本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種輸液監(jiān)測報警器。

背景技術(shù)：

眾所周知，靜脈輸液是醫(yī)院醫(yī)療之中的常用手段之一，隨著目前醫(yī)療資源越發(fā)的緊張，一個大型醫(yī)院的中心輸液室?guī)讉€值班護士往往要同時管理百余名患者，需要監(jiān)測所有患者的輸液情況諸如是否出現(xiàn)凝血，滴停，輸液速度過快，是否輸液結(jié)束等情況，特別是當(dāng)輸液完畢時，若醫(yī)護人員未及時采取處置，容易出現(xiàn)空氣形成空氣栓塞危及病人生命。同時，醫(yī)院病房往往是房間設(shè)置且病房面積大床位多，護士巡視力度不足，如出現(xiàn)無人陪護且不能自理的患者，也會出現(xiàn)以上危險情況。

經(jīng)檢索，CN2010101217169公開了一種輸液實時監(jiān)控方法及輸液實時監(jiān)控裝置的發(fā)明專利，其包括對裝好藥水的輸液瓶或輸液袋進行重量檢測的步驟，該步驟包括對輸液瓶或輸液袋的重量進行界定，判斷輸液瓶或輸液袋的容積規(guī)格，并對該容積規(guī)格的輸液瓶或輸液袋的重量進行預(yù)設(shè)；它還包括報警步驟，即當(dāng)所檢測到的輸液瓶或輸液袋的總重量去除所預(yù)設(shè)的輸液瓶或輸液袋的重量后所余的藥液凈重量進入預(yù)設(shè)區(qū)間時自動報警。本發(fā)明在掛上輸液袋后就能自動界定出輸液瓶或輸液袋的容積規(guī)格，并通過對該容積規(guī)格的輸液瓶或輸液袋的重量進行預(yù)設(shè)，進行剩余藥液凈重量的判斷，從而完成報警過程。這種裝置的實質(zhì)性不足是：由于紅外傳感器采集到的電信號需要經(jīng)過硬件電路濾波處理后，才能得到所需要的信息，因此，設(shè)備功耗大，信號強度弱、頻偏大、抗干擾能力弱、采集精度低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、使用方便、設(shè)備功耗低、采集精度高、抗干擾能力強的輸液監(jiān)測報警器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種輸液監(jiān)測報警器，設(shè)有茂菲氏滴管和報警夾持體，所述茂菲氏滴管上包覆有報警夾持體，其特征在于所述報警夾持體內(nèi)設(shè)有終端節(jié)點控制裝置，所述終端節(jié)點控制裝置包括報警電路模塊、充電電路模塊、液滴終端微處理模塊、檢測電路模塊和開關(guān)電路模塊，所述報警電路模塊、檢測電路模塊和開關(guān)電路模塊分別與液滴終端微處理模塊相連接，所述液滴終端微處理模塊經(jīng)充電電路模塊供電，通過液滴終端微處理模塊統(tǒng)一管理報警電路模塊、檢測電路模塊和開關(guān)電路模塊的供電，以達到結(jié)構(gòu)新穎、使用方便、采集精度高的作用。

本發(fā)明所述液滴終端微處理模塊是由電容C1、電容C2、電容C3 、電容 C10、電容C11，芯片U1和晶振Y1、Y2構(gòu)成MCU工作系統(tǒng)，所述電容C3負責(zé)芯片U1的內(nèi)部供電穩(wěn)壓，電容C1，C2，晶振Y1構(gòu)成外源晶振系統(tǒng)Ⅰ，供給32.768K的標(biāo)準震蕩頻率，電容C10，C11，晶振Y2構(gòu)成外源晶振系統(tǒng)Ⅱ，供給32M的標(biāo)準震蕩頻率；所述電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電感L1、電感L2、電感L3和電感L4構(gòu)成巴倫之匹配電路，調(diào)節(jié)發(fā)射天線的阻抗匹配，信號經(jīng)由PCB天線E1發(fā)射與接收，以達到抗干擾能力強的作用。

