專利名稱：靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輔助醫(yī)療器具領(lǐng)域，具體涉及一種靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
靜脈注射是臨床治療常用的給藥方式，隨著科學(xué)的發(fā)展，對(duì)藥液滴速控制的要求也越來越高。醫(yī)學(xué)中常用的輸液管雖然也能進(jìn)行滴速的控制，但調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，不易控制，而且常因?yàn)槭韬龃笠獍l(fā)生血液回流現(xiàn)象，有時(shí)速度過快還會(huì)對(duì)病人造成不良反應(yīng)。目前多數(shù)醫(yī)院使用的靜脈輸液裝置都是莫菲氏滴管輸液法，病人輸液時(shí)，輸液器要懸掛在病人的頭 頂上方。這對(duì)輸液速度有嚴(yán)格要求的病人顯然是不方便的，同時(shí)滴速的不準(zhǔn)確也直接影響病人的生命安全。目前常用的輸液泵是解決輸液速度的一種有效方法，它的工作原理是動(dòng)力擠壓輸液，在一定時(shí)間內(nèi)輸液量是一定的，但輸液期間點(diǎn)滴數(shù)目并不均勻；而且輸液泵的耗材成本很高，只適用于急救和重癥情況，不適宜普及。為了滿足醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)輸液速度和輸液量準(zhǔn)確度控制的越來越高的要求，提供一種既實(shí)用又廉價(jià)的輸液檢測裝置勢在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的輸液速度和輸液量不能準(zhǔn)確控制的問題，本實(shí)用新型提供一種靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置，其靈敏度高，輸液可控，成本低。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置包括鍵盤單元、藥液滴速檢測單元、藥液溫度檢測單元、單片機(jī)、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度調(diào)節(jié)單元和顯示單元；所述鍵盤單元與單片機(jī)相連，其用于輸入預(yù)置的藥液滴速數(shù)值和藥液溫度，并將預(yù)置的滴速和溫度數(shù)值傳送給單片機(jī)；所述藥液滴速檢測單元與單片機(jī)相連，其用于檢測輸液管的藥液滴速，并將檢測到的藥液滴速數(shù)值傳送給單片機(jī)；所述藥液溫度檢測單元與單片機(jī)相連，其用于檢測輸液管的藥液溫度，并將檢測到的藥液溫度數(shù)值傳送給單片機(jī)；所述單片機(jī)分別與藥液滴速調(diào)節(jié)單元和溫度調(diào)節(jié)單元相連，單片機(jī)用于將檢測到的藥液滴速數(shù)值與預(yù)置的藥液滴速數(shù)值相比較，判斷藥液滴速是否合理，并將藥液滴速調(diào)節(jié)指令傳送給藥液滴速調(diào)節(jié)單元；藥液滴速調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)的藥液滴速；同時(shí)單片機(jī)也用于將檢測到的藥液溫度數(shù)值與預(yù)置的藥液溫度數(shù)值相比較，判斷藥液溫度是否合理，并將溫度調(diào)節(jié)指令傳送給藥液溫度調(diào)節(jié)單元；藥液溫度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)藥液溫度；所述顯示單元與單片機(jī)相連，其用于顯示由鍵盤單元輸入的預(yù)置藥液滴速數(shù)值和預(yù)置的藥液溫度數(shù)值，以及顯示單片機(jī)接收到的藥液滴速檢測數(shù)值和藥液溫度檢測數(shù)值。上述的單片機(jī)為STC89C52單片機(jī)；藥液滴速檢測單元為紅外傳感器。所述的藥液滴速調(diào)節(jié)單元由步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪泵構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)由PID控制器控制其轉(zhuǎn)速。所述的藥液溫度檢測單元為DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測溫范圍為-55°C +125°C;所述的藥液溫度調(diào)節(jié)單元是電阻絲。[0007]本實(shí)用新型的有益效果是I、實(shí)現(xiàn)了藥液滴速的自動(dòng)控制，不但能夠?qū)崟r(shí)地檢測滴速，還可以根據(jù)患者體位變化，或者燥動(dòng)病人的人為因素改變滴速的情況，也能實(shí)現(xiàn)由于液面下降改變滴速的情況，進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)；采用PID閉環(huán)控制器，使響應(yīng)速度加快，控制精度提高。2、實(shí)現(xiàn)了藥液溫度的控制，提高了病人輸液過程中的舒適程度。3、該系統(tǒng)成本低，性價(jià)比高，便于普及。

