輸液器的智能化技術(shù)方案分析

解大琴 于欣言

輸液是醫(yī)院常用的治療手段，傳統(tǒng)的輸液方式主要通過手工操作及人工觀測輸液進(jìn)度的方式來進(jìn)行。實(shí)際過程中，由于病人自理能力差、護(hù)士工作量大等問題，會(huì)帶來輸液速度過快、回血和輸液結(jié)束未及時(shí)拔針等安全隱患，引發(fā)醫(yī)患矛盾。本文對(duì)輸液方式向智能化演進(jìn)的方向進(jìn)行了分析，并提出了智能化輸液的實(shí)施方案。

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

輸液是通過輸液器使藥物直接進(jìn)入人體靜脈。常見的一次性輸液器可以分為8個(gè)部分：分別為針尖保護(hù)蓋、針柄、針座、軟管、流量調(diào)節(jié)器、滴壺和封蓋，如圖1所示。

本文提出了一種智能化輸液裝置，該智能輸液檢測報(bào)警裝置主要包括4個(gè)模塊，分別是：液滴檢測模塊、回血檢測模塊、遠(yuǎn)端無線報(bào)警模塊和輸液流量自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊。具體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

液滴檢測模塊

目前國內(nèi)外常見的液滴檢測技術(shù)有電極法、測重法、液面檢測法和超聲回波檢測法等。每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，本文采用的是輸液滴速的檢測裝置，配合過對(duì)射式紅外光電傳感器。對(duì)射式光電傳感器分為投光器和受光器兩部分，正常工作時(shí)，投光器發(fā)出調(diào)制光，受光器接收，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，具有非接觸性測量、響應(yīng)速度快、受環(huán)境影響小及測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。每一個(gè)水滴產(chǎn)生一個(gè)的不規(guī)則的負(fù)向脈沖，脈沖數(shù)目與水滴數(shù)目一一對(duì)應(yīng)，單片機(jī)根據(jù)高低電平的變化來判斷液滴的有無和對(duì)液滴的計(jì)數(shù)。

該模塊安裝在輸液管滴壺上，通過紅外對(duì)射傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴速度的檢測。液滴速度的上限和下限可通過按鍵設(shè)置。每一滴液體滴下，這個(gè)指示燈就會(huì)亮一下，輸液速度每分鐘多少滴通過數(shù)碼管顯示。由于病人輸液的速度不能過快或者過慢，所以通過3個(gè)按鍵來設(shè)置或更改速度的上下限，按一下設(shè)置可以設(shè)置液滴流速上限，這里初始設(shè)置的是80滴/min，可以按鍵加減調(diào)整。再按下設(shè)置液滴流速下限，這里初始設(shè)置的是20滴/min，也可以按鍵加減調(diào)整。當(dāng)檢測到的輸液速度大于80滴/min或者低于20滴/min，蜂鳴器響、指示燈亮進(jìn)行報(bào)警，提醒護(hù)士注意。

回血檢測模塊

當(dāng)輸液完成的時(shí)候，如果不及時(shí)拔掉輸液針，就會(huì)造成回血現(xiàn)象，可以通過顏色傳感器等方法來實(shí)現(xiàn)回血的檢測。本設(shè)計(jì)采用的是對(duì)射式紅外光電傳感器。當(dāng)被測體進(jìn)入檢測區(qū)時(shí)，光被遮擋，受光器無光可受.傳感器輸出電壓改變。輸出電壓再通過電壓比較轉(zhuǎn)換變?yōu)楦叩碗娖?，最后輸入到單片機(jī)的IO中去，就會(huì)完成回血的自動(dòng)檢測。

該模塊安裝在輸液管針柄附近的軟管上，當(dāng)檢測到輸液軟管中出現(xiàn)非透明液體時(shí)，則認(rèn)為發(fā)生回血。

報(bào)警模塊

本設(shè)計(jì)的報(bào)警模塊分為直接連接在單片機(jī)引腳上的聲光報(bào)警模塊和通過無線傳輸?shù)倪h(yuǎn)程報(bào)警模塊。聲光報(bào)警采用一個(gè)蜂鳴器與一個(gè)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，當(dāng)液滴檢測裝置檢測滴速不在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)或檢測不到有液滴下落時(shí)，就會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警。

通過無線方式接收到液滴速度或回血報(bào)警，則觸發(fā)蜂鳴器和指示燈進(jìn)行報(bào)警。

輸液流量自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊

當(dāng)輸液完成時(shí)，要對(duì)輸液流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)方法采用輸液軟管夾頭的松緊程度來控制液滴流速，但是影響滴速夾松緊的因素很多，例如橡膠粘度與液體粘度以及彈簧的彈力等，所以精確性有待加強(qiáng)。本設(shè)計(jì)通過電機(jī)和流量調(diào)節(jié)器連接，輸液完成后，通過調(diào)節(jié)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制液滴流速的目的，通過電機(jī)來驅(qū)動(dòng)輸液流量調(diào)節(jié)器的滾輪，達(dá)到輸液流控的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

本設(shè)計(jì)是一種智能輸液報(bào)警裝置，應(yīng)用紅外線光電輸液計(jì)數(shù)傳感器來檢測輸液的滴速并用數(shù)碼管顯示。當(dāng)輸液過快或過慢時(shí)，能夠準(zhǔn)確啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置。當(dāng)輸液出現(xiàn)回血的時(shí)候，通過電機(jī)模擬流量調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到及時(shí)制止回血現(xiàn)象的功能。