多病人多瓶输液状态监测系统及控制方法与流程

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及多病人多瓶输液状态监测系统及控制方法。

背景技术：

输液，又名打点滴或者挂水，是指通过静脉滴注输入体内的大剂量(一次给药100ml以上)注射液的过程。输液时可通过输液器调整滴速，使注射液持续而稳定地进入静脉，以补充体液、电解质或提供营养物质。为了更好地监测病人输液情况，市场上提供了智能输液报警器或者输液监视器，目前的智能输液报警器或者输液监视器存在以下问题：

1)现有的智能输液报警器或者输液监视器，要么针对单一病人；要么部署难度大，费用高，无法有效地提供多病人的输液管理功能。在医院使用率不高，未能解决病人输液过程中遇到的问题。而输液过程的种种问题，涉及到病人的医疗效果与体验、护理人员劳动强度、陪护人员的时间与精力的浪费，这些最终体现在社会效率和生活质量问题上。

2)目前的设备基本上只提供病人单瓶输液的监测功能，而实际的医疗过程中，病人会接受多瓶输液的治疗。这样的情况下，病人和陪护人员并不知道，输液的顺序是否正确，输液的总的时间为多久，只能处于盲目等待的状态。

3)现有的监测设备使用的传感器主要是有源的传感器，比如光电传感器、红外传感器、称重传感器、加速度传感器。该类测试方法，需要供电，不论是有线或者电池都会影响部署或者有使用寿命的问题，还需要额外的电路将传感器信号转换为信息。

4)目前的设备都不能提供病人输液完成的预计时间。而预计完成时间基本上靠护理人员根据每分钟输液的点滴数进行估计。并且输液速度病人又会自行调节，导致无法预测输液完成时间。护理人员、病人、陪护人员都处于盲目的状态，这就无法合理安排时间，导致社会时间的浪费。另外盲目的等待会导致焦虑情绪的产生，影响人与人的关系。

目前输液状态信息处于碎片化和信息孤岛的情况，护理人员能够根据经验预估输液完成时间，病人和陪护人员观测到输液进度，设备能够提供输液完成报警。而上述信息在离开病房和护士站将无法传递，导致陪护人员不能合理安排时间，处理相关的事务。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供多病人多瓶输液状态监测系统及控制方法,能够更简便、更准确、更全面地监测病人输液状态，能够提供多个病人多次输液精确的状态监测信息，并基于监测信息提供更为准确预测信息，且将上述信息进行共享和挖掘，实现巨大的社会价值。

一种多病人多瓶输液状态监测系统，包括监测设备、设置在监测设备上的rfid天线以及设置在输液器滴斗上的液滴标签；

所述监测设备包括壳体以及设置在壳体上的rfid读写器和控制器，所述rfid读写器与控制器电连接；

所述监测设备用于实时读取并分析液滴标签感应到的射频信号值；当判断所述射频信号值满足预设滴落条件时，判断当前有液滴滴落，记录当前的液滴数据，根据液滴数据计算得到病人输液参数并上传。

优选地，还包括设置在输液瓶上的rfid标签，所述液滴标签和rfid标签均为超高频标签。

优选地，所述监测设备还包括设置在壳体上的gprs模块、蓝牙模块以及wifi模块，所述gprs模块、蓝牙模块以及wifi模块分别与所述控制器电连接。

优选地，还包括设置在护士站的远程终端，远程终端与所述监测设备进行无线通信；远程终端用于实时将病房、病房内的床号与该病房内设置的监测设备进行关联更新；实时将病人的基本信息与床号进行关联更新；还用于接收监测设备上传的病人输液参数，并判断病人的输液状态。

优选地，还包括与监测设备进行无线通信的移动终端和服务器；移动终端和服务器均用于接收监测设备上传的病人输液参数，并判断病人的输液状态。

一种多病人多瓶输液状态监测系统的控制方法，适用于上述多病人多瓶输液状态监测系统，所述控制方法包括：

液滴标签因电磁反向散射、特点，在通信范围内对金属和液体等环境比较敏感。当液滴从标签与读写器之间划过，液滴会吸收或者反射电磁信号，读写器获取的标签反射信号会变化。根据这一原理，即可识别到液滴滴落的过程。

