CN1966100A - 基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统，它包括普通输液器、输液泵，其特征在于还包括：智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动式护士装置；智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动护士装置之间的信息和数据通过无线电的方式来传输、联系和处理，实现输液、血压、心电多方面的监测和护理，所有的过程都是自动智能化完成。该系统将无线数字化传输技术、生物医电技术、智能化控制技术以及计算机信息技术融合于一体，实现输液无线监控与智能化控制、心电与血压参数遥测与分析以及即时指令性控制、输液泵的无线监控与结合病患者生命体征动态信息进行智能化输液控制。方便病人、医生和护士。

Description

基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统

技术领域

本发明涉及一种方便病人和医务人员的设备，尤其是输液治病的监护设备。

背景技术

输液治疗是医学上治疗疾病的主要方法之一。据统计，在美国大约有40％的患者需要接受药液治疗。由于医疗条件的改善，在我国该比例也逐年增加，对于治疗外伤、器官移植、烧伤、大量失血需要及时地补充足够的血液。另外，在临床中，从一些难以治愈的感冒、一般的肠胃炎到大手术的实施，都需要进行药液输入。众所周知，血压阻止着药液流向人体的一种障碍，因此需要外界的压力来克服血压的阻力才能完成输液。目前常用的输液设备有以下几种：普通输液器、输液泵、加压输血输液装置和便携移动式输血输液装置等。

(一)普通输液器

普通输液器结构简单、价格便宜，在临床上得到广泛应用。它主要由连通输液管、进气管至输液瓶的穿刺针及输液管上配置的莫非氏管、轮夹、针头组成，是依靠液位差所引提供压力向受体输入液体，即需要悬吊液瓶与受体体位形成液位差来进行输液，该高度差常常在50cm以上，输液速度是通过手动操作轮夹来进行，由目测莫非氏管每分钟滴数估算输注速度，属于被动粗糙调速，输注速度靠人工调节，存在固有的不准确性，对于某些对输注速度要求很高的药液或者在整个输液过程中输液速度需要渐进变化的药液来说，采用这种输液器显然无法实现。

(二)输液泵

为了实现精确液体输注目的，临床上引入了输液泵。输液泵多种多样，从简单的机械式到复杂的计算机控制式，常见的有：蠕动泵、容积泵，脉冲泵及注射泵等。目前应用较多的是蠕动泵。蠕动泵是靠内部电机带动滚柱顺序挤压输液管，使管内液体产生线形蠕动，一般采用微处理器控制，可预先设定输液速度或按某种输注速度曲线实现智能化液体输注，液体输注速度调节范围大，可应用于低速及精确输液场合，也能用与急救病人时快速输液。蠕动泵往往具有几种报警提示，如：空气检测警报、栓塞警报、药液非空警报等，提高了液体输注的可靠性。但该类设备的报警信号只能在小面积内听到，不能实现远距离报警与远距离调节输液参数。

(三)加压输血输液装置

为了满足临床输血输液的需要，有三种简易的加压方式在快速输血装置中得到应用。

①气囊加压器

手动气囊加压器，通过伸向瓶底的长针头，使外界空气注入输液瓶或输液袋，依靠瓶内气压压注药液进入人体。其优点是装置简单，可实现快速输注。但为了保证输注速度，需要在整个过程中，不断手动加压，由于难于控制加压压力，也就难于稳定输注速度。

②注射加压器

在莫非氏管与针头之间连接的输液管上接一个三通。通过三通开关来开启和关闭输液管，这样可以使液体首先进入注射器内，然后再用注射器通过三通推注人体的血管内。

这种装置虽然简单，但需不断地推注，使用不便。另外，反复推拉注射栓以及不断启闭三通开关，容易造成污染，特别是在注射器或三通开合不严，易导致液体外泄，甚至导致气体注入血管内形成气栓的严重后果。

