CN116173349A - 一种输液监测装置、检测方法和检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种输液监测装置、检测方法和检测系统，所述的输液监测装置，包括一个输液瓶挂架组件，并设有：信号处理单元、克重检测单元、人机交互单元和报警单元。通过本发明能够较好地测量因药水的减少而实际发生的质量的变化。通过重量的有规律的减少而估算出合理的给药时间，进而推算出合理的提醒时间，有效避免空气栓塞事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于监控技术领域，特别适合医疗卫生行业的输液场景下，具体为、检测方法和检测系统。
背景技术
静脉输液，始于17世纪，是利用大气压和液体静压原理将大量无菌液体、电解质和/ 或药物由静脉输入体内的方法。因注射的部位与输液的不同，常规分为4类，包括可分为外周静脉输液、中心静脉输液等。静脉输液治疗是一种高度专业技术，其治疗层面涵盖肠道外输液、营养支持、用药与输液的治疗。采用该方法的优点包括但不限于：1、通过该方法易将药物达致疗效浓度，并可持续维持疗效所需的恒定浓度。2、对肌肉、皮下组织有刺激的药物可经静脉给予。3、可迅速地补充身体所丧失的液体或血液。4、静脉营养品的输注。
但任何事情有利就必然有弊病，静脉输液的耗时长。尤其是在需要注射多种药剂的场合，患者会比较疲惫而未及时观察到药水即将吊完，甚至吊完后才发现。这时候再通知护理人员准备后续药剂，一是耽误时间，二是存在医疗的隐患——空气栓塞。此外，由于季节性疾病等影响，医院资源短缺，护士人手不足，客观上也不能实现针对每一位患者的精准监控。
为了解决输液监控不及时的上述问题，市面上有监控输液状态的检测工具，使用时将其夹在输液管的管壁上，等上方输液瓶中的药液/药水滴完，且液面低至该检测工具的夹持面之下时，自动蜂鸣报警，提示需要换药或拔管。
但这种方式的确起到提醒患者的目的，但效果不加，理由如下：输液管存液量在30-40ml之间，正常滴速在2.5ml/min，所以理论上10分钟多一点就全部滴完了。而事实上，10分钟的配药、换药时间是远远不够的，尤其是病患多的时候，为了确保不配置错药剂，更需要充足的时间，并需要反复的核验。
此外，再以生活常识来看，即便夹上述工具，也是夹在输液管的中上部，测量的距离打了折扣。其末端由于势能差值不够，最后一段液体也是很难输入至体内的。这样一来，能留给医护人员的时间就更少了。
发明内容
针对上述问题本发明提供一种输液监测装置，能够较为精准地估计药水滴完额时间，提醒患者、医护人员尽早知晓、提前处理、减少沟通的复杂度，降低医患矛盾。
本发明尤其适合用于单瓶输液时间在40分钟至120分钟的场景下。如果输液时间过短，此时患者及/或陪护人员的注意力较为集中，一般不会发生没有发现吊瓶内药水滴完而没有发现的情况。且可以直接用手机等工具倒计时即可提醒患者/护理人员及时换换药或后续处理。
同样，针对大瓶、小瓶交替使用的场合，也类似单独小瓶的情况。如果小瓶的输液时间比较短30分钟左右，则其和前述状况相似，人工关注或手机倒计时即可。
再次强调，本发明主要针对输液时间长的场合，此时，由于输液的时间较长，导致患者及陪护人员精力不集中，不易发现药水即将吊完。
此外，由于患者自身的状况，例如感到疼痛需要减缓药水的滴速、长时间吊水而感到冰冷而需要减缓药水的滴速，这就会使得吊水的时间变长。
当然也有反向的例外，希望调快速度今早结束当天的吊水。但这种概率相对较低。因为过快的滴速易产生不良反应，甚至危及生命。持续性的过量输注，易造成循环负荷过重，或电解质失衡。快速输液，患者的身体会有明显的不适反应。
所以在输液时主要面临的是输液时间比预期的要长。患者会错误地拿已吊水耗时来类推还要经历的时间，从而误判时间，药水即将吊完而不知，存在空气栓塞的风险。
本发明的结构如下：
一种输液监测装置，包括一个输液瓶挂架组件，以及：信号处理单元2、克重检测单元3、人机交互单元4和报警单元5。其中，
输液瓶挂架组件的顶部与克重检测单元3的一端活动连接。克重检测单元3的另一端设有挂钩。
信号处理单元2、人机交互单元4、报警单元5均安装在输液瓶挂架组件上。
克重检测单元3、人机交互单元4、报警单元5分别与信号处理单元2相连接。信号处理单元2与电源相连接，并向克重检测单元3、人机交互单元4、报警单元5供电。
在信号处理单元2中预设有基础选择参数。通过人机交互单元4从基础选择参数中选择描述匹配的参数，并告知信号处理单元2。
