基于GSM模塊的輸液報(bào)警器

陳亞萍

在醫(yī)院輸液時(shí)存在一些隱患，當(dāng)患者在醫(yī)院吊瓶輸液的時(shí)候，對(duì)于一些高齡、視力障礙、無(wú)陪護(hù)人員的患者輸液時(shí)一般需要有人在旁邊看護(hù)著，以免發(fā)生藥品輸完血液倒流的危性。為了解決輸液時(shí)要時(shí)刻盯著輸液瓶，我們研究了基于GSM模塊的輸液報(bào)警器。通過(guò)紅外發(fā)射接收裝置測(cè)試，輸液時(shí)，報(bào)警器處于監(jiān)控狀態(tài)；當(dāng)靠近瓶口的輸液管內(nèi)液體輸完時(shí)，發(fā)射光線因折射率改變落在接收管上，接收管將收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)送到單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)GSM模塊給醫(yī)護(hù)人員預(yù)留的電話號(hào)碼發(fā)送短信報(bào)警通知，并語(yǔ)音播報(bào)“xxx號(hào)床輸液完畢”，及時(shí)提醒到醫(yī)護(hù)人員去給患者拔針或者更換液體。基于GSM模塊的輸液報(bào)警器體積小、重量輕，不僅可以單獨(dú)使用，還可以在醫(yī)護(hù)管理中心集中使用。

1 研究的背景及意義

靜脈輸液是現(xiàn)代醫(yī)療臨床最常用的醫(yī)療手段之一，醫(yī)療安全問(wèn)題更離不開科學(xué)[1]。在醫(yī)院輸液時(shí)也存在一些隱患，當(dāng)患者在醫(yī)院吊瓶輸液的時(shí)候，對(duì)一些高齡，視力障礙，無(wú)陪護(hù)人員身體虛弱的患者輸液時(shí)一般需要有人在旁邊看護(hù)著，以免發(fā)生藥品輸完血液倒流的危性。越來(lái)越快的生活節(jié)奏使得很多人們都不重視自己的健康，生病的人也越來(lái)越多，各個(gè)地方的人也更傾向到城市的大醫(yī)院去看病，從而導(dǎo)致醫(yī)院座無(wú)虛席，醫(yī)護(hù)人員也不能及時(shí)的照看到每一個(gè)病人，患者需要一直關(guān)注點(diǎn)滴的情況，在瓶?jī)?nèi)藥品即將滴完時(shí)也有可能因?yàn)樯眢w不方便沒有及時(shí)通知到醫(yī)院的工作人員，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

2 輸液報(bào)警器的歷史現(xiàn)狀

早期的輸液報(bào)警器原理大多是利用光電非接觸式探測(cè)藥滴的動(dòng)態(tài)，觸發(fā)電路工作。換句話說(shuō)就是在吊瓶上或者在莫菲式滴管上裝光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，在輸液完成之后會(huì)觸發(fā)電路產(chǎn)生電信號(hào)，但這樣設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。第一，報(bào)警器需要夾在瓶子或莫菲式滴管上，更換液體藥品和瓶子的時(shí)候比較麻煩；第二，想要反復(fù)使用，但吊瓶大小不一，還有些是袋裝的液體，不適用所有的輸液藥品[2]。還有一種是利用稱重原理，根據(jù)藥品輸完瓶子重量減少判斷輸液完成，但其準(zhǔn)確性和適應(yīng)性不高。

與現(xiàn)有的裝置對(duì)比：我們研究的是紅外發(fā)射接受裝置，檢測(cè)紅外發(fā)射光線在瓶口輸液管內(nèi)液體輸完后，介質(zhì)改變導(dǎo)致折射率發(fā)生變化，光線準(zhǔn)確的落在接收管上，執(zhí)行導(dǎo)通電路，確定輸液完成，通過(guò)語(yǔ)音播放和發(fā)短信的方式通知醫(yī)護(hù)人員拔針。在不浪費(fèi)藥品的情況下又準(zhǔn)確及時(shí)的報(bào)警。紅外輸液報(bào)警器在安全和實(shí)用性方面占領(lǐng)先地位[3].

3 當(dāng)前市場(chǎng)狀況及市場(chǎng)前景分析

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)輸液報(bào)警的研究已經(jīng)有了一定的進(jìn)展，并且已經(jīng)開發(fā)出了一些新的產(chǎn)品。由于其體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)保要求低、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)方便等特點(diǎn)，被許多大型醫(yī)院引進(jìn)[4]。通過(guò)對(duì)紅外光電的自動(dòng)控制，降低了醫(yī)務(wù)人員和護(hù)士的勞動(dòng)強(qiáng)度，并在一些大型醫(yī)院中使用。