③气体压缩装置

将软包装药液袋置于一密闭容器内，利用气体压缩装置将压缩气体充入容器，通过气体压力进行加压输液。

该装置具有无菌、简便，不受患者位置的限制，但加压不方便，输液速度不易控制且笨重，不适于携带。

输液是临床中一种非常普遍的治疗手段，然而由于输液故障或以之相关的原因造成的事故也屡见报道。事故的原因无非就是护士未能及时对输液过程中如针口脱落、输液导管脱落、输液完成、输液液体对人体的过激反应等突发事件进行处理，使药液、血液回流等等。为了减少事故的发生率，需要护士实时监测病人的输液情况，保证输液得以正常的进行。这种情况下，护士的巡回工作量很大，但也很难兼顾到每一个人，尤其是一些老人、小孩、危重病人、及已经入睡的病人，这种情况在一些大医院大诊所里特别突出。近几年来，智能化的输液报警器越来越多。它们都是在从机和主机加入单片机实现所谓自动化。这种报警系统主要应用单片机来处理电机控制转速和报警两大块。硬件分为信号获取、控制信号输入、结果输出几部分，有些还有单独的信号处理电路，显示与键盘都直接由单片机直接控制，没有实现单片机与PC机的连接通信，报警装置也是单一的固定报警，没有无线数字化的生理参数遥测、分析及移动报警。于是急需研制一种能将输液过程中发生的各种意外实时告知护士的同时能智能化处理的一种智能化型输液监护系统来解决这些问题。另外考虑到有安装的方便以及实用性强，最好采用无线传输方式来实现监护系统的通讯。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统，应能解决在输液过程中产生的事故。

本发明基于现有的输液设施，主要由智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动式护士装置三部分组成：

智能化输液监护仪包括

探测输液管中液体的流速和液体是否存在，并发出相应信号的液位探测器；

智能控制模块，用于处理各种反馈信号，同时将信号的处理结果按预设程序分配各相应的电路和器件；

无线电信号收发电路，用于接收和发送指令信号及数据信号；

动态数据采集电路，用于采集心电、血压及相关的动态信息数据，通过所述的无线电信号收发电路，传给相应的服务器；

手动报警与呼叫装置，用于输液病人在特殊情况下，手动报警或呼叫；

控制输液速度或关断输液管的输液调节器；

温度补偿装置，用于在气温较低的情况下，给输液的液体加温；

输液泵数据采集电路，用于获取输液泵的相关信息数据，通过无线电收发电路发出数据信息，接收控制信息；

显示模块，用于显示操作菜单与操作信息；

中心监护服务器包括

无线电信号收发电路，用于接收和发送指令信号及数据信号；

指令信号发生器，即编码解码器；

PC，它是一台基于xp系统平台的计算机，主要是通过嵌入式的各种软、硬件与接口来管理整个系统的运作，在整个系统中起到一个服务器的作用；

分析与控制软件，它建立在一个多种管理模块平台的基础上，用于综合分析与综合控制的相应的数据信息和器件；

心电、血压模块，它是集成心电及血压数据采集和通信接口为一体的硬件模块电路；

心电、血压分析软件模块，它是根据心电、血压模块采集到的相关数据进行相应分析的一个软件；

心电监护仪，用于将心电、血压模块采集到的各种数据信息进行分析后，编译成一个指令信号，通过PC、指令信号发生器和无线电信号收发电路，以及智能化输液监护仪的无线电信号收发电路，反馈给智能控制模块；

输液泵监护分析软件，它是分析与控制软件下的一个主子程序，用于分析智能化输液监护仪中输液泵数据采集电路传送过来的数据，同时通过无线电信息收发电路返回给所述的输液泵数据采集电路；

语音报警装置，用于在得到PC发给音频信号时，个性化的语音提示报警；

显示屏，用于方便护士及时掌握被监护对象的语音而设立的屏幕提示板，它主要显示报警信息和时间；

后台数据库，用于存入和交换数据信息的平台；

无线移动式护士装置包括

无线电信息接收电路，用于接收中心监护服务器发来的报警信息；

解码器，用于将传来的数据信息信号进行解码；

单片机，用于数据信息的处理；

显示器及其驱动模块，用于显示报警信息和时钟及其驱动；

键盘，用于设置与调整显示器的显示格式与时钟，以及设置功能；

蜂鸣器，用于声音报警；

智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动护士装置之间的信息和数据通过无线电的方式来传输、联系和处理，实现输液、血压、心电多方面的监测和护理，所有的过程都是自动智能化完成。

本发明是根据临床监护治疗的经验，结合实验取得的数据汇编成程序，通过连续、高密度地采集血压、心率等重要生理参数，不断将数据打包无线发送到中心计算机服务器，根据不同的药物与生理参数。建立特定的数学模型及程序设计，操作者可通过显示屏上的菜单选择输液模式或控制药量，同时通过计算机将采集到的生理参数(心电、血压)即时分析药物在机体的反应，系统软件在线实时检测、运算并及时调节输液的速率及推进剂量，当患者生理参数出现波动异常，智能监护软件分析与管理系统会立即向护士站及移动护士端发出呼叫，并快速闭合阻断输液。因此，医用多功能智能化输液监护系统有较强的实用性、安全性及有效性。该项发明的产品投入市场应用，在改善病患者输液治疗安全的同时，也将提高危重病人抢救成功率，极大的降低医护人员的劳动强度和陪护人员负担。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意框图。

