CN201692414U - 多功能静脉输液监护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多功能静脉输液监护器，有效解决目前输液报警器安全性、可靠性，操作不方便和成本高的问题，其结构是，壳体前部有显示屏，显示屏下方有控制按钮和启动按钮，壳体下部装有和传感器相连的挂钩，上部有固定在传感器上的吊钩，壳体内有控制电路，控制电路由单片机、运算放大器U_4A、U_4B、稳压器、精密精准源芯片、存储器、语音芯片、语音功放芯片及其辅助元件构成，单片机同语音芯片、存储器相联，语音芯片上装有语音功放芯片，单片机经电阻同运算放大器U_4A、U_4B相联，存储器经场效应管Q₃接稳压器和精密精准源芯片，并经场效应管Q₅接语音芯片、语音功放芯片，本实用新型体积小，重量轻，反应灵敏，报警准确可靠，操作方便，价格低廉。

Description

多功能静脉输液监护器

一、技术领域

本实用新型涉及医疗器械，特别是一种多功能静脉输液监护器。

二、背景技术

静脉输液是临床医疗工作中常用的治疗疾病的手段，因其疗效快速确切而在临床上得到广泛应用。据统计，采用静脉输液治疗的患者约占住院患者的90％～95％，大多数患者因输液时间长，易在输液过程中熟睡，当液体输完时，如床旁无陪侍或医护人员未及时换液体或拔针头，可能会出现空气进入血管内形成空气栓塞、或发生凝血堵针头等情况。轻则给病人造成痛苦，重则会延误治疗、危及患者的身心健康，甚至发生严重的医疗事故。针对这种问题，我国十几年前就已开始引进国外的输液泵，可以精确地控制输液速度，并实现输液阻塞(气泡混入)和输液完成报警，但价格昂贵，仅在个别大医院使用，由于精确输液只对少数特殊病人和特殊药品才具有实际意义，而且规范操作下，输液阻塞(气泡混入)是可以避免的。因此输液完毕报警器的研制，成了近几年来的一个热门课题，静脉输液报警器与输液泵的主要区别在于，前者主要功能是输液完毕报警，体积小、价格较低。后者侧重精确地控制输液量，体积大、价格昂贵。据统计截止2004年已有67种输液完毕报警器获国家知识产权局专利技术，但由于各专利技术或多或少都存在着这样或那样的缺陷，致使真正转化为产品的专利并不多，目前仅有个别地区推出了该类产品，转化率不足专利技术的1/10，而且临床应用推广情况很不理想，其原因是安全性、可靠性低，操作不方便，成本高。

三、实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种多功能静脉输液监护器，可有效解决目前输液报警器安全性、可靠性，操作不方便和成本高的问题。

本实用新型解决的技术方案是，包括壳体和壳体内的控制电路，壳体前部有显示屏，显示屏下方有控制按钮和启动按钮，壳体下部装有和传感器相连的挂钩，上部有固定在传感器上的吊钩，壳体内有控制电路，控制电路由单片机、运算放大器U_4A、U_4B、稳压器、精密精准源芯片、存储器、语音芯片、语音功放芯片及其辅助元件构成，单片机同语音芯片、存储器相联，语音芯片上装有语音功放芯片，单片机经电阻同运算放大器U_4A、U_4B相联，存储器经场效应管Q₃接稳压器和精密精准源芯片，并经场效应管Q₅接语音芯片、语音功放芯片。

本实用新型体积小，重量轻，反应灵敏，分段报警，有语音提示，可以和护士站呼叫系统联网，报警准确可靠，外观漂亮，操作方便，价格低廉，对液体无影响，耗电量较小，可重复使用。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构立体图。

图2为本实用新型的控制电路图。

五、具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由图1-图2给出，本实用新型的结构是，包括壳体和壳体内的控制电路，壳体1前部有显示屏4，显示屏下方有控制按钮和启动按钮5，壳体下部装有和传感器相连的挂钩3，上部有固定在传感器上的吊钩2，壳体内有控制电路，控制电路由单片机U₁、运算放大器U_4A、U_4B、稳压器U₂、精密精准源芯片U₅、存储器U₃、语音芯片U₆、语音功放芯片U₇及其辅助元件构成，单片机U₁同语音芯片U₆、存储器U₃相联，语音芯片U₆上装有语音功放芯片U₇，单片机U₁经电阻同运算放大器U_4A、U_4B相联，存储器U₃经场效应管Q₃接稳压器U₂和精密精准源芯片U₅，并经场效应管Q₅接语音芯片U₆、语音功放芯片U₇。