本發(fā)明所述檢測電路包括紅外線發(fā)射電路和紅外線接收電路，所述茂菲氏滴管一側(cè)的報警夾持體內(nèi)設(shè)有紅外線發(fā)射電路，另一側(cè)的報警夾持體內(nèi)設(shè)有紅外線接收電路，使紅外線發(fā)射電路與紅外線接收電路形成對射來采集茂菲氏滴管內(nèi)的液滴信息，所述紅外線發(fā)射電路包括NPN三極管Q1、紅外發(fā)射管D2、電阻R3和電阻R1，所述紅外線接收電路包括電阻R2、紅外接收管D1和電容C4，所述三極管Q1的集電極接VCC供電，當(dāng)三極管Q1的基極接P10管腳為高電平時，Q1的發(fā)射極為高電壓，電流經(jīng)由電阻R3導(dǎo)通至紅外發(fā)射管D2，紅外發(fā)射管D2工作，發(fā)射出紅外線，電阻R2與紅外接收管D1串聯(lián)分別接由VCC與GND兩端，當(dāng)紅外接收管D1接受到的紅外線強度不同時，其自身阻值發(fā)生變化，其K極接P07管腳，并由MCU進行ＡＤ轉(zhuǎn)換采樣，判斷數(shù)據(jù)，電容Ｃ４為濾波電容，抑制Ｄ１產(chǎn)生的尾峰沖擊電壓，以達到采集精度高的作用。

本發(fā)明所述報警電路是由電阻Ｒ６、ＮＰＮ三極管Ｑ２和蜂鳴器ＬＳ１組成，ＮＰＮ三極管Ｑ２基極接P11口，射級接蜂鳴器正引腳，集電極接電阻R6，電阻R6另一端接VCC，當(dāng)P11為高電平時，NPN三極管Q2導(dǎo)通，電流經(jīng)過蜂鳴器，蜂鳴器啟動工作，發(fā)出警報。

本發(fā)明所述開關(guān)穩(wěn)壓電路由芯片U2，電阻R8，LED二極管D4和高腳開關(guān)S1組成，高腳開關(guān)一端接電池正極，一端接U2芯片第3引腳，U2芯片第1引腳接地，第2引腳接Ｄ４正極，Ｄ４負極接電阻Ｒ８，Ｒ８另一端接地；當(dāng)高腳開關(guān)閉合時，Ｕ２第３引腳與電池正極導(dǎo)通，獲得最高３.７Ｖ電壓，經(jīng)自身ＤＣ－ＤＣ穩(wěn)壓，獲得３.３Ｖ電壓，作為ＶＣＣ對外供應(yīng)，由第二引腳輸出；此時第二引腳為高電位，帶動LED正常工作，LED發(fā)光，指示系統(tǒng)正常工作。

本發(fā)明所述充電電路是由USB接口USB1，芯片U3，電容C12，電阻R5，R7，發(fā)光二極管D3構(gòu)成， USB接口接外源USB插頭時，USB接口的第1腳為5V高電平，USB接口的第5腳為地電位，USB接口USB1的第1腳接芯片U3第4腳，USB接口USB1的第5腳接芯片U2的第2腳，芯片U2的第2腳與第5腳之間接電阻R7，R7控制編程充電電流大?。浑娙軨2接入芯片U3的第3腳和第4腳之間，起穩(wěn)壓作用,電池的正極接如芯片的第4腳，負極接地；電阻R5接入芯片U3的第4腳，另一端接發(fā)光二極管正極，發(fā)光二極管D3的負極接地；當(dāng)USB插頭接入時，芯片U3的第4腳為5V電壓，5V電壓經(jīng)由R5和D3構(gòu)成一個通路，在電流的驅(qū)動下，發(fā)光二極管D3工作發(fā)光，起到指示充電的作用；芯片U3在第4腳為5V高電平時，啟動工作，第3引腳輸出4.2V電壓，電流大小由第5腳對地電流大小控制，即由R5阻值大小控制，完成對接入芯片第4腳與第2腳的聚合物電池的充電功能。

本發(fā)明所述電池為3.7V鋰電池供電，有效工作時長可達20小時，以達到顯著降低功耗的作用。

本發(fā)明所述所述液滴終端微處理模塊的MCU采用TI公司的CC2540。

本發(fā)明所述液滴終端微處理模塊的監(jiān)測算法包括輸液速度計時系統(tǒng)和報警計時系統(tǒng)，所述輸液速度計時系統(tǒng)的算法采用門限濾波和遺忘算法處理，其步驟為：紅外對管采集茂菲氏滴管和藥液滴落的漫反射和折射效應(yīng)的信號并轉(zhuǎn)換為電信號，液滴終端微處理模塊在充電電路供電情況下上下波動為0.1-0.3V，即檢測到電壓變化為2-8%，由于每一液滴信號都存在一個沖擊尾峰，對于這個信號的處理采用直接將信號進行AD轉(zhuǎn)換，將采集到的電信號數(shù)值放大，并設(shè)定兩個門限值，當(dāng)突破上限值時，標(biāo)志位置TRUE，突破下限值時標(biāo)志位置FALSE，標(biāo)志位經(jīng)過兩次變換時，記為檢測到一個液滴；若檢測到信號的尾峰沖擊，則根據(jù)液滴的時間戳信息比對，判斷液滴頻率，小于一定時間間隔的液滴信息予以忽略；

