一種云端智能點(diǎn)滴輔助裝置開發(fā)

樊明哲，許湘揚(yáng)

（瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 瀘州 646000）

靜脈輸液是目前我國(guó)醫(yī)療救治中普遍采用的一種方式，醫(yī)院中85%的護(hù)士需將其75%的工作時(shí)間用于靜脈輸液工作，高強(qiáng)度的工作使護(hù)士無(wú)法全程護(hù)理到每位輸液患者。患者在輸液過(guò)程中，可能會(huì)因不當(dāng)?shù)妮斠核俣犬a(chǎn)生不良反應(yīng)。若護(hù)士沒(méi)有在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，則可能會(huì)造成醫(yī)療事故；輸液完畢時(shí)，若護(hù)士未能及時(shí)為患者更換藥瓶或拔針，將引發(fā)空氣進(jìn)入血管導(dǎo)致空氣栓塞或者凝血堵針等情況，輕者延誤治療，重則危及患者生命。面對(duì)我國(guó)如此大的輸液需求，開發(fā)靜脈輸液的智能控制面臨著新的挑戰(zhàn)。據(jù)調(diào)查，我國(guó)輸液報(bào)警監(jiān)控裝置方面已有相關(guān)儀器，但功能也僅限于輸液完成后的報(bào)警，其信息傳輸模式也大多采用有線方式。這種有線的方式在產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程受限較多，實(shí)施難度大，且產(chǎn)品價(jià)格也較高。具備智能控制終端的輸液裝置也僅是在一些大型醫(yī)院才有配備，很多中小型醫(yī)院因種種原因并未普及。結(jié)合輸液過(guò)程中醫(yī)患反饋的問(wèn)題，輸液裝置無(wú)定位功能，患者位置無(wú)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，這是當(dāng)前市場(chǎng)的空缺。因此，開發(fā)一款便捷操作、成本低廉、實(shí)時(shí)可控、功能完善的輸液輔助裝置，對(duì)提升醫(yī)療救治的安全可靠意義重大。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于云終端的新型智能靜脈輸液輔助裝置集智能加壓、藥液流速監(jiān)測(cè)及控制、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化、遠(yuǎn)程通訊、斷電保護(hù)、云端控制、監(jiān)測(cè)預(yù)警、醫(yī)患位置定位監(jiān)測(cè)、裝置便捷可移動(dòng)、病患健康監(jiān)測(cè)于一體。一種密閉的可擦拭的無(wú)菌輸液接頭——可來(lái)福無(wú)針密閉輸液接頭的使用，可降低醫(yī)療器械的廢棄成本和回收廢棄醫(yī)療器械的感染風(fēng)險(xiǎn)。

該裝置應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)、人工智能大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，系統(tǒng)集成化程度高，數(shù)據(jù)測(cè)試準(zhǔn)確、產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定可靠、網(wǎng)絡(luò)連接靈活、預(yù)警報(bào)警功能完善，將輸液流程智能化，為患者和醫(yī)護(hù)人員提供極大的便利。減少醫(yī)護(hù)人員反復(fù)查看輸液狀態(tài)的困擾、減輕了患者輸液過(guò)程中的不適感，防止無(wú)人看護(hù)或者疏忽時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn)，在醫(yī)院使用時(shí)減少了醫(yī)護(hù)人員和病人的接觸頻率，可有效地防止交互感染。基于云終端的新型智能靜脈輸液輔助裝置可以在醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用，結(jié)合智能輸液模式和健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，對(duì)患者輸液進(jìn)程及各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋，這將是對(duì)病患健康管理監(jiān)護(hù)的一次改革，是產(chǎn)品人工智能化、信息化、自動(dòng)化、人性化的一種體現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)監(jiān)護(hù)方式的一次創(chuàng)新和技術(shù)革命。裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 輸液過(guò)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)慕鉀Q方案

2.1 藥液流速監(jiān)測(cè)并控制

藥液流速監(jiān)測(cè)和控制采用限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）來(lái)監(jiān)測(cè)和控制液滴流速，實(shí)現(xiàn)對(duì)流速的精準(zhǔn)控制與監(jiān)測(cè)。流速數(shù)據(jù)通過(guò)電腦PC 端和手機(jī)APP端進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，限制最大流速和最小流速，防止出現(xiàn)誤操作，同時(shí)在流速過(guò)快或過(guò)慢時(shí)提供報(bào)警功能，降低了偶然因素引發(fā)的脈沖干擾，保證輸液安全。同時(shí)采用蠕動(dòng)泵機(jī)加壓方式，進(jìn)行無(wú)接觸智能加壓，對(duì)輸液壓力進(jìn)行保護(hù)值設(shè)定，防止了壓力過(guò)大導(dǎo)致患者生命危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。使用過(guò)程中可以根據(jù)輸液強(qiáng)度引發(fā)的波動(dòng)狀況自動(dòng)調(diào)整藥業(yè)加壓的力量和時(shí)間，給患者創(chuàng)造安全平穩(wěn)的輸液過(guò)程[1]。

