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CN105561438A - 一种智能输液监控系统及其监控方法 - Google Patents

一种智能输液监控系统及其监控方法 Download PDF

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CN105561438A CN201510992372.1A CN201510992372A CN105561438A CN 105561438 A CN105561438 A CN 105561438A CN 201510992372 A CN201510992372 A CN 201510992372A CN 105561438 A CN105561438 A CN 105561438A
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吴英
白露
柏俊杰
张小云
向毅
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Abstract

本发明提供了一种智能输液监控系统及其监控方法，其中，所述输液监控装置包括微处理器、设置模块、红外检测模块、滴速控制模块、报警模块、信息显示模块以及无线传输模块，所述微控制器根据所述红外检测模块检测到的当前液滴滴落的速度与预设的滴速参考值进行比较，结合PID算法，利用所述盘形凸轮变化的直径改变所述盘形凸轮与所述抵接件之间夹槽的大小，从而改变滴管的流通截面积，进而调整了输液液滴的速度；当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于临界液面时，进行报警，并减慢滴液的滴速直至停止下滴，该发明减少了医疗事故的发生，提高了医务人员的工作效率。

Description

一种智能输液监控系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及医疗监护技术领域，具体涉及一种智能输液监控系统及其监控方法。
背景技术
静脉输液治疗是临床医疗工作中常用的治疗手段，但目前大多数医院及医疗机构都没有实现输液的自动监控管理，在输液过程中，需要由患者、陪侍随时观察药液余量，或者需要医务人员不定时的进行巡检，以确定输液速度是否合理，输液是否即将结束。如果没有及时换药或者停止输液，轻则延误患者的治疗，重则发生严重的医疗事故，危及患者的生命安全。
发明内容
本申请通过提供一种智能输液监控系统及其监控方法，一方面，避免了人工监护不及时导致的意外事故的发生，另一方面，减轻了医务人员的工作强度，合理提高了医务人员的工作效率。
本申请采用以下技术方案予以实现：
一种智能输液监控系统，包括设置于输液滴管上的输液监控装置，该输液监控装置将采集到的监控信息以无线传输的方式发送到监控中心；
所述输液监控装置包括微处理器、设置模块、红外检测模块、滴速控制模块、报警模块、信息显示模块以及无线传输模块，所述设置模块、红外检测模块、滴速控制模块、报警模块、信息显示模块以及无线传输模块分别与所述微处理器相连接，其中，
所述红外检测模块进一步包括第一对红外对管和第二对红外对管，所述第一对红外对管包括第一红外线发射管和第一红外线接收管，分别设置于输液管的滴斗上端相对的两侧，用于检测液滴滴落的速度、相邻两液滴滴落的时间间隔和液滴数，所述第二对红外对管包括第二红外线发射管和第二红外线接收管，分别设置于输液瓶瓶口相对的两侧，用于检测滴液的液面；
所述滴速控制模块进一步包括步进电机、驱动齿轮、齿盘、盘形凸轮和抵接件，其中所述驱动齿轮设置在所述步进电机的轴上，所述驱动齿轮与所述齿盘设置于同一平面上，且所述驱动齿轮与所述齿盘的齿相吻合，所述齿盘上同轴固定有盘形凸轮，所述盘形凸轮的边缘设置有抵接件，在所述盘形凸轮的边缘与所述抵接件之间形成输液管的夹槽；
所述设置模块用于预设滴速参考值、相邻两滴液滴落的时间间隔参考值以及输液瓶容积；
所以信息显示模块用于显示输液瓶当前的滴速以及输液剩余时间；
所述无线传输模块用于将输液监控装置采集到的监控信息传送到监控中心；
所述微处理器将所述第一对红外对管检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块预设的滴速参考值进行比较，并控制所述滴速控制模块调整当前液滴滴落的速度与滴速参考值保持一致，当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于第二对红外对管所在位置时，启动所述报警模块报警，同时控制所述滴速控制模块减慢滴液的滴速直至停止下滴。
