CN112295041A - 智能输液系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能输液系统，包括滴液装置、体征采集终端以及监控终端。其中，监控终端设置在医护人员值班室。体征采集终端用于采集患者的体征信息并反馈至监控终端，体征信息包括心率、血氧、体温。滴液装置设于输液区域，其包括支撑机构、控制器及与控制器通信连接的检测模块、换液机构、调速机构。其中，支撑机构用于支撑药液瓶，换液机构、调速机构设于支撑机构，检测模块用于检测滴液状态并传送至控制器、监控终端，控制器依据滴液状态获得药液滴速和剩余药液，并依据剩余药液控制换液机构导通或截止药液瓶的输液管，及依据滴速和患者的身体状况调整药液的滴速。本发明使得医护人员能够实时获得患者的滴液状态和体征信息，且功能多样。

Description

智能输液系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种智能输液系统。

背景技术

静脉输液作为一种治疗手段，使用频率高，医院不仅需要提供宽阔的输液区域，还需要大量的医护人员来对输液过程进行监视。传统通过医护人员人工监视输液过程的模式不仅需要消耗大量的人力和精力，且效率低下，甚至可能会因为疏忽造成重大的医疗事故。

鉴于此，近年来，人们针对输液监测管理领域也作了很多的研究，提出了多种药液监测方案，主要有机械式、电极式、电容式及光电式等。其中，机械式监测分为弹簧式和称重式，弹簧式是利用弹簧形变来获取药液的重量变化，计算复杂、误差大且弹簧机械结构不易维护。称重式监测则是通过重力传感器测量一段时间内药液的变化量，以此来判断输液的相关状态，精度低、可靠性不高。电极式监测是在输液管中插入正负电极，利用正负电级将药液中电离出来的微观粒子驱赶到两端的电级板上，使电极板发生电势变化，再加以算法演算，最终得出可利用的宏观物理量。装置结构复杂、性能差、且正负电极与药液直接接触可能会造成污染。电容式监测是在药液瓶的外围附着铜箔，根据电容变化来判断输液状况，但其会受药液成分和药液瓶形状的限制，使用不方便。光电式监测是在输液管两侧安装红外对管，当药液经过时会衍射红外光，通过检测红外接收管的电脉冲变化来实现对药液滴落的检测。该方式无需与药液接触，信号检测可靠，且操作简单，因而得到了广泛的应用。

目前的输液系统主要是通过技术手段对输液过程进行智能监测，减少了人工监视流程，降低了人力耗费。但除此之外，患者自身的行为会受到本身病情的制约，这就导致输液呼叫需要过度依赖于家属和医护人员，患者精神压力较大。若输液呼叫不需要患者本身过多关注和呼叫按铃，对于患者的病情、输液安全以及减少医护人员的工作压力都是有极大的好处的。但现有的输液系统普遍功能单一、分散，无法应对各种输液异常情况，依然需要依赖于医护人员不定时巡视，容易出现错漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实时获得患者的滴液状态和体征信息，且功能多样的智能输液系统。

为了实现上述目的，本发明公开了一种智能输液系统，包括滴液装置、体征采集终端以及监控终端。其中，所述监控终端设置在医护人员值班室。所述体征采集终端用于采集患者的体征信息并反馈至所述监控终端，所述体征信息包括心率、血氧、体温之至少一者。所述滴液装置设于输液区域，其包括支撑机构、控制器及与所述控制器通信连接的检测模块、换液机构、调速机构。其中，所述支撑机构用于支撑药液瓶，所述换液机构、调速机构设于所述支撑机构，所述检测模块用于检测滴液状态并传送至所述控制器、监控终端，所述控制器依据所述滴液状态获得药液滴速和剩余药液，并于所述剩余药液低于预设阈值时控制所述换液机构截止该药液瓶的输液管以及导通另一药液瓶的输液管，及依据所述滴速和患者的身体状况调整药液的滴速。

较佳地，所述检测模块包括滴速检测器，所述滴速检测器用于检测是否有药液滴落，所述控制器依据相邻两滴药液的时间间隔获得所述滴速；所述控制器依据已滴落的药液滴数和当前导通药液瓶的总药液量获得所述剩余药液。

