CN115429972B - 一种基于智能临床输液树的装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智能临床输液树的装置与方法，包括基座及连接杆路单元、智慧互动与检测单元和智能连续输液单元以及医院医疗管理系统四部分组成，本装置由医院医疗管理系统程序软件控制运行。医护工作者一次性分别将几组液体的无菌输液盒按照输液要求的先后次序放置在对应的置液盒内后，将各输液管放入微型电动执行机构底部的半封闭槽内，手动将电动执行机构的压盘关闭后将开关设置为远程状态，医院医护智能管理软件系统，不间断的采集接收到置液盘内底部的重力感应器传回的检测信号，当所采集重力信号达到阈限值时，根据应用程序的设置指令，对另一个即将输液盒下部的电动执行机构自动开阀，随后关闭已经完成输液的输液盒下部的电动执行机构，由此逐次逐序的运转，实现连续智能输液；同时，医院医疗管理系统通过装置中的机器智能视觉摄像头与红外线扫描体温检测以及终端显示屏远程控制与遥控操作，实现智能连续输液、远程视频二次采集与实时体温检测、专属二维码推送等多功能智能一体化的医疗目的。

Description

一种基于智能临床输液树的装置与方法

技术领域

本发明属于临床医疗器械领域，特别涉及一种基于智能临床输液树的装置与方法。

背景技术

静脉输液治疗是临床常用的治疗技术，目前，国内各大医院，住院临床输液装置绝大多数已经由过去的地面或床头放置输液架更换为：在病员住院治疗床对应的屋顶位置安装U型轨道滑槽及悬挂可随滑槽移动的可伸缩输液杆，在输液杆的底部悬挂输液袋的方式为住院病人输液治疗，这种方法对比过去的技术方案已经有了很大的进步已被许多医院广泛使用。

但是，目前这种改进仅仅是将输液杆在地面空间转移到屋顶悬挂且能沿U型滑轨任意移动，在输液治疗时，基本上还是采用病员或家属需要随时观察输液袋的液面情况，一两袋治疗液体输完后，再呼叫护士更换与添加治疗药物液体，导致医护工作者面对众多的病人时终日疲惫不堪，此外，输液杆唯一的功能也就只有悬挂输液袋，不具备其他功能，如果需要检测病人体温，则需要护士来到病床前对病人进行测量，如果病人是新冠病毒感染者或是其他高风险传染疾病患者，多次反复与感染者直接接触，这对医护工作者来说，会造成被病毒感染的风险，增加整个医疗系统的负担。

发明“智能输液装置”公布号：CN110652619 A，侧重点解决的是用智能输液装置替代人工监视的输液滴液速度与药液余量的问题，比过去有了很大的进步，可仍不能解决同一患者一天需要输多组治疗液体的连续性输液问题，无法从根本上减轻医务工作者的劳动强度，对重力传感器采集数据准确度也无同步实时验证的其他渠道。

随着物联网与人工智能技术在各行各业的应用普及，各种传统的诊疗设备都在与时俱进，在守正创新的基础上发扬光大，探索创新更加智慧更加科学的医疗器械与设备，这是医务科技工作者责无旁贷的使命。

发明内容

为了减轻医院医护工作者的劳动强度，针对性的对现有输液设备进行智能化技术升级，同时通过技术手段减少医护工作者与高风险传染疾病患者非必要的接触频率，既能让医务工作者可随时观察与了解住院患者的现状，让中华民族传统中医诊疗望闻问切之技术瑰宝，在传承的基础上赋予现代互联网智慧诊疗的功能，让医务工作者能通过物联网技术更加方便及时的掌握患者病情最新现状，从而给予更加精准的医疗方案，又能集智能连续输液、智能定时临床巡检与对输液真实状况进行二次验证、以及红外线扫描体温检测、视频医嘱沟通与专属二维码设置、语音互动等多功能智能一体化装置方案，使之成为可减轻医务工作者劳动强度又能拉近医患双方距离并集成治疗手段的智慧载体。

