醫(yī)用智能輸液報(bào)警器的設(shè)計(jì)

路新惠+羅志華

摘 要：我國(guó)目前的輸液監(jiān)控管理系統(tǒng)大多依靠人工監(jiān)控輸液進(jìn)度。該方法不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，還極易出錯(cuò)。本文介紹了一種簡(jiǎn)單易制、價(jià)格低廉并且非常實(shí)用的輸液報(bào)警裝置，該裝置不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)液滴的速度，當(dāng)液體余量低于設(shè)定值還會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，這將會(huì)給護(hù)理帶來(lái)更多的便利。

關(guān)鍵詞：智能 滴速 傳感器

一、市場(chǎng)前景

從醫(yī)院的角度來(lái)說(shuō)，目前，醫(yī)院大多是依靠呼叫系統(tǒng)來(lái)處理輸液報(bào)警問(wèn)題，對(duì)于小規(guī)模的輸液室及鄉(xiāng)村級(jí)的醫(yī)院，由于條件制約連呼叫系統(tǒng)也沒(méi)有，但液體的監(jiān)控都是完全依靠人工肉眼，一旦出現(xiàn)貽誤，極有可能出現(xiàn)醫(yī)療事故。而醫(yī)院里醫(yī)護(hù)人員多數(shù)是一對(duì)多的護(hù)理，工作強(qiáng)度較大，極易出錯(cuò)。通過(guò)輸液報(bào)警器智能監(jiān)控，可完全代替人工，及時(shí)預(yù)警、報(bào)警，降低醫(yī)護(hù)人員工作強(qiáng)度，減少護(hù)理出錯(cuò)，提高了服務(wù)質(zhì)量，杜絕了醫(yī)護(hù)人員肉眼監(jiān)控的弊端，將大大降低醫(yī)療事故幾率[1]。

從患者的角度來(lái)說(shuō)，患者輸液時(shí)病人或家屬往往需要一直看著輸液瓶，現(xiàn)行的呼叫又不能代替人的眼睛，病人是想睡不敢睡，家屬是想走走不開(kāi)?，F(xiàn)行的塑料包裝上印刷的字體，老人和眼睛不好的人無(wú)法看清，給病人和家屬帶來(lái)了很多的煩惱和精神負(fù)擔(dān)，尤其是雙獨(dú)家庭結(jié)構(gòu)的人員，更是無(wú)法兩頭兼顧。有了智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，患者家屬可以不用再陪護(hù)，患者也可以安心休息，在一定程度上，降低患者的緊張度。

二、現(xiàn)狀

目前，市面上存在的檢測(cè)藥液剩余量的報(bào)警裝置很多。有的是利用機(jī)械、幾何原理，通過(guò)稱(chēng)重的方法檢測(cè)藥液的剩余量。彈簧受力拉升，當(dāng)不同質(zhì)量的物體作用在彈簧上會(huì)使長(zhǎng)度改變不同，從而巧妙的將彈簧秤進(jìn)行改裝。將輸液瓶掛在彈簧拉力計(jì)的拉鉤上，彈簧被拉下，隨著瓶?jī)?nèi)輸液量的減少，拉鉤處的質(zhì)量下降，彈簧逐漸縮回，直到最后質(zhì)量接近空瓶，啟動(dòng)報(bào)警裝置報(bào)警。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用元器件少，但很明顯的缺點(diǎn)是，需要預(yù)先設(shè)置好空瓶質(zhì)量，也就是需要報(bào)警的閾值，當(dāng)更換不同類(lèi)型的輸液瓶時(shí)，因質(zhì)量不同，仍需要重新設(shè)置。因此，該方法精確度較低。

本文以單片機(jī)為核心，利用紅外傳感器對(duì)藥液檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)以下功能：

1.利用四位一體的數(shù)碼管顯示點(diǎn)滴的滴速；

2.當(dāng)藥液余液少于設(shè)定值時(shí)報(bào)警提示；

3.能實(shí)現(xiàn)不同體積類(lèi)型的藥業(yè)瓶和不同類(lèi)型的病人使用。

這種方法的特點(diǎn)是：精確度高，體積小，重量輕，任何類(lèi)型的輸液瓶使用時(shí)不用重新設(shè)置。并且該方案很靈活，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可根據(jù)需要增加額外的功能，進(jìn)一步完善系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為處理器，外圍電路由液滴檢測(cè)、信號(hào)放大、信號(hào)比較、信號(hào)濾波，輸液設(shè)置、滴速顯示、聲音報(bào)警等部分組成[2]。5V的蜂鳴器作為報(bào)警音樂(lè)的播放器，多種軟件處理方法，保證系統(tǒng)的可靠性。成本低，不僅醫(yī)院可以批量購(gòu)買(mǎi)，而且病人或病人家屬也可以自行購(gòu)買(mǎi)。

（1）液滴檢測(cè)

采用多對(duì)一的紅外發(fā)射、接收管檢測(cè)液滴。為防止輸液器的漏斗傾斜引起水滴的偏移，導(dǎo)致不能正常檢測(cè)，采用多個(gè)紅外發(fā)射管、一個(gè)紅外接收管組成如圖2所示的采樣傳感器，將該傳感器套在輸液器的漏斗上，紅外發(fā)射管和接收管同軸置于輸液器的兩邊[3]。當(dāng)液體經(jīng)過(guò)時(shí)，就會(huì)引起紅外接收管輸出電壓變化。

（2）信號(hào)放大

紅外接收管輸出電壓變化，但這個(gè)電壓變化十分微小，直接輸入單片機(jī)無(wú)法識(shí)辨，所以需要將該信號(hào)放大，可采用廉價(jià)的三極管9014將信號(hào)放大。

（3）信號(hào)濾波

信號(hào)放大后雜波較多，所以可加上兩級(jí)高頻濾波電容。

（4）比較電路

濾波后得到的穩(wěn)定電壓值，送入LM393比較器，進(jìn)行比較，從而得到相應(yīng)的高低電平。比較器輸出信號(hào)為雙脈沖信號(hào)，所以再利用555定時(shí)器，將雙脈沖濾掉變?yōu)閱蚊}沖輸出接到單片機(jī)外部中斷口（INT0）進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。

（5）單片機(jī)電路

當(dāng)液滴滴下時(shí)，液滴檢測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)前期處理電路處理后送到單片機(jī)外部中斷端口，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理將滴速顯示在數(shù)碼管上。并在液體總量低于設(shè)定報(bào)警值時(shí)，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)。

2.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件流程圖如圖4所示。

結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種醫(yī)用智能輸液報(bào)警器，該裝置不僅能夠精確的顯示液滴的滴速，同時(shí)在液體低于某一值時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警[4]。該裝置提升了醫(yī)護(hù)人員的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)在一定程度上緩解了患者及患者家屬的負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛同澤.輸液報(bào)警器[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào).

[2]基于單片機(jī)的輸液報(bào)警器設(shè)計(jì)[J].微電子學(xué).

[3]陳艷紅.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].南京大學(xué)出版社.張小林.

[4]周志敏.輸液報(bào)警器的設(shè)計(jì)[J].電子質(zhì)量.

作者簡(jiǎn)介

路新惠（1983-4）女，河南新鄉(xiāng)人，講師，河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系教師。研究方向：檢測(cè)與仿真。