为了保证使用效果，所说的控制按钮为千位控制按钮9、百位控制按钮8、十位控制按钮7、个位控制按钮6；所说的单片机U₁是型号为MSP430F4250的超低功耗单片机，稳压器U2是型号为TPS7633的低功耗稳压器，存储器U₃是型号为CAT24C32WI的EEPROM存储器，运算放大器U_4A、U_4B是均为TLC27L2ACDR型号的低功耗精度运算放大器，精密精准源芯片U₅的型号是REF2930A，语音芯片U₆的型号为ISD4004-8，语音功放芯片U₇的型号为MC34119；

本实用新型在具体实施时，所说的控制电路结构是，单片机U₁的1-5脚分别接插头P₅的1-5脚，单片机U₁的5脚接接地电容C₁₄，并经电阻R₆接3.3V电源、电阻R₇及并联的接地电容C₈、C₉，6脚、11脚并联接电阻R₇和3.3V电  源及接地电容C₈、C₉，7脚接地，8脚、9脚间接有振荡器Y₁及接地电容C₃₆、C₃₅，单片机U₁的10脚接地，12脚接并联的接地电容C₁₂、C₁₁、C₈、C₉，13脚接电容C₂₂、C₂₀，并经电阻R₂₀接运算放大器U_4A的1脚及电阻R₁₇，14脚接电容C₂₃、C₂₁，并经电阻R₂₁接运算放大器U_4B的7脚及电阻R₁₉，电容C₂₂、C₂₃、C₂₀、C₂₁接地，单片机U₁的17脚经电阻R₁₁接场效应管Q₄的栅极，场效应管Q₄的源极接地，单片机U₁的18脚接存储器U₃的6脚、电阻R₁₃，19脚接存储器U₃的5脚、电阻R₁₄，20脚经电阻R₄接场效应管Q₂的栅极，场效应管Q₂的源极接启动开关S₁并接地，场效应管Q₂的漏极接电阻R₂、二极管D₃，二极管D₃接启动开关S₁、二极管D₂，单片机U₁的21脚接二极管D₂和电阻R₇，27脚接电阻R₂₇、语音芯片U₆的24脚，28脚接电阻R₂₆、语音芯片U₆的25脚，31脚接语音芯片U₆的1脚，32脚经电阻R₂₄接场效应管Q₆的栅极，场效应管Q₆的源极接地，漏极经电阻R₂₃接场效应管Q₅的栅极，场效应管Q₅的漏极接并联的接地电阻R₂₅、电容C₂₇、C₂₈及语音芯片U₆的18脚，27脚接语音功放芯片U₇的6脚并经电容C₃₄接地，场效应管Q₅的源极接3.3V电源并经并联的电阻R₃₆、电阻R₃₅、电阻R₃₄、电阻R₃₃、显示器插口P4的1脚、精密精准源芯片U₅的1脚、场效应管Q₃的源极，单片机U₁的33脚和34脚分别接显示器插口P4的4脚和3脚，35脚接电阻R₃₂及场效应管Q₈的栅极，场效应管Q₈的源极接地，漏极经电阻R₃₁接电阻R₃₀、场效应管Q₇的栅极，场效应管Q₇的源极接电阻R₃₀，场效应管Q₇的漏极经电阻R₃₇接显示器插口P4的8脚，单片机U₁的37-39脚分别接显示器插口P4的7、6、5脚，单片机U₁的41-44脚分别接并联的电阻R₃₆、R₃₅、R₃₄、R₃₃和接地的个位开关S₅、十位开关S₄、百位开关S₃、千位开关S₂，电阻R₃₃接3.3V电源，46、47脚接语音芯片U₆的2脚和3脚，48脚接语音芯片U₆的28脚。

所说的稳压器U2的1脚接并联的接地电容C₂、C₁、场效应管Q₇的源极、场效应管Q₁的源极、电阻R₁、二极管D₁，并经二极管D₁接插头P₁的2脚，插头P₁的1脚接地，场效应管Q₁的栅极接电阻R₂、R₁，稳压器U2的2脚接地，3脚接接地电阻R₃、场效应管Q₁的漏极，5脚接并联的接地电容C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、运算放大器U_4A、U_4B的8脚、场效应管Q₃的源极和3.3V电源。

