基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統的製作方法
2023-04-24 03:25:06
專利名稱：基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種方便病人和醫務人員的設備，尤其是輸液治病的監護設備。
背景技術：
輸液治療是醫學上治療疾病的主要方法之一。據統計，在美國大約有40％的患者需要接受藥液治療。由於醫療條件的改善，在我國該比例也逐年增加，對於治療外傷、器官移植、燒傷、大量失血需要及時地補充足夠的血液。另外，在臨床中，從一些難以治癒的感冒、一般的腸胃炎到大手術的實施，都需要進行藥液輸入。眾所周知，血壓阻止著藥液流向人體的一種障礙，因此需要外界的壓力來克服血壓的阻力才能完成輸液。目前常用的輸液設備有以下幾種普通輸液器、輸液泵、加壓輸血輸液裝置和便攜移動式輸血輸液裝置等。
(一)普通輸液器普通輸液器結構簡單、價格便宜，在臨床上得到廣泛應用。它主要由連通輸液管、進氣管至輸液瓶的穿刺針及輸液管上配置的莫非氏管、輪夾、針頭組成，是依靠液位差所引提供壓力向受體輸入液體，即需要懸吊液瓶與受體體位形成液位差來進行輸液，該高度差常常在50cm以上，輸液速度是通過手動操作輪夾來進行，由目測莫非氏管每分鐘滴數估算輸注速度，屬於被動粗糙調速，輸注速度靠人工調節，存在固有的不準確性，對於某些對輸注速度要求很高的藥液或者在整個輸液過程中輸液速度需要漸進變化的藥液來說，採用這種輸液器顯然無法實現。
(二)輸液泵為了實現精確液體輸注目的，臨床上引入了輸液泵。輸液泵多種多樣，從簡單的機械式到複雜的計算機控制式，常見的有蠕動泵、容積泵，脈衝泵及注射泵等。目前應用較多的是蠕動泵。蠕動泵是靠內部電機帶動滾柱順序擠壓輸液管，使管內液體產生線形蠕動，一般採用微處理器控制，可預先設定輸液速度或按某種輸注速度曲線實現智能化液體輸注，液體輸注速度調節範圍大，可應用於低速及精確輸液場合，也能用與急救病人時快速輸液。蠕動泵往往具有幾種報警提示，如空氣檢測警報、栓塞警報、藥液非空警報等，提高了液體輸注的可靠性。但該類設備的報警信號只能在小面積內聽到，不能實現遠距離報警與遠距離調節輸液參數。
(三)加壓輸血輸液裝置為了滿足臨床輸血輸液的需要，有三種簡易的加壓方式在快速輸血裝置中得到應用。
①氣囊加壓器手動氣囊加壓器，通過伸向瓶底的長針頭，使外界空氣注入輸液瓶或輸液袋，依靠瓶內氣壓壓注藥液進入人體。其優點是裝置簡單，可實現快速輸注。但為了保證輸注速度，需要在整個過程中，不斷手動加壓，由於難於控制加壓壓力，也就難於穩定輸注速度。
②注射加壓器在莫非氏管與針頭之間連接的輸液管上接一個三通。通過三通開關來開啟和關閉輸液管，這樣可以使液體首先進入注射器內，然後再用注射器通過三通推注人體的血管內。
這種裝置雖然簡單，但需不斷地推注，使用不便。另外，反覆推拉注射栓以及不斷啟閉三通開關，容易造成汙染，特別是在注射器或三通開合不嚴，易導致液體外洩，甚至導致氣體注入血管內形成氣栓的嚴重後果。
③氣體壓縮裝置將軟包裝藥液袋置於一密閉容器內，利用氣體壓縮裝置將壓縮氣體充入容器，通過氣體壓力進行加壓輸液。
該裝置具有無菌、簡便，不受患者位置的限制，但加壓不方便，輸液速度不易控制且笨重，不適於攜帶。
輸液是臨床中一種非常普遍的治療手段，然而由於輸液故障或以之相關的原因造成的事故也屢見報導。事故的原因無非就是護士未能及時對輸液過程中如針口脫落、輸液導管脫落、輸液完成、輸液液體對人體的過激反應等突發事件進行處理，使藥液、血液回流等等。為了減少事故的發生率，需要護士實時監測病人的輸液情況，保證輸液得以正常的進行。這種情況下，護士的巡迴工作量很大，但也很難兼顧到每一個人，尤其是一些老人、小孩、危重病人、及已經入睡的病人，這種情況在一些大醫院大診所裡特別突出。近幾年來，智能化的輸液報警器越來越多。它們都是在從機和主機加入單片機實現所謂自動化。這種報警系統主要應用單片機來處理電機控制轉速和報警兩大塊。硬體分為信號獲取、控制信號輸入、結果輸出幾部分，有些還有單獨的信號處理電路，顯示與鍵盤都直接由單片機直接控制，沒有實現單片機與PC機的連接通信，報警裝置也是單一的固定報警，沒有無線數位化的生理參數遙測、分析及移動報警。於是急需研製一種能將輸液過程中發生的各種意外實時告知護士的同時能智能化處理的一種智能化型輸液監護系統來解決這些問題。另外考慮到有安裝的方便以及實用性強，最好採用無線傳輸方式來實現監護系統的通訊。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統，應能解決在輸液過程中產生的事故。