图2是本发明智能化输液监护仪的侧视结构示意图。

图3是本发明智能化输液监护仪的主视结构示意图。

图4是液体探测器的电路原理示意框图。

图5是智能控制驱动模块结构原理示意框图。

图6是输液速度调节器的结构原理示意图。

图7是温度补偿装置结构原理示意框图。

图8是心电、血压动态数据采集电路原理框图。

图9是输液泵数据采集器的电路原理框图。

图10是图9采集器的控制面板示意图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明作进一步说明。

由图1的系统结构框图可知，本发明由三个部分组成：智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动式护士装置，在每部分的构成中都含有无线电信号收发电路，它们之间的信息数据来往都是通过线无线电来实现的，各部分具体的结构及工作原理如下：

智能化输液监护仪，在图1中，液位探测器1，主要是探测输液管中液体的流速和液体是否存在。智能控制模块2，主要是将液位探测器1、无线电信号收发电路3、动态数据采集电路4、手动报警装置6和输液泵数据采集电路9反馈的信号进行处理，同时将处理结果按预设的程序分配给无线电信号收发电路3、输液速度调节器5、温度补偿模块8和显示模块10。无线电信号收发电路3，它主要是发送智能控制模块2、动态数据采集电路4和输液泵数据采集电路9给出的信号指令，以及接收中心监护服务器中的无线电信息收发电路11发来的信号数据。动态数据采集电路4，是用于采集心电、血压测量数据的接口，采集数据后通过无线电信号收发电路3传送给中心监护服务器，再通过心电、血压分析软件模块16和心电监护仪18所建立的数学模型进行分析，同时根据采用相应的算法来发出各种指令反馈给无线电信号收发电路3、智能控制模块2和输液速度调节器5。输液调解器5，它是根据智能控制模块2发出的信号，做出相应的动作来控制输液速度或关断输液管。手动报警与呼叫装置6，它主要是便于病人在特殊的情款下手动报警或呼叫。电池组7，它是整个智能化输液监护仪的能量供给装置。温度补偿装置8，它主要是在气温较低的情况下给输液的液体进行加温。输液泵数据采集电路9，同时附带一个控制接口，它主要是通过输液泵的测量数据接口来获取输液泵的相关数据信息，交给无线电信号收发电路3发射给中心监护服务器，再通过分析与控制软件15和输液泵监护分析软件21，在所建立的数学模型中进行分析，同时根据分析得出来的结果再通过无线电反馈给数据采集电路9，该电路9附带的控制接口发出信号指令给输液泵，从而调整输液的参数。液晶显示模块10，主要是在智能控制模块2的驱动下，显示操作菜单与操作信息。

上述中，所有的过程实施都是以上所述的各单元相互配合自行完成，从构成一个多功能智能化的监护。

中心监护服务器，在图1中，无线电信息收发电路11，主要是用于接收来自监护仪的无线电信息收发电路3发来的数据信号，以及发射通过指令信号发生器12得到的数据信号。指令信号发生器12，也就是一个编码解码器，它主要是对来自电路11的数据信号进行解码，解码后传递给计算机PC13，以及将来自PC13信号进行编码，编码后传递给无线电收发电路11。PC13它是一台基于xp系统平台的计算机，它主要是通过嵌入式的各种硬件、软件与接口来管理整系统的运作，在整个系统中起到一个服务器的作用。心电、血压模块14，它是集成心电及血压数据采集与通讯接口为一体的硬件模块，它的驱动需要心电血压分析软件模块16来完成，同时为软件模块16服务。分析与控制软件15，它集成了心电、血压分析软件模块16、心电监护仪18和输液泵监护分析软件21，它的主要功能是起到综合分析与综合控制的作用，它是建立在一个多种管理模式的平台基础上的，具有统计、查询、打印等管理功能。心电、血压分析软件模块16，它是根据采集到的各类数据信息进行分析的一个软件模块。幕液晶显示17，是为了方便护士及时掌握被监护对象的信息而设立的一个屏幕提示板，它主要显示报警信息和时钟。心电监护仪18，它也是根据模块14采集到的各类数据信息进行分析后，编译成一个指令信号，如驱动电机信号、报警信号等，通过PC13、指令信号发生器12和无线电信号收发电路11及3反馈给智能控制模块2。后备电源19，它是一个不间断电源，主要功能是在停电的时候能不间断地给设备供电，以此来保证数据的安全、监护安全。语音报警装置20，它主要是在得到PC13发给的音频信号时，个性化的提示报警信息。输液泵监护分析软件21，它是在分析与控制软件15下的一个主子程序，主要是分析监护仪中输液泵数据采集电路9采集传过来的数据信息，同时将信息反馈给该电路9，它是基于一种相关的算法来构建数据模型，同时按数据模型的方案来给出数据信号。打印机22，它主要是根据用户的实际需要打印各种数据报表以便临床分析。后台数据库23，在整个应用软件的运行中，我们依托一个数据库作为数据交换、数据存放的平台，这就是后台数据库。