所述報警計時系統(tǒng)的算法步驟為：液滴終端微處理模塊上每檢測到液滴信號時，報警標(biāo)志位復(fù)位，計時系統(tǒng)二清零；并通過設(shè)定報警時長，當(dāng)長時間檢測不到液滴信號時，計時系統(tǒng)二所計時長超過設(shè)定的報警時長，報警標(biāo)志位掛起，程序驅(qū)動報警電路模塊發(fā)出警報信息；當(dāng)再次檢測到液滴信號時，通過對報警標(biāo)志位復(fù)位，可以解除警報；

所述液滴終端微處理模塊的算法步驟為：液滴終端微處理模塊在檢測到液滴信號時，截取時間戳，并比對上一次時間戳，計算出兩液滴信號之間的時間差 QUOTE，并求取相鄰的十個液滴間隔時間的平均值 QUOTE ，并有下列公式得出輸液速度：

QUOTE （公式 3）

并將輸液總量信息與輸液速度以及終端節(jié)點的ID號封裝到液滴終端微處理模塊中，以便于通過PC端監(jiān)控系統(tǒng)和手機端監(jiān)控系統(tǒng)查詢，使醫(yī)生或護士或者陪護人員能夠通過所述PC端監(jiān)控系統(tǒng)和手機端監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控輸液狀態(tài)，顯著提高了患者的安全性。

本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)新穎、使用方便、設(shè)備功耗低、采集精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的仰視圖。

圖3是本發(fā)明中終端節(jié)點控制裝置的電氣原理圖。

圖4是圖3中的檢測電路模塊電氣原理圖。

圖5是圖3中報警電路模塊電氣原理圖。

圖6是圖3中液滴終端微處理模塊電氣原理圖。

圖7是圖3中開關(guān)電路模塊電氣原理圖。

圖8是圖3中供電電路模塊電氣原理圖。

附圖標(biāo)記：左夾持體1、右夾持體2、鉸軸3、扭簧9、報警電路模塊4、充電電路模塊5、液滴終端微處理模塊6、檢測電路模塊7、開關(guān)電路模塊8。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行說明。

如附圖所示， 一種輸液監(jiān)測報警器，設(shè)有茂菲氏滴管和報警夾持體，所述茂菲氏滴管上包覆有報警夾持體，所述報警夾持體可以采用左夾持體和右夾持體經(jīng)鉸軸和扭簧相連接的方式對茂菲氏滴管進行夾持，也可以采用套接的方式套在茂菲氏滴管上，還可以采用包覆茂菲氏滴管的方式固定在茂菲氏管上，本發(fā)明優(yōu)選采用所述報警夾持體可以采用左夾持體1和右夾持體2經(jīng)鉸軸3和扭簧9相連接的方式對茂菲氏滴管進行夾持，以達到使用方便的作用，所述報警夾持體內(nèi)設(shè)有終端節(jié)點控制裝置，所述終端節(jié)點控制裝置包括報警電路模塊4、充電電路模塊5、液滴終端微處理模塊6、檢測電路模塊7和開關(guān)電路模塊8，所述報警電路模塊4、檢測電路模塊7和開關(guān)電路模塊8分別與液滴終端微處理模塊6相連接，所述液滴終端微處理模塊6經(jīng)充電電路模塊5供電，通過液滴終端微處理模塊6統(tǒng)一管理報警電路模塊4、檢測電路模塊7和開關(guān)電路模塊8的供電，以達到結(jié)構(gòu)新穎、使用方便、采集精度高的作用。