本發明基於現有的輸液設施，主要由智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動式護士裝置三部分組成智能化輸液監護儀包括探測輸液管中液體的流速和液體是否存在，並發出相應信號的液位探測器；智能控制模塊，用於處理各種反饋信號，同時將信號的處理結果按預設程序分配各相應的電路和器件；無線電信號收發電路，用於接收和發送指令信號及數據信號；動態數據採集電路，用於採集心電、血壓及相關的動態信息數據，通過所述的無線電信號收發電路，傳給相應的伺服器；手動報警與呼叫裝置，用於輸液病人在特殊情況下，手動報警或呼叫；控制輸液速度或關斷輸液管的輸液調節器；溫度補償裝置，用於在氣溫較低的情況下，給輸液的液體加溫；輸液泵數據採集電路，用於獲取輸液泵的相關信息數據，通過無線電收發電路發出數據信息，接收控制信息；顯示模塊，用於顯示操作菜單與操作信息；中心監護伺服器包括無線電信號收發電路，用於接收和發送指令信號及數據信號；指令信號發生器，即編碼解碼器；PC，它是一臺基於xp系統平臺的計算機，主要是通過嵌入式的各種軟、硬體與接口來管理整個系統的運作，在整個系統中起到一個伺服器的作用；分析與控制軟體，它建立在一個多種管理模塊平臺的基礎上，用於綜合分析與綜合控制的相應的數據信息和器件；心電、血壓模塊，它是集成心電及血壓數據採集和通信接口為一體的硬體模塊電路；心電、血壓分析軟體模塊，它是根據心電、血壓模塊採集到的相關數據進行相應分析的一個軟體；心電監護儀，用於將心電、血壓模塊採集到的各種數據信息進行分析後，編譯成一個指令信號，通過PC、指令信號發生器和無線電信號收發電路，以及智能化輸液監護儀的無線電信號收發電路，反饋給智能控制模塊；輸液泵監護分析軟體，它是分析與控制軟體下的一個主子程序，用於分析智能化輸液監護儀中輸液泵數據採集電路傳送過來的數據，同時通過無線電信息收發電路返回給所述的輸液泵數據採集電路；語音報警裝置，用於在得到PC發給音頻信號時，個性化的語音提示報警；顯示屏，用於方便護士及時掌握被監護對象的語音而設立的屏幕提示板，它主要顯示報警信息和時間；後臺資料庫，用於存入和交換數據信息的平臺；無線移動式護士裝置包括無線電信息接收電路，用於接收中心監護伺服器發來的報警信息；解碼器，用於將傳來的數據信息信號進行解碼；單片機，用於數據信息的處理；
顯示器及其驅動模塊，用於顯示報警信息和時鐘及其驅動；鍵盤，用於設置與調整顯示器的顯示格式與時鐘，以及設置功能；蜂鳴器，用於聲音報警；智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動護士裝置之間的信息和數據通過無線電的方式來傳輸、聯繫和處理，實現輸液、血壓、心電多方面的監測和護理，所有的過程都是自動智能化完成。
本發明是根據臨床監護治療的經驗，結合實驗取得的數據彙編成程序，通過連續、高密度地採集血壓、心率等重要生理參數，不斷將數據打包無線發送到中心計算機伺服器，根據不同的藥物與生理參數。建立特定的數學模型及程序設計，操作者可通過顯示屏上的菜單選擇輸液模式或控制藥量，同時通過計算機將採集到的生理參數(心電、血壓)即時分析藥物在機體的反應，系統軟體在線實時檢測、運算並及時調節輸液的速率及推進劑量，當患者生理參數出現波動異常，智能監護軟體分析與管理系統會立即向護士站及移動護士端發出呼叫，並快速閉合阻斷輸液。因此，醫用多功能智能化輸液監護系統有較強的實用性、安全性及有效性。該項發明的產品投入市場應用，在改善病患者輸液治療安全的同時，也將提高危重病人搶救成功率，極大的降低醫護人員的勞動強度和陪護人員負擔。
圖1是本發明的系統結構示意框圖。
圖2是本發明智能化輸液監護儀的側視結構示意圖。
圖3是本發明智能化輸液監護儀的主視結構示意圖。
圖4是液體探測器的電路原理示意框圖。
圖5是智能控制驅動模塊結構原理示意框圖。
圖6是輸液速度調節器的結構原理示意圖。
圖7是溫度補償裝置結構原理示意框圖。
