CN203447580U - 一种高精度输液泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度输液泵，包括第一处理器、电机驱动电路、步进电机、蠕动泵和与第一处理器连接的第二处理器，所述第一处理器分别连接有第一声光告警模块、压力检测模块和气泡检测模块，所述第一处理器依次通过电机驱动电路和步进电机进而与蠕动泵连接，所述第二处理器分别连接有存储器、显示器、第二声光告警模块和按键输入模块。本实用新型通过双处理器的相互配合来使得输液泵能自动对蠕动泵的输液速度进行补偿，输液精度较高，其误差可以控制在1.5％以内；可以对输液过程中出现的管壁压力异常和有气泡等故障及时进行报警，更加安全；而且，输液泵的尺寸较小，成本较低，操作简单，易于普及。本实用新型广泛应用于医疗设备领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备领域，尤其是一种高精度输液泵。
背景技术
输液泵是一种能够准确控制输液滴数或输液流速，从而保证药物能够速度均匀，药量准确并且安全地进入病人体内发挥作用的一种仪器。输液泵常用于需要严格控制输液量和药量的情况，如在应用升压药物，抗心律异常药物，婴幼儿静脉输液或静脉麻醉时。
输液泵通过内部的蠕动泵对弹性输液管交替进行挤压和释放来泵送流体。目前，市面上使用的普通输液管，在经过一定时间的挤压后，其弹性会变低，从而会使蠕动泵转动一周输送的液体量变少，比如原先蠕动泵转动一周能输送0.12ml的液体,输液半个小时后，蠕动泵转动一周只能输送0.11ml的液体了。所以在实际应用时，需要对蠕动泵的输液速度进行补偿，从而对输液精度进行严格控制。
但是，传统的普通输液泵一般通过手工调节来对蠕动泵的输液速度进行补偿，精确度较低，误差较大（均大于5%），无法满足输液精度要求；且其无法对输液过程中偶然出现的故障（如气泡或阻塞等）及时进行报警，不够安全。而临床上的高精度输液泵虽然可以满足输液精度的要求，但成本较高，操作复杂，难以普及。
因此，如何设计出一种输液精度高、安全、成本低和操作简单的输液泵，是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种误差较小、安全、成本低和操作简单的高精度输液泵。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度输液泵，包括第一处理器、电机驱动电路、步进电机、蠕动泵和与第一处理器连接的第二处理器，所述第一处理器分别连接有第一声光告警模块、压力检测模块和气泡检测模块，所述第一处理器依次通过电机驱动电路和步进电机进而与蠕动泵连接，所述第二处理器分别连接有存储器、显示器、第二声光告警模块和按键输入模块。
进一步，所述第一处理器还连接有红外点滴检测模块。
进一步，所述第一处理器还连接有电机检测模块，所述电机检测模块与步进电机连接。
进一步，所述第二处理器还连接有护士接口模块。
进一步，还包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与第一处理器的输入端连接，所述电源模块的第二输出端与第二处理器的输入端连接。
进一步，所述第一处理器和第二处理器所采用的芯片均为STM32F103芯片。
进一步，所述显示器为TFT液晶显示器或LCD显示器。
进一步，所述存储器所采用的芯片为AT45DB161芯片。
本实用新型的有益效果是：包括两个处理器、存储器、显示器和按键输入模块，双处理器的相互配合使得输液泵能自动对蠕动泵的输液速度进行补偿，输液精度较高，其误差可以控制在1.5％以内；包括两个声光告警模块、压力检测模块和气泡检测模块，可以对输液过程中出现的管壁压力异常和有气泡等故障及时进行报警，更加安全；而且，输液泵的尺寸较小，成本较低，操作简单，易于普及。
附图说明
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型一种高精度输液泵的结构框图。
具体实施方式
参照图1，一种高精度输液泵，包括第一处理器、电机驱动电路、步进电机、蠕动泵和与第一处理器连接的第二处理器，所述第一处理器分别连接有第一声光告警模块、压力检测模块和气泡检测模块，所述第一处理器依次通过电机驱动电路和步进电机进而与蠕动泵连接，所述第二处理器分别连接有存储器、显示器、第二声光告警模块和按键输入模块。
其中，第一处理器，主要负责对输液过程中采集的各种检测信号或数据（如压力检测模块或气泡检测模块检测信号或数据）进行处理，并将输液数据发送给第二处理器。
电机驱动电路，用于对步进电机速度进行控制，从而按照输液速度的要求，带动蠕动泵转动。
蠕动泵，用于对输液管交替进行挤压和释放来泵送流体。
第一声光告警模块，用于当第二处理器出现故障时，进行声光报警。
第二声光告警模块，用于对输液泵出现的各种告警信息进行声光告警提示。
压力检测模块，用于监控输液管是否出现堵塞，可以通过一贴附于输液管管壁的压力传感器来实现。若输液管出现堵塞，此时第一处理器会产生一控制信号，控制步进电机是输液管停止输液，同时通过第二声光告警模块进行声光告警。
气泡检测模块，用于检测输液管中是否有气泡流过，从而保证病人输液的安全。在具体实现时，气泡检测模块可以通过分设于输液管两侧的超声波发射器和超声波接收器来实现：输液管没有气泡流过时，超声波发射器发出的超声波可以被超声波接收器接收到；而输液管有气泡流过时，超声波发射器发出的超声波无法被超声波接收器接收到，此时，超声波接收器的输出要产生一个电压跳变，利用超声波接收器的输出是否产生电平跳变就可以实现对输液管中是否有气泡流过进行检测。若输液管中有气泡，此时第一处理器会产生一控制信号，控制步进电机使输液管停止输液，同时通过第二声光告警模块进行声光告警。
第二处理器，主要负责人机界面操作及对系统参数进行处理，通过通信接口与第一处理器进行通信，将用户操作指令发送给第一处理器，同时从第一处理器读取输液泵的状态。
显示器，用于显示输液参数、输液状态及用户的操作反馈。
存储器，用于存储用户的一些设置参数和输液泵日常工作的日志报告。
按键输入模块，通过按键输入与用户进行交互，接收用户的设置操作。