所述监测设备实时读取并分析液滴标签感应到的射频信号值；

当监测设备判断所述射频信号值满足预设滴落条件时，判断当前有液滴滴落，记录当前的液滴数据；所述液滴数据包括当前时刻的总液滴数m，以及当前采样期间记录的液滴数mi；

监测设备根据液滴数据计算得到病人输液参数；所述病人输液参数包括当前输液器的滴速ai、流速qi、滴落体积v1、输液瓶中剩余体积v2以及输液完成的剩余时间t2；

监测设备将病人输液参数上传。

优选地，所述滴速ai、流速qi、滴落体积v1、剩余体积v2和剩余时间t2的计算公式如下：

ai＝mi÷t；

qi＝ai×v；

v1＝m×v；

v2＝v-v1；

t2＝v2÷qi；

其中，t为采样周期；v为一滴液滴的体积；v为输液瓶的总体积。

优选地，所述控制方法还包括：

所述液滴数据包括当前时刻ti；所述滴速ai的计算公式为：

ai＝1÷(ti-ti-1)。

优选地，所述控制方法还包括：

所述监测设备预设滴速下限和滴速上限；

当监测设备检测到输液器的滴速低于滴速下限，或者是输液器的滴速高于滴速上限时，进行滴速报警；

当监测设备根据所述液滴标签感应到的射频信号值判断无液滴滴落时，判断液滴标签感应到的射频信号值是否满足暂停条件，如果否，进行暂停报警；如果是，进行完成报警；

当监测设备感应不到液滴标签或rfid标签的射频信号值时，进行离开报警。

优选地，所述控制方法还包括：

远程终端实时将病房、病房内的床号与该病房内设置的监测设备进行关联更新；

远程终端实时将病人的基本信息与床号进行关联更新；

远程终端接收监测设备上传的病人输液参数，并判断病人的输液状态。

由上述技术方案可知，本发明提供的多病人多瓶输液状态监测系统及控制方法具有以下优点：

1、方法简单：设备布署快捷方便，每个病房只需要一台监测设备，在输液瓶和输液器上贴上rfid标签即可。

2、精度高：能够更简便、更准确、更全面地监测病人输液状态，能够提供多个病人多次输液精确的状态监测信息，并基于监测信息提供更为准确预测信息。

3、成本低：设备成本低，维护使用成本低。

4、功能全：实现数据采集，分析，分享，完成输液流程全闭环管理软硬一体化解决方案。

5、信息共享：监测输液从输液配药、送达、确认、输液、换药、输液结束的全过程，可在病房、护士站、手机终端查看病人输液余液量与滴速情况，预测输液完成时间，提供滴速报警功能，输液完成提醒，输液完成报警，离开病房报警。

6、大数据挖掘：使用物联网技术，将输液过程信息化，采集输液数据，整合病人、病情、用药、康复信息，形成精确的大数据，为减少过度医疗，分析药效，疫情防治提供数据基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为多病人多瓶输液状态监测系统的示意图。

图2为监测设备的模块框图。

图3为安装支架的结构示意图。

图4为rfid标签反射信号带内的功率图。

图5为控制方法的流程图一。

图6为控制方法中报警流程的流程图。

图7为控制方法具体应用时的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1：

多病人多瓶输液状态监测系统，如图1、2所示，包括监测设备、设置在监测设备上的rfid天线以及设置在输液器滴斗2上的液滴标签4；

所述监测设备包括壳体以及设置在壳体上的rfid读写器和控制器，所述rfid读写器与控制器电连接。

所述监测设备用于实时读取并分析液滴标签感应到的射频信号值；当判断所述射频信号值满足预设滴落条件时，判断当前有液滴滴落，记录当前的液滴数据，根据液滴数据计算得到病人输液参数并上传。

还包括设置在输液瓶1上的rfid标签3。所述液滴标签和rfid标签均为超高频标签。

在护士站发放输液瓶和药物时，使用远程终端在液滴标签和rfid标签录入输液信息，包括病人基本信息(姓名、年龄、性别)，病床信息(病房号、病床号)，用药信息(药物信息、输液量、输液速度上下限、输液次序)，医护人员信息(护士姓名工号、医生姓名工号、护士长姓名工号、护工姓名工号)，将制作好的液滴标签和rfid标签打印出来，并贴到输液器滴斗和输液瓶上。rfid天线覆盖整个病房或者一定病区的病床，能够跟该监测设备管理的所有rfid标签进行通信。

本发明使用超高频rfid技术。该技术具能一次性读取多个标签、穿透性强、识别距离远、可多次读写、数据的记忆容量大、无源电子标签成本低、体积小、使用方便、可靠性和寿命高等特点，得到了世界各国的重视。液滴标签因电磁反向散射、特点，在通信范围内对金属和液体等环境比较敏感。当液滴从标签与读写器之间划过，液滴会吸收或者反射电磁信号，读写器获取的标签反射信号会变化。根据这一原理，即可识别到液滴滴落的过程。

该系统通过设置在输液器滴斗上的液滴标签监测病人输液状态，能够更简便、更准确、更全面地监测病人输液状态。该系统采用现有的rfid标签、rfid天线和rfid读写器来实现监测和无线通信的功能，成本低，使用方便。监测设备体积小，便携。

实施例2：

实施例2的多病人多瓶输液状态监测系统，如图1、2所示，在实施例1的多病人多瓶输液状态监测系统的基础上，还增加以下方案：

所述监测设备还包括设置在壳体上的gprs模块、蓝牙模块以及wifi模块，所述gprs模块、蓝牙模块以及wifi模块分别与所述控制器电连接。该监测设备通过多种无线通信方式与外部设备通信，使用方便。

