专利名称：一种输液过程多参数监护报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医疗器械领域，尤其涉及一种对在输液状态下所产生的各类参数进行监控并在出现异常情况时能及时报警的系统。
背景技术：
普通临床输液是一种将瓶装或袋装药液通过管路输液器，在大气压的作用下，向患者静脉注入药剂的治疗方法，其是目前医院最常用的一种治疗手段。输液治疗过程中护士应针对病情、输液总量、输液目的、病人的个体差异以及具体药物来调控输液速度，以减少或防止因输液速度、输注量不当而引起的输液反应；同时在输液过程中需要随时了解药液是否快滴完、或管路是否堵塞等情况，以便及时处理。
目前，整个输液过程除了采用最常用的护理手段(人工监测与护理)外，在输液参数监控、药液余量报警方面，现有技术还提供了以下手段1、接触式输液报警装置主要由针头、硬塑料导管、不锈钢导线、不锈钢探头即报警电路的阴极、报警电路接口组成。利用液体弱导电性的特性在插入输液瓶一端的输液导管针头末端引出一根金属不锈钢导线与针头金属部分连接于接点，另一端与报警电路阳极连接，电路接口与硬塑料导管外壁连为一体，再将报警电路接口与发光、发声报警器相连接即构成一套输液报警系统，具体请参见中国专利98201351.5和02283551.2。但此方法必须使传感器药液直接接触，可能造成药液污染，实用性差；
2、称重法即利用称重法对输液过程中药液剩余量进行检测，一般由称重传感器、弹簧引力机构和报警电路构成。具体请参见中国专利03264163.X和98236924.7。
3、液位检测法主要有液位控制器和信息控制电路和报警装置构成。当药液低于检测面时报警装置进行报警。但其只能检测液瓶输液，不适用于液袋输液，具体请参见中国专利88202681.X和98224927.6。
4、检测茂菲式管液滴法具体请参见中国专利02244459.9和200320119267.X。
5、此外还有全械式、光电式和含微处理器的滴速检测报警等，具体参见中国专利200420032590.8。
以上现有技术通常存在以下缺点1、检测参数偏少(1个或2个)，一般只针对在输液过程中某一状态参数检测报警，而不能同时完成多个状态参数的监测，造成反映输液过程的信息不完整，并且在整个输液过程中仍然需要护理人员进行不断的巡视或患者家属需要全程陪护，这无疑对于一些大型综合性医疗机构的输液大厅而言，护理人员的劳动强度仍然没有减弱。2、对药液滴完的报警方法中，称重法使用麻烦、易误报警或漏报；液位检测方法不适合于液袋输液的场合；针对茂菲式管的光电单传感器的方法没有区分药液滴完或管路堵塞的能力；采用2个传感器的方法能实现药液滴完或管路堵塞的正确报警，相比于单个传感器的方法，它电路复杂、功耗增大。
发明内容
本实用新型公开了一种能在输液过程中同时检测多个状态参数，包括液滴速度的检测和显示、滴速偏高或偏低的报警；在容器(瓶或袋)中药液体余体积的检测及药液将要滴完的报警、输液管路是否堵塞的判别和报警、患者是否呼叫等状态的系统，克服了现有技术依靠人工操作或不能同时监测多个参数的缺陷，能比较全面地反映输液过程的状态信息。
为解决上述问题，本实用新型公开了一种输液过程多参数监护报警系统所述系统包括一种输液过程多参数监护报警系统，包括通信控制器、监控主机，其特征在于还包括输液监护仪，输液监护仪与通信控制器之间以通信总线连接。
所述输液监护仪包括信号捕获模块由置于茂菲式管壁两侧的一组光电收发传感器和放大电路构成，其中光电收发传感器用以将捕捉到的光信号转换成电信号，并通过放大电路输入至中央数据处理模块。
中央数据处理模块为8位或16位单片机，并在单片机内植入了计算输液过程各参数的嵌入式软件。
