CN102114280B - 一种医院静脉输液监测终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医院静脉输液监测终端，包括微处理器控制系统模块、应变式铝制梁传感器、无线传感网络模块、报警模块、人机界面模块以及电池及电源管理模块，注射用的输液袋或输液瓶悬挂在所述应变式铝制梁传感器上，所述应变式铝制梁传感器将检测到的输液袋或输液瓶的重量变化数据送入微处理器控制系统模块中分析处理。本发明采用药液的重量作为检测指标，通过应变传感器技术实时检测药液的质量来监测输液速度和剩余药液量及输液异常状况，解决了环境因素对检测的影响，具有简单实用、操作便利、安全可靠、成本低廉、完全无线网络化、利于推广普及等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗监测终端，尤其是一种用于医院静脉输液监测的监测终端。
背景技术
静脉输液是临床上一种普遍而重要的治疗手段。目前各类医院中所使用的静脉输液器都是要挂在病人的身体水平线以上才能输液，这种传统的输液设施的输液速度难以准确的控制，这对特护病人和对输液速度有较高要求的病人很不方便。同时在输液的过程中，如果遇到滴速异常、堵针、药液滴完未拔针等情况而未及时处理的话，不仅会影响预期治疗效果，甚至会危及病人的生命。所以在输液治疗过程中，大多数患者需要有人陪护，医护人员需要不断巡视病房，实时监视病人的输液过程，以便及时处理各种异常情况。医护人员的工作量很大，并且很难实时兼顾到每一个病人，这种情况在一些大型医院或者患者数量较多的社区医院特别突出。所以如果有输液智能监测终端，必将深受医务人员和病人的欢迎。
但目前市场上的输液检测装置由于普遍存在等原因而未广泛使用。现有技术中的点滴报警装置，有的结构复杂、笨重、体积大、使用麻烦，有的不能适应不同规格、大小、吊瓶材料，有的依赖弹簧而使用寿命短，有的无法检测点滴速度过快、过慢或阻塞等状况，有的安装使用不易、组网不便、价格昂贵。而且类似的输液监测器大都采用红外技术，检测容易受到周围环境中光线、温度和湿度的影响。目前对临床输液过程的监测主要还是以人工检测为主。当出现滴速异常、堵针、药液滴完未拔针等情况时都需要通知医护人员及时处理。这种方式费时费力，且医护人员的劳动强度很大。特别是在夜间输液时，病人和看护人员睡着后，容易发生医疗事故。医护人员、患者及其家属都希望有一种能够实现输液速度和剩余药液量实时监测、输液异常自动报警、监测信息无限上传功能的智能化静脉输液监测终端。
发明内容
本发明的目的主要针对人工监测输液过程存在的各种隐患，以及现有输液监测装置采用红外技术，检测容易受到环境中光线、温度、湿度和点滴液体的不同颜色、不同浓度、不同透明度的影响，针对具体地区的医院不能使用的缺陷，提出了一种运用重力传感器技术和无线通信技术对输液速度和剩余药液量实时监测，输液异常自动报警、检测信息无线上传，实现全自动、无线、实时监控静脉输液全过程的智能监测终端。
本发明采用的技术方案可以描述为：
一种医院静脉输液监测终端，包括微处理器控制系统模块，以及分别与所述微处理器控制系统模块相连接的应变式铝制梁传感器、无线传感网络模块、报警模块、人机界面模块以及电池及电源管理模块，注射用的输液袋或输液瓶悬挂在所述应变式铝制梁传感器上，所述应变式铝制梁传感器将检测到的输液袋或输液瓶的重量变化数据送入微处理器控制系统模块中分析处理，所述微处理器控制系统模块将处理后的数据通过无线传感网络模块实时发出，同时在人机界面模块上显示所述数据，并在输液袋或输液瓶的重量低于预设阈值时控制报警模块发出报警信号。
作为以上技术方案的一种改进，其中所述应变式铝制梁传感器包括悬挂在输液架上的上挂钩以及用于悬挂输液袋或输液瓶的下挂钩，所述上挂钩和下挂钩分别通过不锈钢螺丝横臂固定在铝合金梁的顶端和底端，所述铝合金梁中间固定有与所述微处理器控制系统模块相连接的全桥电阻式应变片，所述上挂钩和下挂钩在输液时由于输液袋或输液瓶的重力拉伸作用，通过所述不锈钢螺丝横臂使所述铝合金梁发生形变，从而使固定在铝合金梁上的全桥电阻式应变片产生相应的应变，进而在微处理器控制系统模块中产生相应的信号。
作为以上技术方案的一种改进，所述应变式铝制梁传感器还包括与所述铝合金梁相连接的限位保护装置，确保铝合金梁的形变不会超出预定范围。
作为以上技术方案的一种改进，所述微处理器控制系统模块包括信号输入单元、信号处理及转换单元、主微处理器单元以及存储单元，其中主微处理器单元通过无线传感网络模块与外界交换数据，并通过信号输入单元和信号处理及转换单元读取应变式铝制梁传感器所采集的信号。