圖8是心電、血壓動態數據採集電路原理框圖。
圖9是輸液泵數據採集器的電路原理框圖。
圖10是圖9採集器的控制面板示意圖。
具體實施例方式
下面，結合附圖，對本發明作進一步說明。
由圖1的系統結構框圖可知，本發明由三個部分組成智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動式護士裝置，在每部分的構成中都含有無線電信號收發電路，它們之間的信息數據來往都是通過線無線電來實現的，各部分具體的結構及工作原理如下智能化輸液監護儀，在圖1中，液位探測器1，主要是探測輸液管中液體的流速和液體是否存在。智能控制模塊2，主要是將液位探測器1、無線電信號收發電路3、動態數據採集電路4、手動報警裝置6和輸液泵數據採集電路9反饋的信號進行處理，同時將處理結果按預設的程序分配給無線電信號收發電路3、輸液速度調節器5、溫度補償模塊8和顯示模塊10。無線電信號收發電路3，它主要是發送智能控制模塊2、動態數據採集電路4和輸液泵數據採集電路9給出的信號指令，以及接收中心監護伺服器中的無線電信息收發電路11發來的信號數據。動態數據採集電路4，是用於採集心電、血壓測量數據的接口，採集數據後通過無線電信號收發電路3傳送給中心監護伺服器，再通過心電、血壓分析軟體模塊16和心電監護儀18所建立的數學模型進行分析，同時根據採用相應的算法來發出各種指令反饋給無線電信號收發電路3、智能控制模塊2和輸液速度調節器5。輸液調解器5，它是根據智能控制模塊2發出的信號，做出相應的動作來控制輸液速度或關斷輸液管。手動報警與呼叫裝置6，它主要是便於病人在特殊的情款下手動報警或呼叫。電池組7，它是整個智能化輸液監護儀的能量供給裝置。溫度補償裝置8，它主要是在氣溫較低的情況下給輸液的液體進行加溫。輸液泵數據採集電路9，同時附帶一個控制接口，它主要是通過輸液泵的測量數據接口來獲取輸液泵的相關數據信息，交給無線電信號收發電路3發射給中心監護伺服器，再通過分析與控制軟體15和輸液泵監護分析軟體21，在所建立的數學模型中進行分析，同時根據分析得出來的結果再通過無線電反饋給數據採集電路9，該電路9附帶的控制接口發出信號指令給輸液泵，從而調整輸液的參數。液晶顯示模塊10，主要是在智能控制模塊2的驅動下，顯示操作菜單與操作信息。
上述中，所有的過程實施都是以上所述的各單元相互配合自行完成，從構成一個多功能智能化的監護。
中心監護伺服器，在圖1中，無線電信息收發電路11，主要是用於接收來自監護儀的無線電信息收發電路3發來的數據信號，以及發射通過指令信號發生器12得到的數據信號。指令信號發生器12，也就是一個編碼解碼器，它主要是對來自電路11的數據信號進行解碼，解碼後傳遞給計算機PC13，以及將來自PC13信號進行編碼，編碼後傳遞給無線電收發電路11。PC13它是一臺基於xp系統平臺的計算機，它主要是通過嵌入式的各種硬體、軟體與接口來管理整系統的運作，在整個系統中起到一個伺服器的作用。心電、血壓模塊14，它是集成心電及血壓數據採集與通訊接口為一體的硬體模塊，它的驅動需要心電血壓分析軟體模塊16來完成，同時為軟體模塊16服務。分析與控制軟體15，它集成了心電、血壓分析軟體模塊16、心電監護儀18和輸液泵監護分析軟體21，它的主要功能是起到綜合分析與綜合控制的作用，它是建立在一個多種管理模式的平臺基礎上的，具有統計、查詢、列印等管理功能。心電、血壓分析軟體模塊16，它是根據採集到的各類數據信息進行分析的一個軟體模塊。幕液晶顯示17，是為了方便護士及時掌握被監護對象的信息而設立的一個屏幕提示板，它主要顯示報警信息和時鐘。心電監護儀18，它也是根據模塊14採集到的各類數據信息進行分析後，編譯成一個指令信號，如驅動電機信號、報警信號等，通過PC13、指令信號發生器12和無線電信號收發電路11及3反饋給智能控制模塊2。後備電源19，它是一個不間斷電源，主要功能是在停電的時候能不間斷地給設備供電，以此來保證數據的安全、監護安全。語音報警裝置20，它主要是在得到PC13發給的音頻信號時，個性化的提示報警信息。輸液泵監護分析軟體21，它是在分析與控制軟體15下的一個主子程序，主要是分析監護儀中輸液泵數據採集電路9採集傳過來的數據信息，同時將信息反饋給該電路9，它是基於一種相關的算法來構建數據模型，同時按數據模型的方案來給出數據信號。印表機22，它主要是根據用戶的實際需要列印各種數據報表以便臨床分析。後臺資料庫23，在整個應用軟體的運行中，我們依託一個資料庫作為數據交換、數據存放的平臺，這就是後臺資料庫。
