靜脈注射中慢性過敏監(jiān)測與報警裝置的設(shè)計

趙曉磊　齊秋菊　郭春超　霍旭陽

[摘要]本文通過對靜脈注射過程中患者體征參數(shù)變化的監(jiān)測，設(shè)計了一個對慢性過敏的檢測和報警裝置。以STC89C52RC單片機作為整個設(shè)計的控制核心，選取變化明顯且易獲取的心率、體溫作為監(jiān)測對象，完成靜脈注射過程中的試敏，從而實現(xiàn)靜脈注射過程中慢性過敏的檢測與報警。在減輕醫(yī)護負擔(dān)、減少醫(yī)療意外等方面具有重要意義。

[關(guān)鍵詞]慢性過敏；心率；體溫；監(jiān)測

引言

靜脈注射作為一種給藥方式，有見效快、療程短等優(yōu)點，在現(xiàn)今一切追求快節(jié)奏的大環(huán)境下，得到病患及其家屬的廣泛認可，但其伴隨的諸多風(fēng)險也不容小視。其中慢性過敏是靜脈注射過程中最大的風(fēng)險之一。意外一旦發(fā)生，必將引發(fā)醫(yī)患間醫(yī)療糾紛，使醫(yī)患雙方的權(quán)益都得不到保障。為減少這類意外的發(fā)生，使醫(yī)患雙方在治療過程中都安心，通過查找相關(guān)臨床數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有過敏反映出現(xiàn)時，患者的體溫及心率出現(xiàn)明顯波動[1]，基于此本文設(shè)計了一種通過對用藥患者體溫和心率進行檢測，作為靜脈注射過程中的過敏反應(yīng)的報警裝置。

1、電路總體設(shè)計部分

本次設(shè)計的目的是對用藥患者在靜脈注射過程中部分體征參數(shù)進行檢測，該設(shè)備的主要功能是通過傳感器采集患者的體溫值、心率值傳輸至單片機，經(jīng)液晶動態(tài)顯示當(dāng)前參數(shù)值和參考值，并根據(jù)要求實現(xiàn)監(jiān)控報警[2]。

1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖

該設(shè)計以STC89C52RC為中心，信號收集采用DS18B20溫度傳感器和HKG-07A心率傳感器[3]，兩傳感器輸出皆為數(shù)字信號，所以不需要后級信號處理電路，即可傳送至單片機與閾值進行比較，由單片機控制在12864液晶上顯示采集到的當(dāng)前的參數(shù)值，當(dāng)超過預(yù)設(shè)范圍時再由單片機處理通過蜂鳴器發(fā)出報警信號，從而完成參數(shù)的超限報警。

本系統(tǒng)是由單片機最小系統(tǒng)電路、溫度采集電路、心率采集電路、顯示電路、超限報警電路5部分組成。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2信號采集電路

信號采集電路包括溫度采集和心率采集兩個部分。

1.2.1基于溫度傳感器DS18B20的溫度采集

設(shè)計中采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集患者手部溫度，具體電路如圖2所示。采集到的溫度信號經(jīng)單片機P2.0端口由傳感器第2腳傳送至單片機。DS18B20數(shù)字溫度傳感器是單總線器件，單總線通常要求外接一個約為5KΩ的上拉電阻，此次設(shè)計中在DS18B20的3腳和2腳之間接10KΩ電阻作為上拉電阻使用。且此次設(shè)計中選用兩種工作方式中的外部電源供電作為供電方式。

1.2.2基于心率傳感器HKG-07A的心率采集

電路中HKG-07A通過外部中斷0即單片機的P3.2端口向單片機發(fā)送脈沖信號，HKG-07A能夠輸出規(guī)律波形，故無需增加其它外圍電路，再經(jīng)程序計數(shù)后獲得具體心率值。心率采集電路具體如圖3所示紅外脈搏傳感器利用紅外線檢測由于心臟跳動而引起的手指尖內(nèi)微血管容積發(fā)生的變化，信號經(jīng)過放大、整形輸出同步于脈搏跳動的脈沖信號， 從而計算出脈率。主要用于臨床上脈率的計數(shù)、監(jiān)測等。

2、系統(tǒng)軟件的設(shè)計

單片機程序主要分為主程序、顯示程序、溫度信號處理程序、心率信號處理程序、報警處理程序。程序總體框圖如圖4所示：

程序的工作流程為：由系統(tǒng)初始化將各變量初值置0并關(guān)閉報警電路（蜂鳴器由P1.4輸出低電平觸發(fā)），將LCD12864初始化，由P3.2對HKG-07A輸入方波進行計數(shù)，從而患者的手指部獲取心率，再由數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集患者手部溫度。將心率90/min及28℃作為此后的參考值存儲下來，程序中判斷實時心率與參考心率90/min進行比較，實時體溫與參考體溫28℃進行比較，只要有一個參數(shù)超出參考值，程序便控制三極管導(dǎo)通，進而觸發(fā)蜂鳴器鳴響進行報警。同時在LCD12864液晶上顯示初始參數(shù)值及實時參數(shù)值。

3、小結(jié)

本文設(shè)計了一個利用了低功耗的單片機結(jié)合液晶顯示設(shè)計了基于單片機的慢性過敏監(jiān)測裝置。通過對用藥患者體溫和心率進行檢測，作為靜脈注射過程中的試敏，經(jīng)過調(diào)試和試驗驗證，本設(shè)計具有可靠性好、抗干擾能力強、實時性高等優(yōu)點?？梢杂行p輕醫(yī)護負擔(dān)、減少醫(yī)療意外及醫(yī)患糾紛。設(shè)計中存在的不足之處：溫度傳感器受環(huán)境溫度影響較大，若技術(shù)、能力等多方面因素允許，可改用品質(zhì)更加優(yōu)良，應(yīng)用時更加適合的溫度傳感器來獲取患者指尖的溫度。且指尖溫度與身體溫度差距較大，不能準確體現(xiàn)體溫的變化及狀態(tài)，后期改進還應(yīng)考慮最具代表性的溫度點作為采集對象。該設(shè)計監(jiān)測參數(shù)較少，在某些特殊情況下未必能檢測出用藥患者已發(fā)生慢性過敏，例如慢性過敏的其他主要臨床表現(xiàn)：哮喘、呼吸加促、盜汗、全身瘙癢、藥物性皮炎、血小板減少、紅細胞減少等。有能力有條件后可盡可能多的檢測相關(guān)參數(shù)。

參考文獻

[1]譚發(fā)金.門診輸液中防止過敏發(fā)生的注意事項[J].大家健康（學(xué)術(shù)版），2014（4）：341.

[2]李緒勇，毛曉波.便攜式人體生理參數(shù)檢測儀設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2009，17（10）：46-48.

作者簡介

趙曉磊（1984—），女，吉林省長春市人，助教，碩士研究生，研究方向：模式識別、中醫(yī)工程學(xué)；*通訊作者：霍旭陽（1977-）男，吉林省吉林市人，博士，副教授，研究方向：生物電阻抗測量，生物醫(yī)學(xué)工程。