作为以上技术方案的一种改进，所述主微处理器单元实时检测电池及电源管理模块中电池容量、电压的变化，并根据此变化调节信号处理及转换单元的放大倍数，抵消全桥电阻式应变片的供电电压变化对输液量检测结果产生的影响。
本发明的有益效果是：
1．提出利用测量药液的重量变化来监测输液全过程，此监测终端不受环境的光线、温度和湿度的影响，亦不受点滴液体的颜色、浓度、透明度的影响，可以方便于任意需要的地方和任何点滴液体的使用；
2．直接与普通的输液设备配合使用，适应于不同规格、大小、吊瓶材料（或吊袋材料）的输液器，无需其他的辅助设施支持；
3．工作方式多样。可以与PC机组成无线检测系统，运用于大型医院等；亦可以设计为方便携带式装置独立工作，应用于小诊所等；
4．具有简单实用、操作方便、运行可靠、成本低廉、多功能智能化、无线化、抗干扰能力强、利于推广普及等优点。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明中的应变式铝制梁传感器的结构示意图；
图3为本发明的一个实施例的电路图。
具体实施方式
如图1中的结构框图所示，本发明所提出的一种医院静脉输液监测终端包括微处理器控制系统模块1、应变式铝制梁传感器2、无线传感网络模块3、报警模块4、人机界面模块5以及电池及电源管理模块6，各模块之间电气连接。其中电池及电源管理模块6为监测终端提供正常的工作电源以及相关的高级电源管理功能，在这里考虑到便携性，采用电池供电。低功耗的微处理器控制系统模块1向各工作模块提供工作控制信号，而应变式铝制梁传感器2将其所采集到的重量变化信号传输给微处理器控制系统模块1，微处理器控制系统模块1再根据信号变化的结果控制报警模块4进行报警（比如药液重量低于预设阈值），同时通过无线传感网络模块3上传检测信息。人机界面模块5通过按键标定检测参数，并在液晶显示屏上显示当前检测的数据信息。
参照图2中应变式铝制梁传感器的结构示意图，向微处理器控制系统模块1提供信号的全桥电阻式应变片25通过特定工艺粘贴在铝合金梁24的正中间，铝合金梁24的顶端和底端分别连接有一个不锈钢镙丝横臂23，上挂钩21的一端固定在铝合金梁24项端的不锈钢镙丝横臂23上，其另一端呈弯钩型用来挂在输液架上；下挂钩22一端固定在铝合金梁24底端的不锈钢镙丝横臂23上，其另一端呈弯钩型用来悬挂输液袋或输液瓶。上挂钩21和下挂钩22在输液时由于拉伸作用，通过不锈钢镙丝横臂23使铝合金梁24发生形变，从而使粘贴在铝合金梁24上的全桥电阻式应变片25同时发生形变，通过给全桥电阻式应变片25外加一个电压，全桥电阻式应变片25产生相应的应变信号，此应变信号的变化反映出药液重量的实时变化值。
铝合金梁24上还设有铁制的限位保护装置26，其作用是保护铝合金梁24，使铝合金梁24的形变不会超出预定范围，并在受到外力狠拉或撞击时也能自动恢复。
在本发明的一个实施例中，所述微处理器控制系统模块1包括信号输入模块11、信号处理及转换单元12、主微处理器单元13以及存储单元14。
图3为本发明的一个实施例的电路图，其包括了信号输入模块11、信号处理及转换单元12、主微处理器单元13、存贮单元14、无线传感网络模块3、人机界面模块5以及电池及电源管理模块6。
参照图3，主微处理器单元13采用型号为MSP430F149的微处理器单元（MSP1），其端口P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.7分别接到信号处理及转换单元12（U2）的管脚15、管脚14、管脚13、管脚12、管脚11上，主微处理器单元13（MSP1）通过这些端口设置或读取信号处理及转换单元12（U2）的内部相关数据寄存器，而应变式铝制梁传感器2的四根输出信号线1、2、3、4分别接到信号输入模块11（接口P4）的管脚1、管脚2、管脚3、管脚4中，接口P4的管脚2经过电阻R25接入到U2的管脚8，接口P4的管脚3经过电阻R26接入到U2的管脚7，形成差分输入。接口P4的管脚1即应变式铝制梁传感器2的电源输入端，接到U4的管脚1，接口P4的管脚4接地。主微处理器单元13（MSP1）工作时从信号处理及转换单元12（U2）实时读取应变式铝制梁传感器2的数据。
主微处理器单元13（MSP1）的管脚34与无线传感网络模块3的Zigbee模块(U1) 的管脚23相连接，主微处理器单元13（MSP1）的管脚35与Zigbee模块(U1) 的管脚25相连接，主微处理器单元13（MSP1）通过Zigbee模块(U1)和控制中心进行数据交换。微处理器单元13（MSP1）工作时将从信号处理及转换单元12（U2）实时读取到的应变式铝制梁传感器2数据通过Zigbee模块(U1)发出到控制中心或护士站。