由上述所知，一種基於無線數位化傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統它需要一個系統的後臺，也就是上面所說的伺服器來處理數據，分析數據，判斷結果同時反饋數據信息來完成智能化的輸液監護。
無線移動式護士裝置，在圖1中，無線電信息接收電路24，它主要是接收伺服器中無線電信息收發11電路發出的報警信號與報警信息，然後通過解碼器25和單片機29處理後，分別將報警信息分配給顯示器27顯示出來，將報警音頻輸送給蜂鳴器31，發出報警聲。解碼器25，它主要是將無線電信息接收電路24傳遞過來的數據信號解碼後傳遞給單片機29。液晶驅動模塊26，它是一個將數據還原到顯示器27顯示過程的一個驅動模塊，又稱顯示驅動模塊。顯示器27，主要顯示報警信息和時鐘，在本系統中一般為液晶顯示器。電池組28，它是這個無線移動式護士端的能源供應站，它採用可充電電池或蓄電池。單片機29，也就是一塊處理數據還原數據的中心處理器，也叫CPU。鍵盤30，為了方便設置與調整顯示格式與時鐘，設置的功能按鍵集成。蜂鳴器31，也就是一個報警喇叭，主要負責語音提示報警信息。
以上對圖1的本發明結構作了說明，已經基本上了解到整個系統的框架結構，以下將著重分析各部分各部件的結構與實施流程。
一、智能化輸液監護儀智能化輸液監護儀主要功能是實現對醫用輸液多功能智能化控制(1)根據病人的心率血壓變化智能調整輸液速度；(2)根據輸液藥劑的特性自動設定輸液速度；(3)根據病人的體質狀況設定輸液速度。實現輸液狀況監護、心率異常變化報警、輸液結束預警、輸液故障自動報警、輸液結束自動停止輸液、輸液時間統計、輸液液體溫度補給等功能，為此緩解護士的工作量，配合病人的實際需求有效的輔助護理治療。另外一方面還是一個現代醫院所必備的輔助管理設施。
1、智能化輸液監護儀的結構從圖1中可知，所述智能化輸液監護儀主要由液體探測器1、智能控制驅動模塊2、無線電信息收發電路3、心電、血壓動態數據採集電路4，同時可以根據所提供的接口連接多臺心電儀以及數字血壓計、輸液調節器5，手動報警裝置6、電池組7、溫度補償裝置8、輸液泵數據採集電路9，同時可以根據接口控制一臺輸液泵、液晶顯示10組成。經實踐，以上組件可全部集成於一個長110毫米，寬60毫米，厚度30毫米的PVC材料製作的殼體34中，部件的電路勻整體採用集成化電路進行整合，功能模塊採用單片機進行集成，外形如圖2和圖3。從圖1中可以看到，本監護儀的供電方式是採用直流電池供電，一是為了方便安全，二是充分的整合產品模塊結構，從而使得產品更適合於實際的應用。
2、智能化輸液監護儀功能實現圖2和圖3所示，是本發明智能化輸液監護儀外形的左視和主視結構示意圖，在圖2中，外殼34，液體探測器1，可伸縮卡口32，液晶顯示器10，輸液管33，輸液速度調節器5，溫度補償裝置8。智能化輸液監護儀在本發明中首先是適用於普通輸液器，從圖2中可知，首先將智能化輸液監護儀安裝在倒立的輸液瓶的下端，用卡32卡住的輸液瓶口，把輸液管33套入管槽中，使輸液管33完全安裝進入設計好的槽口內。輸液瓶中的液體流經液體探測器1、輸液管33和輸液調節器5後，再通過管道輸給病人。
參見本發明輸液護儀的主視結構示意3，在工作過程中液體探測器1能探測輸液管中是否有液體以及探測液體的流速，探測出來後通過探測器的電路得出相應的信號源反饋給智能控制驅動模塊2，然後通過預設的程序發出高電平信號給輸液速度調節器5，該調節器5得到指令信號(高電平信號)開始驅動電機來調整輸液的速度以及關閉輸液管，即扎死輸液管，控制模塊2同時給出另一個電平信號給無線電信息收發射電路3，經識別信號的種類後，判斷出高電平信號就將信息發射出去，低電電平信號處於待命狀態。如果控制模塊2給出的是一個高電平信號就代表輸液將結束，通過無線電信息收發電路3發出信號給後端的監控伺服器，通知護士。控制模塊2在傳給信息收發電路3高電平信號後同時給調節器5另外一個高電平信號指示，調節器5則關斷輸液管等待護士來更換液體或做其它的操作，從而避免一些醫療事故的發生。