克重检测单元3向信号处理单元2反馈其所检测到的实时重量值。
由信号处理单元2综合判断后，驱动报警单元5报警。
采用本发明所述的输液监测装置的检测方法，具体实施方法为：在信号处理单元2中预设有基础选择参数，包括：输液瓶材质参数M、吊瓶容积参数V、患者特征参数C、报警时间参数T、初始重量值W1。
将克重检测单元3反馈的实时重量值记为Wrt。
当克重检测单元3检测到重量变化为连续30秒的减小趋势时，将第30秒时所对应的实时重量值Wrt记为：基准起点重量Wrt1。各参数含义如下：
输液瓶材质参数M(Material)：医用玻璃瓶、医用塑料瓶、医用塑料袋。目前主要为医用塑料瓶、医用塑料袋，其重量与药水的重量比起来相对较小，可忽略。而在使用医用塑料瓶的情况下，则报警时间参数T的时间应选择25分钟或30分钟。
吊瓶容积参数V(Volume)：150ml及以下、250ml、500ml、1000ml。
患者特征参数C(Corporeity)：儿童、成人。成人60-80滴/分钟，儿童20-30滴/ 分钟。
报警时间参数T(Time)：15分钟、20分钟、25分钟、30分钟。该参数是确认提前多久报警。
初始重量值W1(Weight)：输液瓶挂架组件、信号处理单元2、人机交互单元4中显示屏、报警单元5与输液管的重量之和。
通过吊瓶容积参数V，估算出理论药水的重量WV。
由患者特征参数C确定可知单位时间内的理论药水使用重量WC。单位时间宜为分钟。
信号处理单元2建立预测理论报警时间TA函数模型：
TA＝WV÷WC-T。
信号处理单元2建立预测实时报警时间TAR函数模型：
TAR＝Wrt1-W0-W1÷WC-T。
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间。当时间到达后，由信号处理单元2驱动报警单元5报警。具体为：由树莓派主板驱动LED灯闪烁，并驱动蜂鸣器或喇叭发出警示音。
采用本发明所述的输液监测装置而组成的检测系统，设有一台工作站和路由器，该工作站内设有无线网卡、有线网卡或蓝牙。
通过路由器所搭建额有线或无线网络，将工作站与信号处理单元2连接起来。在工作站的显示器上实施反映信号处理单元2的处理结果。
本发明的优点在于：
1、本发明采用拉力传感器，能够较好地测量因药水的减少(注入患者体内)而实际发生的质量的变化。通过重量的有规律的减少而估算出合理的给药时间，进而推算出合理的提醒时间，有效避免空气栓塞事故的发生。
2、尤其是患者由于各种原因加快或减慢给药速度，导致剩余药水的质量发生相应的变化，通过克重检测单元3能够及时捕捉到这些变化，并通过预设的公式实时推算出更为合理、准确的剩余药水滴完的时间，再减去预备时间，既是适宜的报警提醒时间。
3、本发明还可选配流速检测单元6。通过流速检测单元6精确测算输液管的实际滴速，从而更为精准地预估更为准确的药水滴完所需要的时间。该方案为更优的技术解决方案。该方案优势在于实时测量。
4、本发明还可选配旋钮7。通过人工听报警单元5蜂鸣并观察滴速，通过旋转旋钮7的方式向信号处理单元2发出信号，由信号处理单元2调快或减慢报警单元5蜂鸣频率，最终是的蜂鸣频率与药水滴落的频率相一致，从而得到精确的滴速，进而精准地预估更为准确的药水滴完所需要的时间。该方案的优势在于低成本。
5、尽管现在药水的包装材质以医用塑料瓶、医用塑料袋为主，医用玻璃瓶相对较少见，但如果遇到采用医用玻璃瓶的情况，由于玻璃的密度高、质量大，在这种环境下，克重检测单元3存在误差略高的情况。为此，一方面要提前报警——报警时间参数T的时间选25或30分钟为宜。另一方面，需要采用增设流速检测单元6或旋钮7的方式，减少误差源。
6、本发明采用树莓派，该微型主机已出第四代，硬件技术整体较为成熟，兼容性好，显示器、键盘鼠标等均有定制化的产品，采购成本低。树莓派可安装linux或微软操作系统，采用开源软件编程，编译环境友善。树莓派自带GPIO接口/引脚和USB接口，自定义功能强大，使用方便。
附图说明
图1是本发明技术方案的结构示意图。
图2是在图1方案的基础上加设流速检测单元6后的结构示意图。
图3是在图1方案的基础上加设旋钮7后的结构示意图。
图4是本发明电路结构示意图。
具体实施方式
现结合附图详细说明本发明的结构特点。
参见图1和4，一种输液监测装置，包括一个输液瓶挂架组件，并设有：信号处理单元2、克重检测单元3、人机交互单元4和报警单元5。其中，
