CN201949449U - 一种光电监测医用输液器中输液液体结束的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，包括：光辐射源(51)、光电探测器(52)、处理电路(53)、执行单元(54)、电源(55)、弹性开合机构(56)、系统开关(57)等。本实用新型利用光、电、声和集成电路技术，根据输液液体和空气对光波的吸收程度的不同的原理，采用非接触式方式，监测当医用输液器中输液液体结束时，发出输液液体结束的警示信号。

Description

一种光电监测医用输液器中输液液体结束的装置

技术领域

本实用新型涉及一种光电监测医用输液器中输液液体结束的装置。更具体地说，本实用新型的技术涉及光、电、声和集成电路技术，利用不同介质对光的吸收程度的不同，采用非接触式方式，监测当医用输液器中输液液体结束时，发出输液液体结束的声音警示的技术。

背景技术

输液是医院常用的治疗手段之一。输液液体结束后，如果未及时添加液体或拔出输液针头，当空气进入病人静脉，病人的生命将受到极大威胁，因此，当输液液体结束时的提醒或警示，将是非常必要的。

目前，在医院的实际输液过程中，当输液液体结束时，常用的手段是，医生或护士巡视检查，或病人招呼医生或护士。当病人众多时，医生或护士数量不足，难免有疏忽和遗漏。往往当病人输液时，由于输液时间一般较长，通常长达数小时之久，且病人身体不适，导致病人昏昏欲睡，也难以时刻警醒，观察输液液体是否结束。

因而，需要一种能够检测输液液体，并在液体将要输完时，及时发出警示，提醒病人，尤其是医生和护士，来及时处置的技术和装置。

目前，现有这方面的发明或实用新型的专利不少，其主要特点综述如下：

利用弹簧秤称量的原理，当输液液体减少到一定程度，发出警示。如：专利200320131490.6(医用输液警示器)，200420107060.5(静脉输液安全警示器)，200520000705.X(输液自动警示器)，200710172227.4(输液警示器)，200720154227.7(输液滴注结束警示器)等均是采用弹簧秤称重原理。这种类型的输液警示器结构简单，但易受到干扰，例如：患者输液手臂移动等意外原因，使得弹簧秤一时无法准确称量输液液体，导致误警示。病人长时间一个姿势，势必需要适当调节姿势、活动一下，导致误警示，这种类型的输液液体警示器实用性不理想。

另外，还有采用介入方式，即在原有的输液器械中，介入额外的部件，以探知输液液体液 面的变化，例如：专利00256323.1(自动警示输液装置)，利用虹吸现象的原理，将虹吸管的一端介入输液的液体瓶中。专利03235891.1(输液管警示器)，在缓流管中加入浮子和浮杆。这类专利的结构复杂、部件繁多，需要特制或额外的器械，导致成本增加，另外，介入额外器械与输液液体接触，有污染输液液体的风险，平时需要妥善保管，使用时需要严格消毒，如果一次性使用，则又将提高成本。

在现有公开的这些相关专利中，结构最为复杂的是：200680004601.5(具备警示器或无线呼叫装置和贮存袋的液体截断装置及其系统)，利用弹性支撑片和弹性可动片，控制液体的流入和流出，当没有液体流出时，触发警示器。不仅结构复杂，还需要全新设计和加工新的输液导管，对现有输液管线改动太大，成本高昂。

采用光电技术，目前来看是比较切实可行的途径，又可分为两种方式：一种是光电计数，即通过光电统计输液液滴的数量和频率，确定何时发出警示信号，例如：专利200820054472.5(输液警示器)和200820192748.6(光敏输液警示器)，采用光电原理，液滴计数器和液滴频率分析。但不同的液体容器，用药量使得无法预先获得准确的液滴数，以及有时病人或医生根据需要调整输液液体的流速，或者由于病人手臂晃动，导致液滴频率发生变化等，均可能导致误警示的发生。

专利200520122591.6(自动警示的输液器装置)，利用光电原理，光源采用电灯和光敏二极管。在这个专利中，认为光波是无法透过输液液体的，因此在输液管另一面的光敏二极管无法接收到光信号；当输液管中没有液体时，光波可以透过输液管，激发光敏二极管，发出警示。但实际情况是，输液液体是清澈且可透光的液体，至少大多数情况是这样，当前能够找到的特例只有输液液体是血液时，其透光性不好。另外，在这个专利中，还采用了莫斐氏滴管固定架，导致结构复杂，搬动不易，且莫斐氏滴管架需要有效固定。