更佳地，所述滴速检测器为红外对管，其包括红外发射管和红外接收管，所述红外发射管、红外接收管分别安装在输液管的两侧，所述红外发射管发出的红外光穿过输液管后由所述红外接收管接收，依据所述红外接收管接收到的红外信号强弱获得当前是否有药液滴落。

较佳地，所述体征采集终端为夹持式，包括手指夹持件和嵌设在所述手指夹持件中的Max30102芯片，所述Max30102芯片的红外光电发射头和LED红光发射头暴露在所述手指夹持件之外，用以采集患者的电容积脉搏波(PPG)，以获得所述心率、血氧。

较佳地，所述支撑机构包括竖杆和设于所述竖杆的顶部的若干悬挂臂，若干所述悬挂臂用以悬挂药液瓶；所述换液机构设于所述竖杆靠近所述悬挂臂的位置，所述调速机构设于所述竖杆的中部。

较佳地，所述换液机构包括换液驱动器、换液主动轮以及若干换液从动轮，所述换液主动轮接所述换液驱动器的输出端并于所述换液驱动器的驱使下转动，若干所述换液从动轮装设在一收容件上，所述收容件内穿设有若干输液管，若干所述换液从动轮分别对应设于一输液管的一侧，若干所述换液从动轮随所述换液主动轮转动以挤压与其对应的输液管使该输液管截止或取消对该输液管的挤压使该输液管导通，且当其中一输液管导通时，其它输液管截止。

更佳地，所述换液主动轮、若干所述换液从动轮排成一排并依次啮合，所述换液从动轮为具有齿轮的凸轮，其包括与所述换液主动轮或其它换液从动轮啮合的齿轮部和接于所述齿轮部的一面的凸轮部，当所述换液主动轮转动一周时，其中一换液从动轮的凸轮部的短边接触与其对应的输液管，该对应的输液管导通，而其它换液从动轮的凸轮部的长边分别挤压与其对应的输液管使该对应的输液管截止。

具体地，所述收容件设有若干用于穿设输液管的通孔和分别与一所述通孔对应并连通的活动槽，所述换液从动轮的凸轮部嵌设于所述活动槽中并可随所述换液主动轮在所述活动槽中转动而使其长边挤压与其对应的输液管或者使其短边接触与其对应的输液管。

较佳地，所述调速机构包括调速驱动器、调速主动轮以及摩擦件，所述摩擦件与所述调速主动轮啮合，所述调速主动轮接所述调速驱动器的输出端并于所述调速驱动器的驱使下转动，所述摩擦件与输液管上的调速轮接触，所述摩擦件于所述调速主动轮的带动下滑动时连动所述调速轮转动，以调整所述滴速。

较佳地，所述支撑机构上与患者视野平齐的位置设有一显示器，所述显示器与所述检测模块通信连接以接收所述滴液状态并显示。

与现有技术相比，本发明实现了滴液装置、体征采集终端与监控终端之间的信息交互，医护人员可以通过监控终端实时获得患者的滴液状态(药液滴速、剩余药液等)、体征信息(心率、血氧、体温等)以实时了解患者的当前状况，可以实现滴液完毕的预警，不但降低了医护人员的工作压力，也提高了患者的输液安全性。而且，滴液装置实时监测滴速状况、剩余药液等，并根据滴速状况/剩余药液进行自动调整滴速/换液，大大降低了对医护人员的依赖程度，可以实现及时调整滴速/换液，有利于减少医疗事故的发生。

附图说明

图1是本发明一实施例智能输液系统的组成结构框图。

图2是本发明一实施例输液装置的结构示意图。

图3是换液机构的分解结构示意图。

图4是换液机构另一角度的分解结构示意图。

图5是调速机构的结构示意图。

图6是调速机构另一角度的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶部”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

