液管内回流的状况发生，提高医疗服务的质量，提升患者输液的安全性。

4.通过对比当前输液滴速和理想输液滴速及时发现系统异常及通知医护人员进行检查，保证输液滴速的的精确度。

5.通过监视器、感测装置、以及输入单元获取的信息，控制装置调整输液滴速和控制输液进程，有效提高所述输液护理系统的智能化水平。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的智能输液护理系统的结构示意图。

图2为本发明的智能输液护理系统的模块化示意图。

图3为本发明的智能输液护理系统的处理流程示意图。

图4为本发明的控制装置的工作流程示意图。

图5为本发明的智能输液护理系统的实验示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等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，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一：

本实施例构造了一种根据患者生理状况自动判断输液滴速的多传感器融合技术的智能输液护理系统；

所述智能输液护理系统包括置于滴管上获得输液滴速数据和置于输液瓶上获得液面高度数据的监视器；在输液器上调节输液滴速和输液通道开关的控制装置；置于患者身上获得体温、血压、以及心率体感数据的感测装置；置于护士室发出警报提醒医护人员的警报器；根据接收监视器数据和感测装置数据判断输液通道是否出现异常、患者是否出现不良反应、输液瓶内液体是否到达警报线而发出输液停止信号并对输液通道和警报器进行控制，以及根据患者性别、年龄、体重、心肺及肾脏疾病生理状况和药物性质对控制装置进行输液滴速调控的主机；悬挂输液瓶、输液器、安装固定监视器和控制装置的输液支架；以及与输液瓶连接并由插头、针头、滴管、以及输液管组成的输液器；其中所述主机与所述监视器、控制装置、感测装置及警报器数据连接。

所述监视器包括置于输液支架上监测滴管上输液滴速的滴速监测器和监测输液瓶液面高度的液面高度监测器。

所述控制装置包括对输液管的滴速进行夹持控制的第一夹持装置，位于滴管下方控制开启或者关闭输液通道的第二夹持装置，提供所述第一夹持装置、第二夹持装置夹持力的液压系统，置在所述液压系统与所述第一夹持装置之间与主机通信连接控制滴速的第一电磁控制阀，置在所述液压系统与所述第二夹持装置之间与主机通信连接控制滴速的第二电磁控制阀。

所述感测装置包括体温传感器、血压传感器以及心率传感器。

所述主机包括收集输液滴速数据、液面高度数据、体感数据的采集单元，由护理人员输入患者生理状况信息及药物性质的输入单元，储存所有与患者生理状况和药物性质匹配的输液滴速及出现输液不良反应时的感测数据的储存单元，对从所述采集单元、所述输入单元和所述储存单元获得的数据进行运算及根据所述运算结果进行反馈调控的处理单元、以及显示处理单元运算结果的显示单元。

所述智能输液护理系统由所述处理单元根据所述采集单元和所述输入单元以及所述储存单元获得的数据进行运算，所述处理单元根据所述计算单元的运算结果对所述控制装置调节控制输液滴速，以及控制开启或者关闭所述警报器，所述智能输液护理系统的处理步骤如下：

步骤S1，护理人员在所述输入单元根据患者的实际情况输入、生理状况信息和药物性质，所述采集单元将所述生理状况信息和药物性质传输到所述计算单元；

步骤S2，所述计算单元根据所述采集单元获得的患者生理状况信息和药物性质以提取匹配的理想输液滴速V₀；

步骤S3，所述处理单元根据所述患者的理想输液滴速V₀输出信号调节第一电磁控制阀以控制当前输液滴速保持在理想输液滴速；

步骤S4，所述处理单元将所述滴速监测器得到的当前输液滴速V_n与理想输液滴速V₀进行比较：

如果|V_n-V₀|小于或等于允许的误差,执行步骤S5；

如果|V_n-V₀|大于允许的误差，判断输液通道出现异常，执行步骤S7；

步骤S5，所述计算单元根据所述采集单元获得当前的感测数据以及不良反应时的感测数据，运算比较当前感测数据是否在不良反应时的感测数据范围内：

若当前感测数据不在不良反应时的感测数据范围内，显示输液正常，执行步骤S6；

若当前感测数据在不良反应时的感测数据范围内，显示输液出现不良反应，执行步骤S7；

步骤S6，当所述液面高度监测器检测到输液瓶内液体已经到警报线，执行步骤S7

步骤S7，所述处理单元控制第二电磁控制阀停止输液，并且发送信号使警报器提醒医护人员马上处理。

实施例二：

结合附图1-5，除了包含以上实施例的内容以外，还在于：

所述控制装置包括对所述输液管的滴速进行夹持控制的第一夹持装置，位于所述滴管下方控制开启或者关闭所述输液通道的第二夹持装置，提供所述第一夹持装置和第二夹持装置夹持力的液压系统，置在所述液压系统与所述第一夹持装置之间与所述主机通信连接控制所述第一夹持装置的第一电磁控制阀，置在所述液压系统与所述第二夹持装置之间与所述主机通信连接控制所述第二夹持装置的第二电磁控制阀。