通信接口模块包括串行通信控制器、通信驱动器和BUS总线接口，用以将中央数据处理模块计算得出的参数通过通信总线转发给监控主机，或将接收到的由监控主机发出的指令参数转发给中央数据处理模块。
供电模块由直流电源和稳压块构成，用于向输液监护仪提供不间断的安全电压。。
呼叫控制模块由DIP开关和电阻组成，DIP开关闭合和开启的脉冲信号经中央数据处理单元转换后，通过通信总线发送至监控主机，实现呼叫功能。
所述输液监护仪的信号捕获模块的电信号输出端与中央数据处理模块的电信号输入端相连，通信接口模块通过BUS总线接口与通信总线相连。
所述通信接口模块的BUS总线接口为4芯总线，其中2芯为供电总线接口，另2芯为数据总线接口。
所述用以连接输液监护仪和通信控制器的通信总线为4芯总线，其中2芯为电源线，另2芯为数据线。
所述输液监护仪的各种指令参数由监控主机进行设置。
输液监护仪检测的参数主要包括液滴速度、药液余量、输液中断和管路阻塞等。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果1、只安装一个光电传感器即可实现各参数的准确报警；2、克服了现有技术监测参数偏少、反映输液过程信息不完整的缺陷；3、通过通信总线具有与医院现有信息系统沟通的能力；4、采用总线供电，而不用电池或独立电源，给本实用新型的安装和使用带来方便。
图1是本实用新型一种输液过程多参数监护报警系统的结构图图2是输液监护仪的结构图图3是中央数据处理模块中的嵌入式软件处理液滴中断程序的流程图图4是中央数据处理模块中的嵌入式软件处理秒中断程序的流程图具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
请参阅图1，这是本实用新型具体应用实施例的系统结构图，具体为整个输液过程多参数监控报警系统由输液监护仪、监控主机、通信控制器和通信总线联网构成。监控主机为普通PC机，设置在护士站或护士工作台，与医院现有信息管理系统(HIS)相连。当患者开始输液时，由护士根据医嘱将各种参数，包括每分钟的输液速度、药液余量报警的最小值等输入监控主机。监控主机通过RS485通信总线将参数发送至指定的输液监护仪。一台监控主机最多能控制50台输液监控仪。工作过程中，护士可以通过监控主机依次查询挂接在通信总线上的多个输液监护仪，输液监护仪根据监控主机的命令作出响应，报告所测得的输液状态参数，当输液监护仪侦测到的参数高于预设值时，即会自动向监控主机报告，提醒护士采取预防措施。
请参阅图2，输液监控仪由信号捕获模块、中央数据处理模块U2(型号为MSP430F123)、通信接口模块、供电模块、呼叫控制装置构成。其中，信号捕获模块由红外发光二级管ED1、红外接收管RT1、放大器U1(型号为LM324)、三级管T1和电阻R1、R2、R3构成；其工作时红外发光二极管ED1发出一束水平的红外线，穿过茂菲式管到达红外接收管RT1，当茂菲式管中有一个液滴垂直落下时，红外线被阻挡一下，于是在红外接收管RT1上会产生一个电压波动，光信号就被转变成了电信号。此电压经过放大器U1的放大整形，形成一个脉冲信号进入中央数据处理模块U2，依据这一脉冲信号，中央数据处理模块U2的嵌入式软件会自动计算出各参数值，通过通信接口模块，经RS485通信总线将此参数传送给监控总机。
通信接口模块由中央数据处理模块U2内部的串行通信控制器、RS485驱动器U4(型号为SP3485)和BUS总线接口的引脚3、4构成。其中BUS引脚3为A线(数据线正端)，引脚4为B线(数据线负端)，通过RS485通信总线(A线、B线)，与监控主机实现半双工的数据通信，一方面向监控主机报告全部测量数据，另一方面接收监控主机发送的设定参数。