请参阅图1至图6，本发明实施例提供一种智能输液系统100，用以实现输液过程中的智能监测和管理，以提高输液安全性以及降低医护人员的工作压力。该智能输液系统100包括滴液装置10、体征采集终端20以及监控终端30。其中，监控终端30设置在医护人员值班室。体征采集终端20用于采集患者的体征信息并反馈至监控终端30，体征信息包括心率、血氧、体温之至少一者。滴液装置10设于输液区域，其包括支撑机构11、检测模块12、换液机构13、调速机构14以及控制器15。其中，支撑机构11用于支撑药液瓶(袋)210，换液机构13、调速机构14设于支撑机构11，检测模块12、换液机构13、调速机构14与控制器15通信连接。检测模块12用于检测滴液状态并传送至控制器15、监控终端30，控制器15依据滴液状态获得药液滴速和剩余药液，并于剩余药液低于预设阈值时控制换液机构13截止该药液瓶210的输液管220以及导通另一药液瓶210的输液管220，及依据滴速和患者的身体状况调整药液的滴速。

其中，支撑机构11上与患者视野平齐的位置设有一显示器16，该显示器16与检测模块12通信连接以获取滴液状态并进行显示，从而方便患者获取当前的滴液状态。监控终端30可以为任何装有输液系统上位机软件的电子设备，例如台式计算机、平板电脑、iPad等，其具有显示器以显示体征信息、滴液状态、报警信号、异常情况(如滴液停止)等。在一实施例中，监控终端30、体征采集终端20、滴液装置10之间采用无线局域网IEEE 802.11标准通信，具体采用工作在2.4G频段ESP8266WIFI组网模式，ESP8266模块工作在AP模式下作为移动热点直接与监控终端30、体征采集终端20、滴液装置10相连以进行信息交互。

具体的，体征采集终端20为夹持式，其包括手指夹持件(图未示)和嵌设在手指夹持件中的Max30102芯片(图未示)，Max30102芯片的红外光电发射头和LED红光发射头暴露在手指夹持件之外。使用时，手指夹持件夹在患者的手指上，此时，Max30102芯片采集患者的电容积脉搏波(PPG)，控制器15进行滤波、量化、编码等处理之后获得体温、心率、血氧。此外，控制器15还将获得的体征信息与设定的正常值进行比较，当两者相差超过预设范围时，控制器15生成报警信号并发送至监控终端30，以通知医护人员进行处理。在一些实施例中，体征采集终端20也可以为感应式，例如利用RFID技术进行感测等。

具体的，检测模块12包括滴速检测器，滴速检测器用于检测是否有药液滴落，控制器15依据相邻两滴药液的时间间隔获得滴速，检测方式简单。在该实施例中，是根据患者的身体状况(如年龄等)进行计算得到期望的滴速，并依据期望的滴速设定该患者的安全滴速范围，当控制器15计算得出的实际滴速在设定的安全滴速范围之外时，其采用PID算法对滴速进行调整，继而实现对输液的智能调速使滴速位于安全滴速范围之内。此外，若经过调速依然无法将滴速调整至安全滴速范围之内，控制器15将发送报警信号至监控终端30，以提示医护人员进行处理，从而确保患者的输液安全。

更具体的，滴速检测器为红外对管，其包括红外发射管和红外接收管，红外发射管、红外接收管分别安装在输液管220的两侧，红外发射管发出的红外光穿过输液管220后由红外接收管接收，若有药液经过时，红外接收管接收到的红外信号强弱将会改变，红外接收管上的电压便会产生变化，据此可以得出当前是否有药液通过。通过红外对管获取滴速，无需与药液接触，且检测结果可靠。在该实施例中，滴速检测器安装在调速机构14上(图上为示出)，借此无需额外设置其它机构来安装滴速检测器，有利于简化整个滴液装置10的结构。

在该实施例中，控制器15是依据已滴落的药液滴数和当前导通药液瓶210的总药液量(未使用时药液瓶210容纳的总药液滴数，利用药液的物理参数如体积、密度等计算得出)获得剩余药液，计算方法简单可靠。而控制器15于当前导通药液瓶210的药液即将耗尽时，控制换液机构13导通其它药液瓶210的输液管220。当然，在其它实施例中，也可以采用其它方式进行剩余药液的检测，例如采用重力传感器感测药液瓶210的重量等，故不应以此为限。

如图2所示，支撑机构11包括竖杆111和设于竖杆111的顶部的若干悬挂臂112，若干悬挂臂112用以悬挂药液瓶210。换液机构13设于竖杆111靠近悬挂臂112的位置，调速机构14设于竖杆111的中部，借此使输液管220舒展开，方便药液的流通。当然，换液机构13、调速机构14也可以设置在其它位置，故不应以此为限。