所述第一夹持装置与所述第二夹持装置并联连接，共用一个液压系统。所述第一夹持装置由第一夹持囊和第一夹持槽组成，其中所述第一夹持槽设置在所述第一夹持囊的中间，所述输液管设置在所述第一夹持槽中，通过对所述第一夹持囊的充气控制输液管内的药液流量。所述第二夹持装置与所述第一夹持装置结构相同，也由第二夹持囊和第二夹持槽组成。

所述液压系统由连通所述第一夹持囊和第二夹持囊的液压泵和油箱组成。

所述输液器由插头、针头、滴管、以及输液管组成。

所述控制装置的控制过程如下：

步骤S21，护理人员核实患者的生理状况信息以及药物性质，检查所述输液瓶内药液是否与医嘱一致并把所述信息通过输入单元输入到主机当中；

步骤S22，护理人员将所述第一夹持槽夹持所述输液管以固定在所述滴管上方，并将所述第二夹持槽夹持所述输液管固定在所述滴管下方；

步骤S23，所述主机控制所述油泵工作，同时控制打开所述第一电磁控制阀和所述第二电磁控制阀，在高压油介质的作用下，所述第一夹持囊和所述第二夹持囊处于全夹紧状态以保证所述输液管处于全关闭状态；

步骤S24，护理人员取出所述输液器将所述插头插入所述输液瓶内，所述主机控制所述第一电磁控制阀使输液滴速达到理想输液滴速，并将所述输液瓶挂在所述输液架上；

步骤S24，所述主机控制所述第二电磁控制阀打开使所述输液管内的药液通过所述针头流出，并由护理人员完成穿刺动作；

步骤S25，当所述主机判断输液通道出现异常、输液出现不良反应、所述输液瓶内液体到达警报线发出输液停止信号，控制打开所述第一电磁控制阀和所述第二电磁控制阀，在高压油介质的作用下，所述夹持囊对所述输液管夹紧截止使所述输液管处于全夹紧状态以停止输液。

实施例三：

结合附图1-5，除了包含以上实施例的内容以外，还在于：

所述滴速监测器包括被设置为生成发散或者集中光束的光源，置于所述第一透镜组件与所述焦点区域之间以及使照射光束形成不透明区域和透明区域图案相互交替的遮光板，以及被设置为使所述光束投射到焦点区域的第一透镜组件，以及被设置为接收从所述遮光板穿透后的光源反射光并对反射光的脉冲频率进行检测的光检测器。

所述光检测器除具有光传感器外还包括具有接收区且使在所述接收区内的反射光投射到光传感器上的第二透镜组件。

所述脉冲频率是所述运动对象的速度的指示，计算作为所述脉冲频率与所述图像的条纹之间的已知间隔的函数的所述对象的速度。

所述光源将光束发射至所述透镜组件1，所述光束形成投射到焦点区域的平行输出光束。所述平行输出光束穿过遮光板形成具有明暗“条纹”图案，并沿着焦点区域的垂直投射，当所述输出光束投射在物体上，所述输出光束明暗“条纹”图案中的明条纹就会按照脉冲序列的形式反射产生反射光，所述反射光被第二透镜组件接收且投射到光传感器检测。

所述光传感器将所述反射光产生的信号发送到主机，主机根据所述信号计算得到脉冲频率，所述脉冲频率与物体的速度及条纹图案相关。所检测到的所述脉冲频率可被用于推导出物体运动的速度，即输液滴速＝频率/速度常量。

所述主机包括收集输液滴速数据、液面高度数据、体感数据的采集单元，由护理人员输入患者生理状况信息及药物性质的输入单元，储存所有与患者生理状况和药物性质匹配的输液滴速及出现输液不良反应时的感测数据的储存单元，对从所述采集单元、所述输入单元和所述储存单元获得的数据进行运算及根据所述运算结果进行反馈调控的处理单元、以及显示处理单元运算结果的显示单元。