输液瓶挂架组件的顶部与克重检测单元3的一端活动连接。克重检测单元3的另一端设有挂钩。
信号处理单元2、人机交互单元4、报警单元5均安装在输液瓶挂架组件上。
进一步说，输液瓶挂架组件包括网兜11和设备盒12两部分，网兜11的顶部与克重检测单元3活动连接。网兜11与设备盒12固定连接。在设备盒12内装有信号处理单元2。设备盒12外壁分别与人机交互单元4和报警单元5相连接。
克重检测单元3、人机交互单元4、报警单元5分别与信号处理单元2相连接。信号处理单元2与电源相连接，并向克重检测单元3、人机交互单元4、报警单元5供电。
在信号处理单元2中预设有基础选择参数。通过人机交互单元4从基础选择参数中选择描述匹配的参数，并告知信号处理单元2。
克重检测单元3向信号处理单元2反馈其所检测到的实时重量值。
由信号处理单元2综合判断后，驱动报警单元5报警。
进一步说，克重检测单元3为微型拉力传感器，呈S形状。微型拉力传感器的底部与输液瓶挂架组件的顶部相连接。微型拉力传感器的顶部设有挂钩。
信号处理单元2为单片机或微计算机。更进一步说，信号处理单元2由树莓派主板和电源组成。通过电源线，将树莓派主板经电源与插座相连接。
人机交互单元4包括蓝牙键盘、蓝牙鼠标、3寸显示屏和/或蓝牙键鼠一体输入器。
报警单元5包括LED灯、蜂鸣器和/或喇叭。
进一步说，信号处理单元2为树莓派(RaspberryPi)主板，且型号应为4代或后续版本，即自带蓝牙、wifi、视频接口、GPIO(General-purposeinput/output，通用型之输入输出)引脚、USB接口。
信号处理单元2与人机交互单元4中的蓝牙键盘、蓝牙鼠标无线通讯。通过数据线将树莓派主板与显示屏相连接。该显示屏的尺寸在2至3寸之间，且接口应树莓派相匹配。
进一步说，克重检测单元3的信号输出端与信号处理单元2与GPIO引脚或/和USB接口相连接。
采用本发明所述的输液监测装置的检测方法，具体实施方法为：在信号处理单元2中预设有基础选择参数，包括：
输液瓶材质参数M(Material)：医用玻璃瓶、医用塑料瓶、医用塑料袋。目前主要为医用塑料瓶、医用塑料袋，其重量与药水的重量比起来相对较小，可忽略。而在使用医用塑料瓶的情况下，则报警时间参数T的时间应选择25分钟或30分钟。
吊瓶容积参数V(Volume)：150ml及以下、250ml、500ml、1000ml。
患者特征参数C(Corporeity)：儿童、成人。成人60-80滴/分钟，儿童20-30滴/ 分钟。平均一滴的体积是0.05ml，由此可换算得到质量。本发明是基于生理盐水作为换算的基准，如采用其他介质的液体，一种方法是查密度后换算对应的质量，另一种方案是选择适宜的报警时间参数T。
报警时间参数T(Time)：15分钟、20分钟、25分钟、30分钟。该参数是确认提前多久报警。
初始重量值W1(Weight)：输液瓶挂架组件、信号处理单元2、人机交互单元4中显示屏、报警单元5与输液管的重量之和。
将克重检测单元3反馈的实时重量值记为Wrt(Real-time_Weight)。其中，当克重检测单元3检测到重量变化为连续30秒的减小趋势时，将第30秒时所对应的实时重量值Wrt记为：基准起点重量Wrt1
通过吊瓶容积参数V，估算出理论药水的重量WV。
由患者特征参数C确定可知单位时间内的理论药水使用重量WC。单位时间宜为分钟。
预测理论报警时间TA＝理论药水的重量WV/单位时间内的理论药水使用重量WC-报警时间参数T。
预测实时报警时间TAR＝(基准起点重量Wrt1-理论输液瓶的重量W0-初始重量值W1)/单位时间内的理论药水使用重量WC-报警时间参数T。
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间。当时间到达后，由信号处理单元2驱动报警单元5报警。具体为：由树莓派主板驱动LED灯闪烁，并驱动蜂鸣器或喇叭发出警示音。
参见图2和4，更进一步说，设有流速检测单元6。通过导线将流速检测单元6的输出端与信号处理单元2相连接。将导线将流速检测单元6与输液管中的滴斗可拆卸地连接在一起。由流速检测单元6检测滴斗处单位时间内实时药水滴落频度。由此换算得到：单位时间内的实时药水使用重量WRD。设流速检测单元6的自重为WS。则：
预测理论报警时间TA＝理论药水的重量WV/单位时间内的实时药水使用重量WRD-报警时间参数T。
预测实时报警时间TAR＝(基准起点重量Wrt1+流速检测单元6的自重WS-理论输液瓶的重量W0-初始重量值W1)/单位时间内的实时药水使用重量WRD-报警时间参数T。
