一种输液加温系统功能安全控制装置、系统和方法与流程

1.本发明涉及医疗器械的技术领域，更具体地说，涉及一种输液加温系统功能安全控制装置、系统和方法。


背景技术：

2.输液、输血(统称为输液)广泛应用于临床康复和治疗，在输液期间，大量的液体从体外(液瓶，或者液袋)经过输液管路进入患者身体，通常液体温度较低(尤其经过冷藏的血液药液)，常常导致患者肢体发凉、发麻、涨痛，严重时出现打寒颤、血管痉挛等症状。这种情况尤其在较冷的季节和北方地区，显得更为突出。因此，在输液过程中有必要对药液加温，可有效防止病人体温下降，改善患者的精神状态，消除多种并发症，减轻患者痛苦，促进患者康复。
3.目前，市面上实现输液加温保温的措施较多，例如采用金属板加热药液的方式、条式电控加热输液管等，这些方式，可自动调节所需温度，达到输液加温或者保温的目的，然而大部分加温器没有提供加热功能安全保护，或者安全保护措施达不到预期。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种输液加温系统功能安全控制装置、系统和方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种输液加温系统功能安全控制装置，包括：输液加温模块、温度监测模块、加热控制模块、功能安全保护模块以及主处理模块；
6.所述输液加温模块用于根据所述加热控制模块的加热控制对输液模块进行加温；
7.所述温度监测模块用于监测所述输液加温模块的加温状态并输出加温信息；
8.所述加热控制模块根据所述主处理模块输出的加热控制信号驱动所述输液加温模块对所述输液模块进行加温；
9.所述功能安全保护模块根据所述加温信息监测所述输液加温模块的实时温度，并在所述输液加温模块的实时温度大于预设温度时关断所述加热控制模块；
10.所述主处理模块根据所述加温信息输出所述加热控制信号至所述加热控制模块；或者，在故障时，所述主处理模块输出切断信号以关断所述加热控制模块。
11.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，还包括：硬件保护模块；
12.所述硬件保护模块用于监测所述输液加温模块的实时温度，并在所述输液加温模块的实时温度大于温度阈值时、切断所述输液加温模块的供电回路。
13.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，还包括：电流监测模块；
14.所述电流监测模块用于监测所述加热控制模块的实时电流，并输出电流监测信号至所述主处理模块；
15.所述主处理模块根据所述电流监测信号监测所述加热控制模块的加热状态。
16.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，所述温度监测模块包括：温度传感器和信号处理电路；
17.所述温度传感器用于采集所述输液加温模块的实时温度并输出温度采集信号；
18.所述信号处理电路接收所述温度采集信号并对所述温度采集信号进行处理后，输出所述加温信息至所述主处理模块。
19.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，所述加热控制模块包括：电源控制电路和加热驱动电路；
20.所述电源控制电路分别与所述功能安全保护模块和所述主处理模块连接，用于根据所述主处理模块输出的加热控制信号向所述加热驱动电路提供电源控制信号；或者，所述电源控制电路根据所述主处理模块输出的切断信号或者所述功能安全保护模块的控制切断所述加热驱动电源的电源；
21.所述加热驱动电路根据所述电源控制电路的控制驱动所述输液加温模块或者停止向所述输液加温模块加热。
22.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，所述硬件保护模块包括：温度开关；
23.所述温度开关用于监测所述输液加温模块的实时温度，并在所述输液加温模块的实时温度大于温度阈值时、切断所述输液加温模块的供电回路。
24.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，还包括：与所述主处理模块连接的人机交互模块；
25.所述人机交互模块用于对所述输液加温模块的加温信息进行实时显示，以及接收用户输入的操作指令或者操作信息。
26.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，还包括：与所述主处理单元连接的语音交互模块；
27.所述语音交互模块用于进行语音交互控制、加温状态提醒、或者故障报警。