智能化輸液監護儀是根據預設程序的或其它設備發給的各種參數進行自動控制的，在圖3的監護儀主視結構示意圖中，液晶顯示屏10中設有時鐘和程序菜單顯示，在顯示屏10的下方設有選擇鍵35、功能鍵36、手動報警鍵37。開啟或關閉智能化輸液監護儀時只要按住功能鍵37三秒即可。程序菜單一般有系統設定系統設定輸液速代碼設定 輸液速度設定復位 時鐘設定 復位自動開始 心電監護 開始常規結束 輸液泵監護結束70滴/分液體補溫 60滴/分50滴/分40滴/分操作者根據菜單功能通過功能鍵36和兩向選擇鍵35來設定所需要的各種功能，程序菜單中，系統設定是個主菜單，他包括5個子命令單，即代碼設定，其功能是設定該設備所服務的編碼，例如該儀器用在內科103好病床，就設定為N103。主要是方便伺服器與無線移動護士裝置的識別。時鐘設定，其功能是校準時鐘。心電監護，其功能是通過動態數據採集電路4來連接心電監護儀的電極採集數據，再將數據通過無線電信息收發電路3發給監控伺服器，該伺服器通過預設的程序系統處理後再將指令信息發回給信息收發電路3，該電路3將收到的指令信息後，傳輸給智能控制模塊2，該模塊2輸出指令給輸液速度調節器5，該調節器5得到指令後調節電機來控制輸液速度。輸液泵監護，其功能是通過輸液泵數據採集電路9來連接輸液泵的數據接口，同時採集輸液泵的數據資料通過無線電信收發電路3發給監控伺服器分析，監控伺服器通過預設的程序系統的分析後再將指令發給收發電路3，該電路3將指令傳輸給控制模塊2，該模塊2給出指令給輸液速度調節器5，該調節器5得到指令後調節電機來控制輸液速度。液體補溫，其主要的是當氣溫低的時候，根據病人的實際需要由護士來啟動該功能，設定後，智能控制模塊2得到一個指令，同時將該指令發給溫度補償裝置8，該裝置8安置在圖2中的輸液管33上，方便給輸液管33中的液體補溫。溫度補償裝置8設有自動恆溫的加熱組件，它可以在設定的溫度範圍內自行調節溫度，例如溫度過高時自動斷開，溫度過低時自動打開。
輸液速度設定也是一個主菜單，它設有多個命令菜單，其主要包括一個自動輸液命令，該命令的主要功能和菜單中的心電監護功能一樣。在這裡是為了方便心電監護和輸液監護同時使用時開啟。常規命令菜單，是指常規病人輸液的常規數度，如70滴/分菜單是指輸液數度的參數值，即每分鐘輸液70滴；60滴…根據程序的設定最大值為80滴/分，最小值10滴/分。誤差值為正負3滴。
復位是指重新設定以上參數，該命令給出以後程序回復出廠設定值。開始命令是指設定完成後開始正常工作，所設參數開始生效。
結束命令是解除該次操作，同時通過控制模塊2給出命令給輸液速度調節器5，該調節器5得到命令後給出一個反向電壓給電機，電機鬆開輸液管。
(1)液體探測器圖4所示，是本發明的液體深測器1的結構原理示意框圖，液體探測器1在圖2和圖3的監護儀中設在輸液管33的上端，用於檢測輸液管33中是否有液體流入，以及探測該液體的流速裝置。在圖4中，它採用以紅外光敏管為主的組件38，通過光照量的變化原理來給出相應的電信號，給出的各電信號通過比較器39來識別輸液管33上端與液體瓶連接部的液體情況，在沒有液體流動的情況下發出一個高電平信號通過數A/模D轉換器40進行編碼轉換，再通過信號發生器41將信號傳給智能控制模塊2，該模塊2根據預設程序來判斷液體探測器的變量，來給出對輸液速度調節器5各種控制命令。本液體深測器1均由
(2)智能控制驅動模塊圖5所示，是本發明智能控制模塊2的電路原理示意框圖，該智能控制驅動模塊2是智能化輸液監護儀的核心模塊。由圖5中可知，它主要由電源42、電源開關43、LED指示燈44、復位開關45、充電模塊46、單片機(指令發生器)47、電機驅動模塊48、信號識別組件49、電機智能調節器50、低電壓信號發生器51、電機前置微動開關52、液晶顯示驅動電動53、電機後置微動開關54構成，以上每一個器件將集成為一體，由單片機47進行綜合處理分配指令。所述智能控制模塊2的構成器件都是現有技術的產品，或是該技術領域內的技術人員能夠容易實現的技術。