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间。当时间到达后，由报警单元5做出相应的报警提示。
进一步说，流速检测单元6为电涡流式振动传感器、电感式振动传感器、电容式振动传感器、压电式振动传感器和/或电阻应变式振动传感器。
进一步说，通过胶水、双面胶或夹具将流速检测单元6固定在滴斗的外表面。
参见图3和4，更进一步说，设有一个旋钮7。该旋钮7为电流调节旋流或电压调节旋钮。旋钮7与信号处理单元2相连接。
信号处理单元2驱动报警单元5发出蜂鸣，该蜂鸣为周期性的信号。通过正向或反向旋转旋钮7，令信号处理单元2驱动蜂鸣的周期加快或延长，人工调节，直至蜂鸣的频率与输液管滴斗内药液下落的频率相互一致，由该频率换算得到：单位时间内的实时药水使用重量WRD。设旋钮7的自重为WB。则：
预测理论报警时间TA＝理论药水的重量WV/单位时间内的实时药水使用重量WRD-报警时间参数T。
预测实时报警时间TAR＝(基准起点重量Wrt1+旋钮7的自重WB-理论输液瓶的重量W0-初始重量值W1)/单位时间内的实时药水使用重量WRD-报警时间参数T。
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间。当时间到达后，由报警单元5做出相应的报警提示。
更进一步说，采用本发明所述的输液监测装置而组成的检测系统，设有一台工作站和路由器，该工作站内设有无线网卡、有线网卡或蓝牙。
通过路由器所搭建额有线或无线网络，将工作站与信号处理单元2连接起来。在工作站的显示器上实施反映信号处理单元2的处理结果。
Claims (10)
1.一种输液监测装置，包括一个输液瓶挂架组件，其特征在于：还设有：信号处理单元(2)、克重检测单元(3)、人机交互单元(4)和报警单元(5)；其中，
输液瓶挂架组件的顶部与克重检测单元(3)的一端活动连接；克重检测单元(3)的另一端设有挂钩；
信号处理单元(2)、人机交互单元(4)、报警单元(5)均安装在输液瓶挂架组件上；
克重检测单元(3)、人机交互单元(4)、报警单元(5)分别与信号处理单元(2)相连接；信号处理单元(2)与电源相连接，并向克重检测单元(3)、人机交互单元(4)、报警单元(5)供电；
在信号处理单元(2)中预设有基础选择参数；通过人机交互单元(4)从基础选择参数中选择描述匹配的参数，并告知信号处理单元(2)；
克重检测单元(3)向信号处理单元(2)反馈其所检测到的实时重量值；
由信号处理单元(2)综合判断后，驱动报警单元(5)报警。
2.根据权利要求1所述的一种输液监测装置，其特征在于：克重检测单元(3)为微型拉力传感器，呈S形状；微型拉力传感器的底部与输液瓶挂架组件的顶部相连接；微型拉力传感器的顶部设有挂钩；
信号处理单元(2)为单片机或微计算机；
人机交互单元(4)包括蓝牙键盘、蓝牙鼠标、3寸显示屏和/或蓝牙键鼠一体输入器；
报警单元(5)包括LED灯、蜂鸣器和/或喇叭。
3.根据权利要求2所述的一种输液监测装置，其特征在于：信号处理单元(2)为树莓派主板，且型号应为4代或后续版本，即自带蓝牙、wifi、视频接口、GPIO引脚、USB接口；
信号处理单元(2)与人机交互单元(4)中的蓝牙键盘、蓝牙鼠标无线通讯；通过数据线将树莓派主板与显示屏相连接；该显示屏的尺寸在2～3寸之间，且接口应树莓派相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种输液监测装置，其特征在于：克重检测单元(3)的信号输出端与信号处理单元(2)与GPIO引脚或/和USB接口相连接。
5.采用权利要求1所述的一种输液监测装置的检测方法，其特征在于：具体实施方法为：在信号处理单元(2)中预设有基础选择参数，包括：输液瓶材质参数M、吊瓶容积参数V、患者特征参数C、报警时间参数T、初始重量值W1；
将克重检测单元(3)反馈的实时重量值记为Wrt；
当克重检测单元(3)检测到重量变化为连续30秒的减小趋势时，将第30秒时所对应的实时重量值Wrt记为：基准起点重量Wrt1；
信号处理单元(2)通过吊瓶容积参数V，估算出理论药水的重量WV；
信号处理单元(2)由患者特征参数C确定可知单位时间内的理论药水使用重量WC；单位时间宜为分钟；
信号处理单元(2)建立预测理论报警时间TA函数模型：
TA＝(WV÷WC)-T；