该输液监控系统通过无线传输模块将各个输液监控装置连成一个分布式网络。
作为一种优选的技术方案，所述输液监控装置还包括用于呼叫医护人员帮助的呼叫器。
进一步地，所述监控中心包括用于接收监控信息的无线传输模块、用于报警的报警模块以及服务器，该服务器用于显示每个输液瓶的位置信息、该输液瓶当前液滴滴落的速度、输液剩余时间以及是否有呼叫。医务人员在监控中心对整个病区的所有病房的详细输液信息一目了然，从而能够为患者提供及时有效的护理。
作为一种优选的技术方案，所述无线传输模块采用一体化无线收发芯片nRF401。
一种智能输液监控系统的监控方法，包括如下步骤：
S1：将所述输液监控装置设置于输液滴管上，且所述第一对红外对管设置于输液滴管的滴斗上端相对的两侧，所述第二对红外对管设置于输液瓶瓶口相对的两侧，所述滴速控制模块设置于所述红外检测模块下方的输液管上；
S2：在所述设置模块中预设滴速参考值、相邻两滴液滴落的时间间隔参考值以及输液瓶容积；
S3：启动所述输液监控装置；
S4：所述微处理器将所述第一对红外对管检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块预设的滴速参考值进行比较，并控制所述滴速控制模块调整当前液滴滴落的速度与滴速参考值保持一致；
S5：当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于第二对红外对管所在位置时，启动所述报警模块报警，同时控制所述滴速控制模块减慢滴液的滴速直至停止下滴。
进一步地，输液液滴的速度为：v＝KAΔpm，式中，A为流通截面积，Δp为压差，取决于输液瓶悬挂的高度，K为比例系数，取决于液体的流体特性，m为流量特性指数，介于0.5到1之间；
步骤S4和步骤S5中所述滴速控制模块调整速度的方法为：所述微控制器根据所述红外检测模块检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块预设的滴速参考值进行比较，结合PID算法，通过控制所述步进电机带动所述盘形凸轮旋转，利用所述盘形凸轮变化的直径改变所述盘形凸轮与所述抵接件之间夹槽的大小，从而改变滴管的流通截面积，进而调整了输液液滴的速度。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：该智能输液监控系统实现了输液速度的实时监测和自动调整，输液完成后自动报警，医务人员在监控中心对整个病区的所有病房的详细输液信息一目了然，从而能够为患者提供及时有效的护理，且该智能输液监控系统为医院的智能化、网络化、规范化的管理提供了极大地保障。
附图说明
图1为本发明的智能输液监控装置的原理框图；
图2为第一对红外对管与滴速控制模块安装示意图；
图3为第二对红外对管安装示意图；
图4为滴速控制模块结构示意图；
图5为本发明的系统结构框图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种智能输液监控系统及其监控方法，一方面，避免了人工监护不及时导致的意外事故的发生，另一方面，减轻了医务人员的工作强度，合理提高了医务人员的工作效率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。
实施例
一种智能输液监控系统，包括设置于输液滴管上的输液监控装置，该输液监控装置将采集到的监控信息以无线传输的方式发送到监控中心；
如图1所示，所述输液监控装置包括微处理器1、设置模块2、红外检测模块3、滴速控制模块4、报警模块5、信息显示模块6以及无线传输模块7，所述设置模块2、红外检测模块3、滴速控制模块4、报警模块5、信息显示模块6以及无线传输模块7分别与所述微处理器1相连接，其中，
如图2所示，所述红外检测模块3进一步包括第一对红外对管301和第二对红外对管302，所述第一对红外对管301包括第一红外线发射管301a和第一红外线接收管301b，分别设置于输液管的滴斗上端相对的两侧，用于检测液滴滴落的速度、相邻两液滴滴落的时间间隔和液滴数，如图3所示，所述第二对红外对管302包括第二红外线发射管302a和第二红外线接收管302b，分别设置于输液瓶瓶口相对的两侧，用于检测滴液的液面；
