專利名稱：靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及輔助醫(yī)療器具領(lǐng)域，具體涉及一種靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置。
背景技術(shù)：
靜脈注射是臨床治療常用的給藥方式，隨著科學(xué)的發(fā)展，對藥液滴速控制的要求也越來越高。醫(yī)學(xué)中常用的輸液管雖然也能進行滴速的控制，但調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，不易控制，而且常因為疏忽大意發(fā)生血液回流現(xiàn)象，有時速度過快還會對病人造成不良反應(yīng)。目前多數(shù)醫(yī)院使用的靜脈輸液裝置都是莫菲氏滴管輸液法，病人輸液時，輸液器要懸掛在病人的頭 頂上方。這對輸液速度有嚴(yán)格要求的病人顯然是不方便的，同時滴速的不準(zhǔn)確也直接影響病人的生命安全。目前常用的輸液泵是解決輸液速度的一種有效方法，它的工作原理是動力擠壓輸液，在一定時間內(nèi)輸液量是一定的，但輸液期間點滴數(shù)目并不均勻；而且輸液泵的耗材成本很高，只適用于急救和重癥情況，不適宜普及。為了滿足醫(yī)療機構(gòu)對輸液速度和輸液量準(zhǔn)確度控制的越來越高的要求，提供一種既實用又廉價的輸液檢測裝置勢在必行。
實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的輸液速度和輸液量不能準(zhǔn)確控制的問題，本實用新型提供一種靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置，其靈敏度高，輸液可控，成本低。本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置包括鍵盤單元、藥液滴速檢測單元、藥液溫度檢測單元、單片機、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度調(diào)節(jié)單元和顯示單元；所述鍵盤單元與單片機相連，其用于輸入預(yù)置的藥液滴速數(shù)值和藥液溫度，并將預(yù)置的滴速和溫度數(shù)值傳送給單片機；所述藥液滴速檢測單元與單片機相連，其用于檢測輸液管的藥液滴速，并將檢測到的藥液滴速數(shù)值傳送給單片機；所述藥液溫度檢測單元與單片機相連，其用于檢測輸液管的藥液溫度，并將檢測到的藥液溫度數(shù)值傳送給單片機；所述單片機分別與藥液滴速調(diào)節(jié)單元和溫度調(diào)節(jié)單元相連，單片機用于將檢測到的藥液滴速數(shù)值與預(yù)置的藥液滴速數(shù)值相比較，判斷藥液滴速是否合理，并將藥液滴速調(diào)節(jié)指令傳送給藥液滴速調(diào)節(jié)單元；藥液滴速調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)的藥液滴速；同時單片機也用于將檢測到的藥液溫度數(shù)值與預(yù)置的藥液溫度數(shù)值相比較，判斷藥液溫度是否合理，并將溫度調(diào)節(jié)指令傳送給藥液溫度調(diào)節(jié)單元；藥液溫度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)藥液溫度；所述顯示單元與單片機相連，其用于顯示由鍵盤單元輸入的預(yù)置藥液滴速數(shù)值和預(yù)置的藥液溫度數(shù)值，以及顯示單片機接收到的藥液滴速檢測數(shù)值和藥液溫度檢測數(shù)值。上述的單片機為STC89C52單片機；藥液滴速檢測單元為紅外傳感器。所述的藥液滴速調(diào)節(jié)單元由步進電機和步進電機驅(qū)動的凸輪泵構(gòu)成，步進電機由PID控制器控制其轉(zhuǎn)速。所述的藥液溫度檢測單元為DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測溫范圍為-55°C +125°C;所述的藥液溫度調(diào)節(jié)單元是電阻絲。[0007]本實用新型的有益效果是I、實現(xiàn)了藥液滴速的自動控制，不但能夠?qū)崟r地檢測滴速，還可以根據(jù)患者體位變化，或者燥動病人的人為因素改變滴速的情況，也能實現(xiàn)由于液面下降改變滴速的情況，進行自動控制調(diào)節(jié)；采用PID閉環(huán)控制器，使響應(yīng)速度加快，控制精度提高。2、實現(xiàn)了藥液溫度的控制，提高了病人輸液過程中的舒適程度。3、該系統(tǒng)成本低，性價比高，便于普及。