本发明一种基于智能临床输液树的装置与方法，包括基座及连接杆路单元、智慧互动与检测单元、智能连续输液单元和计算机医护医疗管理系统四部分组成，装置的自动运转与操作，由计算机医疗管理系统控制运行。

本装置的基座及连接杆路单元包括：固定顶盘、旋转力矩盘、主杆、副杆、万向球、支杆、转向器等组成。

本装置的智慧互动与检测单元包括：高清显示屏、电源及网络信号线、二维码显示区、机器智能视觉摄像头、音箱喇叭、红外线移动温度探测仪、拾音器、移动与固定架、显示屏支撑架等组成。

本装置的智能连续输液单元包括：上置液盘、下置液盘、置液盒、盘式重力传感器、（置液盒、盘式重力传感器、置液盘）U形通道、重力信号传输线、固定架、微型电动执行机构、.静脉输液医用无菌输液管、静脉输液滴斗、流量调节器、静脉输液针、转动合页、粘贴扣、输液管自由通道、钢化玻璃活动门、电动执行机构力矩盒、压盘、执行机构电源线、执行机构半封闭嵌入槽、微型电动执行机构以及其显示与设置装置：就地（LOCAL）开关键、停止（STOP）开关键、远程（REMOTE）开关键、就地关阀（LC）键、就地开阀（LO）键等组成。

整个基于智能临床输液树装置的运行，由计算机医护智能管理系统应用程序软件进行控制。

本发明一种基于智能临床输液树的装置与方法，采用以下的技术方案：

医护工作者按照主管医生的处方，在配药室将患者当日所要静脉输液的治疗液体配置完成后，一次性分别将几组液体的无菌输液盒按照输液要求的先后次序放置在对应的置液盒内，置液盒是可移动的在装好所需输液瓶后放置在固定的置液盘上，每个置液盒置液盘下端的无菌PVC输液软管人工理顺后，将其放入微型电动执行机构之压盘底部的半封闭槽内，将微型电动执行机构的旋钮开关，旋转为手动控制状态，旋转操作开关使对应的微型电动执行机构的压盘将嵌入的无菌PVC输液软管压紧，使输液盒底部处于关闭状态流量为0，然后将微型电动执行机构的开关旋转成自动远程状态；每一组治疗液体放置完成与输液管道理顺以后，均将对应的微型电动执行机构上的开关设置为远程状态。

后台计算机医院医护智能管理软件系统，不间断的采集接收到置液盘内底部的重力感应器传回的检测信号，当每个置液盘上置液盒内的液体快输完净重量接近于皮重之时（达到设定的阈限值），医护智能管理系统计算机应用程序首先发出下一个远程开阀指令，使下一个需要静脉输液的对应的置液盒置液盘底部的微型电动执行机构由关闭状态自动打开，既电动执行机构驱动其底部的压盘位移，松开对人工嵌入的无菌输液软管的紧闭压缩，使其输液盒内的液体，因为重力作用通过无菌输液软管畅通无阻的向下流动到输液管底部的流量控制器处，直至通过输液针流入患者体内。

与之同时，计算机医护智能管理软件系统发出另一个关阀指令，将检测到置液盒的皮重已达到阈限值，既已经输完液体的置液盘底部的微型电动执行机构的压盘恢复紧闭压缩状态，使其输液管处于关闭状态避免空气中的细菌污染，以此原理类推，远程控制微型电动执行机构逐个完成开关操作，在整个输液装置的最底部有流量调节器与输液针以及其他必要的附属配件，这保持传统的输液装置与功能与操作不变，最终依次完成几组液体的输液治疗。

医院医护智能管理软件系统，按照设计程序，定时先在高清显示屏上进行文字提示与告知，随后启动红外线扫描体温检测以及视频拍摄，视频巡检既可以对底部输液装置的自检，也可以对病人实况的定时巡检采集。

主管医生根据许可权限，可在办公室远程操作机器视觉高清摄像头，查看患者的现状，也可呼叫患者配合进行视频连线，或与患者及陪伴家属进行视频和语音交流，将患者的病情录入后自动与医护智能管理软件系统的大数据对比与参考，从而进行药物与治疗方案的筛选。

