CN108344486A - 充电状态自动校准测量基础的输液检测方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电状态自动校准测量基础的输液检测方法以及装置，装置通过一下步骤实现皮重的自动归零，检测输液监控器是否处于充电状态、输液监控器是否处于纵向悬挂状态；在输液监控器处于充电且纵向悬挂时识别为空载状态，输液监控器自动进行称重传感器的皮重归零操作。本发明针对依靠重力传感器原理监测输液剩余量的输液监控器，可以使传感器皮重零点偏移值得到及时的归零修正，每次输液的报警精度得到根本的保证，减少人工的干预操作，方便临床的快捷使用。

Description

充电状态自动校准测量基础的输液检测方法以及装置

技术领域

本发明涉及输液监控器的皮重归零方法以及相应装置。

背景技术

医院移动输液闭环监控系统通过对输液袋、输液瓶的重力实时变化进行监控，从而为护士对当前的病人输液情况提供剩余液量以及滴速的报警功能，可以最大限度地减轻护士来回奔走查看输液情况的繁琐工作量，做到精准护理，提高工作效率。而如何准确获得输液药水的实时重量，是输液监控系统中最关键的一环，这一环节中输液监控器的精准称重功能最为关键。

当前称重传感器称重的原理是挂载物体的重力ADC值与空载皮重ADC值(归零点)的差值，然后乘以称重传感器的线性比例系数得出当前物体的实时重量。但是称重传感器因为受到应力的蠕变、环境温度、湿度的影响，其空载皮重ADC值会随着时间的积累会产生不同，所以在称重之前把当前空载皮重重新归零是有必要的。现有的称重传感器皮重归零的方法，基本是在每次的称重之前，在称重空载时手工确认进行皮重零点归零的动作，然后才可以挂载重物进行实时重量的测量。

采用传统称重传感器皮重归零的输液监控器存在以下缺点：需要当值护士在输液前手工按键进行皮重归零的动作，额外增加护士的工作量，步骤变得繁琐，同时护士也有遗忘做皮重零点归零的的情况发生，会对剩余液量的报警产生不准确的影响。如果在使用称重传感器之前，不进行人工干预归零的操作步骤，随着时间的积累传感器的皮重零点就会偏移得越来越大，从而无法准确的进行输液剩余量的报警。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种自动校准归零的输液检测方法以及实践这一方法的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，该方法用于输液监控器中称重传感器的皮重归零，方法包括以下内容：

检测输液监控器是否处于充电状态；

检测输液监控器是否处于纵向悬挂状态；

输液监控器处于充电且纵向悬挂时识别为空载状态，所述输液监控器自动进行称重传感器的皮重归零操作。

如前所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，所述皮重归零操作包括，

一定时间段内多次采集处于空载状态时称重传感器的皮重零点样本值，输液监控器对所采集到的多个样本值进行计算得出新皮重零点样本均值；

将新皮重零点样本均值与旧皮重零点样本值比较；

如两者的差值超出预设允许的误差范围，则以新皮重零点样本均值为称重基准进行皮重归零；

如两者的差值在预设允许的误差范围内，则仍以旧皮重零点样本值为称重基准进行皮重归零。

如前所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，新皮重零点样本均值的计算前包括以下步骤：判断所采集的多个样本值之间的波动是否处于预设的正常范围，判断最大样本值、最小样本值之间的差值是否处于预设的正常范围；

如前述两处判断结果均为预设的正常范围，则在剔除最大样本值、最小样本值之后对剩余样本值进行均值计算。

如前所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，所述输液监控器的纵向悬挂状态包括垂直状态以及与垂直方向形成30度倾斜角在内的状态。

如前所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，输液监控器对其自身充电接口进行监控以得知充电状态；输液监控器通过三轴加速计传感器得知其自身倾斜角度以判断是否处于纵向悬挂状态。

充电状态自动校准测量基础的输液检测装置，装置包括控制接收和处理各子模块信号数据的主控MCU处理芯片，所述子模块包括充电模块、倾角状态检测模块、重量采集传感模块，其中，

所述充电模块，用于装置充电，并形成有充电状态信号反馈至主控MCU处理芯片；

所述倾角状态检测模块，用于获取装置方位信息，并生成方位状态信号反馈至主控MCU处理芯片；

所述主控MCU处理芯片，接收充电状态信号、方位状态信号后判断装置是否处于空载状态；

所述主控MCU处理芯片，接收充电状态信号、方位状态信号后判断装置是否处于空载状态；

所述重量采集传感模块，在装置处于空载状态时获取装置的皮重数据，并反馈至主控MCU处理芯片用以校准称重测量基础。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：利用充电的空闲状态完成输液监控器对皮重零点的自动更新，省去了需要人工强制皮重归零的动作，提高了工作效率，且也可避免人为疏忽导致的医疗风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明装置PCB板实施例示意图；

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

称重传感器主要由敏感元件、变换元件、测量元件和辅助电源四大部分构成，其中，敏感元件用于直接对被测物体的重量进行感受并输出与其质量相关的其他量；变换元件用于将敏感元件的输出量变换为某种易测信号；测量元件用于将变换元件输出的易测信号转换为电信号；辅助电源用于为测量元件输出电信号提供能量来源。

