遠程輸液監控與自動報警器的初步設計

王進霞　王浩

摘 要：本設計是一款遠程輸液監控與自動報警系統。運用傳感器和單片機等，對病人的輸液過程進行全程監控，當輸液將要完成時自動發出報警聲，提醒醫護人員及時前來處理，能有效減輕醫護人員和陪護人員的勞動強度，又能最大限度地利用藥液。此儀器適用于各種顏色的藥液，而且結構簡單，體積小，重量輕，體現簡約理念。該新型便捷式輸液報警控制器反應靈敏，安全可靠，沒有電磁輻射干擾，對病人身體沒有傷害，更重要的是它的檢測控制裝置，不接觸藥液，安全衛生，讓人能更放心。該產品不影響患者走動，便于隨處移動。這種新型輸液報警裝置讓每瓶藥液充分輸盡，不浪費藥液，體現節約理念。

關鍵詞：便捷；安全；智能；衛生；節約

1 研究的背景和意義

靜脈輸液的技術起源于公元16世紀，是一種利用液體靜壓原理使液體下滴，經靜脈輸入大量無菌溶液或藥物的治療方法。經過四百年的發展逐漸形成了完整的理論體系，成為最直接，最常用，最有效的治療手段之一，在我國臨床應用非常廣泛。靜脈輸液技術推行極大地提高了臨床治療的效率，然而大量的病人同時輸液，護士的工作壓力甚大，而且一旦產生疏漏，沒有及時換藥，會給病人身體帶來不必要的傷害。另外病人往往一次需要輸液多瓶，現有的做法是每輸完一瓶藥水，護士就需要更換新的輸液瓶，多次更換藥瓶，不僅加大了護士的勞動強度，影響了護士的工作效率，而且病人需時常注意輸液進度，加重病人的心理負擔，不利于病人休養身體。另外在靜脈輸液的過程中，需要根據輸注的藥物和患者的病情對輸液進行實時監控。目前，普遍采用人工方式進行監控，對病人來說，存在很多潛在的危險。當輸液瓶中的藥液輸完或藥液發生堵塞時，醫護人員若未能及時處理，就會發生回血或其他危險，給病人造成痛苦甚至發生醫療事故。因此，我們需要醫用輸液報警器的設計和投入應用來有效的解決這個問題。

該報警設備具有很強的專業性，有很大的市場，無論是目前的現狀，還是展望未來，研制一套低成本的輸液報警設備，實現輸液護理工作的自動化、智能化，對提高醫院的醫療效率和質量，降低護理強度，減少護理人數，杜絕醫療事故的發生，促進國家經濟建設提高社會效益都有著積極的意義。

2 系統方案

本系統主要由監控端和主機端兩部分組成，監控端主要負責對液體的液面進行監測，不斷與系統設定的最低值進行比較，并將監測數據發送給主機端；主機端主要負責不斷的將接受到的數據進行分析，并根據相應的情況作出響應。

⑴將兩個有光電傳感器的控制電路裝置直接安裝在點滴液瓶和點滴管上，通過紅外檢測原理，感應液體體積。⑵裝置夾裝在輸液管上，不與輸液接觸。操作簡單，使用方便，也可用于輸血報警。⑶采用89C51單片機，工作電壓在3.4V-5.5V，工作頻率可達40Mhz，功耗低，抗干擾能力強，而且具有支持在系統可編程（ISP）。⑷蜂鳴器發聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發聲的，因此需要一定的電流才能驅動它，單片機輸出的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器，因此要增加一個電流放大的電路。通過一個三極管來放大驅動蜂鳴器。

3 實現原理

⑴利用紅外光電檢測原理檢測輸液瓶內液面。將特制的紅外光電傳感器緊靠輸液瓶口卡于輸液管上，瓶內液體未完用的情況下，管內充滿液體時，光電傳感器發光管發出的光線可直接射于對面的光敏接收管上，接收管處于導通狀態；當瓶內液體用完液面下降到輸液管中時，由于毛細現象及管內液體層流作用，液面將向下凹陷，發光管發出的光線將在彎曲液面上發生幾次折射，致使光敏接收管失去光照而截止；當液面通過光電傳感器后，光線又可直通照射光敏接收管。接收管恢復導通狀態。這樣，在瓶內藥液輸完，液面通過光電傳感器時，光敏接收管將經歷一次導通一截止一導通的狀態翻轉，這便是輸液完成信息。⑵將感應系統感應出的信號傳輸到單片機中。對單片機進行編程，以便實現相應的功能。輸液完成信息的處理將所提取的輸液完成信號，經簡單處理（脈沖整形）后去觸發聲光報警電路發出聲光報警。⑶通過串口與監控室主機通信，語音播報“xx輸液完畢”。

4 當前市場狀況及市場前景分析

該輸液報警器具有廣闊的市場前景并能產生巨大的社會效益。目前醫院現狀普遍是護士少病人多，有的大型醫院1個護士需要同時照顧幾十個床位的病人，繁重的工作給護理人員帶來沉重的負擔，而該自動報警系統能使病人安心治療，很大程度上減輕了醫護人員的工作強度，使醫院具有明顯的競爭優勢。據初步估計我國縣級以上醫院有15000多家，一般床位數在600到1000左右，另外急救門診等也進行大量的輸液治療。按保守估計平均每家醫院每天有700個住院病人這其中有80%的人需要輸液，則每天全國約有840萬人接受輸液治療。按每家醫院至少需要600個輸液報警器。

受惠于中國政府醫療改革以及居民對健康保健的重視，未來幾年內，各種新型的、智能化的醫療器械將會有無盡的前景。該輸液報警器售價預計28元人民幣左右，則該產品的市場容量至少在2.5億元人民幣以上，具有很好的市場優勢。另外，據了解，該產品在國際市場也有銷路，目前俄羅斯、我國臺灣、以及東南亞等地已對該產品表示了濃厚的興趣。

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