综上所述，以上各种发明和实用新型专利，具有这样或那样的不足之处。因此理想的输液液体结束警示器，应该具有结构简洁实用，使用和取下方便；成本造价低廉，又无需对现有的输液管线有任何改动；即使病人或医生改变输液液体流速，或病人手臂晃动，也不会发生误警示等特点。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提出一种简洁实用、成本低廉的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置。

根据本实用新型的一个方案，提出的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，包括：光辐射源、光电探测器、处理电路、执行单元、电源、弹性开合机构、系统开关，其中，

所述光辐射源发出光波；

所述光电探测器接收光波，并将光信号转换为电信号；

所述处理电路对电信号进行处理，包括：放大、处理、运算、判断等；

所述执行单元接收指令，发出声、光警示信号；

所述电源为整个光电监测医用输液器中输液液体结束的装置提供电能；

所述弹性开合机构包括：弹性件、固定件等；

所述系统开关为控制光电监测医用输液器中输液液体结束的装置的开和关。

综上所述，本实用新型提出了一种光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，这是一种简洁实用、成本低廉的装置。本实用新型的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置具有如下特点：

1.简洁实用

本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，从外形上类似日常生活中，常用的夹子，光辐射源、光电探测器、处理电路、执行单元、电源、弹性开合机构、系统开关等均可集成在“夹子”的两部分中，这两部分通过弹性合页结合成为一体。使用时，夹在输液器上导管上即可，用完后象日常所用的夹子一样拿下，存放方便。

2.成本低廉

本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，所用零件均为光、电、声，以及电子行业常用器件，可集成化程度高。如果采用电子集成技术，则本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，将更加小巧实用，成本也可进一步降低。

如上所述，本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置是一种简洁实用和成本低廉的医用装置。

需要声明的是：在本实用新型中，所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置所采用的技术，利用不同介质对光的吸收程度的不同，来监液体是否结束的技术，不仅限于监测医用输液器中输液液体结束的应用上，也可以用于监测其它透光容器或管道中液体的液面变化等领域，本实用新型所述技术在其它领域内的应用，均属本实用新型保护的范畴。

附图说明

图1为光电监测医用输液器中输液液体结束的装置工作原理示意图；

图2为光电监测医用输液器中输液液体结束的装置效果示意图；

图3为光电监测医用输液器中输液液体结束的装置的俯视示意图；

图4为光电监测医用输液器中输液液体结束的装置的展开示意图；

图5为光电监测医用输液器中输液液体结束的装置的工作过程流程图；

图6为上导管中满输液液体示意图；

图7为上导管中半输液液体示意图；

图8为上导管中无输液液体示意图。

图中，1.上导管，2.滴斗，3.下导管，4.输液液体，5.光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，51.光辐射源，52.光电探测器，53.处理电路，54.执行单元，55.电源，56.弹性开合机构，57.系统开关，58.接触点。

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置进行详细阐述。

如图1所示，为光电监测医用输液器中输液液体结束的装置工作原理示意图，通常医用输液器包括多个组件，为阐述简洁的缘故，在这里，只提及与本实用新型相关组件，包括：上导管(1)、滴斗(2)、下导管(3)，以及输液液体(4)。

在本实用新型中，所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)包括：光辐射源(51)、光电探测器(52)、处理电路(53)、执行单元(54)、电源(55)、弹性开合机构(56)、系统开关(57)。

所述光辐射源(51)为光波提供单元。如图1所示，当开关打开，电池向所述光辐射源(51)供电，所述光辐射源(51)发出光波，该光波透过输液器所述上导管(1)和/或所述输液液体(4)，最后，被所述光电探测器(52)接收。

所述光辐射源(51)所发之光波可以有多种选择，包括：可见光、红外线光、紫外线光。具体采用哪种光波，根据具体实际要求选择，但所述光波种类选择的原则有二：一是所述光波对所述输液液体(4)没有影响，不能使所述输液液体(4)发生物理变化或/和化学反应； 二是相对于在空气中而言，所述光波在所述输液液体(4)中的吸收程度高，易于后面的光电信号的比较和判断，发出正确的警示，防止误警示。

在这里，需要强调的一点是：在不同的文献中，介质对光波的吸收程度，也被称作衰减率等，包括：光波在不同介质的界面的反射和散射，以及在介质中的被吸收程度等，为说明方便，在本实用新型中，统一称作：吸收程度。

