輸液器的智能化技術方案分析

解大琴 于欣言

輸液是醫院常用的治療手段，傳統的輸液方式主要通過手工操作及人工觀測輸液進度的方式來進行。實際過程中，由于病人自理能力差、護士工作量大等問題，會帶來輸液速度過快、回血和輸液結束未及時拔針等安全隱患，引發醫患矛盾。本文對輸液方式向智能化演進的方向進行了分析，并提出了智能化輸液的實施方案。

設計結構

輸液是通過輸液器使藥物直接進入人體靜脈。常見的一次性輸液器可以分為8個部分：分別為針尖保護蓋、針柄、針座、軟管、流量調節器、滴壺和封蓋，如圖1所示。

本文提出了一種智能化輸液裝置，該智能輸液檢測報警裝置主要包括4個模塊，分別是：液滴檢測模塊、回血檢測模塊、遠端無線報警模塊和輸液流量自動調節模塊。具體結構圖如圖2所示。

液滴檢測模塊

目前國內外常見的液滴檢測技術有電極法、測重法、液面檢測法和超聲回波檢測法等。每種方法都有各自的優缺點，本文采用的是輸液滴速的檢測裝置，配合過對射式紅外光電傳感器。對射式光電傳感器分為投光器和受光器兩部分，正常工作時，投光器發出調制光，受光器接收，轉換為電信號，具有非接觸性測量、響應速度快、受環境影響小及測量精度高等優點。每一個水滴產生一個的不規則的負向脈沖，脈沖數目與水滴數目一一對應，單片機根據高低電平的變化來判斷液滴的有無和對液滴的計數。

該模塊安裝在輸液管滴壺上，通過紅外對射傳感器實現對液滴速度的檢測。液滴速度的上限和下限可通過按鍵設置。每一滴液體滴下，這個指示燈就會亮一下，輸液速度每分鐘多少滴通過數碼管顯示。由于病人輸液的速度不能過快或者過慢，所以通過3個按鍵來設置或更改速度的上下限，按一下設置可以設置液滴流速上限，這里初始設置的是80滴/min，可以按鍵加減調整。再按下設置液滴流速下限，這里初始設置的是20滴/min，也可以按鍵加減調整。當檢測到的輸液速度大于80滴/min或者低于20滴/min，蜂鳴器響、指示燈亮進行報警，提醒護士注意。

回血檢測模塊

當輸液完成的時候，如果不及時拔掉輸液針，就會造成回血現象，可以通過顏色傳感器等方法來實現回血的檢測。本設計采用的是對射式紅外光電傳感器。當被測體進入檢測區時，光被遮擋，受光器無光可受.傳感器輸出電壓改變。輸出電壓再通過電壓比較轉換變為高低電平，最后輸入到單片機的IO中去，就會完成回血的自動檢測。

該模塊安裝在輸液管針柄附近的軟管上，當檢測到輸液軟管中出現非透明液體時，則認為發生回血。

報警模塊

本設計的報警模塊分為直接連接在單片機引腳上的聲光報警模塊和通過無線傳輸的遠程報警模塊。聲光報警采用一個蜂鳴器與一個發光二極管實現聲光報警，當液滴檢測裝置檢測滴速不在預設值范圍內或檢測不到有液滴下落時，就會進行聲光報警。

通過無線方式接收到液滴速度或回血報警，則觸發蜂鳴器和指示燈進行報警。

輸液流量自動調節模塊

當輸液完成時，要對輸液流量進行自動調節，傳統方法采用輸液軟管夾頭的松緊程度來控制液滴流速，但是影響滴速夾松緊的因素很多，例如橡膠粘度與液體粘度以及彈簧的彈力等，所以精確性有待加強。本設計通過電機和流量調節器連接，輸液完成后，通過調節電機來實現控制液滴流速的目的，通過電機來驅動輸液流量調節器的滾輪，達到輸液流控的自動調節。

本設計是一種智能輸液報警裝置，應用紅外線光電輸液計數傳感器來檢測輸液的滴速并用數碼管顯示。當輸液過快或過慢時，能夠準確啟動聲光報警裝置。當輸液出現回血的時候，通過電機模擬流量調節器的轉動，從而達到及時制止回血現象的功能。