由上述所知，一种基于无线数字化传输的医用多功能智能化输液监护系统它需要一个系统的后台，也就是上面所说的服务器来处理数据，分析数据，判断结果同时反馈数据信息来完成智能化的输液监护。

无线移动式护士装置，在图1中，无线电信息接收电路24，它主要是接收服务器中无线电信息收发11电路发出的报警信号与报警信息，然后通过解码器25和单片机29处理后，分别将报警信息分配给显示器27显示出来，将报警音频输送给蜂鸣器31，发出报警声。解码器25，它主要是将无线电信息接收电路24传递过来的数据信号解码后传递给单片机29。液晶驱动模块26，它是一个将数据还原到显示器27显示过程的一个驱动模块，又称显示驱动模块。显示器27，主要显示报警信息和时钟，在本系统中一般为液晶显示器。电池组28，它是这个无线移动式护士端的能源供应站，它采用可充电电池或蓄电池。单片机29，也就是一块处理数据还原数据的中心处理器，也叫CPU。键盘30，为了方便设置与调整显示格式与时钟，设置的功能按键集成。蜂鸣器31，也就是一个报警喇叭，主要负责语音提示报警信息。

以上对图1的本发明结构作了说明，已经基本上了解到整个系统的框架结构，以下将着重分析各部分各部件的结构与实施流程。

一、智能化输液监护仪

智能化输液监护仪主要功能是实现对医用输液多功能智能化控制：(1)根据病人的心率血压变化智能调整输液速度；(2)根据输液药剂的特性自动设定输液速度；(3)根据病人的体质状况设定输液速度。实现输液状况监护、心率异常变化报警、输液结束预警、输液故障自动报警、输液结束自动停止输液、输液时间统计、输液液体温度补给等功能，为此缓解护士的工作量，配合病人的实际需求有效的辅助护理治疗。另外一方面还是一个现代医院所必备的辅助管理设施。

1、智能化输液监护仪的结构

从图1中可知，所述智能化输液监护仪主要由液体探测器1、智能控制驱动模块2、无线电信息收发电路3、心电、血压动态数据采集电路4，同时可以根据所提供的接口连接多台心电仪以及数字血压计、输液调节器5，手动报警装置6、电池组7、温度补偿装置8、输液泵数据采集电路9，同时可以根据接口控制一台输液泵、液晶显示10组成。经实践，以上组件可全部集成于一个长110毫米，宽60毫米，厚度30毫米的PVC材料制作的壳体34中，部件的电路匀整体采用集成化电路进行整合，功能模块采用单片机进行集成，外形如图2和图3。从图1中可以看到，本监护仪的供电方式是采用直流电池供电，一是为了方便安全，二是充分的整合产品模块结构，从而使得产品更适合于实际的应用。

2、智能化输液监护仪功能实现

图2和图3所示，是本发明智能化输液监护仪外形的左视和主视结构示意图，在图2中，外壳34，液体探测器1，可伸缩卡口32，液晶显示器10，输液管33，输液速度调节器5，温度补偿装置8。智能化输液监护仪在本发明中首先是适用于普通输液器，从图2中可知，首先将智能化输液监护仪安装在倒立的输液瓶的下端，用卡32卡住的输液瓶口，把输液管33套入管槽中，使输液管33完全安装进入设计好的槽口内。输液瓶中的液体流经液体探测器1、输液管33和输液调节器5后，再通过管道输给病人。