2.2 輸液過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并傳輸

云終端通信技術(shù)解決輸液過(guò)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膯?wèn)題。云終端數(shù)據(jù)通信方面，采用成熟的5G 通訊技術(shù)，利用一款體積小巧、功能豐富的無(wú)線通訊模塊WHLTE-7S4 V2 實(shí)施通信控制，此模塊適用于不同電信運(yùn)營(yíng)商的5G網(wǎng)絡(luò)制式。工藝設(shè)計(jì)使用雙排針?lè)庋b，易插拔，隨時(shí)可根據(jù)電路結(jié)構(gòu)集成于自己的系統(tǒng)中。該系統(tǒng)模塊具備完善的報(bào)警督察功能，信號(hào)覆蓋面廣，功能設(shè)置簡(jiǎn)單易操作，雙向數(shù)據(jù)傳輸透明，具備自定義注冊(cè)包、心跳包，2 路Socket 連接，具備HTTP，UDC 通信協(xié)議，傳輸速率高，延時(shí)低，同時(shí)具備后續(xù)智能開發(fā)端口，為今后的產(chǎn)品升級(jí)提供了保障[2]。

2.3 病患生命體征實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

智能輸液裝置內(nèi)根據(jù)需求設(shè)計(jì)了急救監(jiān)控信號(hào)的采集與匹配模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生命全周期的實(shí)時(shí)檢測(cè)，如血壓血糖的監(jiān)測(cè)、心率變化的監(jiān)測(cè)、呼吸狀態(tài)、氧飽和度的多少等，全程監(jiān)控病人的生命體征。醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)裝置顯示的生命體征數(shù)據(jù)對(duì)病人給藥情況進(jìn)行控制，即使在病患眾多、醫(yī)護(hù)人員缺乏的情況下也能有效控制救護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的情況[3]。特別是自動(dòng)加壓裝置微型氧缸可以借助非接觸式流量傳感器藥液量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)用藥量，并將藥量數(shù)據(jù)反饋給電腦后臺(tái)，保障了病人的安全。

3 輸液過(guò)程狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)可視的解決方案

3.1 開發(fā)云終端控制界面

WiFi 模塊硬件設(shè)施，接入之后PC 端開啟有人云軟件，打開監(jiān)控大屏或設(shè)備列表，在這個(gè)界面可以云端控制總開關(guān)，泵機(jī)開關(guān)。醫(yī)生護(hù)士不僅可在電腦端和手機(jī)端實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)滴運(yùn)行狀態(tài)，在治療過(guò)程中醫(yī)患雙方可以進(jìn)行在線位置定位。根據(jù)醫(yī)生和護(hù)士的分工，給予不同的權(quán)限設(shè)置，還可以給每個(gè)賬戶分配不同數(shù)量的輸液設(shè)備[4]。電腦端可以接收所有設(shè)備報(bào)警信息，并能與相對(duì)應(yīng)的終端設(shè)備進(jìn)行通訊。

3.2 開發(fā)病人和家屬手機(jī)端

病人及家屬可以查看自己使用的終端設(shè)備運(yùn)行狀況，治療過(guò)程數(shù)據(jù)可視化，遇到緊急情況可以一鍵報(bào)警，并能與醫(yī)生護(hù)士進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通。當(dāng)藥液流速、血壓、心率等異常時(shí)，通過(guò)精確程序算法，使信息傳輸實(shí)時(shí)、穩(wěn)定，自動(dòng)報(bào)警求救。部分程序設(shè)計(jì)如下：

4 結(jié)論

新型智能點(diǎn)滴輔助系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的輸液高度改進(jìn)，用壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)吊在肩部或背包的輸液方式，大大地 提高了本產(chǎn)品的獨(dú)立性，使病人可以自由活動(dòng)，還能做手里的工作，達(dá)到可靠的輸液智能化[5]。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)、人工智能技術(shù)，系統(tǒng)集成度高，性能穩(wěn)定，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境組網(wǎng)，同時(shí)預(yù)備預(yù)警報(bào)警功能，產(chǎn)品性能更優(yōu)越，報(bào)警器聲音提示——聲光結(jié)合提前預(yù)警，自動(dòng)調(diào)速，加濕器需插電不方便——使用內(nèi)部電池和有線電源兩種方式，智能輸液盒綜合前兩項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，使產(chǎn)品擁有更加準(zhǔn)確的數(shù)字顯示，精準(zhǔn)控制。護(hù)理人員可根據(jù)病區(qū)內(nèi)患者的輸液狀態(tài)信息有效進(jìn)行任務(wù)安排，提高工作效率的同時(shí)也讓病人的安全得到了保障。

系統(tǒng)采用智能無(wú)接觸加壓、聲光結(jié)合提前預(yù)警、生命體征監(jiān)測(cè)、輸液速度控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、手機(jī)APP服務(wù)端控制、內(nèi)外電源供電為一體化的集成設(shè)計(jì)，具有可移動(dòng)性、安全可靠性、高效快捷性等特點(diǎn)，從而達(dá)到降低醫(yī)護(hù)工作量，避免靜脈輸液事故的發(fā)生。同時(shí)該裝置的云服務(wù)平臺(tái)可收集整理各類數(shù)據(jù)，包括癥狀體征、治療方案、愈后情況等，利用云終端平臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，為實(shí)現(xiàn)智能化家庭醫(yī)生提供充足有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)家庭醫(yī)生人工智能化，真正做到醫(yī)療器械的一次智能化革命。