圖I是本實用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置原理框圖。圖2是本實用新型中的紅外傳感器電路原理圖。 圖3是本實用新型中的藥液溫度控制電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。如圖I所示，本實用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置包括鍵盤單元、藥液滴速檢測單元、藥液溫度檢測單元、單片機、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度調(diào)節(jié)單元和顯示單元。藥液滴速檢測單元采用紅外傳感器實現(xiàn)，藥液滴速調(diào)節(jié)單元采用步進電機和由步進電機驅(qū)動的凸輪泵實現(xiàn)，這部分電路是用于把點滴的滴速檢測回來同原設(shè)定的滴速進行比較，然后單片機通過PID算法調(diào)整步進電機的轉(zhuǎn)速，使輸液裝置能夠保持設(shè)定的滴速，不發(fā)生變化。步進電機每輸入一個脈沖信號，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。用單片機控制步進電機，控制信號為數(shù)字信號，不再需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換，可快速實現(xiàn)啟動或停止，且步距角降低小，延時短，定位準(zhǔn)確，精度高，可操作性強。通過控制步進電機的轉(zhuǎn)速進而控制凸輪泵的轉(zhuǎn)速，凸輪泵的轉(zhuǎn)速大小決定了藥液滴速的快慢。根據(jù)紅外傳感器接收到的光強的強弱判斷是否有液滴滴下。由于紅外光波比可見光長，因此受可見光的影響較小。采用紅外傳感器的方案成本低，電路簡單，且不受可見光的干擾，穩(wěn)定性好。如圖2所示的紅外傳感器電路原理圖，當(dāng)有藥液滴下時，由于液滴會阻礙紅外線的傳播，紅外線接收端不會收到紅外信號，接收端的輸出信號就會變成高電平，再經(jīng)過施密特觸發(fā)器的信號整形，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的電平信號。在春、秋、冬季輸液過程中，大量的藥液從體外直接通過輸液器進入病人血管，因藥液溫度偏低，常常導(dǎo)致病人出現(xiàn)四肢發(fā)冷、麻木、疼痛、寒顫等不適感，嚴(yán)重時會出現(xiàn)血管痙攣等癥狀。采用藥液溫度檢測單元和藥液溫度調(diào)節(jié)單元的目的就是讓藥液有一個合適的溫度，讓病人輸液過程更舒適，該部分的加熱及保溫溫度為20 30°C。藥液的溫度控制電路如圖3所示，對藥液的加熱屬于低溫加熱，能讓病人感覺舒適即可，所以選用簡單的電阻絲加熱，成本低，容易實現(xiàn)。用數(shù)字溫度傳感器DS18B20檢測溫度的變化，溫度傳感器測溫范圍為_55°C +125°C，精度為±0. 5°C，完全能夠滿足藥液的保溫及加熱范圍和精度，其供電電壓為直流3 5. 5V，同單片機供電電壓相同，可以共用同一個電源電路，電源設(shè)計簡單。顯示單元選用四個LED數(shù)碼管來顯示滴速的設(shè)定與滴速的實時顯示，鍵盤單元采用四個按鍵來設(shè)定滴速值，成本低，且硬件電路簡單。本實用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置的工作原理是鍵盤單元輸入預(yù)置的藥液滴速數(shù)值和藥液溫度，并將預(yù)置的滴速和溫度數(shù)值傳送給單片機；藥液滴速檢測單元檢測輸液管的藥液滴速，并將檢測到的藥液滴速數(shù)值傳送給單片機；藥液溫度檢測單元檢測輸液管的藥液溫度，并將檢測到的藥液溫度數(shù)值傳送給單片機；單片機將檢測到的藥液滴速數(shù)值與預(yù)置的藥液滴速數(shù)值相比較，判斷藥液滴速是否合理，并將藥液滴速調(diào)節(jié)指令傳送給藥液滴速調(diào)節(jié)單元，控制藥液滴速調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)的藥液滴速；同時單片機也將檢測到的藥液溫度數(shù)值與預(yù)置的藥液溫度數(shù)值相比較，判斷藥液溫度是否合 理，并將溫度調(diào)節(jié)指令傳送給藥液溫度調(diào)節(jié)單元，控制藥液溫度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)藥液溫度；顯示單元將由鍵盤單元輸入的預(yù)置藥液滴速數(shù)值和預(yù)置的藥液溫度數(shù)值，以及單片機接收到的藥液滴速檢測數(shù)值和藥液溫度檢測數(shù)值進行顯示。本實用新型的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置能夠代替人工監(jiān)視進行輸液，用單片機實現(xiàn)輸液速度控制和實時顯示，不僅保證了給藥速度的自動控制，而且實現(xiàn)了遠程護士站對重病患者給藥的實時監(jiān)控，在很大程度上減輕護士的工作強度，將會給病人和醫(yī)生帶來極大的方便，是一種性能價格比很高的醫(yī)用設(shè)備。