参见本发明输液护仪的主视结构示意图图3，在工作过程中液体探测器1能探测输液管中是否有液体以及探测液体的流速，探测出来后通过探测器的电路得出相应的信号源反馈给智能控制驱动模块2，然后通过预设的程序发出高电平信号给输液速度调节器5，该调节器5得到指令信号(高电平信号)开始驱动电机来调整输液的速度以及关闭输液管，即扎死输液管，控制模块2同时给出另一个电平信号给无线电信息收发射电路3，经识别信号的种类后，判断出高电平信号就将信息发射出去，低电电平信号处于待命状态。如果控制模块2给出的是一个高电平信号就代表输液将结束，通过无线电信息收发电路3发出信号给后端的监控服务器，通知护士。控制模块2在传给信息收发电路3高电平信号后同时给调节器5另外一个高电平信号指示，调节器5则关断输液管等待护士来更换液体或做其它的操作，从而避免一些医疗事故的发生。智能化输液监护仪是根据预设程序的或其它设备发给的各种参数进行自动控制的，在图3的监护仪主视结构示意图中，液晶显示屏10中设有时钟和程序菜单显示，在显示屏10的下方设有选择键35、功能键36、手动报警键37。开启或关闭智能化输液监护仪时只要按住功能键37三秒即可。程序菜单一般有：

系统设定                    系统设定

输液速    代码设定          输液速度设定

复位      时钟设定          复位    自动

开始      心电监护          开始    常规

结束      输液泵监护        结束    70滴/分

          液体补温                  60滴/分

                                    50滴/分

                                    40滴/分

操作者根据菜单功能通过功能键36和两向选择键35来设定所需要的各种功能，程序菜单中，系统设定是个主菜单，他包括5个子命令单，即代码设定，其功能是设定该设备所服务的编码，例如该仪器用在内科103好病床，就设定为N103。主要是方便服务器与无线移动护士装置的识别。时钟设定，其功能是校准时钟。心电监护，其功能是通过动态数据采集电路4来连接心电监护仪的电极采集数据，再将数据通过无线电信息收发电路3发给监控服务器，该服务器通过预设的程序系统处理后再将指令信息发回给信息收发电路3，该电路3将收到的指令信息后，传输给智能控制模块2，该模块2输出指令给输液速度调节器5，该调节器5得到指令后调节电机来控制输液速度。输液泵监护，其功能是通过输液泵数据采集电路9来连接输液泵的数据接口，同时采集输液泵的数据资料通过无线电信收发电路3发给监控服务器分析，监控服务器通过预设的程序系统的分析后再将指令发给收发电路3，该电路3将指令传输给控制模块2，该模块2给出指令给输液速度调节器5，该调节器5得到指令后调节电机来控制输液速度。液体补温，其主要的是当气温低的时候，根据病人的实际需要由护士来启动该功能，设定后，智能控制模块2得到一个指令，同时将该指令发给温度补偿装置8，该装置8安置在图2中的输液管33上，方便给输液管33中的液体补温。温度补偿装置8设有自动恒温的加热组件，它可以在设定的温度范围内自行调节温度，例如温度过高时自动断开，温度过低时自动打开。

输液速度设定也是一个主菜单，它设有多个命令菜单，其主要包括一个自动输液命令，该命令的主要功能和菜单中的心电监护功能一样。在这里是为了方便心电监护和输液监护同时使用时开启。常规命令菜单，是指常规病人输液的常规数度，如：70滴/分菜单是指输液数度的参数值，即每分钟输液70滴；60滴…根据程序的设定最大值为80滴/分，最小值10滴/分。误差值为正负3滴。

复位是指重新设定以上参数，该命令给出以后程序回复出厂设定值。开始命令是指设定完成后开始正常工作，所设参数开始生效。

结束命令是解除该次操作，同时通过控制模块2给出命令给输液速度调节器5，该调节器5得到命令后给出一个反向电压给电机，电机松开输液管。

(1)液体探测器

图4所示，是本发明的液体深测器1的结构原理示意框图，液体探测器1在图2和图3的监护仪中设在输液管33的上端，用于检测输液管33中是否有液体流入，以及探测该液体的流速装置。在图4中，它采用以红外光敏管为主的组件38，通过光照量的变化原理来给出相应的电信号，给出的各电信号通过比较器39来识别输液管33上端与液体瓶连接部的液体情况，在没有液体流动的情况下发出一个高电平信号通过数A/模D转换器40进行编码转换，再通过信号发生器41将信号传给智能控制模块2，该模块2根据预设程序来判断液体探测器的变量，来给出对输液速度调节器5各种控制命令。本液体深测器1均由