28.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制装置中，还包括：与所述主处理模块连接的通信模块和存储模块；
29.所述通信模块用于供所述主处理模块与外部设备进行通信；
30.所述存储模块用于进行数据存储。
31.本发明还提供一种输液加温系统功能安全控制系统，包括：以上所述的输液加温系统功能安全控制装置和远程终端；
32.所述输液加温系统功能安全控制装置用于监测控制输液模块进行恒温安全输液，并将加温信息发送给所述远程终端；
33.所述远程终端接收所述输液信息并显示。
34.本发明还提供一种输液加温系统功能安全控制方法，包括：
35.获取目标温度；
36.根据所述目标温度控制输液加温模块对输液模块恒定加温；
37.判断所述输液加温模块是否满足安全加温条件；
38.若是，控制所述输液加温模块保持目标温度；
39.若否，启动加温安全保护功能。
40.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制方法中，所述根据所述目标温度控制输液加温模块对输液模块恒定加温包括：
41.根据所述目标温度输出加热控制信号驱动所述输液加温模块对输液模块进行加温；
42.在所述输液加温模块加热过程中，获取所述输液加温模块的实时温度和加热控制模块的实时电流；
43.根据所述实时温度和所述实时电流调节所述加热控制模块的加热状态；
44.继续根据所述实时温度判断所述输液加温模块的当前温度是否达到所述目标温度；
45.若是，控制所述加热控制模块保持当前加热状态对所述输液加温模块恒定加温。
46.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制方法中，所述判断所述输液加温模块是否满足安全加温条件包括：
47.判断所述输液加温模块的实时温度是否大于预设温度或者大于温度阈值；
48.若是，则不满足安全加温条件；
49.若否，则满足安全加温条件。
50.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制方法中，所述若否，启动加温安全保护功能包括：
51.若所述输液加温模块的实时温度大于预设温度，则功能安全保护模块判断加热控制模块。
52.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制方法中，所述若否，启动加温安全保护功能包括：
53.若所述输液加温模块的实时温度大于温度阈值，则硬件保护模块切断所述输液加温模块的供电回路。
54.在本发明所述的输液加温系统功能安全控制方法中，所述获取目标温度之前包括：
55.启动后进行系统自检；
56.根据自检结果判断设备是否异常；
57.若设备异常，则输出关断控制信号，切断电源。
58.实施本发明的输液加温系统功能安全控制装置，具有以下有益效果：，包括：输液加温模块、温度监测模块、加热控制模块、功能安全保护模块和主处理模块；输液加温模块用于根据加热控制模块的加热控制对输液模块进行加温；温度监测模块用于监测输液加温模块的加温状态并输出加温信息；加热控制模块根据加热控制信号驱动输液加温模块对输液模块加温；功能安全保护模块根据加温信息监测输液加温模块的实时温度，并在输液加温模块的实时温度大于预设温度时关断加热控制模块；主处理模块根据加温信息输出加热控制信号至加热控制模块，或者在故障时输出切断信号以关断加热控制模块。本发明可加热功能安全保护，防止温度过高导致药液损坏或者对人体损伤。
附图说明
59.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
60.图1是本发明实施例提供的输液加温系统功能安全控制装置的原理框图；
61.图2是本发明实施例提供的输液加温系统功能安全控制装置的结构示意图；
62.图3是本发明实施例提供的输液加温系统功能安全控制方法的流程示意图。
具体实施方式
63.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
64.为了解决现有输液加温系统没有加温功能安全保护控制或者安全保护措施不理想的问题，本发明提供了一种输液加温系统功能安全控制装置，该控制装置可确保输液温度的可控性和安全性，防止温度过高导致药液变坏或者对人体损伤，提升输液的安全性和可靠性。
65.具体的，参考图1，该输液加温系统功能安全控制装置可包括：输液加温模块110、温度监测模块120、加热控制模块140、功能安全保护模块130以及主处理模块160。