存贮单元14（AT1）用来保存医院静脉输液监测终端的设置标定参数，AT1的管脚1、管脚2、管脚3、管脚4接地，AT1的管脚5接上拉电阻R1后接到MSP1的管脚41、AT1的管脚5接上拉电阻R2后接到MSP1的管脚42，形成IIC总线的硬件接口，主微处理器单元13（MSP1）工作时从存贮单元14（AT1）读取数据。
人机界面模块5由显示LCM（U5）低功耗显示终端、HT1621（U6）LCM笔段译码器和按键S1、S2、S3、S4组成，U5的管脚1、2、3、4分别连接到U6的管脚21、22、23、24，构成行描数据线，U5的管脚5-20分别连接到U6的管脚1-8 和U6的管脚41-48，构成列描数据线。U5的管脚9连接到MSP1的管脚25作为LCD_CS，U5的管脚11连接到MSP1的管脚21作为LCD_WR，U5的管脚12连接到MSP1的管脚27作为LCD_DAT，微处理器单元（MSP1）工作时将从信号处理及转换单元12（U2）实时读取的应变式铝制梁传感器2数据通过HT1621（U6）LCM笔段译码器显示到显示LCM（U5）低功耗显示终端上。按键S1、S2、S3、S4的一端接地，按键S1、S2、S3、S4的另一端分别接到主微处理器单元（MSP1）的管脚36、37、38、39。微处理器单元（MSP1）工作时接收按键S1、S2、S3、S4的按键请求信息，用于设置标定参数和工作参数。
主微处理器单元13（MSP1）还实时检测电池及电源管理模块6的电池容量、电压的变化，并根据变化调节高精度信号处理及转换单元12（U2）的放大倍数，抵消全桥电阻式应变片25单元的供桥电压变化对药液重量检测结果产生的影响。
Claims (2)
1.一种医院静脉输液监测终端，包括微处理器控制系统模块（1），其特征在于：其还包括分别与所述微处理器控制系统模块（1）相连接的应变式铝制梁传感器（2）、无线传感网络模块（3）、报警模块（4）、人机界面模块（5）以及电池及电源管理模块（6），注射用的输液袋或输液瓶悬挂在所述应变式铝制梁传感器（2）上，其中所述应变式铝制梁传感器（2）将检测到的输液袋或输液瓶的重量变化数据送入微处理器控制系统模块（1）中分析处理，所述微处理器控制系统模块（1）将处理后的数据通过无线传感网络模块（3）实时发出，同时在人机界面模块（5）上显示所述处理后的数据，并在输液袋或输液瓶的重量低于预设阈值时控制报警模块（4）发出报警信号；其中所述应变式铝制梁传感器（2）包括悬挂在输液架上的上挂钩（21）以及用于悬挂输液袋或输液瓶的下挂钩（22），所述上挂钩（21）和下挂钩（22）分别通过不锈钢螺丝横臂（23）固定在铝合金梁（24）的顶端和底端，所述铝合金梁（24）中间固定有与所述微处理器控制系统模块（1）相连接的全桥电阻式应变片（25），所述上挂钩（21）和下挂钩（22）在输液时由于输液瓶的重力拉伸作用，通过所述不锈钢螺丝横臂（23）使所述铝合金梁（1）发生形变，从而使固定在铝合金梁（24）上的全桥电阻式应变片（25）产生相应的应变，进而在微处理器控制系统模块（1）中产生相应的信号；所述应变式铝制梁传感器（2）还包括与所述铝合金梁（24）相连接的限位保护装置（26），确保铝合金梁（24）的形变不会超出预定范围；所述微处理器控制系统模块（1）包括信号输入单元（11）、信号处理及转换单元（12）、主微处理器单元（13）以及存储单元（14），其中主微处理器单元（13）通过无线传感网络模块（3）的Zigbee模块与外界交换数据，并通过信号输入单元（11）和信号处理及转换单元（12）读取应变式铝制梁传感器（2）所采集的信号。
2.根据权利要求1所述的一种医院静脉输液监测终端，其特征在于：所述主微处理器单元（13）实时检测电池及电源管理模块（6）中电池容量、电压的变化，并根据此变化调节信号处理及转换单元（12）的放大倍数，抵消全桥电阻式应变片（25）的供电电压变化对输液量检测结果产生的影响。
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Granted publication date: 20121212 Termination date: 20150321 |
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