如图4所示，所述滴速控制模块4进一步包括步进电机401、驱动齿轮402、齿盘403、盘形凸轮404和抵接件405，其中所述驱动齿轮402设置在所述步进电机401的轴上，所述驱动齿轮402与所述齿盘403设置于同一平面上，且所述驱动齿轮402与所述齿盘403的齿相吻合，所述齿盘403上同轴固定有盘形凸轮404，所述盘形凸轮404的边缘设置有抵接件405，在所述盘形凸轮404的边缘与所述抵接件405之间形成输液管的夹槽；
所述设置模块2用于预设滴速参考值、相邻两滴液滴落的时间间隔参考值以及输液瓶容积；
所以信息显示模块6用于显示输液瓶当前的滴速以及输液剩余时间；
所述无线传输模块7用于将输液监控装置采集到的监控信息传送到监控中心；
所述微处理器1将所述第一对红外对管301检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块2预设的滴速参考值进行比较，并控制所述滴速控制模块4调整当前液滴滴落的速度与滴速参考值保持一致，当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于第二对红外对管302所在位置时，启动所述报警模块5报警，同时控制所述滴速控制模块4减慢滴液的滴速直至停止下滴。
如图5所示，该输液监控系统通过无线传输模块将各个输液监控装置连成一个分布式网络。
作为一种优选的技术方案，所述输液监控装置还包括用于呼叫医护人员帮助的呼叫器8。
进一步地，所述监控中心包括用于接收监控信息的无线传输模块、用于报警的报警模块以及服务器，该服务器用于显示每个输液瓶的位置信息、该输液瓶当前液滴滴落的速度、输液剩余时间以及是否有呼叫。医务人员在监控中心对整个病区的所有病房的详细输液信息一目了然，从而能够为患者提供及时有效的护理。
作为一种优选的技术方案，所述无线传输模块7采用一体化无线收发芯片nRF401。
一种智能输液监控系统的监控方法，包括如下步骤：
S1：将所述输液监控装置设置于输液滴管上，且所述第一对红外对管301设置于输液滴管的滴斗上端相对的两侧，所述第二对红外对管302设置于输液瓶瓶口相对的两侧，所述滴速控制模块4设置于所述红外检测模块3下方的输液管上；
S2：在所述设置模块2中预设滴速参考值、相邻两滴液滴落的时间间隔参考值以及输液瓶容积；
S3：启动所述输液监控装置；
S4：所述微处理器1将所述第一对红外对管301检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块2预设的滴速参考值进行比较，并控制所述滴速控制模块4调整当前液滴滴落的速度与滴速参考值保持一致；
S5：当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于第二对红外对管302所在位置时，启动所述报警模块5报警，同时控制所述滴速控制模块4减慢滴液的滴速直至停止下滴。
进一步地，输液液滴的速度为：v＝KAΔpm，式中，A为流通截面积，Δp为压差，取决于输液瓶悬挂的高度，K为比例系数，取决于液体的流体特性，m为流量特性指数，介于0.5到1之间；
步骤S4和步骤S5中所述滴速控制模块4调整速度的方法为：所述微控制器1根据所述红外检测模块3检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块2预设的滴速参考值进行比较，结合PID算法，通过控制所述步进电机401带动所述盘形凸轮404旋转，利用所述盘形凸轮404变化的直径改变所述盘形凸轮404与所述抵接件405之间夹槽的大小，从而改变滴管的流通截面积，进而调整了输液液滴的速度。
本申请的上述实施例中，通过提供一种智能输液监控系统及其监控方法，所述输液监控装置包括微处理器、设置模块、红外检测模块、滴速控制模块、报警模块、信息显示模块以及无线传输模块，所述微控制器根据所述红外检测模块检测到的当前液滴滴落的速度与预设的滴速参考值进行比较，结合PID算法，利用所述盘形凸轮变化的直径改变所述盘形凸轮与所述抵接件之间夹槽的大小，从而改变滴管的流通截面积，进而调整了输液液滴的速度；当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于临界液面时，进行报警，并减慢滴液的滴速直至停止下滴，该发明减少了医疗事故的发生，提高了医务人员的工作效率。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能输液监控系统，其特征在于，包括设置于输液滴管上的输液监控装置，该输液监控装置将采集到的监控信息以无线传输的方式发送到监控中心；
所述输液监控装置包括微处理器(1)、设置模块(2)、红外检测模块(3)、滴速控制模块(4)、报警模块(5)、信息显示模块(6)以及无线传输模块(7)，所述设置模块(2)、红外检测模块(3)、滴速控制模块(4)、报警模块(5)、信息显示模块(6)以及无线传输模块(7)分别与所述微处理器(1)相连接，其中：