66.输液加温模块110用于根据加热控制模块140的加热控制对输液模块进行加温；温度监测模块120用于监测输液加温模块110的加温状态并输出加温信息；加热控制模块140根据主处理模块160输出的加热控制信号驱动输液加温模块110对输液模块进行加温；功能安全保护模块130根据加温信息监测输液加温模块110的实时温度，并在输液加温模块110的实时温度大于预设温度时关断加热控制模块140；主处理模块160根据加温信息输出加热控制信号至加热控制模块140；或者，在故障时，主处理模块160输出切断信号以关断加热控制模块140。
67.一些实施例中，该输液加温模块110可包括：加温体，该加温用于根据加热控制模块140的加热产生相应的热量以实现对输液管加温。可选的，该加温体包括但不限于条形加温体、鞭式加温体、或者螺旋式缠绕加温体。其中，输液管可被加温体包裹在其中，从而达到对输液管内液体(可以是血液或者药液)加温的目的。
68.一些实施例中，在系统启动后，先对系统进行自检，若自检时故障(即设备故障或者异常，包括但不限于芯片、传感器、其他部件故障或者异常)，则主处理模块160输出切断信号，从而关断加热控制模块140，避免因故障加温不可控导致输液加温模块110过高等问题发生，保证输液加温功能安全。
69.进一步地，若系统自检完成，且设备正常时，主处理模块160可根据用户设定的目标温度对加热控制模块140进行控制，同时，实时监测输液加温模块110的实时温度，以实现恒定加温。具体的，主处理模块160根据目标温度输出加热控制信号至加热控制模块140，以控制加热控制模块140输出的加热驱动信号，使输液加温模块110根据加热驱动信号产生相应的热量以对输液模块进行加温；同时，温度监测模块120实时采集输液加温模块110的加温状态并输出相应的加温信息至主处理模块160，主处理模块160根据温度监测模块120采集的加温信息对加热控制模块140进行调节控制，从而实现以闭环的方式控制输液加温模块110达到目标温度，并控制输液加温模块110保持目标温度对输液模块进行加温，实现恒定加温。可以理解地，本发明实施例的输液模块可包括输液管。
70.进一步地，在输液加温模块110保持目标温度对输液模块进行恒定加温时，温度监测模块120仍保持继续监测输液加温模块110的实时温度，且当输液加温模块110的实时温
度大于预设温度时，功能安全保护模块130启动加温功能安全保护，即功能安全保护模块130关断加热控制模块140的电源，切断加热控制模块140对输液加温模块110加热，使输液加温模块110的温度保持在安全温度值范围内。
71.进一步地，一些实施例中，该输液加温系统功能安全控制装置还包括：硬件保护模块。该硬件保护模块用于监测输液加温模块110的实时温度，并在输液加温模块110的实时温度大于温度阈值时、切断输液加温模块110的供电回路。
72.通过设置在该硬件保护模块，可以在输液加温模块110温度过高时，通过该硬件保护模块切断电源，抑制输液加温模块110的温度持续升高，使输液加温模块110的温度保持在安全温度范围内。可选的，温度阈值大于预设温度。
73.进一步地，如图1所示，该输液加温系统功能安全控制装置还包括：电流监测模块150。该电流监测模块150用于监测加热控制模块140的实时电流，并输出电流监测信号至主处理模块160；主处理模块160根据电流监测信号监测加热控制模块140的加热状态。可以理解地，通过该电流监测模块150可实现对加热控制模块140的实时电流监测，进而通过对加热控制模块140的实时电流监测实现对加热控制模块140的精准控制，以使加热控制模块140可对输液加温模块110精准加热。
74.一些实施例中，该温度监测模块120包括：温度传感器和信号处理电路。
75.该温度传感器用于采集输液加温模块110的实时温度并输出温度采集信号。可选的，该温度传感器可以置于加温体中，可以设置一个温度传感器，也可以设置多个温度传感器，以提高温度监测准确性。其中，温度传感器包括但不限于ntc、ptc、热电偶或者红外探测器等。
76.该信号处理电路接收温度采集信号并对温度采集信号进行处理后，输出加温信息至主处理模块160。
77.一些实施例中，该加热控制模块140包括：电源控制电路和加热驱动电路。
78.电源控制电路分别与功能安全保护模块130和主处理模块160连接，用于根据主处理模块160输出的加热控制信号向加热驱动电路提供电源控制信号；或者，电源控制电路根据主处理模块160输出的切断信号或者功能安全保护模块130的控制切断加热驱动电源的电源。加热驱动电路根据电源控制电路的控制驱动输液加温模块110或者停止向输液加温模块110加热。
