輸液泵測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李廣武，張濱仁

黑龍江省醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，黑龍江哈爾濱 150036

輸液泵測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李廣武，張濱仁

黑龍江省醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，黑龍江哈爾濱 150036

利用傳感器以及計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一套多功能的通用檢測設(shè)備，對常用的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行安全質(zhì)量檢測。研制目的是基本保障醫(yī)療設(shè)備的安全檢測，便于向廣大的基層醫(yī)院推廣使用，解決目前市場上銷售的進(jìn)口相關(guān)設(shè)備價格較高無法大規(guī)模推廣的矛盾。本文主要用精確輸液設(shè)備測試了這種檢測設(shè)備。

輸液泵；安全檢測；傳感器模塊；通訊接口；數(shù)據(jù)平臺

現(xiàn)代化的醫(yī)療設(shè)備廣泛應(yīng)用于醫(yī)院，新采購的醫(yī)療設(shè)備如果嚴(yán)格遵照采購程序、加強(qiáng)論證、驗(yàn)收等工作，絕大部分新投入使用醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量保證是沒問題的，不合格的設(shè)備是少數(shù)，但經(jīng)過長時間的臨床使用后設(shè)備是否合格、是否安全就很難保證了。對于廣大的臨床工程師來說，利用常用的萬用表等工具對發(fā)生故障的儀器進(jìn)行判定不難，但修好了的儀器是否達(dá)到了出廠標(biāo)準(zhǔn)或基本達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)是很難判定的，只有配備了專用測試儀器才有可能。而市場上進(jìn)口的測試設(shè)備雖然品種齊全、性能優(yōu)良，但價格普遍很高，很難在基層醫(yī)院廣泛裝備。研發(fā)一種簡便靈活的測試工具顯得有一定的意義，可以為推廣預(yù)防性維修（PM）、加強(qiáng)醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制工作提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

由于現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備數(shù)量大、種類多，同時研制全部檢測設(shè)備困難巨大，也十分不現(xiàn)實(shí)，因此以一種測試設(shè)備開發(fā)為突破口，對這種方法進(jìn)行一種嘗試是十分必要的。本人以醫(yī)院里用量比較大的輸液泵為試驗(yàn)項(xiàng)目，待研制成功再向其他種類推廣，使之成為廣大醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員的常用工具，就像常用的萬用表一樣。

本設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)是模塊化、信息平臺化，模塊化就是開發(fā)前端傳感器，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行信號采集與處理；信息平臺化就是研制一套數(shù)據(jù)采集軟件、建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，管理與分析所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)分兩部分：分離式傳感器單元+USB通訊部分、數(shù)據(jù)庫管理部分。從硬件組成來看，分為傳感器單元（含USB通訊部分）和計(jì)算機(jī)兩部分。具體流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程示意圖

本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)有兩方面：

第1方面是傳感器的選擇，選擇高精度液體流量傳感器，為了提高精度，可以考慮選用不同量程的傳感器以滿足輸液泵測量的實(shí)際需求。經(jīng)過仔細(xì)篩選，選用瑞士盛世瑞恩微流量液體流量傳感器，型號為：瑞士盛世瑞恩 液體流量計(jì)SLG1430 ，屬于MEMS（微電子機(jī)械系統(tǒng)）設(shè)計(jì)，主要技術(shù)參數(shù)如下：

(1) 測量范圍 ：0～50mL/min。

(2) 靈敏度 ：<0.5nL/min。

(3) 快速響應(yīng)：ms級。

(4) 分辨率 ：0.1nL/min。

(5) 接口 ：RS232。

(6) 安全性保證：自檢功能，自動補(bǔ)償。

(7) 全量程標(biāo)定。

第2方面是采集通訊軟件與數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，是信息平臺化的主要部分，是向其他測試領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)。具體要求如下：

(1) 信號通訊計(jì)劃采用當(dāng)今流行的USB通訊協(xié)議，或者直接用SLG1430傳感器自帶的RS232串行通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，這樣比較簡單。

(2) 軟件方面有幾個要求：測量實(shí)時流量、計(jì)算平均流量、總?cè)萘俊⒅狈綀D、不正常情況下報警等功能，同時設(shè)計(jì)一套完整的、操作方便的對話界面。

(3) 數(shù)據(jù)庫方面要求對測試的儀器編號、測試時間、操作人、結(jié)果等信息進(jìn)行管理，使用常用的數(shù)據(jù)庫開發(fā)。

總結(jié)，由于本設(shè)計(jì)采用的技術(shù)與元器件都是成熟的，傳感器、通訊接口、數(shù)據(jù)庫等都是成型的產(chǎn)品，成功整合是完全有可能的。輸液泵檢測系統(tǒng)的研制是整個醫(yī)療設(shè)備系列檢測系統(tǒng)研發(fā)的一部分，該系統(tǒng)最主要的是數(shù)據(jù)采集與處理平臺的開發(fā)，信息平臺是整個系統(tǒng)的核心，通過不同傳感器前端的開發(fā)即可完善該系統(tǒng)的功能。如果該系統(tǒng)成功研發(fā)，并得以廣泛推廣，將會對醫(yī)療設(shè)備的安全使用提供有力的保障。

[1] 徐科軍.傳感器與檢測技術(shù)[M].第2版.北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[2] 來清民.傳感器與單片機(jī)接口及實(shí)例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.

[3] 厄爾曼,等.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].岳麗華,等譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2009.

[4] 松井邦彥.傳感器實(shí)用電路設(shè)計(jì)與制作[M].梁瑞林,譯.北京:科學(xué)出版社,2005.

[5] 溫國堅(jiān),劉曼芳,鄭峰.醫(yī)用輸液泵應(yīng)用質(zhì)量評估試驗(yàn)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(5):7-9.

Testing System Design For Medical Infusion Device

Li Guang-wu, Zhang Bin-ren
Clinical Engineering Department of Heilongjiang Provincial Hospital, Harbin Heilongjiang 150036, China

Using sensor and computer techniques, a set of multi-function general testing equipments are designed for common safety and quality testing. The purpose is to guarantee the medical equipment's safety, to be easily used in the rural hospitals, and to solve the problem of the high price of imported testing equipments. The article mainly discusses the way of testing the medical precision infusion devices in hospital.

safety testing; sensor module; communication interface; data platform

TH771+.1

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.12.002

1674-1633(2010)12-0004-01

2010-07-08

黑龍江省衛(wèi)生廳科研課題編號2010-458

作者郵箱：gg5ww@126.com