基于GSM模塊的輸液報警器

陳亞萍

在醫院輸液時存在一些隱患，當患者在醫院吊瓶輸液的時候，對于一些高齡、視力障礙、無陪護人員的患者輸液時一般需要有人在旁邊看護著，以免發生藥品輸完血液倒流的危性。為了解決輸液時要時刻盯著輸液瓶，我們研究了基于GSM模塊的輸液報警器。通過紅外發射接收裝置測試，輸液時，報警器處于監控狀態；當靠近瓶口的輸液管內液體輸完時，發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轉變成電信號送到單片機，單片機通過GSM模塊給醫護人員預留的電話號碼發送短信報警通知，并語音播報“xxx號床輸液完畢”，及時提醒到醫護人員去給患者拔針或者更換液體。基于GSM模塊的輸液報警器體積小、重量輕，不僅可以單獨使用，還可以在醫護管理中心集中使用。

1 研究的背景及意義

靜脈輸液是現代醫療臨床最常用的醫療手段之一，醫療安全問題更離不開科學[1]。在醫院輸液時也存在一些隱患，當患者在醫院吊瓶輸液的時候，對一些高齡，視力障礙，無陪護人員身體虛弱的患者輸液時一般需要有人在旁邊看護著，以免發生藥品輸完血液倒流的危性。越來越快的生活節奏使得很多人們都不重視自己的健康，生病的人也越來越多，各個地方的人也更傾向到城市的大醫院去看病，從而導致醫院座無虛席，醫護人員也不能及時的照看到每一個病人，患者需要一直關注點滴的情況，在瓶內藥品即將滴完時也有可能因為身體不方便沒有及時通知到醫院的工作人員，導致事故的發生。

2 輸液報警器的歷史現狀

早期的輸液報警器原理大多是利用光電非接觸式探測藥滴的動態，觸發電路工作。換句話說就是在吊瓶上或者在莫菲式滴管上裝光電轉換設備，在輸液完成之后會觸發電路產生電信號，但這樣設計會出現一些問題。第一，報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候比較麻煩；第二，想要反復使用，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，根據藥品輸完瓶子重量減少判斷輸液完成，但其準確性和適應性不高。

與現有的裝置對比：我們研究的是紅外發射接受裝置，檢測紅外發射光線在瓶口輸液管內液體輸完后，介質改變導致折射率發生變化，光線準確的落在接收管上，執行導通電路，確定輸液完成，通過語音播放和發短信的方式通知醫護人員拔針。在不浪費藥品的情況下又準確及時的報警。紅外輸液報警器在安全和實用性方面占領先地位[3].

3 當前市場狀況及市場前景分析

目前國內外對輸液報警的研究已經有了一定的進展，并且已經開發出了一些新的產品。由于其體積小、重量輕、抗干擾能力強、環保要求低、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發方便等特點，被許多大型醫院引進[4]。通過對紅外光電的自動控制，降低了醫務人員和護士的勞動強度，并在一些大型醫院中使用。

輸液報警器具有廣闊的市場前景，能產生較大的社會效益。目前醫院的現狀一般是患者多，護士少，一些大型醫院一位護士需要同時照顧幾十張病床，繁重的工作給醫務人員帶來了沉重的負擔。同時，大多數患者需要家人陪伴等待輸液，或者醫療陪護人員在旁不斷監控輸液，所以浪費了很多不必要的時間和金錢，而且一個微小的疏忽會導致血液的回流，如果沒有及時發現而延誤治療，這將導致輸血醫療事故。基于GSM模塊的輸液報警器的發展是為了解決這個問題。據統計，全國有超過16000家醫院在縣級以上，平均病床數量在800到1200床，另外在急救診所和重癥監護病房里也有大量的輸液需求。據估計，每家醫院平均有800名患者，約85%的病人需要進行輸液治療，而全國大約有850萬人接受輸血。我們每個醫院至少需要700個輸液報警器[5]。可見，國內輸液報警器的需求非常大，具有非常廣闊的市場前景。

4 系統軟件調試

軟件調試是在進行軟件測試成功之后才開始的工作，調試的目的是進一步診斷和改正程序中潛在的錯誤。調試有很多方法，這里使用的是強行排除法。打印內存變量的值。在執行程序時，通過打印內存變量的數值，將該數值同預期的數值進行比較，判斷程序是否執行出錯[15]這種方法只對小程序使用，復雜的程序操作起來十分繁瑣。

在程序關鍵分支處設置斷點，如彈出提示框。這種方法對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發生的大概位置范圍。

使用編程軟件的調試工具，通常使用編程軟件有Keil開發環境都有調試功能。首先單片機進行初始化調試，調試成功后將SIM900A模塊的程序下載到單片機中，發送AT指令之后看單片機能否收到succeed返回值，如果收到了，則調試成功，若沒有收到，則需要找出問題所在，經過不斷調試，直到成功。然后對語音模塊進行調試，將程序下載到單片機中，看是否能將語音段連續讀出，如果程序調試過沒有問題，也有可能是元器件損壞，需要進一步檢查硬件設施。

5系統硬件調試

裝置的硬件調試包括邏輯錯誤和電源故障。邏輯錯誤是指模塊在制作過程中的錯線、短路、虛焊、漏焊等幾種現象，其中短路是最常見的故障；還有元件故障，元件失效包括兩個部分：一是元件本身的已經損壞或者性能參數沒有達到要求；二是元件在組裝過程中造成損壞，比如二極管的兩引腳正負極裝反等等[14]。電源故障指在電壓過高的情況下開電，導致元器件燒壞。調試過程中在開電之前，利用萬用表等工具，檢查個引腳的極性，要仔細檢查裝置的線路部分，并且核對元件的型號和規格，安裝是否符合要求，還有電源的走線。仔細測量各電的點位是否達到要求，尤其要注意單片機上插座的各點電位是否正常。檢查確定沒有問題之后，開電進行調試，有些硬件故障需要聯機調試才能排除。通電后執行讀寫指令，對報警裝置的存儲器、IO接口進行讀寫操作和邏輯檢查等，利用示波器觀察輸出波形，通過對波形的觀察分析，確定是否有故障并進行排除[16]。

紅外接收管上露出的位置很重要，必須是輸液管內無液體時，發射光落在接收管的位置，需要反復實驗調試才能夠確定具體位置。

參考文獻：

[1]田輝勇，王麗.一種全新的微計算機輸液報警器[J].醫療衛生設備，2001，06.

[2]黃海波，羅遠玉.電子輸液報警器的研制與臨床應用[J].華夏醫學.2003.16（6）：899.

[3]李韶，余學飛.基于單片機的輸液監控系統設計[J].醫療設備信息，2006，06.

[4]陳海宴.51單片機原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社2010.