無(wú)人監(jiān)控點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析

李舟宇 劉海婷 李佳宏

摘 要：隨著人們生活和工作節(jié)奏的不斷加快，在相關(guān)科學(xué)技術(shù)的支持下，越來(lái)越多的行業(yè)實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)、高效的控制。目前，醫(yī)療行業(yè)對(duì)靜脈輸液流速和護(hù)理提出了更嚴(yán)格的要求，但由于醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員的數(shù)量不能滿足病患的需求，經(jīng)常出現(xiàn)監(jiān)控處理不及時(shí)的情況，最終導(dǎo)致醫(yī)療事故的發(fā)生。因此，醫(yī)院必須加強(qiáng)這方面的管理，對(duì)治療過(guò)程實(shí)施自動(dòng)監(jiān)控管理。本文主要對(duì)無(wú)人監(jiān)控點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，以此希望能夠推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展，降低醫(yī)療事故出現(xiàn)的概率。

關(guān)鍵詞：無(wú)人監(jiān)控點(diǎn)滴;自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng);醫(yī)療行業(yè)

隨著新時(shí)代進(jìn)程的不斷推進(jìn)，自動(dòng)化、智能化已經(jīng)成了我國(guó)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。其中智能化自動(dòng)監(jiān)控作為自動(dòng)化、智能化發(fā)展的代表，在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。醫(yī)療行業(yè)具有一定的特殊性，它的存在關(guān)系著人民群眾的生命健康安全，若醫(yī)院的硬件設(shè)施不能達(dá)到病患的醫(yī)用要求，就會(huì)對(duì)人民的生命安全和身體健康造成一定的損害。近年來(lái)，受空氣質(zhì)量和安全事故的影響，醫(yī)院的病患數(shù)量逐漸增加，這就在一定程度上加快了醫(yī)療體系與醫(yī)療方式完善和創(chuàng)新。點(diǎn)滴輸液作為臨床治療和搶救的主要方式，為了確保輸液過(guò)程的安全，當(dāng)藥物快要下完、因一些原因藥物流速過(guò)快或過(guò)慢時(shí)，都需要醫(yī)療人員及時(shí)到場(chǎng)進(jìn)行處理[1]。就目前的醫(yī)療水平而言，控制系統(tǒng)并不能達(dá)到醫(yī)院發(fā)展的需求，這就在一定程度上增加了醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)給病患的心理帶來(lái)負(fù)擔(dān)，不利于提高醫(yī)院的管理水平。因此，為了提高醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員的工作效率，就必須對(duì)輸液點(diǎn)滴的控制技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。

1、設(shè)計(jì)點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的意義

靜脈輸液是最常見(jiàn)到的醫(yī)療診療方法之一，除了點(diǎn)滴輸液的見(jiàn)效快之外，其還可以為病人輸送營(yíng)養(yǎng)，特別是對(duì)于一些暫時(shí)無(wú)法進(jìn)食的病患來(lái)說(shuō)，可以讓其體力得到補(bǔ)充。之前在進(jìn)行靜脈輸液時(shí)，病患旁邊必須有人監(jiān)守，避免在輸液過(guò)程中出現(xiàn)一些狀況，例如，管路堵塞、藥物輸送完成沒(méi)有及時(shí)拔管等，影響隱患的診療效果，情況嚴(yán)重者可能會(huì)引發(fā)醫(yī)療安全事故。即便有人在旁邊監(jiān)管，但也有可能因?yàn)槿藛T原因引起靜脈輸液異常。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)人監(jiān)守的自動(dòng)監(jiān)控靜脈輸液系統(tǒng)，對(duì)于醫(yī)療雙方都有著重要意義。

2、無(wú)人監(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

在制定無(wú)人監(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的方案時(shí)，需要進(jìn)行六個(gè)方面的設(shè)計(jì)，其主要包括控制系統(tǒng)、點(diǎn)滴檢測(cè)、液位監(jiān)測(cè)、滴速監(jiān)控、電機(jī)選擇、主從通信等方面。

2.1控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

對(duì)于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其最關(guān)鍵的就是微處理器，它的主要作用就是控制藥物的滴速、監(jiān)測(cè)藥物的位置和藥物精度的計(jì)算等。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常情況下使用的是兩位模擬控制方案，但這種方案不能達(dá)到遠(yuǎn)程通信和高精度的使用標(biāo)準(zhǔn)，而單片機(jī)AT89S53的應(yīng)用，不僅能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的不足，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，降低設(shè)備的損耗。因此，在進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將單片機(jī)AT89S53作為此系統(tǒng)的微處理器。

2.2點(diǎn)滴檢測(cè)方案設(shè)計(jì)

點(diǎn)滴檢測(cè)的方案較多，但起到?jīng)Q定性作用的是傳感器對(duì)液滴確定的敏銳度與抗干擾能力。由此可以看出，發(fā)光傳感器、不可調(diào)制紅外對(duì)射傳感器都具有敏銳度低與抗干擾能力弱等問(wèn)題，所以，上述兩個(gè)設(shè)備都不能作為點(diǎn)滴檢測(cè)的傳感器。脈沖調(diào)制紅外射傳感器的抗干擾能力較強(qiáng)，同時(shí)平均電流較大，敏銳度高，符合點(diǎn)滴檢測(cè)對(duì)傳感器提出的要求。所以，在進(jìn)行點(diǎn)滴檢測(cè)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要選擇脈沖調(diào)制紅外對(duì)射傳感器為其設(shè)備。

