智能输液监测控制系统的设计

发布时间：2020-07-15 20:51

【摘要】：静脉输液是临床最常见的治疗手段,几乎涉及医院所有科室。除ICU外,目前输液基本都采用输液瓶或输液袋加带茂菲氏管的一次性输液管路,借助液体自重和大气压力将药物输入患者体内。这种方式虽简单易行,但存在一些不足。例如输液温度随周围环境温度一致、高低不可调节;输液速度靠机械式的滑轮压缩输液管调节,调节精度较差且可靠性不足,输液过程中的状态完全靠患者自己观察和护士巡查,没有自我报警和保护机制,容易发生输液过程异常但未及时发现而导致医疗风险。输液泵虽有报警功能,但其最大的缺点是成本昂贵,并且也不具备输液加温功能。针对上述问题,在总结国内外研究成果的基础上,结合本课题的实际需求,设计出一种智能输液系统。该系统具备输液速度监测、输液速度控制、输液剩余时间估算、输液加温、输液状态异常时声光报警、通过无线传输把每个病床的输液实时监测和报警信息传输到上位机等功能。为了达到系统需求,通过硬件电路设计和软件的编程,开发出滴数监测模块、滴速控制模块、电源模块、键盘设定及显示模块、声光报警模块、无线传输模块。系统运行过程如下:输液开始前,将输液管的茂菲氏管卡在红外滴数检测器中,输液管下段套在输液加热套里,设置病人信息,输液量,最大允许加热温度等信息后,开始输液。输液时,光电对管执行输液滴数采集工作,经过信号处理后以脉冲的形式跟主芯片MSP430交互,形成滴速数据和剩余输液时间的估算值显示在液晶屏幕上。当输液滴速与设置滴速不同时,舵机会自动调节挤压输液管路的松紧,实现控制输液滴速的功能。同时报警灯会对超过每分钟20滴的误差进行LED灯光警报。使用USB电源供给加热系统。采用软材质的套管加热,保证加热的均匀性和管路的活动性。加热开始时,LED加热灯会亮起表示当前系统正在加热。当加热温度达到设置的最大允许加热温度时,加热自动停止,加热灯熄灭。整个系统的输液滴速、剩余时间、加热温度等信息,通过ZigBee传输协议打包传输到PC端,实现远程监控输液状态的功能。本文详细介绍了各个模块的选型方案、硬件电路设计、软件流程及部分代码。最终设计出一款实用性较强,稳定性较好的智能输液系统。论文主要研究内容及创新点:1、完成了对国内外现有输液监测及温度控制产品和研究方向的调研;2、设计本课题智能输液控制系统的软硬件,包括上位机传输程序;3、开发出微信小程序和安卓APP,在互联网时代给患者带来更加丰富的诊疗体验;4、完成整套系统的调试,实现了输液监测、滴速控制、温度控制、上位机传输等功能,具有一定的临床实用价值。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;R318.6
【图文】：

ａ逦ｂｅ逡逑图１－１进口输液泵（ａ．贝朗输液泵，ｂ．泰尔茂输液泵，ｃ费森尤斯输液泵）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１．邋Ｉｍｐｏｒｔｅｄ邋Ｉｎｆｕｓｉｏｎ邋Ｐｕｍｐ邋（ａ．邋Ｂｒａｕｎ邋Ｉｎｆｕｓｉｏｎ邋Ｐｕｍｐ，邋ｂ．邋Ｔｈｅｒｍｏ邋Ｉｎｆｕｓｉｏｎ邋Ｐｕｍｐ，Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ邋Ｉｎｆｕｓｉｏｎ邋Ｐｕｍｐ）逡逑我国医疗器械产业起步较晚，研发和生产水平跟国外有相当的差距。一段时间依赖进口，价格相当昂贵，使用量甚微。１９９３年，中国科学院力

较早的生产出了各自品牌的静脉输液工作站，国内的迈瑞公司、七喜公司和麦逡逑科田等公司也研发和生产出了我国自己的静脉输液中央工作站系统。某静脉输逡逑液工作站系统图片见图１－２邋（图中还设有静脉输液工作站与全院ＨＩＳ等信息化系逡逑统的对接，由于各种条件的限制，这些对接暂不在本文的研究范围内）。此类逡逑系统分为两大部分：一是在各个病床上使用的输液泵，二是设置在护理站的中逡逑央监控系统。通过合理的网络配置，各个护理站的中央监控系统可以搜集到每逡逑一个联网的输液泵，实时查看每个输液泵的输液量，输液速度，当前报警情况，逡逑３逡逑

智能输液控制系统主要由主控制单元、液滴检测单元、滴速控制单元、温逡逑度控制单元、输入和显示单元及无线传输单元等部分组成。整个系统结构框图逡逑见图１－４。输液开始前，将输液管的茂菲氏管卡在红外滴数检测器中，输液管下逡逑段套在输液加热套里，设置病人信息，输液量，最大允许加热温度等信息后，逡逑开始输液。输液时，光电对管执行输液滴数采集工作，经过信号处理后以脉冲逡逑的形式跟主芯片ＭＳＰ４３０交互，形成滴速数据和剩余输液时间的估算值显示在逡逑液晶屏幕上。当输液滴速与设置滴速不同时，舵机会自动调节挤压输液管路的逡逑松紧，实现控制输液滴速的功能。同时报警灯会对超过每分钟２０滴的误差进行逡逑ＬＥＤ灯光警报。使用ＵＳＢ电源供给加热系统。采用软材质的套管加热，保证加逡逑热的均匀性和管路的活动性。加热开始时，ＬＥＤ加热灯会亮起表示当前系统正逡逑在加热。当加热温度达到设置的最大允许加热温度时

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本文编号：2756995