醫(yī)用滴液電子眼的設(shè)計(jì)

徐春雪 趙亞文 趙洪嚴(yán) 牛衛(wèi)鴻 秦云鳳

（白城師范學(xué)院，吉林 白城 137000）

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)醫(yī)療水平的發(fā)展越來越重視，快捷高效的醫(yī)療設(shè)施可以有效促進(jìn)醫(yī)療環(huán)境的提升和醫(yī)患關(guān)系的穩(wěn)定。而目前市場(chǎng)上所使用的醫(yī)用輸液裝置，是事先配成套的，沒有精確的監(jiān)測(cè)裝置，由護(hù)士手動(dòng)粗略實(shí)現(xiàn)滴液流速的控制，且需要不斷觀察滴液瓶的狀態(tài)，若未及時(shí)換藥或拔針頭,會(huì)造成空氣栓塞、凝血堵針頭等情況,輕則造成病人不適,重則會(huì)嚴(yán)重危及其生命,發(fā)生不可彌補(bǔ)的醫(yī)療事故。

為了給醫(yī)護(hù)人員及患者提供更加方便、安全的輸液環(huán)境，一種可重復(fù)使用輸液監(jiān)測(cè)裝置——醫(yī)用滴液電子眼應(yīng)運(yùn)而生。

一、系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

關(guān)于此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法有關(guān)的專利很多，其中有插入電極法、電容法、微波法和光電法等，但也存在各自的缺點(diǎn)，有的可靠性差，有的裝置過于復(fù)雜，有的需要改變現(xiàn)狀輸液過程，有的需要接觸液體，容易造成污染。例如：探針報(bào)警由于需要接觸藥液會(huì)造成不安全隱患；管壓報(bào)警對(duì)輸液架高度和輸液器的要求過嚴(yán)而造成壓力變化波動(dòng)大，容易發(fā)生誤報(bào)、漏報(bào)現(xiàn)象。

經(jīng)過深入調(diào)查研究，充分考慮到在輸液中可能出現(xiàn)的各種細(xì)節(jié)問題，通過創(chuàng)新和改良，使產(chǎn)品有穩(wěn)定的性能和更高的精確度，我們將打造一款應(yīng)用性極高的醫(yī)用滴液電子眼，能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、同步數(shù)據(jù)顯示、警報(bào)提醒等功能。醫(yī)用滴液電子眼的硬件設(shè)計(jì)主要由51 單片機(jī)作為主控器件，外圍傳感器包括液位檢測(cè)模塊、微小流量模塊、顯示模塊以及報(bào)警模塊組成。各部分硬件之間的控制及功能的實(shí)現(xiàn)通過軟件應(yīng)用程序，由C 語言進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至護(hù)士站PC 端的監(jiān)控管理系統(tǒng),PC 端監(jiān)控管理系統(tǒng)同時(shí)可根據(jù)房間號(hào)及床位號(hào)對(duì)多名患者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù),達(dá)到多患者輸液過程實(shí)時(shí)高效率監(jiān)控的目的，設(shè)計(jì)新穎，安全可靠。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1-1 所示：

（二）本系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有如下功能

（1）能夠滿足醫(yī)院所有住院輸液病人輸液速度的監(jiān)測(cè),并對(duì)儲(chǔ)液瓶中剩余的藥液進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）醫(yī)用滴液電子眼既可以單獨(dú)使用，也可以配合醫(yī)院護(hù)理中心監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)合使用。

（3）單獨(dú)使用時(shí)，液位達(dá)到指定的極限值就會(huì)發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)警，例如“Bi、Bi”報(bào)警提示聲；提醒病人、醫(yī)生來處理病人輸液事務(wù)。

（4）當(dāng)配合總機(jī)無線傳輸信號(hào)使用時(shí)，病人輸液完畢，可自動(dòng)向護(hù)士站發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并語音報(bào)“XX 號(hào)輸液完畢”，在護(hù)士站的PC 端顯示信息，提示醫(yī)務(wù)人員處理。其工作原理如圖1-2 如下：

二、液位檢測(cè)模塊

利用非接觸式液位傳感器作為液滴檢測(cè)器件，將傳感器固定在儲(chǔ)液管壁指定高度，若液面高度低于設(shè)定高度時(shí)，非接觸式液位傳感器將信號(hào)傳送至單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)再經(jīng)過有源蜂鳴器轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)發(fā)出提醒。

三、滴速檢測(cè)模塊

藥液滴速的信息采集依靠于鉗夾式微小流量傳感器，傳感器固定在輸液滴壺兩側(cè)，有藥液滴下時(shí)，傳感器接收信號(hào)傳輸至51 單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)將傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳送輸出,顯示到護(hù)士站的PC 監(jiān)控端。

四、報(bào)警模塊

當(dāng)輸液瓶藥液液面低于設(shè)定的極限值時(shí)，非接觸式液位傳感器檢測(cè)到信號(hào)，傳送給51 單片機(jī)，單片機(jī)輸出信號(hào)傳輸給蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲提醒患者及醫(yī)護(hù)人員。本產(chǎn)品選用有源蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)此功能，可通過延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)蜂鳴器報(bào)警聲音的長(zhǎng)短音控制。

五、顯示模塊

護(hù)士站的PC 監(jiān)控端，負(fù)責(zé)接收無線接收器的數(shù)據(jù)，顯示在顯示屏上，護(hù)士只需根據(jù)提醒做相應(yīng)處理即可。顯示終端顯示病人的主要信息有：病房號(hào)、床位號(hào)、藥液滴速等。

本產(chǎn)品運(yùn)用非接觸式設(shè)計(jì)概念，在主控模塊和各種傳感器模塊的配合下實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜點(diǎn)過程中滴液速度和液位的監(jiān)測(cè)。不接觸藥液，安全衛(wèi)生，適用于各種顏色的藥液，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，可以讓每瓶藥液的使用效率最大化，不浪費(fèi)藥液，體現(xiàn)了節(jié)約的理念，且有效地保證了醫(yī)務(wù)人員工作時(shí)間安排的合理性和患者就醫(yī)體驗(yàn)的舒適度，具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。