在显示屏的固定区域，设置有一对一专属二维码，医护人员根据诊疗需求，在显示屏上提前文字通知，或简要介绍当日或次日将要开展的治疗内容以及其目的等相关内容，患者或其家属可以进行扫码等功能。

对比现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明可以大幅减轻医院护士的劳动强度，一般情况下，同一病人只需要护士在配置好一天的治疗输液药物后，一次性在患者临床区域放置好输液药物，由医院后台计算机控制完成输液，输完治疗液体后拔掉输液针即可，可大幅减少护士往返次数，并能实现用自带的视频采集摄像装置对液体重力采集数据的真实性以及滴液速度进行机器视觉智能验证，实现智能化连续安全输液控制，在应对日趋老龄化社会的医疗体系中发挥显著作用。

本发明可以按程序设置对临床患者体温红外线扫描测温以及高清视频采集，实现非接触式诊疗与医患沟通，并且可以实现远程操作、记录与体温异常报警功能，再结合医院医护智能管理软件系统的大数据，进行药物与治疗技术的比对与筛选，实现“互联网+智慧医疗”的诊疗手段。

本发明可以实现通过“一对一”终端显示屏，对患者当天诊疗内容提前告知，“一对一”二维码设置，减少医院缴费大厅长期人员排队拥挤的现状，降低人员聚集造成交叉感染的风险。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明的置液盘结构示意图。

图3是本发明的置液盒示意图。

图4是本发明的终端显示屏安装示意图。

图5是本发明的微型电动执行机构操作控制示意图。

图6是本发明的控制原理示意框图。

图中标记如下：

基座及连接杆路单元：1.固定顶盘；2.旋转力矩盘；31.主杆；32.副杆；4.万向球；5.支杆；7.转向器。

智慧互动与检测单元：6.终端显示屏；61.电源及网络信号线；62.二维码显示区；63.机器智能视觉摄像头；64.音箱喇叭；65.红外线移动温度探测仪；66.拾音器；67.移动与固定架；68.显示屏支撑架。

智能连续输液单元包括：8.上置液盘；81.置液盒；811.转动合页；812.粘贴扣；813.置液盒U形通道；814.钢化玻璃活动门；82.盘式重力传感器；821.传感器及置液盘U形通道；83.重力信号传输线；84.固定架；85.微型电动执行机构；851. 微型电动执行机构显示与设置器；8511.就地指示（LOCAL）；8512.停止指示（STOP）；8513.远程指示（REMOTE）；8514.就地关阀指示（LC）；8515.就地开阀指示（LO）；852. 微型电动执行机构力矩盒；853.压盘；854. 微型执行机构电源线；855. 微型电动执行机构半敞口输液管嵌入槽；86.静脉无菌输液软管；87.静脉输液滴斗；88.流量调节器；89.静脉输液针；9.下置液盘。

后台计算机99医院医护智能管理系统应用程序软件对整个基于临床输液树的多功能智能监护装置的运行进行智能与遥控操作。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明装置与使用方法做详细的说明。

如图1—图6所示，图中标注中的：81置液盒；811转动合页；812粘贴扣；813置液盒U形通道；814钢化玻璃活动门；82盘式重力传感器；821传感器及置液盘U形通道；83重力信号传输线；84固定架；85微型电动执行机构；851微型电动执行机构显示与设置器；8511就地指示（LOCAL）；8512停止指示（STOP）；8513远程指示（REMOTE）；8514就地关阀指示（LC）；8515就地开阀指示（LO）；852微型电动执行机构力矩盒；853压盘；854微型执行机构电源线；855微型执行机构半敞口输液管嵌入槽等，图中可以直观的看到均有A、B、C、D四套形状功能与作用完全相同的组件，为了在说明中便于清楚且不重复的描述，将上述组件标注的A、B、C、D后缀在非必要时均给予了省略简化。