如图3、图4所示，换液机构13包括换液驱动器131、换液主动轮132、若干换液从动轮133及第一安装座，第一安装座包括座体134和正对固定在座体134的一侧的安装板135，座体134具有板状安装部1341和一呈环状的夹持部1342，该夹持部1342夹持在竖杆111上(如图2所示)，换液驱动器131装设在安装部1341且其输出轴穿过安装板135，若干换液从动轮133装设在一位于安装板135背离换液驱动器131的一侧的收容件136上，该收容件136内穿设有若干输液管220，若干换液从动轮133分别对应设于一输液管220的一侧。换液主动轮132接换液驱动器131的输出端并于换液驱动器131的驱使下转动，若干换液从动轮133随换液主动轮132转动以挤压与其对应的输液管220使该输液管220截止或取消对该输液管220的挤压使该输液管220导通，且当其中一输液管220导通时，其它输液管220截止。换液机构13结构简单，且换液动作安全可靠。其中，换液驱动器131采用MG92B数字舵机，但不应以此为限。

具体的，换液主动轮132、若干换液从动轮133排成一排并依次啮合，换液从动轮133为具有齿轮的凸轮，其包括与换液主动轮132或其它换液从动轮133啮合的齿轮部1331和接于齿轮部1331的一面中间位置的凸轮部1332(如图4所示)，当换液主动轮132转动一周时，其中一换液从动轮133的凸轮部1332的短边接触与其对应的输液管220，换液从动轮133取消对该与其对应的输液管220的挤压而使该对应的输液管220导通，而其它换液从动轮133的凸轮部1332的长边分别挤压与其对应的输液管220，该对应的输液管220截止。如图3所示，图3示出了收容件136内穿设有三根输液管220的情形，对应的，换液从动轮133也为三个，收容件136设有三个上下贯穿的通孔1361和三个活动槽1362，通孔1361用于穿设输液管220，每一活动槽1362分别与一通孔1361对应并连通，换液从动轮133的凸轮部1332嵌设于活动槽1362中并在换液主动轮132的带动下在活动槽1362中转动，从而使其长边挤压与其对应的输液管220或者使其短边接触与其对应的输液管220，以此实现对该与其对应的输液管220的挤压或取消挤压，进而截止或导通该与其对应的输液管220。

如图5、图6所示，调速机构14包括调速驱动器141、调速主动轮142、摩擦件143以及第二安装座144，第二安装座144具有安装部1441和一呈环状的夹持部1442，夹持部1442夹设在竖杆111的中部，安装部1441形成有第一收容腔1441a和第二收容腔1441b，调速主动轮142、摩擦件143位于第一收容腔1441a内，调速主动轮142位于第一收容腔1441a的外侧且其输出轴穿入第一收容腔1441a中，输液管220的调速器230设置在第二收容腔1441b。摩擦件143上设有多个啮合孔1431，摩擦件143通过啮合孔1431与调速主动轮142啮合，调速主动轮142接调速驱动器141的输出端并于调速驱动器141的驱使下转动，摩擦件143与调速器230的调速轮231接触，摩擦件143于调速主动轮142的带动下滑动时连动调速轮231转动，以调整滴速。其中，调速驱动器141采用MG92B数字舵机，但不应以此为限。调速机构14的设置无需改变输液管220原本的调速机制，市面上的输液管220均可即插即用，通用性好。

综上，本发明实现了滴液装置10、体征采集终端20与监控终端30之间的信息交互，医护人员可以通过监控终端30实时获得患者的滴液状态(药液滴速、剩余药液、是否滴液异常等)、体征信息(心率、血氧、体温等)以实时了解患者的当前状况，可以实现滴液完毕的预警，不但降低了医护人员的工作压力，也提高了患者的输液安全性。而且，滴液装置10实时监测滴速状况、剩余药液等，并根据滴速状况/剩余药液进行自动调整滴速/换液，大大降低了对医护人员的依赖程度，可以实现及时调整滴速/换液，有利于减少医疗事故的发生。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种智能输液系统，其特征在于，包括：