所述警报器在正常情况下显示绿灯，在接到处理器提醒信号下显示红灯。

所述主机对输液滴速监控的处理步骤如下：

步骤S31，所述采集单元从所述光传感器获得反射光信号以发送到所述处理单元；

步骤S32，所述处理单元将所述反射光信号转化为数字信息以计算得到脉冲频率，且根据公式输液滴速＝频率/速度常量，计算得到当前输液滴速；

步骤S34，所述处理单元将计算得到的当前输液滴速与理想输液滴速V₀进行比较：

如果|V_n-V₀|小于或等于允许的误差,判断输液正常，警报器处显示绿灯，

如果|V_n-V₀|大于允许的误差，判断输液通道出现异常，警报器处显示红灯，所述处理单元发送信号到第二电磁控制阀上使输液停止；

本发明通过实时监控患者是否产生输液不良反应立即抢救治疗争取最佳时机，同时通过与患者生理状况和药物性质对应的输液滴速匹配调控及监测输液滴速以避免人为误差导致的输液异常，以及对当前输液滴速的异常检查，有效减少医疗事故的发生以提高医疗服务的质量并提高患者使用安全系数，本发明有效提高本领域中输液护理工作的智能化。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种基于多传感器融合技术的智能输液护理系统，其特征在于，所述智能输液护理系统包括置于滴管上获得输液滴速数据和置于输液瓶上获得液面高度数据的监视器；在输液器上调节输液滴速和输液通道开关的控制装置；置于患者身上获得体温、血压、以及心率体感数据的感测装置；置于护士室发出警报提醒医护人员的警报器；根据接收监视器数据和感测装置数据判断输液通道是否出现异常、患者是否出现不良反应、输液瓶内液体是否到达警报线而发出输液停止信号并对输液通道和警报器进行控制，以及根据患者性别、年龄、体重、心肺及肾脏疾病生理状况和药物性质对控制装置进行输液滴速调控的主机；悬挂输液瓶、输液器、安装固定监视器和控制装置的输液支架；以及与输液瓶连接并由插头、针头、滴管、以及输液管组成的输液器；其中所述主机与所述监视器、控制装置、感测装置及警报器数据连接。

2.如权利要求1所述的智能输液护理系统，其特征在于，所述监视器包括置于输液支架上监测滴管上输液滴速的滴速监测器和监测输液瓶液面高度的液面高度监测器。

3.如权利要求2所述的智能输液护理系统，其特征在于，所述控制装置包括对输液管的滴速进行夹持控制的第一夹持装置，位于滴管下方控制开启或者关闭输液通道的第二夹持装置，提供所述第一夹持装置、第二夹持装置夹持力的液压系统，置在所述液压系统与所述第一夹持装置之间与主机通信连接控制滴速的第一电磁控制阀，置在所述液压系统与所述第二夹持装置之间与主机通信连接控制滴速的第二电磁控制阀。

4.如权利要求3所述的智能输液护理系统，其特征在于，所述感测装置包括体温传感器、血压传感器以及心率传感器。

5.如权利要求4所述的智能输液护理系统，其特征在于，所述主机包括收集输液滴速数据、液面高度数据、体感数据的采集单元，由护理人员输入患者生理状况信息及药物性质的输入单元，储存所有与患者生理状况和药物性质匹配的输液滴速及出现输液不良反应时的感测数据的储存单元，对从所述采集单元、所述输入单元和所述储存单元获得的数据进行运算及根据所述运算结果进行反馈调控的处理单元、以及显示处理单元运算结果的显示单元。

6.如权利要求5所述的智能输液护理系统，其特征在于，所述智能输液护理系统由所述处理单元根据所述采集单元和所述输入单元以及所述储存单元获得的数据进行运算，所述处理单元根据所述计算单元的运算结果对所述控制装置调节控制输液滴速，以及控制开启或者关闭所述警报器，所述智能输液护理系统的处理步骤如下：

步骤S1，护理人员在所述输入单元根据患者的实际情况输入、生理状况信息和药物性质，所述采集单元将所述生理状况信息和药物性质传输到所述计算单元；

步骤S2，所述计算单元根据所述采集单元获得的患者生理状况信息和药物性质以提取匹配的理想输液滴速V₀；

步骤S3，所述处理单元根据所述患者的理想输液滴速V₀输出信号调节第一电磁控制阀以控制当前输液滴速保持在理想输液滴速；

步骤S4，所述处理单元将所述滴速监测器得到的当前输液滴速V_n与理想输液滴速V₀进行比较：

如果|V_n-V₀|小于或等于允许的误差,执行步骤S5；

如果|V_n-V₀|大于允许的误差，判断输液通道出现异常，执行步骤S7；

步骤S5，所述计算单元根据所述采集单元获得当前的感测数据以及不良反应时的感测数据，运算比较当前感测数据是否在不良反应时的感测数据范围内：

若当前感测数据不在不良反应时的感测数据范围内，显示输液正常，执行步骤S6；

若当前感测数据在不良反应时的感测数据范围内，显示输液出现不良反应，执行步骤S7；

步骤S6，当所述液面高度监测器检测到输液瓶内液体已经到警报线，执行步骤S7

步骤S7，所述处理单元控制第二电磁控制阀停止输液，并且发送信号使警报器提醒医护人员马上处理。

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