供电模块由放置在护士工作台的直流稳压电源AC/DC，稳压块U5(型号为HT7150)U6(型号为HT7130)和BUS总线接口中的引脚1、2构成，BUS的引脚1为6-10伏安全直流电压，引脚2为电源地，无需其他外部电源；正电源通过引脚1到达稳压块U5，(型号为HT7150)产生5V电压，供电路使用，同时5V电源再经过稳压块U6，(型号为HT7130)，产生3V电压供单片机等集成块使用。
呼叫控制装置由DIP开关K1和电阻R4、R5、R6构成。在输液过程中，患者如要呼叫护士，就按下开关K1，输液监护仪就产生一个脉冲信号进入中央数据处理模块U2，这时中央数据处理模块U2产生按键中断响应，设置呼叫标志，经通信控制模块转换后通过通信总线发送至监控主机。护士在监控主机收到该信息后就能迅速作出反应。
在患者输液过程中，由中央数据处理模块U2完成输液状态各参数的计算，包括滴速过快或过慢、药液余粮、药液滴完的提前报警和管路堵塞报警等，具体过程如下所述1、药滴速度的检测、显示，液滴速度过快、或偏慢的报警当输液监护仪从RS485通信总线上获得重新启动命令后，中央数据处理模块U2设置引脚DRV(P1.0)为高电平，三极管T1导通，红外发光二极管ED1发出一束水平的红外线，穿过茂菲式管到达红外接收管RT1，当茂菲式管中有一个液滴垂直落下时，红外线被阻挡一下，这时红外接收管RT1上会产生一个电压波动，该电压经过放大器U1的放大和整形，形成1个脉冲信号进入中央数据处理模块U2的输入引脚INT1(P1.2)，引起中央数据处理模块U2的中断响应，在这个液滴中断响应过程中(如图3所示)，中央数据处理模块U2内的嵌入式软件先累计液滴总数，NUM＝NUM+1其中NUM是从输液开始到当前时刻为止，已完成的液滴总数。在由中央数据处理单元U2产生的秒中断程序(如图4所示)中，读取当前时刻(用t2表示)时的累计液滴数NUM(t2)＝NUM，参照上1秒时刻(t1)所记录的累计液滴数NUM(t1)，得到每分钟的液滴速度V＝[NUM(t2)-NUM(t1)]/(t2-t1)*60＝[NUM(t2)-NUM(t1)]*60
其中V为液滴速度，单位滴/分钟；t2-t1＝1秒。然后进行滴速的高低限报警检查。当V＜V_Alarm_L时，为滴速过慢的报警；当V＞V_Alarm_H时，为滴速过快的报警；当V_Alarm L＜V＜V_Alarm_H时，则滴速正常；其中V_Alarm_L和V_Alarm_H分别为液滴速度的报警下限和上限，在输液开始前由护士在监控主机上设置，并将该设置值通过RS485通信总线发送至中央数据处理模块U2，输液监测仪能保存这些参数，断电后不会丢失。
2、剩余体积的检测、药液滴完的提前报警和管路堵塞报警的实现方法在每一个液滴所产生的中断响应程序中，中央数据处理模块U2都要计算容器中药液的剩余体积Vol_Left＝Vol_Total-Vol_A_Drop*K其中Vol_Left为剩余体积，单位ml，Vol_Total是当前所挂药液容器(瓶/袋)的额定药液体积，单位ml，如500，250，100等，Vol_A_Drop为液滴的体积，单位ml，均在输液开始前由护士在监控主机上进行设置；K是液滴大小的修正系数，用来微调液滴的体积大小，K是容器额定体积、容器类型(瓶或袋)、剩余体积、液滴速度的函数，针对不同的药液容器，本实用新型确定了不同的K值，并将其写如了嵌入在中央数据处理模块U2的软件数据表中。在输液开始时由护士针对不同的药液容器调用具体的K值。