(3)輸液速度調節器圖6所示，是本發明的輸液速度調節器5的結構原理示意圖，由圖中可知，該輸液速度調節器5主要由減速電機55、螺杆56、尖型堵頭57、輸液軟管58、前置微動開關60、凹型柱59和後置微動開關61等組成。採用螺旋運動力學的原理通過電機55轉動螺杆56來推動尖型堵頭57擠壓輸液軟管58形成一個「」形狀來扎死輸液軟管58，使得輸液停止，同時不會因為外圍的力幹擾而鬆動，工作可靠。輸液軟管58的特性比較柔軟同時韌性比較強，在實施中不會受尖型堵頭57的尖型部位擠壓而破裂。另外採用行程微動開關60來實現自動停止電機55動作，從而保障機械運行的安全性。當電機55收到一個來自智能控制模塊2發給的高電平信號開始，正向旋轉慢慢通過尖型堵頭57將輸液軟管58紮緊，最後使得輸液出於停止狀態。當智能控制模塊2給停止信號時，電機55才根據命令信號停止工作，從而能有效地進行輸液速度控制。當尖型堵頭57的前端頂折的軟管58接觸到前置微動開關60時，微動開關60斷開電機55的電源，停止轉動，該功能主要是為了有效的控制輸液軟管58的通/斷，從而有效的為護士帶來服務空間時間。凹型柱59的中間設有與堵頭57尖頭相應的凹槽，該槽底處設有相應的繳動開關60。當輸液結束時，智能控制模塊2收到液體探測器1發給的一個信號，該模塊2將信號轉為命令信號，驅動電機55做反向旋轉，電機55作反向旋轉鬆開被扎死的輸液管58，同時在完全鬆開輸液管58的時候，尖型堵頭57的後端頂住後置微動開關61，該微動開關61斷開電機55的電源，電機55停止轉動。
(4)溫度補償裝置圖7所示，是本發明溫度補償裝置8的結構原理示意框圖，溫度補償裝置8主要是為了在冬天或氣溫比較低的情況下，給輸入人體的液體進行適當的溫度補給。本裝置內置於智能化輸液監護儀中，即輸液管33的下部，因為這裡在輸液過程中會停留一部分液體。採用鎢絲低能發熱組件63，反光錫紙為聚熱組件65，石矽墊為傳熱組件66，利用一個溫感開關64來控制溫度，能量由電源62供給。當操作者接通開關後，發熱組件63的鎢絲得電開始發光並產生熱量，由於輸液管33是單面受熱，採用錫紙聚光組件65將鎢絲的光和熱反射給傳熱組件66，這時所有的光熱能將傳送到作為傳熱組件66的石矽墊上，石矽墊剛好緊附在輸液管的下部，根據熱傳遞的原理將熱能傳遞給輸液管33內的液體，從而完成液體的溫度補給。在此基礎上，作為發熱組件63鎢絲的熱能受到一個以溫控管作為溫感開關64的控制，當溫度超過一定量時溫控管自動關閉輸給鎢絲的電源62，當溫度低於一定量時溫控管閉合電源，鎢絲得電工作發熱光。
(5)手動報警器主要是為了方便在其它不可遇見的情況下由病人自己手動操作的一個按鍵，當按鍵按下的時候，智能控制模塊2得到一個外部命令，同時將命令傳遞給無線電信號收發電路3，並將命令發射出去，中心監護伺服器或無線移動護士裝置就能及時的收到聲/光的呼叫。從而提高護理管理服務質量。
(6)心電、血壓動態數據採集電路圖8所示，測量電極67、68、69採集到訊號，通過運算放大器70進行比較、高低濾波及訊號放大，取得的心電訊號輸送到單片機71進行處理。血壓、脈搏傳感器75採集到的血壓、脈搏訊號，通過運算放大器74進行比較、高低濾波及訊號放大，取得的血壓訊號與脈搏訊號輸送到單片機71進行處理。STEL-2000A數字擴頻器72和無線電信號收發電路3結合，主要是完成心電、血壓、脈搏訊號打包向主機伺服器傳送。輸入控制76，主要進行開機工作設定、參數設置及關機控制。
(7)輸液泵數據採集電路圖9所示，是本發明輸液泵數據採集電路原理示意框圖，圖10是圖9的控制面板示意圖。由圖9可知，本輸液泵數據採集電路9的集成控制模塊77是通過數據接口來與加壓泵78即輸液泵78串行接口連接的，從而獲取輸液泵78的相關數據，同時監護輸液狀況。電源模塊76，它直接與交流電連接，同時內置一個1000MA的電池組，作為後備電源。集成控制模塊77，根據預設的程序來控制輸液泵78、顯示器模塊79、報警器80、鍵盤81、液體容器82、串行接口83和容器82的液體探測器84。電動加壓泵78，它在集成控制模塊77的指令下工作。顯示模塊79，它主要顯示操作菜單與時鐘。報警器80，它主要是在它在模塊77的指令下做各種預設的報警，例如，針管堵塞、輸液數度過快等等故障的報警。鍵盤81，一個用來設定程序和開啟關閉儀器用的按鍵組。液體容器82，是裝載輸液體的容器。容器82的液體探測器84，它安裝在液體容器82的下面，主要用來識別容器82中液體的容量狀況。串行接口83，用於連接無線電信息收發電路3的一個接口，該接口接上後，啟動圖10中控制面板85中的顯示器86菜單上的數據連接命令，加壓泵78的操作將通過無線電信息收發電路3與中心監控伺服器聯繫，同時啟動中心監護伺服器的輸液泵監護分析軟體21。面板85，它是加壓泵78的操作面板，該面板85中設有液晶顯示屏86，用來顯示時鐘和程序菜單的操作。該程序菜單，它有5個命令菜單，如初始化參數設置數據連接開始結束其中參數設置為一個主菜單，如3ml/h4ml/h5ml/h6ml/s