所说的存储器U₃的1-4脚并联接地，5脚经电阻R₁₄接单片机U₁的19脚，6脚经电阻R₁₃接单片机U₁的18脚，存储器U₃的8脚接电阻R₁₃、电阻R₁₄、电阻R₁₂和场效应管Q₃的漏极，场效应管Q₃的源极接3.3V电源，场效应管Q₃的栅极经电阻R₁₀接场效应管Q₄的漏极，场效应管Q₄的源极接地。

所说的运算放大器U_4A的1脚接电阻R₂₀、电阻R₁₇，电阻R₂₀接并联的接地电容C₂₀、C₂₂，2脚接电阻R₁₈、电阻R₁₇，3脚接电容C₁₅、电阻R₁₅，电容C₁₅接地，电阻R₁₅接传感器插口P₂的2脚，4脚和运算放大器U_4B的4脚串联接地，8脚接并联的接地电容C₁₇、C₁₈、C₁₉、C₈、C₉，运算放大器U_4B的7脚接电阻R₁₉、电阻R₂₁，电阻R₂₁接并联的接地电容C₂₁、C₂₃，6脚接电阻R₁₈、电阻R₁₉，5脚接电容C₁₆、电阻R₁₆，电容C₁₆、C₁₅串联接地，电阻R₁₆接传感器插口P₂的3脚，传感器插口P₂的4脚接地。

所说的精密精准源芯片U₅的1脚接电容C₂₄和3.3V电源，并经电容C₂₄接3脚和接地电容C₂₅、C₂₆，2脚接传感器插口P₂的1脚和并联接地电容C₂₅、C₂₆，3脚接地。

所说的语音芯片U₆的4脚接地，11脚接12脚、电容C₃₃、C₃₂、语音功放芯片U₇的1脚并接地，语音芯片U₆的13脚经电容C₃₁、电阻R₁₆接语音功放芯片U₇的4脚，14脚经电容C₃₀接地，23脚和语音功放芯片U₇的7脚相连并接地，24脚接电阻R₂₇和单片机U₁的27脚，并经电阻R₂₇接18脚、电阻R₂₆、语音功放芯片U₇的6脚，25脚接电阻R₂₆和单片机U₁的28脚，26脚接地。

所说的语音功放芯片U₇的1脚接并联的接地电容C₃₂、C₃₃，2脚接电容C₃₂，3脚接电容C₃₃，4脚和5脚间串联有电阻R₂₉，5脚接插头P₃的1脚，6脚接经电容C₃₄接地，7脚、1脚相连接地，8脚接插头P₃的2脚。

本实用新型在使用时，挂在输液架(立式或悬吊式)的吊钩上，输液瓶(袋)挂在本实用新型输液监护器的挂钩上，静脉穿刺成功后，通过千位控制按钮、百位控制按钮、十位控制按钮、个位控制按钮在显示器上输入预输液的重量，监控即开始，其原理是通过重力传感器将输液递减量反映到智能电路中，当输液递减量达到预设输液量时开始语言报警，并具有阻塞报警、输液过快报警、漏液报警、定量输液等功能。其主要优势在于克服了称重法的不足，具有体积小，重量轻，反应灵敏，分段报警，语音提示，可以和护士站呼叫系统联网，报警准确可靠，外观漂亮，操作方便，价格低廉，对液体无影响，耗电量较小，可重复使用等优点，其外观就像一个精美的手持弹簧秤，秤体为显示器。

本实用新型有两种主要的工作模式：液量监护和余重监护，在液量监护模式下，使用者首先根据瓶中液体量输入相应的毫升数，然后将输液监护器和输液瓶悬挂好，完成静脉穿刺并调整好滴速后，按动监护器上的启动按钮，则监护器正式开始工作。在监护过程中，如果遇到异常情况(输液管阻塞、输液速度过快、输液管漏液)则语音报警。当液体剩余60ml时，发出第一次预警，提醒液体快要输完。当液体剩余35ml时，发出第二次警告，提示液体即将输完，等待更换液体或拔针。同时在屏幕上显示“是否记录本次监护结果”的选项，如果选择记录则下次使用相同规格输液瓶的话可以不用输入液体量，即为余重监护模式。

余重监护是本输液器提供的另一种监护模式，使用余重监护要求相同规格的输液瓶已经进行过液量监护，并记录了当时的输液结果。使用余重监护比液量监护更为简单，省去了输入液体毫升数一步。在系统要求输入毫升数时直接按“确定”，即可激活余重监护模式。

除此之外，还有一种附加模式——“定量输液模式”。这个模式是建立在液量监护的基础上的。在液量监护时，输入液体毫升数前，可以选择“定量输液”选项。然后输入需要为病员输到体内的液体的毫升数即可，输完所需液量后监护器即报警。