现有技术和产品构成。

(2)智能控制驱动模块

图5所示，是本发明智能控制模块2的电路原理示意框图，该智能控制驱动模块2是智能化输液监护仪的核心模块。由图5中可知，它主要由电源42、电源开关43、LED指示灯44、复位开关45、充电模块46、单片机(指令发生器)47、电机驱动模块48、信号识别组件49、电机智能调节器50、低电压信号发生器51、电机前置微动开关52、液晶显示驱动电动53、电机后置微动开关54构成，以上每一个器件将集成为一体，由单片机47进行综合处理分配指令。所述智能控制模块2的构成器件都是现有技术的产品，或是该技术领域内的技术人员能够容易实现的技术。

(3)输液速度调节器

图6所示，是本发明的输液速度调节器5的结构原理示意图，由图中可知，该输液速度调节器5主要由减速电机55、螺杆56、尖型堵头57、输液软管58、前置微动开关60、凹型柱59和后置微动开关61等组成。采用螺旋运动力学的原理通过电机55转动螺杆56来推动尖型堵头57挤压输液软管58形成一个“>”形状来扎死输液软管58，使得输液停止，同时不会因为外围的力干扰而松动，工作可靠。输液软管58的特性比较柔软同时韧性比较强，在实施中不会受尖型堵头57的尖型部位挤压而破裂。另外采用行程微动开关60来实现自动停止电机55动作，从而保障机械运行的安全性。当电机55收到一个来自智能控制模块2发给的高电平信号开始，正向旋转慢慢通过尖型堵头57将输液软管58扎紧，最后使得输液出于停止状态。当智能控制模块2给停止信号时，电机55才根据命令信号停止工作，从而能有效地进行输液速度控制。当尖型堵头57的前端顶折的软管58接触到前置微动开关60时，微动开关60断开电机55的电源，停止转动，该功能主要是为了有效的控制输液软管58的通/断，从而有效的为护士带来服务空间时间。凹型柱59的中间设有与堵头57尖头相应的凹槽，该槽底处设有相应的缴动开关60。当输液结束时，智能控制模块2收到液体探测器1发给的一个信号，该模块2将信号转为命令信号，驱动电机55做反向旋转，电机55作反向旋转松开被扎死的输液管58，同时在完全松开输液管58的时候，尖型堵头57的后端顶住后置微动开关61，该微动开关61断开电机55的电源，电机55停止转动。

(4)温度补偿装置

图7所示，是本发明温度补偿装置8的结构原理示意框图，温度补偿装置8主要是为了在冬天或气温比较低的情况下，给输入人体的液体进行适当的温度补给。本装置内置于智能化输液监护仪中，即输液管33的下部，因为这里在输液过程中会停留一部分液体。采用钨丝低能发热组件63，反光锡纸为聚热组件65，石硅垫为传热组件66，利用一个温感开关64来控制温度，能量由电源62供给。当操作者接通开关后，发热组件63的钨丝得电开始发光并产生热量，由于输液管33是单面受热，采用锡纸聚光组件65将钨丝的光和热反射给传热组件66，这时所有的光热能将传送到作为传热组件66的石硅垫上，石硅垫刚好紧附在输液管的下部，根据热传递的原理将热能传递给输液管33内的液体，从而完成液体的温度补给。在此基础上，作为发热组件63钨丝的热能受到一个以温控管作为温感开关64的控制，当温度超过一定量时温控管自动关闭输给钨丝的电源62，当温度低于一定量时温控管闭合电源，钨丝得电工作发热光。

(5)手动报警器

主要是为了方便在其它不可遇见的情况下由病人自己手动操作的一个按键，当按键按下的时候，智能控制模块2得到一个外部命令，同时将命令传递给无线电信号收发电路3，并将命令发射出去，中心监护服务器或无线移动护士装置就能及时的收到声/光的呼叫。从而提高护理管理服务质量。

(6)心电、血压动态数据采集电路

图8所示，测量电极67、68、69采集到讯号，通过运算放大器70进行比较、高低滤波及讯号放大，取得的心电讯号输送到单片机71进行处理。血压、脉搏传感器75采集到的血压、脉搏讯号，通过运算放大器74进行比较、高低滤波及讯号放大，取得的血压讯号与脉搏讯号输送到单片机71进行处理。STEL-2000A数字扩频器72和无线电信号收发电路3结合，主要是完成心电、血压、脉搏讯号打包向主机服务器传送。输入控制76，主要进行开机工作设定、参数设置及关机控制。