所述光辐射源(51)既可发出选择连续光波，也可选择脉冲光波。在本实用新型中，优选地，推荐采用脉冲光波。

另外，为降低成本、降低电能消耗、降低背景光波的影响、减小所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的体积和质量等原因，要求所述光辐射源(51)所发出的光波为单束，所述光束的外形特征尺寸小于所述上导管(1)的直径。

所述光电探测器(52)为所述光辐射源(51)所发出光波的接收单元。如图1所示，当所述上导管(1)中有所述输液液体(4)时，光波通过所述上导管(1)的一侧外壁面，透过所述输液液体(4)，然后通过所述上导管(1)的另外一侧出来，进入所述光电探测器(52)；当所述上导管(1)中没有所述输液液体(4)时，光波通过所述上导管(1)的一侧外壁面，透过所述上导管(1)中的空气，然后通过所述上导管(1)的另外一侧出来，进入所述光电探测器(52)。在上述两种情况中，光波均需通过所述上导管(1)的壁面两次，不同的是，透过所述输液液体(4)和空气两种介质。所述输液液体(4)和空气的对所述光波的吸收程度是不同的，以空气对所述光波的吸收程度为标准和参照，来比较所述输液液体(4)的对所述光波的吸收程度，从而判定所述上导管(1)中是否尚有所述输液液体(4)，判定是否发出警示信号。通常液体对光波的吸收程度，要比在空气中的吸收程度大。

所述处理电路(53)，包括：放大、处理、运算、判断等。如图3所示，所述处理电路(53)的作用是将所述光电探测器(52)探测到的微弱的电信号进行放大处理，然后进行逻辑运算，得到判断的结果。如果结果是“是”，则向所述执行单元(54)发出警示指令；如果结果是“否”，则继续执行的上述所述光电探测器(52)对所述光波的探测，以及所述处理电路(53)对信号的处理过程。上述过程均可由可由集成电路完成，属于常规技术，在此不再累述。

这里需要说明的一点是，所述处理电路(53)的比较判据有两种：

一是与前面信号对比方式。由于所述光辐射源(51)所发出的光波，在所述输液液体(4)和空气中的吸收程度不同，尤其是光波在所述输液液体(4)中的吸收程度大，也就是透射过所述上导管(1)和所述输液液体(4)的，并被所述光电探测器(52)探测到的光波的强度低。当所述上导管(1)中的所述输液液体(4)结束时，所述光辐射源(51)所发出的光波 透射过所述上导管(1)和空气，被所述光电探测器(52)所探测到的光波的强度，出现突然跃升。

在实际应用中，所述处理电路(53)通过放大、处理、运算、判断等，记录下所述光电探测器(52)所探测到的光波的强度最小值，在所述处理电路(53)中设定一个所述光电探测器(52)所探测到的光波的强度跃升的门限值，当所述光电探测器(52)所探测到的光波的强度的跃升值，与前面记录到的最小值相比较超过这个所设定的门限值后，即意味着所述上导管(1)中的所述输液液体(4)结束，同时所述处理电路(54)向所述执行单元(54)发出警示指令，由所述执行单元(54)发出警示信号。

采用上述方式可以有效避免特殊情况的出现。如图7所示，当所述上导管(1)中的所述输液液体(4)的液面恰好处于，所述光辐射源(51)所发出的光波束中间位置时，所述光电探测器(52)所接收到的光波的强度值，也处于最大和最小值之间，导致所述处理电路(53)的判断出现误判的情况。如图6、7和8所示为所述上导管(1)中所述输液液体(4)的三种典型位置。

二是与标准信号对比方式。由于当前常用的一次性输液器，普遍采用PVC材质，且有行业标准来规范，因此，所述上导管(1)和其中的空气对所选定的工作光波的吸收程度基本上是固定值。因此，本实用新型中所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，也可采用出厂前标定好的方式，即将所述工作光波透射过所述上导管(1)和其中空气后，并被所述光电探测器(52)所探测到的光波强度设定为标准参照值，实际使用时，所述光电探测器(52)所探测到的光波强度，在所述处理电路(53)中与所述标准参照值进行比较，当所述光电探测器(52)所探测到的光波强度，达到所设定的标准参照值的范围后，即视为所述上导管(1)中的所述输液液体(4)结束；这个标定程序也可让使用者来实施，即使用者针对所要使用的输液器事先标定，然后再使用，这种方式的不足是，在所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)中增加标定器件。