圖I是本實(shí)用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置原理框圖。圖2是本實(shí)用新型中的紅外傳感器電路原理圖。 圖3是本實(shí)用新型中的藥液溫度控制電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，本實(shí)用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置包括鍵盤單元、藥液滴速檢測單元、藥液溫度檢測單元、單片機(jī)、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度調(diào)節(jié)單元和顯示單元。藥液滴速檢測單元采用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)，藥液滴速調(diào)節(jié)單元采用步進(jìn)電機(jī)和由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪泵實(shí)現(xiàn)，這部分電路是用于把點(diǎn)滴的滴速檢測回來同原設(shè)定的滴速進(jìn)行比較，然后單片機(jī)通過PID算法調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使輸液裝置能夠保持設(shè)定的滴速，不發(fā)生變化。步進(jìn)電機(jī)每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，控制信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，不再需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換，可快速實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止，且步距角降低小，延時(shí)短，定位準(zhǔn)確，精度高，可操作性強(qiáng)。通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制凸輪泵的轉(zhuǎn)速，凸輪泵的轉(zhuǎn)速大小決定了藥液滴速的快慢。根據(jù)紅外傳感器接收到的光強(qiáng)的強(qiáng)弱判斷是否有液滴滴下。由于紅外光波比可見光長，因此受可見光的影響較小。采用紅外傳感器的方案成本低，電路簡單，且不受可見光的干擾，穩(wěn)定性好。如圖2所示的紅外傳感器電路原理圖，當(dāng)有藥液滴下時(shí)，由于液滴會(huì)阻礙紅外線的傳播，紅外線接收端不會(huì)收到紅外信號(hào)，接收端的輸出信號(hào)就會(huì)變成高電平，再經(jīng)過施密特觸發(fā)器的信號(hào)整形，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的電平信號(hào)。在春、秋、冬季輸液過程中，大量的藥液從體外直接通過輸液器進(jìn)入病人血管，因藥液溫度偏低，常常導(dǎo)致病人出現(xiàn)四肢發(fā)冷、麻木、疼痛、寒顫等不適感，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)血管痙攣等癥狀。采用藥液溫度檢測單元和藥液溫度調(diào)節(jié)單元的目的就是讓藥液有一個(gè)合適的溫度，讓病人輸液過程更舒適，該部分的加熱及保溫溫度為20 30°C。藥液的溫度控制電路如圖3所示，對(duì)藥液的加熱屬于低溫加熱，能讓病人感覺舒適即可，所以選用簡單的電阻絲加熱，成本低，容易實(shí)現(xiàn)。用數(shù)字溫度傳感器DS18B20檢測溫度的變化，溫度傳感器測溫范圍為_55°C +125°C，精度為±0. 5°C，完全能夠滿足藥液的保溫及加熱范圍和精度，其供電電壓為直流3 5. 5V，同單片機(jī)供電電壓相同，可以共用同一個(gè)電源電路，電源設(shè)計(jì)簡單。顯示單元選用四個(gè)LED數(shù)碼管來顯示滴速的設(shè)定與滴速的實(shí)時(shí)顯示，鍵盤單元采用四個(gè)按鍵來設(shè)定滴速值，成本低，且硬件電路簡單。本實(shí)用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置的工作原理是鍵盤單元輸入預(yù)置的藥液滴速數(shù)值和藥液溫度，并將預(yù)置的滴速和溫度數(shù)值傳送給單片機(jī)；藥液滴速檢測單元檢測輸液管的藥液滴速，并將檢測到的藥液滴速數(shù)值傳送給單片機(jī)；藥液溫度檢測單元檢測輸液管的藥液溫度，并將檢測到的藥液溫度數(shù)值傳送給單片機(jī)；單片機(jī)將檢測到的藥液滴速數(shù)值與預(yù)置的藥液滴速數(shù)值相比較，判斷藥液滴速是否合理，并將藥液滴速調(diào)節(jié)指令傳送給藥液滴速調(diào)節(jié)單元，控制藥液滴速調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)的藥液滴速；同時(shí)單片機(jī)也將檢測到的藥液溫度數(shù)值與預(yù)置的藥液溫度數(shù)值相比較，判斷藥液溫度是否合 理，并將溫度調(diào)節(jié)指令傳送給藥液溫度調(diào)節(jié)單元，控制藥液溫度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)藥液溫度；顯示單元將由鍵盤單元輸入的預(yù)置藥液滴速數(shù)值和預(yù)置的藥液溫度數(shù)值，以及單片機(jī)接收到的藥液滴速檢測數(shù)值和藥液溫度檢測數(shù)值進(jìn)行顯示。