本实用新型由四个主要模块构成：中央处理模块、称重传感模块、显示模块和语音模块，称重传感模块负责将重量信号转换成数字量传输至中央处理模块。中央处理模块根据时间和重量变化值对输液异常和输液将尽的状态做出判断，并将判断结果送给显示模块和语音模块。显示模块将数据和警告信息显示在屏幕上，语音模块则通过语音提示警告信息。

本实用新型在实现监护、报警功能的过程中，对药品无任何影响，单独使用时不需任何辅助设备，可联网进行群体监护报警。成本低，监控精度和稳定性好，所以可以保证常规输液的需求，能有效地保证患者的输液安全。在有大量患者需要输液的场合，不但能避免输液事故的发生，让患者在输液过程中更加轻松放心，还可以减轻医护人员的工作压力，提高工作效率。尤其在未来战争中，由于大规模高能量杀伤性武器的使用，在短时间内产生大量伤病员，而医护人员非常紧缺时，如果应用这种辅助输液的设备，将大大缓解医护人员的人力不足，提高伤病员的救治效率。另外，本实用新型还可以实现输液控制功能，即在该输液监护报警装置上加入由步进电机构成类似输液滑轮的装置，再结合输液状态信号，可以控制输液速度，起到简易输液泵的作用。在平时及战时医疗护理中有着广阔的应用前景。

Claims (9)

1.一种多功能静脉输液监护器，包括壳体和壳体内的控制电路，其特征在于，壳体(1)前部有显示屏(4)，显示屏下方有控制按钮和启动按钮(5)，壳体下部装有和传感器相连的挂钩(3)，上部有固定在传感器上的吊钩(2)，壳体内有控制电路，控制电路由单片机(U₁)、运算放大器U_4A、U_4B、稳压器(U₂)、精密精准源芯片(U₅)、存储器(U₃)、语音芯片(U₆)、语音功放芯片(U₇)及其辅助元件构成，单片机(U₁)同语音芯片(U₆)、存储器(U₃)相联，语音芯片(U₆)上装有语音功放芯片(U₇)，单片机(U₁)经电阻同运算放大器U_4A、U_4B相联，存储器(U₃)经场效应管Q₃接稳压器(U₂)和精密精准源芯片(U₅)，并经场效应管Q₅接语音芯片(U₆)、语音功放芯片(U₇)。

2.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的控制按钮为千位控制按钮(9)、百位控制按钮(8)、十位控制按钮(7)、个位控制按钮(6)。

3.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的控制电路结构是，单片机(U₁)的1-5脚分别接插头P₅的1-5脚，单片机(U₁)的5脚接接地电容C₁₄，并经电阻R₆接3.3V电源、电阻R₇及并联的接地电容C₈、C₉，6脚、11脚并联接电阻R₇和3.3V电源及接地电容C₈、C₉，7脚接地，8脚、9脚间接有振荡器Y₁及接地电容C₃₆、C₃₅，单片机(U₁)的10脚接地，12脚接并联的接地电容C₁₂、C₁₁、C₈、C₉，13脚接电容C₂₂、C₂₀，并经电阻R₂₀接运算放大器U_4A的1脚及电阻R₁₇，14脚接电容C₂₃、C₂₁，并经电阻R₂₁接运算放大器U_4B的7脚及电阻R₁₉，电容C₂₂、C₂₃、C₂₀、C₂₁接地，单片机(U₁)的17脚经电阻R₁₁接场效应管Q₄的栅极，场效应管Q₄的源极接地，单片机(U₁)的18脚接存储器(U₃)的6脚、电阻R₁₃，19脚接存储器(U₃)的5脚、电阻R₁₄，20脚经电阻R₄接场效应管Q₂的栅极，场效应管Q₂的源极接启动开关(S₁)并接地，场效应管Q₂的漏极接电阻R₂、二极管D₃，二极管D₃接启动开关(S₁)、二极管D₂，单片机(U₁)的21脚接二极管D₂和电阻R₇，27脚接电阻R₂₇、语音芯片(U₆)的24脚，28脚接电阻R₂₆、语音芯片(U₆)的25脚，31脚接语音芯片(U₆)的1脚，32脚经电阻R₂₄接场效应管Q₆的栅极，场效应管Q₆的源极接地，漏极经电阻R₂₃接场效应管Q₅的栅极，场效应管Q₅的漏极接并联的接地电阻R₂₅、电容C₂₇、C₂₈及语音芯片(U₆)的18脚，27脚接语音功放芯片(U₇)的6脚并经电容C₃₄接地，场效应管Q₅的源极接3.3V电源并经并联的电阻R₃₆、电阻R₃₅、电阻R₃₄、电阻R₃₃、显示器插口(P₄)的1脚、精密精准源芯片(U₅)的1脚、场效应管Q₃的源极，单片机(U₁)的33脚和34脚分别接显示器插口(P₄)的4脚和3脚，35脚接电阻R₃₂及场效应管Q₈的栅极，场效应管Q₈的源极接地，漏极经电阻R₃₁接电阻R₃₀、场效应管Q₇的栅极，场效应管Q₇的源极接电阻R₃₀，场效应管Q₇的漏极经电阻R₃₇接显示器插口(P₄)的8脚，单片机(U₁)的37-39脚分别接显示器插口(P₄)的7、6、5脚，单片机(U₁)的41-44脚分别接并联的电阻R₃₆、R₃₅、R₃₄、R₃₃和接地的个位开关(S₅)、十位开关(S₄)、百位开关(S₃)、千位开关(S₂)，电阻R₃₃接3.3V电源，46、47脚接语音芯片(U₆)的2脚和3脚，48脚接语音芯片(U₆)的28脚。