在本实用新型中，优选地，推荐第一种，即与前面信号对比的方式。

图5所示为所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的工作过程流程图。

当所述处理电路(53)做出判定，需要发出警示时，将向所述执行单元(54)发出信号，由所述执行单元(54)具体实施警示的动作，发出声音或/和闪光的警示；也可将警示的信号通过有线或/和无线的方式，传递到医生或护士值班室。

所述电源(55)为所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)提供全部所需电能。如图3所示，在本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)技术 中，耗电量不大，无需外接电源线，可采用在所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)中，内置化学电池、太阳能电池，或充电电池等供电方式。

另外，在所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)上，设置有一个所述电源(55)电量显示装置，以提醒使用者剩余电量，及时更换电池或充电。

所述弹性开合机构(56)，包括：弹性件、固定件等。如图3和4所示，在本实用新型所述的光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)中，所述光辐射源(51)、光电探测器(52)、处理电路(53)、执行单元(54)、电源(55)等，均可小型化并集成化，分别集成进所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的左右两部分中，这两部分将由所述弹性开合机构(56)，将其连接成一体，如图3和4所示。因此，从外形上看，所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)，类似日常生活中常用的夹子。使用时，夹在输液上导管(1)上即可，用完后象日常所用的夹子一样拿下，且存放方便。如图2所示为所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)使用时的效果示意图。

所述系统开关(57)为控制所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的开和关，图中未示出。不用时处于关闭状态，使用时，打开开关，开始工作。在本实用新型中，有两种开关方式可供选择：

一是普通开关。即在所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)上设置一个电源开关，控制系统的开关，这是常规技术，无需累述。

二是接触式开关。当所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)未工作时，例如：处于平时存放状态时，如图4所示，两个所述接触点(58)将接触上，此时，所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的所述电源(55)系统应处于断开状态；当所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)工作时，例如：所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)，已夹到输液器的所述上导管(1)上，如图3所示，由于所述上导管(1)具有一定的直径，使得两个所述接触点(58)分离，此时，所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的电源系统应处于连接状态。

其工作原理是：两个所述接触点(58)接触时，系统处于关闭状态；两个所述接触点不接触时，系统处于接通状态。

在本实用新型中，设计所述接触点(58)的目的是：防止医生或护士，忘记开启所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的系统开关(57)，另外，在未使用时，在弹性开合机构的作用下，两个所述接触点(58)自然接触，系统断开，节省电能。

在本实用新型中，在所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)上，设计一个 系统工作状态指示灯。当所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)工作时，系统工作状态指示灯闪烁，显示其工作状态；当所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)未工作时，系统工作状态指示灯熄灭。

在本实用新型中，优选地，推荐所述接触式开关。

综上所述，如图3所示，当所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)工作时，即在所述弹性开合机构(56)的作用下，夹到输液器的所述上导管(1)上，使得两个所述接触点(58)分离，所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置(5)的所述电源(56)接通开始工作。

所述光辐射源(51)发出光束，透过输液器所述上导管(1)的侧壁面和输液液体(4)，被对面的所述光电探测器(52)接收。所述光电探测器(52)将接收到的光波信号，转换为电信号，所述处理电路(53)将电信号进行放大处理，然后进行逻辑运算，得到判断的结果。

Claims (10)

1.一种光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，包括：光辐射源(51)、光电探测器(52)、处理电路(53)、执行单元(54)、电源(55)、弹性开合机构(56)、系统开关(57)，其特征在于：

所述光辐射源(51)、所述光电探测器(52)、所述处理电路(53)、所述执行单元(54)、所述电源(55)和所述系统开关(57)，分别集成于所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置的左右两部分，并由所述弹性开合机构(56)连接成为一体。

2.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述光辐射源(51)所发之光波为以下三种之一：可见光波、红外线光波、紫外线光波。

3.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述光辐射源(51)发光方式可以是以下两种之一：连续光波或脉冲光波。

4.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述光辐射源(51)所发光束的外形特征尺寸小于上导管(1)的直径。

5.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述处理电路(53)的判定方式可以是以下两者之一：与前面信号对比方式或/和与标准信号对比方式。

6.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述执行单元(54)的警示方式可以选择：发出声音或/和闪光。

7.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述执行单元(54)的警示信号传送可以选择：有线或/和无线的方式。

8.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述电源(55)可以选择以下三种之一：化学电池、太阳能电池或充电电池。

9.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，其中，

所述系统开关(57)可以选择以下两者之一：普通开关和接触式开关。

10.如权利要求1所述光电监测医用输液器中输液液体结束的装置，具有所述电源(55)的电量显示装置、系统工作状态指示灯。 

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