本實(shí)用新型的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置能夠代替人工監(jiān)視進(jìn)行輸液，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)輸液速度控制和實(shí)時(shí)顯示，不僅保證了給藥速度的自動(dòng)控制，而且實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程護(hù)士站對(duì)重病患者給藥的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在很大程度上減輕護(hù)士的工作強(qiáng)度，將會(huì)給病人和醫(yī)生帶來極大的方便，是一種性能價(jià)格比很高的醫(yī)用設(shè)備。
權(quán)利要求1.靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在于該裝置包括鍵盤單元、藥液滴速檢測單元、藥液溫度檢測單元、單片機(jī)、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度調(diào)節(jié)單元和顯示單元； 所述鍵盤単元與單片機(jī)相連，其用于輸入預(yù)置的藥液滴速數(shù)值和藥液溫度，并將預(yù)置的滴速和溫度數(shù)值傳送給單片機(jī)； 所述藥液滴速檢測單元與單片機(jī)相連，其用于檢測輸液管的藥液滴速，并將檢測到的藥液滴速數(shù)值傳送給單片機(jī)； 所述藥液溫度檢測單元與單片機(jī)相連，其用于檢測輸液管的藥液溫度，并將檢測到的藥液溫度數(shù)值傳送給單片機(jī)； 所述單片機(jī)分別與藥液滴速調(diào)節(jié)單元和溫度調(diào)節(jié)單元相連，單片機(jī)用于將檢測到的 藥液滴速數(shù)值與預(yù)置的藥液滴速數(shù)值相比較，判斷藥液滴速是否合理，并將藥液滴速調(diào)節(jié)指令傳送給藥液滴速調(diào)節(jié)單元；藥液滴速調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)的藥液滴速；同時(shí)單片機(jī)也用于將檢測到的藥液溫度數(shù)值與預(yù)置的藥液溫度數(shù)值相比較，判斷藥液溫度是否合理，并將溫度調(diào)節(jié)指令傳送給藥液溫度調(diào)節(jié)單元；藥液溫度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)藥液溫度； 所述顯示単元與單片機(jī)相連，其用于顯示由鍵盤單元輸入的預(yù)置藥液滴速數(shù)值和預(yù)置的藥液溫度數(shù)值，以及顯示單片機(jī)接收到的藥液滴速檢測數(shù)值和藥液溫度檢測數(shù)值。
2.如權(quán)利要求I所述的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的單片機(jī)為STC89C52單片機(jī)；藥液滴速檢測單元為紅外傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的藥液滴速調(diào)節(jié)單元由步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪泵構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)由PID控制器控制其轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求I所述的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的藥液溫度檢測單元為DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測溫范圍為_55°C +125°C;所述的藥液溫度調(diào)節(jié)單元是電阻絲。
專利摘要本實(shí)用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動(dòng)控制裝置涉及輔助醫(yī)療器具領(lǐng)域，該自動(dòng)控制裝置包括單片機(jī)、鍵盤單元、顯示單元、藥液滴速檢測單元、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度檢測單元和藥液溫度調(diào)節(jié)單元。該系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為CPU，采用紅外線光電傳感器檢測滴速，通過步進(jìn)電機(jī)控制滴速，并采用PID控制算法，滴速調(diào)節(jié)過程具有控制準(zhǔn)確，響應(yīng)快，靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)；為了提高輸液舒適性，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了藥液加熱功能；該系統(tǒng)成本低，性價(jià)比高。
文檔編號(hào)A61M5/44GK202446581SQ201220013728
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者張格格, 李慧 申請(qǐng)人:長春工業(yè)大學(xué)