显然应该理解的是，在实际的医疗应用中，也不局限于只可设置A、B、C、D四组，完全可以根据实际情况或增或减，同理8上置液盘与9下置液盘的增减也是如此。

如图1—图6所示，对装液过程予以说明：医务工作者在配药室将患者当日所要静脉输液的治疗液体配置完成后，一次性分别将几组液体的无菌输液瓶按照输液要求的先后次序放置在8、9置液盘中的对应的81置液盒内，81置液盒内放置的输液瓶的底部按传统使用方式插入连接86静脉无菌输液管，86静脉无菌输液管能够自上到下的自由穿越81置液盒底部的813置液盒U形通道以及置液盘中的821传感器及置液盘U形通道。

每个置液盒的前端为814钢化玻璃活动门，通过811转动合页固定在盒体上，814钢化玻璃活动门的活动端的中间位置，有812粘贴扣，可以通过磁力吸引使814钢化玻璃活动门在装完输液瓶后处于关闭转态，下端的86静脉输液医用无菌输液管由医务工作者人工理顺后，人工放入85微型电动执行机构的853压盘底部的855执行机构半敞口输液管嵌入槽内，微型电动执行机构由独立的854执行机构电源线供电，其中间部位的852电动执行机构力矩盒根据99医院医护智能管理系统应用程序指令通电以后产生转动力矩，带动853压盘上下位移，压紧或松开对81置液盒内放置的输液瓶底部插入连接的86静脉医用无菌输液管，产生对输液瓶内液体流量的开关作用。

优选的，根据本发明的工作原理，81置液盒内分别放置的输液瓶无需挂环组件，优选有刻度线的聚丙烯无菌材质直立瓶，既不采用吊挂方式悬挂软体输液吊袋与吊瓶承装治疗液体，而采用将聚丙烯无菌材质直立瓶装液后自然放置在81置液盒内，81置液盒内的下面就是盘式的82盘式重力传感器，这有利于所输液体的自由流动与以及所产生的重力能均匀分布和重力数据的真实采集的作用。

进一步地说明，如附图5所示，在本发明装置的85微型电动执行机构的顶部，是851微型电动执行机构显示与设置器，中间部分为852微型电动执行机构力矩盒，852微型电动执行机构力矩盒带动853压盘向内或向外运动，853压盘的底部连接有855微型执行机构半敞口输液管嵌入槽；851微型电动执行机构显示与设置器其操作面板上有就地与远程设置旋钮：其中的8511为就地（LOCAL）；8512为停止（STOP）；8513为远程（REMOTE），开关旋钮旋指到哪个位置，就处于该状态中。

进一步地说明，8514为就地关阀（LC），8515为就地开阀（LO），这两个开关的操作，必须是首先将设置旋钮指到8511为就地（LOCAL）位置时才能操作，而就地操作，只有在医务工作者在输液前的装液过程中，才需要操作。

在微型电动执行机构的851电动执行机构显示与设置器中，设置8512停止（STOP）开关的目的，是假如在操作过程中，如遇紧急情况，可以立即操作此键，立即停止电动执行机构的运转。

进一步地说明，如附图5所示，以8上置液盘的电动执行机构的设置操作为例予以说明：医务人员将每组配置好的输液瓶放置在81置液盒内，输液瓶的底部插好86静脉无菌输液管并将其人工放入855执行机构半敞口输液管嵌入槽内，要使853压盘压紧86静脉无菌输液软管使流量为0，必须先将设置旋钮指到8511为就地（LOCAL）状态，再旋转操作8514为就地关阀（LC），使853压盘压紧86静脉无菌输液软管，（反之如果需要松开853压盘时，则旋转操作8515就地开阀（LO）开关），当输液瓶与输液软管放置完成后，将旋钮旋转为8513远程（REMOTE）状态，且所有的输液瓶与输液软管均完成放置并设置为8513为远程（REMOTE）状态后，整个输液装置的运行则由99医院医护智能管理系统应用端根据随时检测到82盘式重力传感器通过83重力信号传输线传回的数据，按设置程序对整个基于临床输液树的多功能智能监护装置的运行进行智能控制。

