醫院病房靜脈輸液監測系統

文/阮太元

醫院病房靜脈輸液監測系統

文/阮太元

在醫院臨床實際工作中，傳統的靜脈輸液存在幾個問題：過程時間長，患者在輸液過程中會容易進入睡眠狀態。重癥患者根本沒有自主行為能力，不能主動觀察輸液過程病房分散，護士須頻繁巡查、工作效率低。針對上述問題，本文設計了一種基于無線傳感網絡的醫院靜脈輸液監測系統，該系統以無線傳感網絡為傳輸界質，實時采集每個病床的點滴輸液狀態信息，通過數據中心節點將患者靜脈輸液信息發送到在多種顯示終端上，實現全自動、無線、實時監控靜脈輸液的全過程，并可以有效地保證靜脈輸液的安全性。

輸液監測 無線傳感網絡 應變式鋁制梁傳感器

靜脈輸液是臨床上一種普遍而重要的治療手段。目前各類醫院中所使用的靜脈輸液器都是要掛在病人的身體水平線以上才能輸液，這種傳統的輸液設施的輸液速度難以準確的控制，這對特護病人和對輸液速度有較高要求的病人很不方便。同時在輸液的過程中，如果遇到滴速異常、堵針、藥液滴完未拔針等情況而未及時處理的話，不僅會影響預期治療效果，甚至會危及病人的生命。目前市場上的輸液檢測裝置由于普遍存在等原因而未廣泛使用。現有技術中的點滴報警裝置，有的結構復雜、笨重、體積大、使用麻煩，有的不能適應不同規格、大小、吊瓶材料，有的依賴彈簧而使用壽命短，有的無法檢測點滴速度過快、過慢或阻塞等狀況，有的安裝使用不易、組網不便、價格昂貴。

本文針對人工監測輸液過程存在的各種隱患，以及現有輸液監測裝置采用紅外技術，檢測容易受到環境中光線、溫度、濕度和點滴液體的不同顏色、不同濃度、不同透明度的影響，針對具體地區的醫院不能使用的缺陷，提出了一種運用重力傳感器技術和無線通信技術對輸液速度和剩余藥液量實時監測，輸液異常自動報警、檢測信息無線上傳，實現全自動、無線、實時監控靜脈輸液全過程的智能監測終端和基于無線傳感網絡協議規范的控制系統，實現醫院病房靜脈輸液監測系統的管控一體化。

1 系統總體設計及各模塊工作原理

系統總體設計：本系統由無線輸液監測終端、護士站點陣顯示終端、PC機控制中心和手持終端PDA這四大部分構成。無線輸液監測終端與PC控制中心通過Zigbee無線傳感網絡交換數據，護士站點陣顯示終端可以與PC控制中心通過Zigbee無線傳感網絡交換數據，PC控制中心將從無線輸液監測終端收到各病房的實時輸液信息通過無線Wi-Fi網絡與手持PDA交換數據。

當病人正在輸液時，由輸液監測終端通過監測患者的輸液實時情況，由輸液監測終端把患者的輸液實時情況傳到無線傳感網絡，再由無線傳感網絡將信息傳遞到護士站的ARM7系統大屏幕點陣和護士站的PC管理中心以及護士手中的PDA。護士可以通過不同形式的信息反饋方式進行處理。

2 系統硬件設計

無線輸液監測終端主要包括微處理器控制系統模塊、應變式鋁制梁傳感器、無線傳感網絡模塊、報警模塊、人機界面模塊以及電池及電源管理模塊。主要工作原理：注射用的輸液袋或輸液瓶懸掛在所述應變式鋁制梁傳感器上，所述應變式鋁制梁傳感器將檢測到的輸液袋或輸液瓶的重量變化數據送入微處理器控制系統模塊中分析處理,終端采用藥液的重量作為檢測指標，通過應變傳感器技術實時檢測藥液的質量來監測輸液速度和剩余藥液量及輸液異常狀況，解決了環境因素對檢測的影響。其中電池及電源管理模塊為監測終端提供正常的工作電源以及相關的高級電源管理功能，在這里考慮到便攜性，采用電池供電，如圖1所示。

3 系統軟件部分

軟件部分主要分為四大模塊；輸液監測終端模塊，zigbee軟件模塊，基于ARM7系統顯示模塊、手持掌上電腦PDA。下面就分別對這模塊軟件進行說明。采用TI公司的MSP430F149超低功耗16位單片機的軟件開發，針對硬件緊密編程，全程實時監測與進行數據處理，要求外圍配置少，系統可靠性強。程序包含 CS1180傳感器連接、通過SPI總線AD數據的采集、單位液量轉換、算法過濾處理、輸液量監控、網絡通信的鏈接、鍵盤輸入、顯示處理。程序設計框圖如圖2所示。

圖1：無線輸液監測終端原理框圖

圖2：程序流程圖

4 結束語

醫院病房靜脈輸液監測系統包括應變傳感檢測、無線傳感網絡通信、多種報警、實時數據查看模式、多種終端顯示等多項功能，通過實際使用表明：該系統采用的應變式鋁制梁傳感器傳感器解決了輸液非接觸式測量、低成本雙重探測、雙重保險，對患者輸液過程進行全程自動監測，實時報警和提示各種突發和危險情況等功能；系統具有多種顯示終端，可將接收到的相關數據顯示在護士工作站的主機上，并且護士工作站的主機通過無線Wi-Fi方式傳送到護士隨身攜帶的PDA 上，并把各病房的實時輸液情況顯示在終端上，值班護士能及時掌握患者靜脈輸液的實時信息，實現了醫療信息的數字化管理一體化。

作者單位 江門職業技術學院 廣東省江門市 529020

阮太元（1982-），男，廣東省廉江市人。學士學位。工程師。主要研究方向為智能控制與模式識別。