輸液報(bào)警器具有廣闊的市場(chǎng)前景，能產(chǎn)生較大的社會(huì)效益。目前醫(yī)院的現(xiàn)狀一般是患者多，護(hù)士少，一些大型醫(yī)院一位護(hù)士需要同時(shí)照顧幾十張病床，繁重的工作給醫(yī)務(wù)人員帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，大多數(shù)患者需要家人陪伴等待輸液，或者醫(yī)療陪護(hù)人員在旁不斷監(jiān)控輸液，所以浪費(fèi)了很多不必要的時(shí)間和金錢，而且一個(gè)微小的疏忽會(huì)導(dǎo)致血液的回流，如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)而延誤治療，這將導(dǎo)致輸血醫(yī)療事故。基于GSM模塊的輸液報(bào)警器的發(fā)展是為了解決這個(gè)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有超過(guò)16000家醫(yī)院在縣級(jí)以上，平均病床數(shù)量在800到1200床，另外在急救診所和重癥監(jiān)護(hù)病房里也有大量的輸液需求。據(jù)估計(jì)，每家醫(yī)院平均有800名患者，約85%的病人需要進(jìn)行輸液治療，而全國(guó)大約有850萬(wàn)人接受輸血。我們每個(gè)醫(yī)院至少需要700個(gè)輸液報(bào)警器[5]。可見，國(guó)內(nèi)輸液報(bào)警器的需求非常大，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

4 系統(tǒng)軟件調(diào)試

軟件調(diào)試是在進(jìn)行軟件測(cè)試成功之后才開始的工作，調(diào)試的目的是進(jìn)一步診斷和改正程序中潛在的錯(cuò)誤。調(diào)試有很多方法，這里使用的是強(qiáng)行排除法。打印內(nèi)存變量的值。在執(zhí)行程序時(shí)，通過(guò)打印內(nèi)存變量的數(shù)值，將該數(shù)值同預(yù)期的數(shù)值進(jìn)行比較，判斷程序是否執(zhí)行出錯(cuò)[15]這種方法只對(duì)小程序使用，復(fù)雜的程序操作起來(lái)十分繁瑣。

在程序關(guān)鍵分支處設(shè)置斷點(diǎn)，如彈出提示框。這種方法對(duì)于弄清多分支程序的流向很有幫助，可以很快鎖定程序出錯(cuò)發(fā)生的大概位置范圍。

使用編程軟件的調(diào)試工具，通常使用編程軟件有Keil開發(fā)環(huán)境都有調(diào)試功能。首先單片機(jī)進(jìn)行初始化調(diào)試，調(diào)試成功后將SIM900A模塊的程序下載到單片機(jī)中，發(fā)送AT指令之后看單片機(jī)能否收到succeed返回值，如果收到了，則調(diào)試成功，若沒有收到，則需要找出問(wèn)題所在，經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試，直到成功。然后對(duì)語(yǔ)音模塊進(jìn)行調(diào)試，將程序下載到單片機(jī)中，看是否能將語(yǔ)音段連續(xù)讀出，如果程序調(diào)試過(guò)沒有問(wèn)題，也有可能是元器件損壞，需要進(jìn)一步檢查硬件設(shè)施。

5系統(tǒng)硬件調(diào)試

裝置的硬件調(diào)試包括邏輯錯(cuò)誤和電源故障。邏輯錯(cuò)誤是指模塊在制作過(guò)程中的錯(cuò)線、短路、虛焊、漏焊等幾種現(xiàn)象，其中短路是最常見的故障；還有元件故障，元件失效包括兩個(gè)部分：一是元件本身的已經(jīng)損壞或者性能參數(shù)沒有達(dá)到要求；二是元件在組裝過(guò)程中造成損壞，比如二極管的兩引腳正負(fù)極裝反等等[14]。電源故障指在電壓過(guò)高的情況下開電，導(dǎo)致元器件燒壞。調(diào)試過(guò)程中在開電之前，利用萬(wàn)用表等工具，檢查個(gè)引腳的極性，要仔細(xì)檢查裝置的線路部分，并且核對(duì)元件的型號(hào)和規(guī)格，安裝是否符合要求，還有電源的走線。仔細(xì)測(cè)量各電的點(diǎn)位是否達(dá)到要求，尤其要注意單片機(jī)上插座的各點(diǎn)電位是否正常。檢查確定沒有問(wèn)題之后，開電進(jìn)行調(diào)試，有些硬件故障需要聯(lián)機(jī)調(diào)試才能排除。通電后執(zhí)行讀寫指令，對(duì)報(bào)警裝置的存儲(chǔ)器、IO接口進(jìn)行讀寫操作和邏輯檢查等，利用示波器觀察輸出波形，通過(guò)對(duì)波形的觀察分析，確定是否有故障并進(jìn)行排除[16]。

紅外接收管上露出的位置很重要，必須是輸液管內(nèi)無(wú)液體時(shí)，發(fā)射光落在接收管的位置，需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)試才能夠確定具體位置。

參考文獻(xiàn)：

[1]田輝勇，王麗.一種全新的微計(jì)算機(jī)輸液報(bào)警器[J].醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備，2001，06.

[2]黃海波，羅遠(yuǎn)玉.電子輸液報(bào)警器的研制與臨床應(yīng)用[J].華夏醫(yī)學(xué).2003.16（6）：899.

[3]李韶，余學(xué)飛.基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].醫(yī)療設(shè)備信息，2006，06.

[4]陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社2010.