(7)输液泵数据采集电路

图9所示，是本发明输液泵数据采集电路原理示意框图，图10是图9的控制面板示意图。由图9可知，本输液泵数据采集电路9的集成控制模块77是通过数据接口来与加压泵78即输液泵78串行接口连接的，从而获取输液泵78的相关数据，同时监护输液状况。电源模块76，它直接与交流电连接，同时内置一个1000MA的电池组，作为后备电源。集成控制模块77，根据预设的程序来控制输液泵78、显示器模块79、报警器80、键盘81、液体容器82、串行接口83和容器82的液体探测器84。电动加压泵78，它在集成控制模块77的指令下工作。显示模块79，它主要显示操作菜单与时钟。报警器80，它主要是在它在模块77的指令下做各种预设的报警，例如，针管堵塞、输液数度过快等等故障的报警。键盘81，一个用来设定程序和开启关闭仪器用的按键组。液体容器82，是装载输液体的容器。容器82的液体探测器84，它安装在液体容器82的下面，主要用来识别容器82中液体的容量状况。串行接口83，用于连接无线电信息收发电路3的一个接口，该接口接上后，启动图10中控制面板85中的显示器86菜单上的数据连接命令，加压泵78的操作将通过无线电信息收发电路3与中心监控服务器联系，同时启动中心监护服务器的输液泵监护分析软件21。面板85，它是加压泵78的操作面板，该面板85中设有液晶显示屏86，用来显示时钟和程序菜单的操作。该程序菜单，它有5个命令菜单，如

                            初始化

                            参数设置

                            数据连接

                            开始

                            结束

其中参数设置为一个主菜单，如

                            3ml/h

                            4ml/h

                            5ml/h

                            6ml/s

                                7ml/s

它包括多个子命令菜单，医护人员可以更具对病人的用药属性、病人的体质等状况进行选择。双向选择键87和功能键88，集开关、菜单确认、推出功能为一体的多功能键。菜单管理，它是为了方便操作人员操作该仪器的一个可视化操作界面，同时它能避免人为的不确定因素构成的误操作，造成医疗事故。

(8)电池组

电池组7是该仪器的供电电源，能源库，采用4.5v直流供电，同时设计该电池组为可充电电池或蓄电池。

(9)液晶显示模块

液晶显示模块10参阅图2和图3及其说明，主要是为了用户操作方便以及降低误操作引起的事故设计，液晶显示可以显示当前时间，以及输液开始时间，结束时间，同时是预设程序的菜单的组要输出部件。

二、中心监护服务器

中心监护服务器主要是通过前端智能化输液监护仪采集回来的各类数据来进行分析，得出结构后再将各类信心编成命令信号发给智能化输液监护仪。

在图1中可知，该服务器的构成主要由无线电信息收发电路11，指令信号发生器12，计算机PC13，心电、血压模块14，分析控制软件15，心电、血压分析软件10，显示器17，心电监护仪18，后备电源19，语音报警系统20，输液泵监护软件21，打印机22，后台数据库23构成。电路11主要是收发智能化输液监护仪发来的各类无线电信号，传递给指令信号发生器12，由发生器12经过解码后传给PC机13，PC机13经过分析控制软件15、心电及血压分析软件16、心电监护仪18和输液泵监护分析软件21的分析判断，根据数据的类型得出结果，然后再将数据传给指令信息发生器12编码，编码后传给无线电信号收发电路11发射出去。显示器17是为了方便护士及时掌握被监护的对象信息而设立的一个大屏幕提示板。后台数据库23是为了实现网络化管理而设立的一个后台服务数据库。语音报警系统20是为了更明确详细的提示护理人员掌握被监护的对象信息。后备电源19，为了防止停电而设立的一个后备供电电池组。

三、无线移动护士装置

移动护士装置是一个便携式的接收机，它可以接收监护服务器发送的各类报警信号，以便护士不在病人身边时也能及时的掌握病人的动态信息。在图1中可知，该装置主要由无线电信息接收电路24、解码器25、液晶驱动模块26、液晶显示器27、电池组28、单片机29、键盘30、蜂鸣器31构成。当监护服务器发出相应无线电信号时，移动护士装置通过无线电信息接收电路24接收后经解码器25，解码后再将解码出来的数据传给单片机29处理，处理后的数据通过模块26和显示器27来显示发送过来的信息，同时单片机29给出一个指令给蜂鸣器31，该蜂鸣器31发出的声音提示。查询报警信息和设置时钟通过键盘30来实现。