如图1所示，本发明装置的底部为智能连续输液单元，其上部为8上置液盘，下部为9下置液盘；每个置液盘内左右两侧盘内各有82盘式重力感应与输送器；在每个重力感应器的上部分别放置81置液盒，其检测到的重力信号通过83重力信号传输线，在每个置液盘下部的左右两侧，有84固定支架，其固定在置液盘的下部，对85微型电动执行机构起到固定的作用。

进一步地说明，根据上述之远程控制与工作原理，当在应用程序中设置定时与延迟功能时，该装置同样可以实现智能连续输液之功能，但这必须在符合有关医疗规范保证安全的前提下有必要时方可实施。

如图1图4所示，在装置的中间部位为智能互动与检测单元，其6终端显示屏由68显示屏支撑架支撑，通过67移动与固定架固定，显示屏的顶部有61电源及网络信号线，显示屏的右上侧的固定区域位置有62二维码显示区；显示屏的左侧有附属有65红外线移动温度探测仪；显示屏的右侧有63机器智能视觉摄像头以及64喇叭音箱；显示屏的底部有66拾音器也就是话筒，可移动变焦高清摄像头既可以对装置底部的智能连续输液单元中的87静脉输液滴斗中的滴液速度以及89静脉输液针处是否有异常情况等进行实时视频采集与验证，以防止智能连续输液单元的重力传感器发生故障或检测信号不准确时出现不安全的异常情况，此外，在非输液时间段，也可以由医务工作者根据执业资质授权来观察病人的实际情况，用互联网技术实现非接触的观察与沟通，而65红外线移动温度探测仪则可替代医务工作者的人工测量体温实现自动智能对患者的体温巡检功能，从而可以减轻医务工作者的工作强度。

优选的，机器智能视觉摄像头与红外线移动温度探测技术已逐渐发展成熟，特别是机器视觉是人工智能感知技术领域的一个分支，是数字基础设施和智能世界的入口，与计算机技术息息相关，已逐渐成为人工智能领域的通用技术并且还在不断快速发展之中，在本发明的应用中，仅选择了机器视觉最基本的与本发明智能输液装置单元所需要的二次验证与视频采集之功能，故此不做过多赘述。

优选的，65红外线移动温度探测仪的探测距离应该在2至3米左右能够准确测量，且在体温探测前，可通过6终端显示屏对患者进行沟通提示，使患者做好准备在固定区域裸露额头等配合测温。

如图1所示，在装置的顶部至底部，为基座及连接杆路单元：其1固定顶盘的功能就是将本发明装置固定在患者病床对应的屋顶的合适位置，由其直接悬挂本装置，其固定顶盘的下部为2旋转力矩盘，2旋转力矩盘的功能是可以远程操作，驱动力矩盘中间悬挂的31主杆所附属的所有设备根据需要旋转，以便于摄像头以及红外线温度探测仪的工作，在31主杆的内部是贯穿且可以上下伸缩的32副杆，在31主杆与32副杆之间还设置有7转向器，其作用是可以人工操作在需要时手动32副杆的自由转向，在32副杆的底部为4万向球，其连接有5支杆，其有旋转变向以及悬挂86静脉无菌输液软管的作用，在输液软管的下部有87静脉输液滴斗以及88流量调节器与89静脉输液针以及其他传统而必要的附属组件，这些医疗器具通常是一次性物品，这是长期以来医疗实践总结，为了防止交叉感染的非常有效无菌输液通用技术与器具，本发明则保持不变。

如图1所示，本发明装置的结构造型与树的结构与形状比较相似，故此形象的称之为临床输液树装置，以利于通俗易懂的应用。

如图1所示，本发明装置中的A、B、C、D代表的81置液盒底部，均有独立的86静脉医用无菌输液管路，依照次序最后集中汇集到底部的输液管中，然后通过87静脉输液滴斗、88流量调节器、89静脉输液针流量控制后输液入患者体内，这种依次连接方式，正是基于前述的智能连续的输液方法而设计的。