信号处理单元(2)建立预测实时报警时间TAR函数模型：
TAR＝(Wrt1-W0-W1)÷WC-T；
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间；当时间到达后，由信号处理单元(2)驱动报警单元(5)报警；具体为：由树莓派主板驱动LED灯闪烁，并驱动蜂鸣器或喇叭发出警示音。
6.根据权利要求1所述的一种输液监测装置，其特征在于：设有流速检测单元(6)；通过导线将流速检测单元(6)的输出端与信号处理单元(2)相连接；将导线将流速检测单元(6)与输液管中的滴斗可拆卸地连接在一起；由流速检测单元(6)检测滴斗处单位时间内实时药水滴落频度；由此换算得到：单位时间内的实时药水使用重量WRD；设流速检测单元(6)的自重为WS；
则，信号处理单元(2)内的预测理论报警时间TA函数模型更新为：
TA＝WV÷WRD-T；
信号处理单元(2)内的预测实时报警时间TAR函数模型更新为：
TAR＝(Wrt1+WS-W0-W1)÷WRD-T；
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间；当时间到达后，由报警单元(5)做出相应的报警提示。
7.根据权利要求6所述的一种输液监测装置，其特征在于：流速检测单元(6)为电涡流式振动传感器、电感式振动传感器、电容式振动传感器、压电式振动传感器和/或电阻应变式振动传感器。
8.根据权利要求6所述的一种输液监测装置，其特征在于：通过胶水、双面胶或夹具将流速检测单元(6)固定在滴斗的外表面。
9.根据权利要求1所述的一种输液监测装置，其特征在于：设有一个旋钮(7)；该旋钮(7)为电流调节旋流或电压调节旋钮；旋钮(7)与信号处理单元(2)相连接；
信号处理单元(2)驱动报警单元(5)发出蜂鸣，该蜂鸣为周期性的信号；通过正向或反向旋转旋钮(7)，令信号处理单元(2)驱动蜂鸣的周期加快或延长，人工调节，直至蜂鸣的频率与输液管滴斗内药液下落的频率相互一致，由该频率换算得到：单位时间内的实时药水使用重量WRD；设旋钮(7)的自重为WB；
则，信号处理单元(2)内的预测理论报警时间TA函数模型更新为：
TA＝WV÷WRD-T；
信号处理单元(2)内的预测实时报警时间TAR函数模型更新为：
TAR＝(Wrt1+WB-W0-W1)÷WRD-T；
比较预测理论报警时间TA和预测实时报警时间TAR的大小，选取数值小的作为倒计时的时间；当时间到达后，由报警单元(5)做出相应的报警提示。
10.采用权利要求1所述的一种输液监测装置而组成的检测系统，其特征在于：设有一台工作站和路由器，该工作站内设有无线网卡、有线网卡或蓝牙；
通过路由器所搭建额有线或无线网络，将工作站与信号处理单元(2)连接起来；在工作站的显示器上实施反映信号处理单元(2)的处理结果。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210673515 | 2022-06-14 | ||
| CN2022106735152 | 2022-06-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116173349A true CN116173349A (zh) | 2023-05-30 |
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ID=86447683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211076468.XA Pending CN116173349A (zh) | 2022-06-14 | 2022-09-05 | 一种输液监测装置、检测方法和检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116173349A (zh) |
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2022
- 2022-09-05 CN CN202211076468.XA patent/CN116173349A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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