以电阻应变式称重传感器为例来讲述称重传感器原理。在电阻应变式称重传感器中，敏感元件为弹性体，变换元件为电容器，测量元件为电桥电路，其工作原理是：首先，受被测物体重力影响弹性体产生形变；其次，弹性体形变使得电阻应变片发生形变进而将其转换为电阻量的变化；最后，经电桥电路将电阻的变化转换为电信号，至此便完成了将物体的重量转变为电信号的过程。而在实际运用中敏感元件受环境影响会出现差异。

现有的一种输液监控器是通过称重传感器对悬挂于其上的输液袋、输液瓶等进行实时的重量监测，以便对输液过程进行精准监控，为确保称重传感器工作的准确性会由人工对其进行皮重归零。其存有缺点：人工操作效率低且易疏忽，而称重传感器本身受使用时间、环境的影响其归零点会出现误差，在人为疏忽的情况下会导致误差的累积，严重影响称重的精准度。

针对现有技术的缺陷，本申请现提出以下方案：充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，方法包括以下内容：

检测输液监控器是否处于充电状态，如输液监控器对其自身充电接口进行监控以得知是否在充电；

检测输液监控器是否处于纵向悬挂状态，输液监控器的纵向悬挂状态优选为垂直状态，还包括与垂直方向形成30度倾斜角在内的位置状态，具体的，输液监控器可通过三轴加速计传感器得知其自身倾斜角度以判断是否处于纵向悬挂状态；

输液监控器处于充电且纵向悬挂时识别为空载状态，所述输液监控器自动进行称重传感器的皮重归零操作。

本方法主要针对现有空载且悬挂状态进行充电的输液监控器进行使用，该类别的输液监控器一般采用在护士站集中无线充电方式，充电板上挂钩处有浅凹槽方便监控器贴着充电板悬挂，此时监控器不可悬挂输液袋，否则将把监测器顶离充电板影响充电流程，也就是正规的操作下，该类输液监控器在充电时一定是处于空载、纵向悬挂状态的。因此当检测到输液监控器是处于充电且纵向悬挂放置就可以判定当前为空载状态，可以进行归零操作，输液监控器控制称重传感器进行自动归零。

在皮重归零操作中，输液监控器在一定时间段内(例如10秒至2、3分钟内)通过称重传感器多次采集处于空载状态时的皮重零点样本值(空载时的皮重ADC值)，对所采集到的多个样本值进行计算得出新皮重零点样本均值(空载时一定时间段内的皮重ADC均值)；

将新皮重零点样本均值与旧皮重零点样本值比较；

如两者的差值超出预设允许的误差范围，说明当前空载皮重ADC值出现了较大的变动，如不对这一数值进行更新，将影响后续的称重结果计算，因此输液监控器以新皮重零点样本均值为称重基准进行皮重归零。预设允许的误差范围可以根据现有的医学常识进行控制，例如差值将导致最后出现的输液重量误差大于1g以上时，则认为皮重零点ADC值有更新的必要。进一步的，如果两者的差值超如预设误差范围过多，例如超出值甚至导致10g或以上的误差，此时输液监控器可以生成警告信息发出以便当值人员及时处理，如此大的变化可能并非是由于称重传感器自身应力蠕变、环境温度等因素的正常影响，需要将外部干扰、自身故障等意外情形考虑在内，如有意外干扰因素当值人员需将其排除以便输液监控器继续进行归零操作，避免依据新皮重零点样本均值进行皮重归零反而出现错误。

如两者的差值在预设允许的误差范围内(如最终导致的计算结果误差在1g以内)，则称重传感器仍以旧皮重零点样本值为称重基准进行皮重归零，可以避免皮重零点ADC值频繁的更新。

优选的，在新皮重零点样本均值的计算前还包括以下步骤：判断所采集的多个样本值之间的波动是否处于预设的正常范围，判断最大样本值、最小样本值之间的差值是否处于预设的正常范围。前述两处的正常范围可以根据常识得出，例如，空载的情形下所取得样本值所导致的误差结果在1g以内，可以认为当前为正常波动，所取得的样本值可靠，如远远超出该有的正常范围，例如达到了10g的差异，可以表明此时称重传感器受到了外部因素的干扰或是本身出现故障等等，相应的此时可以生成警告信息发出，以便当值人员及时清理故障。如前述两处判断结果均为正常范围，则在剔除最大样本值、最小样本值之后对剩余样本值进行均值计算。由此获得的均值更能反映空载的皮重ADC值，确保输液监控器的精准监控。

根据前述方案提供一种充电状态自动校准测量基础的输液检测装置，装置包括控制接收和处理各子模块信号数据的主控MCU处理芯片，所述子模块包括与主控MCU处理芯片连接的充电模块、倾角状态检测模块、重量采集传感模块。

其中，所述充电模块满足装置的充电需求，其充电状态由主控MCU处理芯片监控；所述倾角状态检测模块，用于获取装置方位信息，并生成方位状态信号反馈至主控MCU处理芯片；所述主控MCU处理芯片，根据充电状态信号、方位状态信号后判断装置是否处于空载状态；所述重量采集传感模块，在装置处于空载状态时获取装置的皮重数据，并反馈至主控MCU处理芯片用以校准称重测量基础。