7ml/s它包括多個子命令菜單，醫護人員可以更具對病人的用藥屬性、病人的體質等狀況進行選擇。雙向選擇鍵87和功能鍵88，集開關、菜單確認、推出功能為一體的多功能鍵。菜單管理，它是為了方便操作人員操作該儀器的一個可視化操作界面，同時它能避免人為的不確定因素構成的誤操作，造成醫療事故。
(8)電池組電池組7是該儀器的供電電源，能源庫，採用4.5v直流供電，同時設計該電池組為可充電電池或蓄電池。
(9)液晶顯示模塊液晶顯示模塊10參閱圖2和圖3及其說明，主要是為了用戶操作方便以及降低誤操作引起的事故設計，液晶顯示可以顯示當前時間，以及輸液開始時間，結束時間，同時是預設程序的菜單的組要輸出部件。
二、中心監護伺服器中心監護伺服器主要是通過前端智能化輸液監護儀採集回來的各類數據來進行分析，得出結構後再將各類信心編成命令信號發給智能化輸液監護儀。
在圖1中可知，該伺服器的構成主要由無線電信息收發電路11，指令信號發生器12，計算機PC13，心電、血壓模塊14，分析控制軟體15，心電、血壓分析軟體10，顯示器17，心電監護儀18，後備電源19，語音報警系統20，輸液泵監護軟體21，印表機22，後臺資料庫23構成。電路11主要是收發智能化輸液監護儀發來的各類無線電信號，傳遞給指令信號發生器12，由發生器12經過解碼後傳給PC機13，PC機13經過分析控制軟體15、心電及血壓分析軟體16、心電監護儀18和輸液泵監護分析軟體21的分析判斷，根據數據的類型得出結果，然後再將數據傳給指令信息發生器12編碼，編碼後傳給無線電信號收發電路11發射出去。顯示器17是為了方便護士及時掌握被監護的對象信息而設立的一個大屏幕提示板。後臺資料庫23是為了實現網絡化管理而設立的一個後臺服務資料庫。語音報警系統20是為了更明確詳細的提示護理人員掌握被監護的對象信息。後備電源19，為了防止停電而設立的一個後備供電電池組。
三、無線移動護士裝置移動護士裝置是一個可攜式的接收機，它可以接收監護伺服器發送的各類報警信號，以便護士不在病人身邊時也能及時的掌握病人的動態信息。在圖1中可知，該裝置主要由無線電信息接收電路24、解碼器25、液晶驅動模塊26、液晶顯示器27、電池組28、單片機29、鍵盤30、蜂鳴器31構成。當監護伺服器發出相應無線電信號時，移動護士裝置通過無線電信息接收電路24接收後經解碼器25，解碼後再將解碼出來的數據傳給單片機29處理，處理後的數據通過模塊26和顯示器27來顯示發送過來的信息，同時單片機29給出一個指令給蜂鳴器31，該蜂鳴器31發出的聲音提示。查詢報警信息和設置時鐘通過鍵盤30來實現。
四、技術參數供電智能輸液監護儀採用4.5V直流高能電池，可供電時間長達90天以上；監護伺服器是採用市電220v供電。
無線移動護士裝置採用3-4.5V直流高能電池，可供電時間長達60天以上。
電流智能輸液監護儀待機工作電流10mA，報警發射50-60mA。
監護伺服器待機工作電流50mA，報警接收100-150mA。
無線移動護士裝置待機工作電流5mA，報警接收10-50mA無線電信號收發電路3和11的技術參數為發射功率20mW，接收功率1.8W；調製方式GFKS發射頻率433-450MHz；接收靈敏度-126dBm(0.112uV)；監控伺服器最多可以配智能輸液監護儀數量為1500個；智能輸液監護儀最多可以配無線移動護士端100個。
能過以上的說明可知，本發明中的器件、裝置和相應的軟體，都是採用現有技術和產品來製作，以及通過該技術領域的普通技術人員，利用這些現有技術和產品，而可以實現和使用本基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統的，而且能達到相應的效果。
醫用多功能智能化輸液監護系統將無線數位化傳輸技術、生物醫電技術、智能化控制技術以及計算機信息技術融合於一體，實現輸液無線監控與智能化控制、心電與血壓參數遙測與分析以及即時指令性控制、輸液泵的無線監控與結合病患者生命體徵動態信息進行智能化控制、輸液補、恆溫控制以及監護報警與呼叫等功能。方便病人、醫生和護士。