监控终端，设置在医护人员值班室；

体征采集终端，用于采集患者的体征信息并反馈至所述监控终端，所述体征信息包括心率、血氧、体温之至少一者；以及

滴液装置，设于输液区域，其包括支撑机构、控制器及与所述控制器通信连接的检测模块、换液机构、调速机构，所述支撑机构用于支撑药液瓶，所述换液机构、调速机构设于所述支撑机构，所述检测模块用于检测滴液状态并传送至所述控制器、监控终端，所述控制器依据所述滴液状态获得药液滴速和剩余药液，并于所述剩余药液低于预设阈值时控制所述换液机构截止该药液瓶的输液管以及导通另一药液瓶的输液管，及依据所述滴速和患者的身体状况调整药液的滴速。

2.如权利要求1所述的智能输液系统，其特征在于，所述检测模块包括滴速检测器，所述滴速检测器用于检测是否有药液滴落，所述控制器依据相邻两滴药液的时间间隔获得所述滴速；所述控制器依据已滴落的药液滴数和当前导通药液瓶的总药液量获得所述剩余药液。

3.如权利要求2所述的智能输液系统，其特征在于，所述滴速检测器为红外对管，其包括红外发射管和红外接收管，所述红外发射管、红外接收管分别安装在输液管的两侧，所述红外发射管发出的红外光穿过输液管后由所述红外接收管接收，依据所述红外接收管接收到的红外信号强弱获得当前是否有药液滴落。

4.如权利要求1所述的智能输液系统，其特征在于，所述体征采集终端为夹持式，包括手指夹持件和嵌设在所述手指夹持件中的Max30102芯片，所述Max30102芯片的红外光电发射头和LED红光发射头暴露在所述手指夹持件之外，用以采集患者的电容积脉搏波(PPG)，以获得所述心率、血氧。

5.如权利要求1所述的智能输液系统，其特征在于，所述支撑机构包括竖杆和设于所述竖杆的顶部的若干悬挂臂，若干所述悬挂臂用以悬挂药液瓶；所述换液机构设于所述竖杆靠近所述悬挂臂的位置，所述调速机构设于所述竖杆的中部。

6.如权利要求1所述的智能输液系统，其特征在于，所述换液机构包括换液驱动器、换液主动轮以及若干换液从动轮，所述换液主动轮接所述换液驱动器的输出端并于所述换液驱动器的驱使下转动，若干所述换液从动轮装设在一收容件上，所述收容件内穿设有若干输液管，若干所述换液从动轮分别对应设于一输液管的一侧，若干所述换液从动轮随所述换液主动轮转动以挤压与其对应的输液管使该输液管截止或取消对该输液管的挤压使该输液管导通，且当其中一输液管导通时，其它输液管截止。

7.如权利要求6所述的智能输液系统，其特征在于，所述换液主动轮、若干所述换液从动轮排成一排并依次啮合，所述换液从动轮为具有齿轮的凸轮，其包括与所述换液主动轮或其它换液从动轮啮合的齿轮部和接于所述齿轮部的一面的凸轮部，当所述换液主动轮转动一周时，其中一换液从动轮的凸轮部的短边接触与其对应的输液管，该对应的输液管导通，而其它换液从动轮的凸轮部的长边分别挤压与其对应的输液管使该对应的输液管截止。

8.如权利要求7所述的智能输液系统，其特征在于，所述收容件设有若干用于穿设输液管的通孔和分别与一所述通孔对应并连通的活动槽，所述换液从动轮的凸轮部嵌设于所述活动槽中并可随所述换液主动轮在所述活动槽中转动而使其长边挤压与其对应的输液管或者使其短边接触与其对应的输液管。

9.如权利要求1所述的智能输液系统，其特征在于，所述调速机构包括调速驱动器、调速主动轮以及摩擦件，所述摩擦件与所述调速主动轮啮合，所述调速主动轮接所述调速驱动器的输出端并于所述调速驱动器的驱使下转动，所述摩擦件与输液管上的调速轮接触，所述摩擦件于所述调速主动轮的带动下滑动时连动所述调速轮转动，以调整所述滴速。

10.如权利要求1至9任一项所述的智能输液系统，其特征在于，所述支撑机构上与患者视野平齐的位置设有一显示器，所述显示器与所述检测模块通信连接以接收所述滴液状态并显示。

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