具体如附图1所示的PCB板1，主控MCU处理芯片优选采用型号为CC2540的蓝牙无线智能MCU，负责蓝牙数据的发送和接收，响应通过蓝牙发送过来的控制命令，控制、接收和处理各子模块的信号、数据。

无线模式的充电模块通过GPIO把当前的充电状态提供给主控CC2540，主控CC2540可以控制充电状态指示灯显示出不同颜色以表示当前不同的充电状态，而电量计与主控CC2540通过I2C接口，读取当前锂电池剩余的电量百分比。装置(输液监控器)通过GPIO口(无线充电处)中断检测到充电IC的I/O指示状态知道进入充电状态，做好进行皮重零点自动归零采样的初始化工作。

加速度计跟主控CC2540通过I2C接口，发送输液监控器当前的X、Y、Z轴的重力分量数据，CC2540从而可以计算出当前输液监控器的位置状态。具体的，检测方式主要通过PCB板1上的三轴加速计传感器读取X,Y,Z轴静止时的重力加速度G的分量，从而计算出X、Y、Z轴重力G加速度的分量与理想的垂直状态重力加速度比例，计算出PCB板上的X、Y、Z轴的倾斜角度，判断倾斜角度是否在允许的范围内进行皮重零点的取样工作，避免充电板安装过于倾斜导致输液监测器挂在充电板上充电采样皮重零点时，影响重力传感器的皮重零点精度。

输液监控器检测到处于充电状态，且其位置接近垂直后，开始通过重量采集传感模块(一般为称重传感器)进行空载时的皮重ADC值采样工作，将所采集的数据同时缓存到内存里。重量采集传感模块实时感应当前的应力变化，通过模拟信号把当前的压力对应的电压传递给模数转换(可采用芯片CS1231)，模数转换芯片CS1231把接收到的电压转换成ADC数据，在通过SPI口将数据反馈至主控CC2540处理。

在采集充分数量的皮重零点样本值后，判断各样本值之间是否稳定，波动是否比较小，最大与最小值差值在合理规定的范围内。皮重零点样本值波动符合规格要求后，则去掉最大和最小值，计算当前皮重零点样本值的平均值。计算新的皮重零点样本均值跟旧皮重零点之间的差值，如果差值达到需要更新的误差范围，则更新输液监测器的皮重零点值。

本申请针对依靠重力传感器原理监测输液剩余量的输液监控器，可以使传感器皮重零点偏移值得到及时的归零修正，每次输液的报警精度得到根本的保证，减少人工的干预操作，方便临床的快捷使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，该方法用于输液监控器中称重传感器的皮重归零，其特征在于，方法包括以下内容：

检测输液监控器是否处于充电状态；

检测输液监控器是否处于纵向悬挂状态；

输液监控器处于充电且纵向悬挂时识别为空载状态，所述输液监控器自动进行称重传感器的皮重归零操作。

2.如权利要求1所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，其特征在于：所述皮重归零操作包括，

一定时间段内多次采集处于空载状态时称重传感器的皮重零点样本值，输液监控器对所采集到的多个样本值进行计算得出新皮重零点样本均值；

将新皮重零点样本均值与旧皮重零点样本值比较；

如两者的差值超出预设允许的误差范围，则以新皮重零点样本均值为称重基准进行皮重归零；

如两者的差值在预设允许的误差范围内，则仍以旧皮重零点样本值为称重基准进行皮重归零。

3.如权利要求2所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，其特征在于，在新皮重零点样本均值的计算前还包括以下步骤：判断所采集的多个样本值之间的波动是否处于预设的正常范围，判断最大样本值、最小样本值之间的差值是否处于预设的正常范围；

如前述两处判断结果均为预设的正常范围，则在剔除最大样本值、最小样本值之后对剩余样本值进行均值计算。

4.如权利要求1所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，其特征在于：所述输液监控器的纵向悬挂状态包括垂直状态以及与垂直方向形成30度倾斜角在内的状态。

5.如权利要求1所述的充电状态自动校准测量基础的输液监测方法，其特征在于：输液监控器对其自身充电接口进行监控以得知充电状态；输液监控器通过三轴加速计传感器得知其自身倾斜角度以判断是否处于纵向悬挂状态。

6.充电状态自动校准测量基础的输液检测装置，其特征在于：装置包括控制接收和处理各子模块信号数据的主控MCU处理芯片，所述子模块包括充电模块、倾角状态检测模块、重量采集传感模块，其中，

所述充电模块，用于装置充电，并形成有充电状态信号反馈至主控MCU处理芯片；

所述倾角状态检测模块，用于获取装置方位信息，并生成方位状态信号反馈至主控MCU处理芯片；

所述主控MCU处理芯片，根据充电状态信号、方位状态信号后判断装置是否处于空载状态；

所述重量采集传感模块，在装置处于空载状态时获取装置的皮重数据，并反馈至主控MCU处理芯片用以校准称重测量基础。