權利要求
1.一種基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統，它包括普通輸液器、輸液泵，其特徵在於還包括智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動式護士裝置；智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動護士裝置之間的信息和數據通過無線電的方式來傳輸、聯繫和處理，實現輸液、血壓、心電多方面的監測和護理，所有的過程都是自動智能化完成。
2.根據權利要求1所述的基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統，其特徵在於所述的智能化輸液監護儀包括探測輸液管中液體的流速和液體是否存在，並發出相應信號的液位探測器(1)；智能控制模塊(2)，用於處理各種反饋信號，同時將信號的處理結果按預設程序分配各相應的電路和器件；無線電信號收發電路(3)，用於接收和發送指令信號及數據信號；動態數據採集電路(4)，用於採集心電、血壓及相關的動態信息數據，通過所述的無線電信號收發電路(3)，傳給相應的伺服器；控制輸液速度或關斷輸液管的輸液調節器(5)；輸液泵數據採集電路(9)，用於獲取輸液泵的相關信息數據，通過無線電收發電路(3)發出數據信息，接收控制信息；顯示模塊，用於顯示操作菜單與操作信息。
3.根據權利要求1所述的基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統，其特徵在於中心監護伺服器包括無線電信號收發電路(11)，用於接收和發送指令信號及數據信號；PC(13)，它是一臺基於xp系統平臺的計算機，主要是通過嵌入式的各種軟、硬體與接口來管理整個系統的運作，在整個系統中起到一個伺服器的作用；分析與控制軟體(15)，它建立在一個多種管理模塊平臺的基礎上，用於綜合分析與綜合控制的相應的數據信息和器件；心電、血壓模塊(14)，它是集成心電及血壓數據採集和通信接口為一體的硬體模塊電路；心電、血壓分析軟體模塊(16)，它是根據心電、血壓模塊(14)採集到的相關數據進行相應分析的一個軟體；心電監護儀(18)，用於將心電、血壓模塊(14)採集到的各種數據信息進行分析後，編譯成一個指令信號，通過PC(13)和無線電信號收發電路(11)，以及智能化輸液監護儀的無線電信號收發電路(3)，反饋給智能控制模塊(2)；輸液泵監護分析軟體(21)，它是分析與控制軟體下的一個主子程序，用於分析智能化輸液監護儀中輸液泵數據採集電路(9)傳送過來的數據，同時通過無線電信息收發電路(11、3)返回給所述的輸液泵數據採集電路(9)；顯示屏，用於方便護幹及時掌握被監護對象的語音而設立的屏幕提示板，它主要顯示報警信息和時間；後臺資料庫，用於存入和交換數據信息的平臺。
4.根據權利要求1所述的基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統，其特徵在於無線移動式護士裝置包括無線電信息接收電路(24)，用於接收中心監護伺服器發來的報警信息；單片機(29)，用於數據信息的處理；顯示器及其驅動模塊(26)，用於顯示報警信息和時鐘及其驅動。
全文摘要
本發明公開了一種基於無線數字傳輸的醫用多功能智能化輸液監護系統，它包括普通輸液器、輸液泵，其特徵在於還包括智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動式護士裝置；智能化輸液監護儀、中心監護伺服器和無線移動護士裝置之間的信息和數據通過無線電的方式來傳輸、聯繫和處理，實現輸液、血壓、心電多方面的監測和護理，所有的過程都是自動智能化完成。該系統將無線數位化傳輸技術、生物醫電技術、智能化控制技術以及計算機信息技術融合於一體，實現輸液無線監控與智能化控制、心電與血壓參數遙測與分析以及即時指令性控制、輸液泵的無線監控與結合病患者生命體徵動態信息進行智能化輸液控制。方便病人、醫生和護士。
文檔編號A61B5/00GK1966100SQ20061001957
公開日2007年5月23日 申請日期2006年7月5日 優先權日2006年7月5日
發明者李江, 楊慶隆 申請人:南寧松景天倫生物科技有限公司