本实用新型预先通过对输液管进行测试，得到该输液管的K1、K2、K3和K4这四个弹性衰减曲线的参数的值，从而得到该输液管弹性衰减曲线的具体函数表达式：Y=（K1+K2）X2*lnX1+K3+K4*X2，其中Y为输液管弹性衰减值，K1、K2、K3和K4根据不同输液管而有所不同，X1为输液时间，X2为输液速度。在此特此别指出，上述表达式是根据实际测试的结果和曲线拟合的方式得出，是现有技术。
例如，预先通过测试和曲线拟合得出威高管的输液管弹性衰减曲线为Y=（-2.628+0.002）*X2*lnX1-3+0.07*X2，式中，X1为输液时间，X2为输液速度。用户通过按键输入模块将输液时间X1和输液速度X2的具体数值经第二处理器发送给第一处理器，由第一处理器计算输液管弹性衰减值Y，然后根据计算得到的衰减值Y产生相应的控制调整信号来自动调整蠕动泵的速度，从而实现输液精度的补偿。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述第一处理器还连接有红外点滴检测模块。
其中，红外点滴检测模块，用于对输液管的液滴滴落速度进行检测，同时防止漏液现象出现。在具体实现时，红外点滴检测模块通过分设于输液管两侧的红外发射器和红外接收器来实现：输液管没有液滴滴落时，红外发射器发出的光可以被红外接收器接收到；而输液管有液滴滴落时，红外发射器发出的光无法被红外接收器接收到，此时，红外接收器的输出要产生一个电压跳变，利用这个电平跳变就可以实现对经过输液管的液滴进行计数。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述第一处理器还连接有电机检测模块，所述电机检测模块与步进电机连接。
其中，电机检测模块，用于检测步进电机的转动速度及转动方向是否正确，从而对步进电机进行精确控制。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述第二处理器还连接有护士接口模块。
护士接口模块，用于与医院的护士工作站进行通信，从而对输液泵进行远端监控及操作，降低了护士人员的工作强度。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与第一处理器的输入端连接，所述电源模块的第二输出端与第二处理器的输入端连接。
其中，电源模块，用于为第一处理器和第二处理器供电。
进一步作为优选的实施方式，所述第一处理器和第二处理器所采用的芯片均为STM32F103芯片。
本实用新型采用STM32F103（如STM32F103C8等）作为处理器。STM32F103C8是意法半导体公司于2008年推出的以高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核的ARM。工作频率可达72MHz，内置高速存储器(高达512kB的闪存和64kB的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。STM32F103C8的Thumb-2指令集带来了更高的指令效率和更强的性能，通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中断事件的响应比以往更迅速，工作电压可以在2．0～3．6V之间，能够实现耗电最优化。在工业实时控制、计算机外部设备、建筑和安防、仪器仪表、通讯设备、家电消费等各个领域应用广泛。
进一步作为优选的实施方式，所述显示器为TFT液晶显示器或LCD显示器。
进一步作为优选的实施方式，所述存储器所采用的芯片为AT45DB161芯片。
本实用新型的存储器可采用AT45DB161芯片来实现。AT45DB161是ATMEL公司生产的应用在数字语音存储、图像存储和数据存储等领域的串行接口可编程闪速存储器。它采用SPI串行模式，可与任何单片机或微机进行通信,几乎无需外接元器件。该芯片操作方便、数据存储量大,安全性好,并且封装尺寸小、集成度高、功耗低等优点决定了它在商业和工业中有着广泛的应用。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
（1）采用了双处理器结构，通过两个处理器的分工合作和互相监控来自动对蠕动泵的输液速度进行弹性补偿，精确度较高，其误差可以控制在1.5％以内。
（2）包括两个声光告警模块、压力检测模块、红外点滴检测模块和气泡检测模块，可以对输液过程中出现的管壁压力异常、漏液和有气泡等故障及时进行报警，更加安全。
（3）输液泵的尺寸较小，成本较低，操作简单，易于普及，具有广阔的应用前景。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种高精度输液泵，其特征在于：包括第一处理器、电机驱动电路、步进电机、蠕动泵和与第一处理器连接的第二处理器，所述第一处理器分别连接有第一声光告警模块、压力检测模块和气泡检测模块，所述第一处理器依次通过电机驱动电路和步进电机进而与蠕动泵连接，所述第二处理器分别连接有存储器、显示器、第二声光告警模块和按键输入模块。
2.根据权利要求1所述的一种高精度输液泵，其特征在于：所述第一处理器还连接有红外点滴检测模块。
3.根据权利要求1所述的一种高精度输液泵，其特征在于：所述第一处理器还连接有电机检测模块，所述电机检测模块与步进电机连接。
4.根据权利要求1所述的一种高精度输液泵，其特征在于：所述第二处理器还连接有护士接口模块。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高精度输液泵，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与第一处理器的输入端连接，所述电源模块的第二输出端与第二处理器的输入端连接。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种高精度输液泵，其特征在于：所述第一处理器和第二处理器所采用的芯片均为STM32F103芯片。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种高精度输液泵，其特征在于：所述显示器为TFT液晶显示器或LCD显示器。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种高精度输液泵，其特征在于：所述存储器所采用的芯片为AT45DB161芯片。
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