79.一些实施例中，该硬件保护模块包括：温度开关。该温度开关用于监测输液加温模块110的实时温度，并在输液加温模块110的实时温度大于温度阈值时切断输液加温模块110的供电回路。通过设置温度开关，当温度监测模块120失效、功能安全保护模块130失效或者自检功能失效(即系统自检时不能检测出设备故障或者异常)时，可以通过温度开关实现硬关断保护，进一步加强加温安全控制，使输液加温模块110可保持在安全的温度范围内。
80.进一步地，如图1所示，一些实施例中，该输液加温系统功能安全控制装置还包括：与主处理模块160连接的人机交互模块170。人机交互模块170用于对输液加温模块110的加温信息进行实时显示，以及接收用户输入的操作指令或者操作信息。可选的，该人机交互模块170可以包括显示屏，通过设置显示屏可以对输液加温模块110的实时温度、设定温度(目标温度)、报警等状态进行实时显示。进一步地，该人机交互模块170还可以设置人机交互接
口，以提供人机交互操作，如加温按键、减温按键等。
81.进一步地，如图1所示，一些实施例中，该输液加温系统功能安全控制装置还包括：与主处理单元连接的语音交互模块180。语音交互模块180用于进行语音交互控制、加温状态提醒、或者故障报警。如病人向医护人员发出求救等信息，也可以发送至远程互动，实现对患者的准确护理。
82.进一步地，如图1所示，一些实施例中，该输液加温系统功能安全控制装置还包括：与主处理模块160连接的通信模块195和存储模块190。通信模块195用于供主处理模块160与外部设备进行通信。存储模块190用于进行数据存储，包括但不限于设置数据、用户定制化模式数据等。可选的，通信模块195191可实现控制装置与监护中心、远程控制终端、远程监护中心、服务器的通信。该通信模块195191包括但不限于有线或者无线，其中有线可以为网线、can总线、rs485线、rs422总线等；无线包括但不限于wifi、zigbee、lora、nb
‑
iot、蓝牙等。
83.如图2所示，为本本发明提供的输液加温系统功能安全控制装置一个应用实施的结构示意图。
84.如图2所示，该实施例中，除输液加温模块110外，其他模块可集成一起即如图2中的显示控制部。其中，输液加温模块110和显示控制部可悬挂固定在支架上。可以理解地，图2仅示出了显示控制部可同时监测两个输液加温模块110的示例，其他实施例中，还可以同时监测三个、四个、甚至更多输液加温模块110。
85.进一步地，显示控制部和输液加温模块110的安装方式不限于悬挂在支架上，还可以设置在床边、吊顶轨道、墙面、或者附于其他医疗设备上等。
86.本发明实施例的输液加温系统功能安全控制装置可以实现多组加温功能安全保护。具体为：
87.第一级：在设备启动后，先进行系统自检，若出现设备故障或者异常时，实现故障或者异常保护。具体的，当设备故障或者异常时，比如电池的电压偏低、温度传感器故障、芯片故障等，由主处理模块160输出控制信号关断加热控制模块140的电源，使输液加温模块110的温度保持在安全范围内，实现第一级加温功能安全保护。
88.第二级：当自检ok，设备正常，则主处理模块160根据用户设定的目标温度，控制加热控制模块140对输液加温模块110加热，同时通过温度监测模块120对输液加温模块110的实时温度进行采集，通过电流监测模块150对加热控制模块140的实时电流进行监测，并根据输液加温模块110的实时温度和加热控制模块140的实时电流，调整控制加热控制模块140对输液加温模块110的加热驱动，使输液加温模块110的温度达到目标温度，并在输液加温模块110的温度达到目标温度时，继续控制加热控制模块140对输液加温模块110的驱动，以使输液加温模块110保持目标温度，实现恒温加温。实现第二级加温功能安全保护。
89.第三级：当自检失效且在输液加温模块110的实时温度达到目标温度后，若在控制输液加温模块110保持目标温度的过程中，监测到输液加温模块110的实时温度大于预设温度时，功能安全保护模块130进入锁定状态，同时关断加热控制模块140的电源，使加热控制模块140停止向输液加温模块110加热，抑制输液加温模块110继续升温，使输液加温模块110的温度保持在安全范围内，实现第三级加温功能安全保护。
90.第四级：当自检失效且在输液加温模块110的实时温度达到目标温度后，若输液加
温模块110的实时温度大于温度阈值时，温度开关切断输液加温模块110的供电回路，抑制输液加温模块110的温度持续超限，使输液加温模块110的温度保持在安全范围内，实现第四级加温功能安全保护。
91.本发明实施例通过多级温度监测及保护，可以使系统更加可控、可靠和安全。