2.3液位監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

液位監(jiān)測(cè)主要是對(duì)液體傳輸情況的監(jiān)控，也就是對(duì)警戒液位的監(jiān)控。一旦液面和警戒液位持平時(shí)，傳感器就會(huì)給醫(yī)務(wù)人員發(fā)送信息，讓其及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，依照實(shí)際情況的需求選擇下一步操作[2]。液位的監(jiān)測(cè)的傳感器一共有三種，分別是拉力傳感器、超聲波傳感器和光電傳感器。拉力傳感器各方面的性能都優(yōu)于其他兩種，但其價(jià)格偏高，通常情況下，在液位監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)中不會(huì)使用該傳感器;超聲波傳感器主要是根據(jù)聲音在不同介質(zhì)中所產(chǎn)生的傳播速度不同進(jìn)行設(shè)計(jì)，在對(duì)靜脈注射液進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于其不同藥物的構(gòu)成不同，就會(huì)造成聲音的傳播速度有一定的差異，影響其最后的液位測(cè)量結(jié)果。除此之外，液位一旦發(fā)生晃動(dòng)，就又可能導(dǎo)致發(fā)出報(bào)警的時(shí)間不是最佳時(shí)間，所以，該傳感器也不能達(dá)到液面檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。光電傳感器的工作原理主要是依靠光的折射，它通過(guò)液體瓶?jī)?nèi)光的變化，將遠(yuǎn)程通訊信息傳遞給醫(yī)護(hù)工作人員。雖然這個(gè)方案也存在一定的缺陷，但相比而言它的經(jīng)濟(jì)性和適用性較高，在進(jìn)行液位監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)選擇光電傳感器作為滴速控制的設(shè)備。

2.4滴速監(jiān)控方案設(shè)計(jì)

原來(lái)的滴速監(jiān)控方案，是通過(guò)使用滑動(dòng)軟管夾改變其軟管孔徑，以此將液體在軟管流動(dòng)的阻力降到最低，進(jìn)一步掌握液體流動(dòng)的速度。在實(shí)際的操作過(guò)程中，遠(yuǎn)程控制的成本較高，同時(shí)操作難度較大，通常情況下，不會(huì)選擇其成為滴速監(jiān)控的方案。通過(guò)調(diào)節(jié)液體瓶的高度能夠把控液體低落的速度，上升或下降都能對(duì)其速度進(jìn)行控制。這種方式在一定程度上與滑動(dòng)軟管夾的工作原理相似，但與它的區(qū)別就是這種方法容易操作。所以，在滴速監(jiān)控方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要選擇電機(jī)滑輪系統(tǒng)作為其設(shè)備。

2.5電機(jī)選擇方案設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不同類型的電機(jī)紛紛涌進(jìn)市場(chǎng)，其中應(yīng)用較為廣泛的是直流電機(jī)、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。除了能夠到達(dá)其方案設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，在以上三個(gè)類型的電機(jī)中，最符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的是步進(jìn)電機(jī)。

2.6主從通信方案設(shè)計(jì)

主從通信是遠(yuǎn)程控制通信服務(wù)中的一種，其主要作用就是將醫(yī)院內(nèi)全部的靜脈輸液信息傳遞給醫(yī)護(hù)工作人員。此次設(shè)計(jì)選擇的是經(jīng)濟(jì)性高、功能性強(qiáng)的控制器局域網(wǎng)通信方式。

3、點(diǎn)滴輸液控制系統(tǒng)

點(diǎn)滴輸液控制系統(tǒng)可以在藥物即將輸送完成或滴落速度出現(xiàn)異常時(shí)，出發(fā)聲光報(bào)警將其信息傳輸?shù)较嚓P(guān)醫(yī)護(hù)人員哪里，讓其及時(shí)實(shí)施相關(guān)解決措施，這一次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵設(shè)備是單片機(jī)[3]。自單片機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，功能不斷優(yōu)化和提升，其資源不但能夠達(dá)到多種方案的設(shè)計(jì)要求，它的優(yōu)點(diǎn)還包括集成度高、性能好、速度快、消耗少、成本低、操作簡(jiǎn)單等。因此，它在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了大范圍的應(yīng)用，像制造業(yè)、重工業(yè)、輕工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等方面。并且逐漸代替了現(xiàn)在的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，成為了現(xiàn)在市場(chǎng)上最常用的設(shè)備。

結(jié)論

無(wú)人監(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)最為醫(yī)用監(jiān)控軟件，它的出現(xiàn)是時(shí)代發(fā)展的需要，通過(guò)該系統(tǒng)的使用，能夠在無(wú)人監(jiān)守的時(shí)候，病患的診療效果能夠得到保障，減少醫(yī)療事故的發(fā)生。并且也在一定程度上降低了醫(yī)院工作者的工作量，提高醫(yī)院的工作質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]華東交通大學(xué).一種無(wú)人監(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)裝置：CN201820278115.0[P].2019-07-16.

[2]韋國(guó)富，嵇凌，鐘偉.智慧機(jī)房無(wú)人值守系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].信息通信，2020，（4）：284-286.

[3]李艾濃，王増彩.基于單片機(jī)的自動(dòng)輸液監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（2）：192.

項(xiàng)目資助：北方民族大學(xué)自治區(qū)級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)（項(xiàng)目編號(hào)：2019-QJ-010）