全自動(dòng)霧化網(wǎng)絡(luò)的研制

【作 者】莊再興，朱顯武

溫州醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院，浙江，溫州，3251000

哮喘是一種嚴(yán)重危害人群健康的疾病，全世界約有近兩億人患哮喘，統(tǒng)計(jì)發(fā)病率因國(guó)別而異，大約在1%～5 %之間，其中兒童和婦女占有很大比例。隨著工業(yè)化進(jìn)程和環(huán)境污染的加劇，哮喘的發(fā)病率和并發(fā)癥機(jī)率有上升趨勢(shì)。哮喘已成為嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，引起世界各國(guó)的重視。我國(guó)哮喘病人當(dāng)中，兒童患者占三分之一，達(dá)一千萬(wàn)人左右。據(jù)調(diào)查，1990 年我國(guó)0～14 歲兒童哮喘平均患病率為0.9% ，2000 年平均患病率1.5%，較10 年前上升了60%[1]。因此，兒童哮喘的治療在哮喘的治療中占有重要地位。以往對(duì)兒童哮喘的治療主要是通過(guò)口服或靜脈注射b2受體激動(dòng)劑和糖皮質(zhì)激素，從1999 年起采用全樂(lè)寧(b2受體激動(dòng)劑) 和普米克(吸入型糖皮質(zhì)激素) 及其他藥物進(jìn)行霧化吸入治療兒童哮喘，取得較好的臨床效果。

我院是一家三級(jí)甲等醫(yī)院，隨著兒童哮喘病人的增加，我院霧化吸入室的工作也日益繁重?？紤]現(xiàn)有些流程過(guò)于人工化，效率不高，并有出錯(cuò)的可能?，F(xiàn)開(kāi)發(fā)一種智能霧化系統(tǒng)，以期能縮短醫(yī)院霧化吸入準(zhǔn)備流程，也可以預(yù)防藥物加錯(cuò)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求病人刷卡后能直接進(jìn)行霧化吸入治療，不需要等待。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

該系統(tǒng)整體上相當(dāng)于一個(gè)霧化網(wǎng)絡(luò)，病人刷卡后馬上可以到指定網(wǎng)點(diǎn)做霧化。該系統(tǒng)由HIS軟件、注液部件、閥控部件、霧化部件和搖擺部件組成。

① HIS軟件 讀取就診卡上藥物信息，提取匹配藥物，將其發(fā)送給輸液泵，且提供人機(jī)界面。軟件流程如圖1所示。

圖1 軟件流程圖Fig.1 Software Flow Chart

② 注液部件 讀取HIS系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的藥物信息，將其傳送到相應(yīng)的泵，該泵將其各種液體注射到霧化器上。

③ 閥控部件 接受上位機(jī)控制，對(duì)注液目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行控制，同時(shí)也控制霧化部件啟動(dòng)和關(guān)閉。

④ 霧化部件 將藥物霧化后，供病人吸入治療。

⑤ 搖擺部件 由于藥物溶解在液體里，長(zhǎng)時(shí)間靜止或水平放置將導(dǎo)致藥物沉降，所以需設(shè)計(jì)相應(yīng)的搖擺部件，防止沉降。

1.2 HIS軟件

軟件部分采用PB進(jìn)行編程，數(shù)據(jù)庫(kù)采用HIS數(shù)據(jù)庫(kù)。其功能如下：

(1) 登錄界面：用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)采用醫(yī)院醫(yī)生庫(kù)；

(2) 藥物和泵號(hào)對(duì)應(yīng)設(shè)置，圖示方式；

(3) 藥物提示框；

(4) 注液進(jìn)度條：當(dāng)確定相應(yīng)泵號(hào)時(shí)，通過(guò)RS232和注液部件及閥控部件進(jìn)行通信，對(duì)對(duì)應(yīng)通道的對(duì)應(yīng)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行注液，并顯示注液進(jìn)度條；

(5) 輸注完成后，控制霧化部件進(jìn)行霧化。

1.3 注液部件

1.3.1 注液部件與HIS軟件采用RS232和HIS進(jìn)行系統(tǒng)通信，內(nèi)部單片機(jī)得到RS232傳送過(guò)來(lái)的注液信號(hào)時(shí)，發(fā)送指令給電機(jī)，電機(jī)以最大速度轉(zhuǎn)動(dòng)指定的圈數(shù).傳感器感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)確認(rèn)指定圈數(shù)完成后，停止電機(jī)動(dòng)作，輸注完成。單片機(jī)返回輸注完成信號(hào)給HIS軟件。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示。

圖2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路Fig.2 schematic diagram of motor driving

電機(jī)轉(zhuǎn)圈數(shù)采用光耦感應(yīng)的方式，感應(yīng)到的圈數(shù)信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)內(nèi)置的圈數(shù)和注射量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，決定何時(shí)停止指令傳送。泵和上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)采用MAX232電平轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行通信。微處理器編程可以采用C51進(jìn)行編程，電路板采用PROTEL打印。

1.4 閥控部件

控制多個(gè)閥，進(jìn)而控制輸液目的點(diǎn)。閥控部件由單片機(jī)控制，3極管導(dǎo)通電磁閥。單片機(jī)接MAX232與HIS通訊，見(jiàn)圖3。

圖3 單片機(jī)與HIS系統(tǒng)通訊電路Fig.3 Communication of MCU and HIS

1.5 霧化部件

一是超聲波霧化。超聲波霧化利用電子高頻震蕩，通過(guò)陶瓷霧化片的高頻諧振，將液態(tài)水分子結(jié)構(gòu)打散而產(chǎn)生自然飄逸的水霧，不需加熱或添加任何化學(xué)試劑。與加熱霧化方式比較，能源節(jié)省了90%。另外在霧化過(guò)程中將釋放大量的負(fù)離子，其與空氣中漂浮的煙霧、粉塵等產(chǎn)生靜電式反應(yīng)，使其沉淀。

二是利用壓縮機(jī)把通過(guò)抗菌網(wǎng)綿基濾過(guò)的潔凈空氣壓縮為一股強(qiáng)大的氣流，由噴氣口噴出沖激藥水杯內(nèi)的液體，將其藥水氣化，再由出霧口噴出供口鼻吸入。由于我院現(xiàn)有中心供氣，因此可以采用第二種方法。霧化部件的通斷由開(kāi)關(guān)通過(guò)電磁閥控制。

1.6 搖擺部件

搖擺部件用于防止沉降，因此需要做全方位搖擺，采用交流電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械部件轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行，注液部件固定在擺動(dòng)平臺(tái)上，以達(dá)到液體搖擺的效果。

2 總結(jié)

我院霧化室原有護(hù)士多人，每天需要做加藥，引導(dǎo)病人霧化等大量的重復(fù)勞動(dòng)。該系統(tǒng)在我院兒童醫(yī)院霧化室使用后，運(yùn)行正常，效果顯著，極大簡(jiǎn)化了我院霧化吸入治療的流程，減少了病人等待時(shí)間，提高了我院霧化病人周轉(zhuǎn)率。同時(shí)，提高了工作效率，使護(hù)士可以到更需要的地方。

[1] 袁貴榮, 等. 基于Labwindows/CVI霧化試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2008. 16(11): 1615-1618.

[2] 孫增沂. 智能控制理論與技術(shù)[M], 北京: 清華大學(xué)出版社, 2003.

[3] 徐小普, 等. 間歇式霧化控制器的研制[J]. 中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2010.34(3): 207-208.