92.本发明还提供一种输液加温系统功能安全控制系统，该输液加温系统功能安全控制系统包括：本发明实施例公开的输液加温系统功能安全控制装置和远程终端。
93.输液加温系统功能安全控制装置用于监测控制输液模块进行恒温安全输液，并将加温信息发送给远程终端。远程终端接收输液信息并显示。其中，远程终端包括但不限于远程监护中心、远程服务器、手持终端等。
94.进一步地，一些实施例中，该控制装置还可以与本地终端进行通信。其中，本地终端包括但不限于本地服务器、本地管理终端(如医院的his管理终端)。
95.参考图3，图3为本发明实施例提供的输液加温系统功能安全控制方法的流程示意图。
96.如图3所示，该输液加温系统功能安全控制方法包括：
97.步骤s301、获取目标温度。
98.步骤s302、根据目标温度控制输液加温模块110对输液模块恒定加温。
99.步骤s303、判断输液加温模块110是否满足安全加温条件。
100.步骤s304、若是，控制输液加温模块110保持目标温度。
101.步骤s305、若否，启动加温安全保护功能。
102.一些实施例中，步骤s302、根据目标温度控制输液加温模块110对输液模块恒定加温包括：
103.步骤s3021、根据目标温度输出加热控制信号驱动输液加温模块110对输液模块进行加温。
104.步骤s3022、在输液加温模块110加热过程中，获取输液加温模块110的实时温度和加热控制模块140的实时电流。
105.步骤s3023、根据实时温度和实时电流调节加热控制模块140的加热状态。
106.步骤s3024、继续根据实时温度判断输液加温模块110的当前温度是否达到目标温度。
107.步骤s3025、若是，控制加热控制模块140保持当前加热状态对输液加温模块110恒定加温。
108.一些实施例中，判断输液加温模块110是否满足安全加温条件包括：判断输液加温模块110的实时温度是否大于预设温度或者大于温度阈值；若是，则不满足安全加温条件；若否，则满足安全加温条件。
109.一些实施例中，步骤s305包括：若输液加温模块110的实时温度大于预设温度，则功能安全保护模块130判断加热控制模块140。
110.或者，一些实施例中，步骤s305包括：若输液加温模块110的实时温度大于温度阈值，则硬件保护模块切断输液加温模块110的供电回路。
111.进一步地，一些实施例中，步骤s301、获取目标温度之前包括：启动后进行系统自检；根据自检结果判断设备是否异常；若设备异常，则输出关断控制信号，切断电源。
112.具体的，在设备启动后，系统进行初始化，并在初始化完成后进入机器故障异常自检模式，检测系统是否有故障异常，如果有故障异常，则给出系统故障报警提醒；如果系统自检成功，则进入用户预设定加温体温度模式，例如设置输液温度、工作模式等；设置完成后，控制加热控制模块140加热，实时监测输液加温模块110的温度，并监测输液加温模块110的实时温度是否达到目标温度，如果没有则继续加温，直到输液加温模块110的实时温度达到目标温度；如果温度达到目标温度，则通过温度传感器与电流监测模块150、主处理模块160的闭环控制，保持输液加温模块110的温度恒定；在恒定的温度下，实现输液，从而能保证输液的舒适性和安全性。进一步地，持续监测输液加温模块110的实时温度，若输液加温模块110的实时温度大于预设温度，则功能安全保护模块130关断加热控制模块140的电源，抑制输液加温模块110的温度持续上升；如果输液加温模块110的实时温度仍继续上升并大于温度阈值，则硬件保护模块起作用，通过温度开关切断输液加温模块110的供电回路，实现加温功能安全保护。
113.本发明实施例通过采用多级加温功能安全保护，第一级根据器件或者部件故障/异常，软件实现加温功能安全控制；第二级根据用户设定的温度目标值，传感器、软件实时功能安全控制；第三级采用硬件状态锁定电路实现功能安全控制；第四级采用温度开关来实现功能安全控制。既达到了输液温度可控的目的，实现了输液温度功能安全保护。
114.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
115.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
116.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
‑
rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
117.以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。