權(quán)利要求1.靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置，其特征在于該裝置包括鍵盤單元、藥液滴速檢測單元、藥液溫度檢測單元、單片機、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度調(diào)節(jié)單元和顯示單元； 所述鍵盤単元與單片機相連，其用于輸入預(yù)置的藥液滴速數(shù)值和藥液溫度，并將預(yù)置的滴速和溫度數(shù)值傳送給單片機； 所述藥液滴速檢測單元與單片機相連，其用于檢測輸液管的藥液滴速，并將檢測到的藥液滴速數(shù)值傳送給單片機； 所述藥液溫度檢測單元與單片機相連，其用于檢測輸液管的藥液溫度，并將檢測到的藥液溫度數(shù)值傳送給單片機； 所述單片機分別與藥液滴速調(diào)節(jié)單元和溫度調(diào)節(jié)單元相連，單片機用于將檢測到的 藥液滴速數(shù)值與預(yù)置的藥液滴速數(shù)值相比較，判斷藥液滴速是否合理，并將藥液滴速調(diào)節(jié)指令傳送給藥液滴速調(diào)節(jié)單元；藥液滴速調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)的藥液滴速；同時單片機也用于將檢測到的藥液溫度數(shù)值與預(yù)置的藥液溫度數(shù)值相比較，判斷藥液溫度是否合理，并將溫度調(diào)節(jié)指令傳送給藥液溫度調(diào)節(jié)單元；藥液溫度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸液管內(nèi)藥液溫度； 所述顯示単元與單片機相連，其用于顯示由鍵盤單元輸入的預(yù)置藥液滴速數(shù)值和預(yù)置的藥液溫度數(shù)值，以及顯示單片機接收到的藥液滴速檢測數(shù)值和藥液溫度檢測數(shù)值。
2.如權(quán)利要求I所述的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置，其特征在于所述的單片機為STC89C52單片機；藥液滴速檢測單元為紅外傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置，其特征在于所述的藥液滴速調(diào)節(jié)單元由步進電機和步進電機驅(qū)動的凸輪泵構(gòu)成，步進電機由PID控制器控制其轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求I所述的靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置，其特征在于所述的藥液溫度檢測單元為DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測溫范圍為_55°C +125°C;所述的藥液溫度調(diào)節(jié)單元是電阻絲。
專利摘要本實用新型靜脈輸液滴速和藥液溫度自動控制裝置涉及輔助醫(yī)療器具領(lǐng)域，該自動控制裝置包括單片機、鍵盤單元、顯示單元、藥液滴速檢測單元、藥液滴速調(diào)節(jié)單元、藥液溫度檢測單元和藥液溫度調(diào)節(jié)單元。該系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為CPU，采用紅外線光電傳感器檢測滴速，通過步進電機控制滴速，并采用PID控制算法，滴速調(diào)節(jié)過程具有控制準(zhǔn)確，響應(yīng)快，靈敏度高的優(yōu)點；為了提高輸液舒適性，系統(tǒng)還設(shè)計了藥液加熱功能；該系統(tǒng)成本低，性價比高。
文檔編號A61M5/44GK202446581SQ201220013728
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者張格格, 李慧 申請人:長春工業(yè)大學(xué)