四、技术参数：

供电：智能输液监护仪采用4.5V直流高能电池，可供电时间长达90天以上；监护服务器是采用市电220v供电。

无线移动护士装置采用3-4.5V直流高能电池，可供电时间长达60天以上。

电流：智能输液监护仪待机工作电流10mA，报警发射50-60mA。

      监护服务器待机工作电流50mA，报警接收100-150mA。

      无线移动护士装置待机工作电流5mA，报警接收10-50mA

无线电信号收发电路3和11的技术参数为：

发射功率：20mW，接收功率：1.8W；调制方式：GFKS发射频率：433-450MHz；接收灵敏度：-126dBm(0.112uV)；监控服务器最多可以配智能输液监护仪数量为：1500个；智能输液监护仪最多可以配无线移动护士端100个。

能过以上的说明可知，本发明中的器件、装置和相应的软件，都是采用现有技术和产品来制作，以及通过该技术领域的普通技术人员，利用这些现有技术和产品，而可以实现和使用本基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统的，而且能达到相应的效果。

医用多功能智能化输液监护系统将无线数字化传输技术、生物医电技术、智能化控制技术以及计算机信息技术融合于一体，实现输液无线监控与智能化控制、心电与血压参数遥测与分析以及即时指令性控制、输液泵的无线监控与结合病患者生命体征动态信息进行智能化控制、输液补、恒温控制以及监护报警与呼叫等功能。方便病人、医生和护士。

Claims (4)

1、一种基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统，它包括普通输液器、输液泵，其特征在于还包括：

智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动式护士装置；智能化输液监护仪、中心监护服务器和无线移动护士装置之间的信息和数据通过无线电的方式来传输、联系和处理，实现输液、血压、心电多方面的监测和护理，所有的过程都是自动智能化完成。

2、根据权利要求1所述的基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统，其特征在于：

所述的智能化输液监护仪包括

探测输液管中液体的流速和液体是否存在，并发出相应信号的液位探测器(1)；

智能控制模块(2)，用于处理各种反馈信号，同时将信号的处理结果按预设程序分配各相应的电路和器件；

无线电信号收发电路(3)，用于接收和发送指令信号及数据信号；

动态数据采集电路(4)，用于采集心电、血压及相关的动态信息数据，通过所述的无线电信号收发电路(3)，传给相应的服务器；

控制输液速度或关断输液管的输液调节器(5)；

输液泵数据采集电路(9)，用于获取输液泵的相关信息数据，通过无线电收发电路(3)发出数据信息，接收控制信息；

显示模块，用于显示操作菜单与操作信息。

3、根据权利要求1所述的基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统，其特征在于：

中心监护服务器包括

无线电信号收发电路(11)，用于接收和发送指令信号及数据信号；

PC(13)，它是一台基于xp系统平台的计算机，主要是通过嵌入式的各种软、硬件与接口来管理整个系统的运作，在整个系统中起到一个服务器的作用；

分析与控制软件(15)，它建立在一个多种管理模块平台的基础上，用于综合分析与综合控制的相应的数据信息和器件；

心电、血压模块(14)，它是集成心电及血压数据采集和通信接口为一体的硬件模块电路；

心电、血压分析软件模块(16)，它是根据心电、血压模块(14)采集到的相关数据进行相应分析的一个软件；

心电监护仪(18)，用于将心电、血压模块(14)采集到的各种数据信息进行分析后，编译成一个指令信号，通过PC(13)和无线电信号收发电路(11)，以及智能化输液监护仪的无线电信号收发电路(3)，反馈给智能控制模块(2)；

输液泵监护分析软件(21)，它是分析与控制软件下的一个主子程序，用于分析智能化输液监护仪中输液泵数据采集电路(9)传送过来的数据，同时通过无线电信息收发电路(11、3)返回给所述的输液泵数据采集电路(9)；

显示屏，用于方便护干及时掌握被监护对象的语音而设立的屏幕提示板，它主要显示报警信息和时间；

后台数据库，用于存入和交换数据信息的平台。

4、根据权利要求1所述的基于无线数字传输的医用多功能智能化输液监护系统，其特征在于：

无线移动式护士装置包括

无线电信息接收电路(24)，用于接收中心监护服务器发来的报警信息；

单片机(29)，用于数据信息的处理；

显示器及其驱动模块(26)，用于显示报警信息和时钟及其驱动。

Images