所述红外检测模块(3)包括第一对红外对管(301)和第二对红外对管(302)，所述第一对红外对管(301)包括第一红外线发射管(301a)和第一红外线接收管(301b)，且分别设置于输液管的滴斗上端相对的两侧，并用于检测液滴滴落的速度、相邻两液滴滴落的时间间隔和液滴数，所述第二对红外对管(302)包括第二红外线发射管(302a)和第二红外线接收管(302b)，且分别设置于输液瓶瓶口相对的两侧，并用于检测滴液的液面；
所述滴速控制模块(4)包括步进电机(401)、驱动齿轮(402)、齿盘(403)、盘形凸轮(304)和抵接件(405)，其中所述驱动齿轮(402)设置在所述步进电机(401)的轴上，所述驱动齿轮(402)与所述齿盘(403)设置于同一平面上，且所述驱动齿轮(402)与所述齿盘(403)的齿相吻合，所述齿盘(403)上同轴固定有盘形凸轮(404)，所述盘形凸轮(404)的边缘设置有抵接件(405)，在所述盘形凸轮(404)的边缘与所述抵接件(405)之间形成输液管的夹槽；
所述设置模块(2)用于预设滴速参考值、相邻两滴液滴落的时间间隔参考值以及输液瓶容积；
所以信息显示模块(6)用于显示输液瓶当前的滴速以及输液剩余时间；
所述无线传输模块(7)用于将输液监控装置采集到的监控信息传送到监控中心；
所述微处理器(1)将所述第一对红外对管(301)检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块(2)预设的滴速参考值进行比较，并控制所述滴速控制模块(4)调整当前液滴滴落的速度与滴速参考值保持一致，当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于第二对红外对管(302)所在位置时，启动所述报警模块(5)报警，同时控制所述滴速控制模块(4)减慢滴液的滴速直至停止下滴。
2.根据权利要求1所述的智能输液监控系统，其特征在于，所述输液监控装置还包括用于呼叫医护人员帮助的呼叫器(8)。
3.根据权利要求1所述的智能输液监控系统，其特征在于，所述监控中心包括用于接收监控信息的无线传输模块、用于报警的报警模块以及服务器，该服务器用于显示每个输液瓶的位置信息、该输液瓶当前液滴滴落的速度、输液剩余时间以及是否有呼叫。
4.根据权利要求1或3所述的智能输液监控系统，其特征在于，所述无线传输模块(7)采用一体化无线收发芯片nRF401。
5.如权利要求1所述的智能输液监控系统的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将所述输液监控装置设置于输液滴管上，且所述第一对红外对管(301)设置于输液滴管的滴斗上端相对的两侧，所述第二对红外对管(302)设置于输液瓶瓶口相对的两侧，所述滴速控制模块(4)设置于所述红外检测模块(3)下方的输液管上；
S2：在所述设置模块(2)中预设滴速参考值、相邻两滴液滴落的时间间隔参考值以及输液瓶容积；
S3：启动所述输液监控装置；
S4：所述微处理器(1)将所述第一对红外对管(301)检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块(2)预设的滴速参考值进行比较，并控制所述滴速控制模块(4)调整当前液滴滴落的速度与滴速参考值保持一致；
S5：当检测到相邻两滴液滴落的时间间隔大于预设的时间间隔参考值时或者当滴液的液面低于第二对红外对管(302)所在位置时，启动所述报警模块(5)报警，同时控制所述滴速控制模块(4)减慢滴液的滴速直至停止下滴。
6.根据权利要求5所述的智能输液监控系统的监控方法，其特征在于，输液液滴的速度为：v＝KAΔpm，式中，A为流通截面积，Δp为压差，取决于输液瓶悬挂的高度，K为比例系数，取决于液体的流体特性，m为流量特性指数，介于0.5到1之间；
步骤S4和步骤S5中所述滴速控制模块(4)调整速度的方法为：所述微控制器(1)根据所述红外检测模块(3)检测到的当前液滴滴落的速度与所述设置模块(2)预设的滴速参考值进行比较，结合PID算法，通过控制所述步进电机(401)带动所述盘形凸轮(404)旋转，利用所述盘形凸轮(404)变化的直径改变所述盘形凸轮(404)与所述抵接件(405)之间夹槽的大小，从而改变滴管的流通截面积，进而调整了输液液滴的速度。
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