①药液滴完的提前报警功能的实现方法当Vol_Left＜Vol_Alarm_L时，设置药液即将滴完的报警标记，当Vol_Left＞＝Vol_Alarm_L时，取消药液即将滴完的报警标记；其中，Vol_Alarm_L为剩余体积报警限，单位ml，其含义是当剩余体积小于该数值时，产生报警。此时离完全滴完还有一段时间，这样可以提前告诉护士，准备下一步的护理工作，理想的情况是当护士到达患者旁边时，液滴刚好滴完。护士可以通过监控主机设置剩余体积报警限的数值，从而调整提前的时间量，如果剩余体积报警限为0，则相当于完全滴完后产生报警。通过对Vol_Total、Vol_A_Drop、Vol_Alarm_L这些参数的设置，可以准确处理不同体积的液瓶、液袋的输液场合。
②管路堵塞报警的实现方法及其与液滴全部滴完的区分方法当液滴速度V＝0，而且剩余体积Vol_Left＞0时，为管路堵塞，产生报警；而当液滴速度V＝0，而且剩余体积Vol_Left＝0时，为液滴全部滴完的报警。
以上输液监护仪所完成的参数监测全过程，药液剩余体积的检测是准确判别药液滴完的提前报警、管路堵塞报警的前提条件，并实现了仅用一对红外收发传感器就能完成输液过程多个状态参数的监测报警功能，与现有技术相比，具有创新特色。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但本发明并非局限于此，所有本领域的技术人员所能思之的变化，均应落在本发明的保护范围内。
权利要求1.一种输液过程多参数监护报警系统，包括通信控制器、监控主机，其特征在于还包括输液监护仪，输液监护仪与通信控制器之间以通信总线连接。
2.如权利要求1所述的输液过程多参数监护报警系统，其特征在于所述输液监护仪包括信号捕获模块由置于茂菲式管壁两侧的一组光电收发传感器和放大电路构成，其中光电收发传感器用以将捕捉到的光信号转换成电信号，并通过放大电路输入至中央数据处理模块。中央数据处理模块为8位或16位单片机，并在单片机内植入用以计算输液过程各参数的嵌入式软件。通信接口模块包括串行通信控制器、通信驱动器和BUS总线接口，用以将中央数据处理模块计算得出的参数通过通信总线转发给监控主机，或将接收到的由监控主机发出的指令参数转发给中央数据处理模块。供电模块由直流电源和稳压块构成，用于向输液监护仪提供不间断的安全电压。呼叫控制装置由DIP开关和电阻组成，DIP开关闭合和开启的脉冲信号经中央数据处理模块转换后，通过通信总线发送至监控主机，实现呼叫功能。
3.如权利要求2所述的输液过程多参数监护报警系统，其特征在于所述输液监护仪的信号捕获模块的电信号输出端与中央数据处理模块的电信号输入端相连，通信接口模块通过BUS总线接口与通信总线相连。
4.如权利要求2所述的输液过程多参数监护报警系统，其特征在于所述通信接口模块的BUS总线接口为4芯总线，其中2芯为供电总线接口，另2芯为数据总线接口。
5.如权利要求1所述的输液过程多参数监护报警系统，其特征在于所述用以连接输液监护仪和通信控制器的通信总线为4芯总线，其中2芯为电源线，另2芯为数据线。
6.如权利要求1所述的输液过程多参数监护报警系统，其特征在于所述输液监护仪的各种指令参数由监控主机进行设置。
7.如权利要求1所述的输液过程多参数监护报警系统，其特征在于所述输液监护仪检测的参数主要包括液滴速度、药液余量、输液中断和管路阻塞等。
专利摘要一种输液过程多参数监护报警系统，包括通信控制器、监控主机和输液监护仪，输液监护仪与通信控制器之间通过通信总线连接。其中，输液监护仪由信号捕获模块、中央数据处理模块、通信接口模块、供电模块和呼叫控制装置构成。其作用是对输液全过程进行实时监控。
文档编号G08B21/00GK2790485SQ200520100720
公开日2006年6月28日 申请日期2005年3月2日 优先权日2005年3月2日
发明者杨江 申请人:杭州恒生科技有限公司