本發(fā)明所述液滴終端微處理模塊6是由電容C1、電容C2、電容C3 、電容 C10、電容C11，芯片U1和晶振Y1、Y2構(gòu)成MCU工作系統(tǒng)，所述電容C3負責(zé)芯片U1的內(nèi)部供電穩(wěn)壓，電容C1，C2，晶振Y1構(gòu)成外源晶振系統(tǒng)Ⅰ，供給32.768K的標(biāo)準震蕩頻率，電容C10，C11，晶振Y2構(gòu)成外源晶振系統(tǒng)Ⅱ，供給32M的標(biāo)準震蕩頻率；所述電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電感L1、電感L2、電感L3和電感L4構(gòu)成巴倫之匹配電路，調(diào)節(jié)發(fā)射天線的阻抗匹配，信號經(jīng)由PCB天線E1發(fā)射與接收，以達到抗干擾能力強的作用。

本發(fā)明所述檢測電路7包括紅外線發(fā)射電路和紅外線接收電路，所述茂菲氏滴管一側(cè)的報警夾持體內(nèi)設(shè)有紅外線發(fā)射電路，另一側(cè)的報警夾持體內(nèi)設(shè)有紅外線接收電路，使紅外線發(fā)射電路與紅外線接收電路形成對射來采集茂菲氏滴管內(nèi)的液滴信息，所述紅外線發(fā)射電路包括NPN三極管Q1、紅外發(fā)射管D2、電阻R3和電阻R1，所述紅外線接收電路包括電阻R2、紅外接收管D1和電容C4，所述三極管Q1的集電極接VCC供電，當(dāng)三極管Q1的基極接P10管腳為高電平時，Q1的發(fā)射極為高電壓，電流經(jīng)由電阻R3導(dǎo)通至紅外發(fā)射管D2，紅外發(fā)射管D2工作，發(fā)射出紅外線，電阻R2與紅外接收管D1串聯(lián)分別接由VCC與GND兩端，當(dāng)紅外接收管D1接受到的紅外線強度不同時，其自身阻值發(fā)生變化，其K極接P07管腳，并由MCU進行ＡＤ轉(zhuǎn)換采樣，判斷數(shù)據(jù)，電容Ｃ４為濾波電容，抑制Ｄ１產(chǎn)生的尾峰沖擊電壓，以達到采集精度高的作用。

本發(fā)明所述報警電路4是由電阻Ｒ６、ＮＰＮ三極管Ｑ２和蜂鳴器ＬＳ１組成，ＮＰＮ三極管Ｑ２基極接P11口，射級接蜂鳴器正引腳，集電極接電阻R6，電阻R6另一端接VCC，當(dāng)P11為高電平時，NPN三極管Q2導(dǎo)通，電流經(jīng)過蜂鳴器，蜂鳴器啟動工作，發(fā)出警報，達到自動報警的作用

本發(fā)明所述開關(guān)穩(wěn)壓電路8由芯片U2，電阻R8，LED二極管D4和高腳開關(guān)S1組成，高腳開關(guān)一端接電池正極，一端接U2芯片第3引腳，U2芯片第1引腳接地，第2引腳接Ｄ４正極，Ｄ４負極接電阻Ｒ８，Ｒ８另一端接地；當(dāng)高腳開關(guān)閉合時，Ｕ２第３引腳與電池正極導(dǎo)通，獲得最高３.７Ｖ電壓，經(jīng)自身ＤＣ－ＤＣ穩(wěn)壓，獲得３.３Ｖ電壓，作為ＶＣＣ對外供應(yīng)，由第二引腳輸出；此時第二引腳為高電位，帶動LED正常工作，LED發(fā)光，指示系統(tǒng)正常工作。

本發(fā)明所述充電電路5是由USB接口USB1，芯片U3，電容C12，電阻R5，R7，發(fā)光二極管D3構(gòu)成， USB接口接外源USB插頭時，USB接口的第1腳為5V高電平，USB接口的第5腳為地電位，USB接口USB1的第1腳接芯片U3第4腳，USB接口USB1的第5腳接芯片U2的第2腳，芯片U2的第2腳與第5腳之間接電阻R7，R7控制編程充電電流大??；電容C2接入芯片U3的第3腳和第4腳之間，起穩(wěn)壓作用,電池的正極接如芯片的第4腳，負極接地；電阻R5接入芯片U3的第4腳，另一端接發(fā)光二極管正極，發(fā)光二極管D3的負極接地；當(dāng)USB插頭接入時，芯片U3的第4腳為5V電壓，5V電壓經(jīng)由R5和D3構(gòu)成一個通路，在電流的驅(qū)動下，發(fā)光二極管D3工作發(fā)光，起到指示充電的作用；芯片U3在第4腳為5V高電平時，啟動工作，第3引腳輸出4.2V電壓，電流大小由第5腳對地電流大小控制，即由R5阻值大小控制，完成對接入芯片第4腳與第2腳的聚合物電池的充電功能。