进一步地说明，本发明中的63机器智能视觉摄像头，可以对本装置底部的智能连续输液装置进行自检与移动巡检，如果99医院医护智能管理系统应用程序软件单纯的完全依靠82重力传感器采集信号来指挥执行机构的运转，假如采集的重力信号不准确时，容易出现医疗事故，故此，本发明正是充分考虑了此种风险因素，即便仅有万分之一的可能发生，也要做出百倍的努力予以避免与克服，而采用自带机器视觉功能的高清摄像头在任意时间段，均能视频采集输液装置的实况，还可在99计算机医护智能管理系统应用软件上设置相关报警参数，实现异常情况的预警或提示功能。

自从新型冠状病毒出现以来，深刻的影响与威胁着全人类的健康，也给医疗系统的诊疗技术与方法带来了前所未有的困难与挑战，医疗技术也必须创新升级才能予以应对，本发明的本意绝非为了专利而专利，也绝非为了专利而进行简单的拼揍与组装，本发明的出发点正是从自现有医疗技术现状的思考与总结，予以扬长避短守正创新的技术方案。

上述具体实施所描述的本发明之装置内容与技术方法不局限于本实施例，熟悉本专业领域的技术人员均可基于本发明公开的内容进行不背离本发明之创作精神的替换与变化，但这种替换与变化均在本发明专利申请之权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于智能的临床输液树系统，其特征在于，该系统包括基座及连接杆路单元、智慧互动与检测单元、智能连续输液单元以及医院医疗管理系统控制软件四个部分；所述的基座及连接杆路单元、智慧互动与检测单元、智能连续输液单元由所述的医院医疗管理系统控制软件控制运行或遥控操作；

所述的基座及连接杆路单元包括：固定顶盘、旋转力矩盘、主杆、副杆、万向球、支杆和转向器，固定顶盘用于固定在患者病床对应的屋顶的合适位置，固定顶盘的下部为旋转力矩盘，旋转力矩盘中间悬挂有主杆，主杆的内部贯穿设置有能够上下伸缩的副杆，主杆与副杆之间设置有转向器，副杆的底部通过万向球连接有支杆；

所述的智慧互动与检测单元设置在主杆上，其包括：终端显示屏、电源及网络信号线、二维码显示区、机器智能视觉摄像头、音箱喇叭、红外线移动温度探测仪、拾音器、移动与固定架和显示屏支撑架，通过驱动旋转力矩盘能够带动主杆旋转从而使得智慧互动与检测单元旋转，便于摄像头以及红外线温度探测仪的工作；

所述的智能连续输液单元包括：上置液盘、置液盒、转动合页、粘贴扣、置液盒U形通道、钢化玻璃活动门、盘式重力传感器、传感器及置液盘U形通道、重力信号传输线、固定架、微型电动执行机构、微型电动执行机构显示与设置器、就地指示(LOCAL)、停止指示(STOP)、远程指示(REMOTE)、就地关阀指示(LC)、就地开阀指示(LO)、微型电动执行机构力矩盒、压盘、微型电动执行机构电源线、微型电动执行机构半敞口输液管嵌入槽、静脉无菌输液软管、静脉输液滴斗、流量调节器、静脉输液针、下置液盘；微型电动执行机构由独立的执行机构电源线供电，其中间部位的电动执行机构力矩盒根据医院医疗管理系统控制软件的指令通电以后产生转动力矩，带动压盘上下位移，压紧或松开对置液盒内放置的输液瓶底部插入连接的静脉医用无菌输液管，产生对输液瓶内液体流量的开关作用；

该系统的具体使用方式为：医务工作者按临床处方配置好输液药物后依次放置在所述的智能连续输液单元中的置液盒中后，将置液盒所对应的电动执行机构设置为远程状态，所述的医院医疗管理系统控制软件根据放置于承装药物液体置液盒底部所述的盘式重力传感器采集传回的数据控制电动执行机构的运行，当采集的重力数据达到置液盒皮重阈限值时，所述的医院医疗管理系统控制软件发出指令使下一个需要输液的置液盒对应的电动执行机构自动运转开启，使已经输完液体的电动执行机构关闭运转，由此逐次逐序连续完成一个连续时间段的智能输液，与之同时，红外线移动温度探测仪、机器智能视觉摄像头以及终端显示屏由医院医疗管理系统控制软件后台控制，实现自检与巡检功能。