4.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的稳压器(U₂)的1脚接并联的接地电容C₂、C₁、场效应管Q₇的源极、场效应管Q₁的源极、电阻R₁、二极管D₁，并经二极管D₁接插头P₁的2脚，插头P₁的1脚接地，场效应管Q₁的栅极接电阻R₂、R₁，稳压器(U₂)的2脚接地，3脚接接地电阻R₃、场效应管Q₁的漏极，5脚接并联的接地电容C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、运算放大器U_4A、U_4B的8脚、场效应管Q₃的源极和3.3V电源。

5.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的存储器(U₃)的1-4脚并联接地，5脚经电阻R₁₄接单片机U₁的19脚，6脚经电阻R₁₃接单片机(U₁)的18脚，存储器(U₃)的8脚接电阻R₁₃、电阻R₁₄、电阻R₁₂和场效应管Q₃的漏极，场效应管Q₃的源极接3.3V电源，场效应管Q₃的栅极经电阻R₁₀接场效应管Q₄的漏极，场效应管Q₄的源极接地。

6.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的运算放大器U_4A的1脚接电阻R₂₀、电阻R₁₇，电阻R₂₀接并联的接地电容C₂₀、C₂₂，2脚接电阻R₁₈、电阻R₁₇，3脚接电容C₁₅、电阻R₁₅，电容C₁₅接地，电阻R₁₅接传感器插口P₂的2脚，4脚和运算放大器U_4B的4脚串联接地，8脚接并联的接地电容C₁₇、C₁₈、C₁₉、C₈、C₉，运算放大器U_4B的7脚接电阻R₁₉、电阻R₂₁，电阻R₂₁接并联的接地电容C₂₁、C₂₃，6脚接电阻R₁₈、电阻R₁₉，5脚接电容C₁₆、电阻R₁₆，电容C₁₆、C₁₅串联接地，电阻R₁₆接传感器插口P₂的3脚，传感器插口P₂的4脚接地。

7.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的精密精准源芯片(U₅)的1脚接电容C₂₄和3.3V电源，并经电容C₂₄接3脚和接地电容C₂₅、C₂₆，2脚接传感器插口P₂的1脚和并联接地电容C₂₅、C₂₆，3脚接地。

8.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的语音芯片(U₆)的4脚接地，11脚接12脚、电容C₃₃、C₃₂、语音功放芯片(U₇)的1脚并接地，语音芯片(U₆)的13脚经电容C₃₁、电阻R₁₆接语音功放芯片(U₇)的4脚，14脚经电容C₃₀接地，23脚和语音功放芯片(U₇)的7脚相连并接地，24脚接电阻R₂₇和单片机(U₁)的27脚，并经电阻R₂₇接18脚、电阻R₂₆、语音功放芯片(U₇)的6脚，25脚接电阻R₂₆和单片机(U₁)的28脚，26脚接地。

9.根据权利要求1所述的多功能静脉输液监护器，其特征在于，所说的语音功放芯片(U₇)的1脚接并联的接地电容C₃₂、C₃₃，2脚接电容C₃₂，3脚接电容C₃₃，4脚和5脚间串联有电阻R₂₉，5脚接插头P₃的1脚，6脚接经电容C₃₄接地，7脚、1脚相连接地，8脚接插头P₃的2脚。

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