本發(fā)明所述電池為3.7V鋰電池供電，有效工作時長可達20小時，以達到顯著降低功耗的作用。

本發(fā)明所述所述液滴終端微處理模塊的MCU采用TI公司的CC2540。

本發(fā)明所述液滴終端微處理模塊6的監(jiān)測算法包括輸液速度計時系統(tǒng)和報警計時系統(tǒng)，所述輸液速度計時系統(tǒng)的算法采用門限濾波和遺忘算法處理，其步驟為：紅外對管采集茂菲氏滴管和藥液滴落的漫反射和折射效應(yīng)的信號并轉(zhuǎn)換為電信號，液滴終端微處理模塊在充電電路供電情況下上下波動為0.1-0.3V，即檢測到電壓變化為2-8%，由于每一液滴信號都存在一個沖擊尾峰，對于這個信號的處理采用直接將信號進行AD轉(zhuǎn)換，將采集到的電信號數(shù)值放大，并設(shè)定兩個門限值，當(dāng)突破上限值時，標(biāo)志位置TRUE，突破下限值時標(biāo)志位置FALSE，標(biāo)志位經(jīng)過兩次變換時，記為檢測到一個液滴；若檢測到信號的尾峰沖擊，則根據(jù)液滴的時間戳信息比對，判斷液滴頻率，小于一定時間間隔的液滴信息予以忽略；

所述報警計時系統(tǒng)的算法步驟為：液滴終端微處理模塊上每檢測到液滴信號時，報警標(biāo)志位復(fù)位，計時系統(tǒng)二清零；并通過設(shè)定報警時長，當(dāng)長時間檢測不到液滴信號時，計時系統(tǒng)二所計時長超過設(shè)定的報警時長，報警標(biāo)志位掛起，程序驅(qū)動報警電路模塊發(fā)出警報信息；當(dāng)再次檢測到液滴信號時，通過對報警標(biāo)志位復(fù)位，可以解除警報；

所述液滴終端微處理模塊的算法步驟為：液滴終端微處理模塊在檢測到液滴信號時，截取時間戳，并比對上一次時間戳，計算出兩液滴信號之間的時間差 QUOTE ，并求取相鄰的十個液滴間隔時間的平均值 QUOTE ，并有下列公式得出輸液速度：

QUOTE （公式 3）

并將輸液總量信息與輸液速度以及終端節(jié)點的ID號封裝到液滴終端微處理模塊中，以便于通過PC端監(jiān)控系統(tǒng)和手機端監(jiān)控系統(tǒng)查詢，使醫(yī)生或護士或者陪護人員能夠通過所述PC端監(jiān)控系統(tǒng)和手機端監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控輸液狀態(tài)，顯著提高了患者的安全性。

本發(fā)明在使用時，可與PC短監(jiān)控系統(tǒng)和手機端監(jiān)控系統(tǒng)相連接，當(dāng)收到PC端監(jiān)控系統(tǒng)輪詢指令時，液滴終端微處理模塊中的數(shù)據(jù)包即上傳至PC端監(jiān)控系統(tǒng)，醫(yī)生通過PC端監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)輸入的患者病例信息，并采用輪詢查詢的方式逐個連接讀取終端節(jié)點上的有效信息，對單個終端節(jié)點設(shè)備連接讀取信息到斷開連接的時間不超過5ms，即1秒鐘內(nèi)即可完成100個終端節(jié)點的信息采集，高效快捷。

當(dāng)在手機端監(jiān)控系統(tǒng)上查詢時，所述手機端監(jiān)控系統(tǒng)接收液滴終端微處理模塊上傳的數(shù)據(jù)包中的每一滴時間戳和液滴總量，并計算得出輸液速度、輸液液體剩余量、輸液剩余時間、是否滴停和電量信息，使醫(yī)生或護士或者陪護人員能夠通過所述手機端監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控輸液狀態(tài)。

當(dāng)檢測到工作電壓低于3.3V時，通過液滴終端微處理模塊將電量低的信息上傳至PC上位機中的PC端監(jiān)控系統(tǒng)，對PC上位機發(fā)出電量低的警報，提示醫(yī)護人員更換電池。

本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)新穎、使用方便、設(shè)備功耗低、采集精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點。