还包括设置在护士站的远程终端，远程终端与所述监测设备进行无线通信。还包括与监测设备进行无线通信的移动终端和服务器。护士站的远程终端方便护士随时查看各个病人的输液状态。移动终端供护士或医生使用。移动终端和服务器均用于接收监测设备上传的病人输液参数，并判断病人的输液状态。远程终端用于实时将病房、病房内的床号与该病房内设置的监测设备进行关联更新；实时将病人的基本信息与床号进行关联更新；还用于接收监测设备上传的病人输液参数，并判断病人的输液状态。

所述监测设备还包括设置在壳体上的网口、显示屏和扬声器，所述网口和扬声器分别与所述控制器电连接。扬声器可作为报警使用。

监测设备能够将输液监测信息和预测信息报警信息通过gprs模块发送到服务器。蓝牙用于供监测设备与移动终端或者耳机进行通信，将输液监测信息和预测信息报警信息发布到移动终端，或者将报警信息发布到蓝牙耳机上，病人可以通过蓝牙耳机听到报警的声音。

wifi模块可以提供wifi热点，与移动终端进行通信，将输液监测信息和预测信息报警信息发布到移动终端或者医院内部无线网络上，并为移动终端提供无线上网功能。

网口可以接入到病房的网络中，最终与医院内部网络进行通信，将输液监测信息和预测信息报警信息发布到医院内部网络上，护士站可以通过远程终端进行查看。该监测设备支持220vac，110vac，9--36vdc电源，也支持多个国家和地区的电源接口。

该监测设备还设有主显示屏和辅助显示屏，显示天线覆盖整个病房或者一定病区的病床的输液监测信息和预测信息报警信息，该显示屏具有触摸功能。辅助显示屏显示辅助的信息，可根据输液器和输液瓶内的信息，匹配显示包括医院介绍、医生介绍、护士介绍、病理知识、周边新闻、保康知识，天气预报，娱乐信息，商业广告，新闻等。

远程终端安装有后台软件，装在护士站，提供病房部署，药品发放，显示所有输液监测信息和预测信息报警信息，为护士巡检换药提供数据支持。

移动终端：病人本人授权，将屏蔽掉病人隐私的信息，通过互联网上传到服务器，并设置查看该信息的密码，再将查看该信息的帐号和密码分享给其他人，远程的家人和朋友，陪护人员都可以通过手机查看输液信息。

实施例3：

实施例3的多病人多瓶输液状态监测系统，如图3所示，在实施例1和2的多病人多瓶输液状态监测系统的基础上，还增加以下方案：

还包括设置在壳体上的安装支架，所述监测设备通过安装支架可转动可拆卸安装在墙面上。

所述安装支架包括背板5，安装板6以及转动支架7；

所述背板5可拆卸安装在墙面上，背板5的正面上设有纵向延伸的第一通孔9；

所述安装板6可拆卸安装在监测设备壳体的背面，安装板6的背面设有纵向延伸的第二通孔8；

所述转动支架7的两端分别向外凸出垂直设置有突出部，所述两突出部的延伸方向相反，转动支架的两突出部分别转动连接在背板的第一通孔和安装板的第二通孔上。

该安装支架使用时，将监测设备安装在安装板上，可以是螺钉固定。将安装支架的背板安装在墙面上，可以是螺钉固定。该安装支架可以实现转动功能。监测设备安装好后，监测设备可以实现在水平方向上转动。安装支架采用铝合金压铸成型，耐久性好，且轻便，美观。

所述安装板正面的中心位置向内凹陷设置有凹槽10。这样当监测设备安装在安装支架上时，安装板与监测设备的壳体之间位于凹槽的位置具有间隙，减少了监测设备的壳体与安装板之间的接触面积，保证了监测设备良好的散热性。

实施例4：

一种多病人多瓶输液状态监测系统的控制方法，如图4-6所示，所述控制方法包括：

所述监测设备实时读取并分析液滴标签感应到的射频信号值；

当监测设备判断所述射频信号值满足预设滴落条件时，判断当前有液滴滴落，记录当前的液滴数据；所述液滴数据包括当前时刻的总液滴数m，以及当前采样期间记录的液滴数mi；

监测设备根据液滴数据计算得到病人输液参数；所述病人输液参数包括当前输液器的滴速ai、流速qi、滴落体积v1、输液瓶中剩余体积v2以及输液完成的剩余时间t2；

监测设备将病人输液参数上传。

临床输液需求：《在临床护理中静脉输液速度的调整》提出：除遵循一般的原则外,对危重病人的输液速度,应根据病情、药物、病人的个体差异及尿量、心率等指标,进行灵活而及时的调整。一般病人40～60滴/min,儿童20～40滴/min。《静脉输液速度护理探讨》提出：感染性休克患者的输液速度，为了迅速扩容，纠正酸中毒，改善微循环障碍，必须快速补液，按60滴～100滴/min的速度。

图4为读写器使用5hz的采集频率对标签进行通信，得到10s内液滴滴落过程中标签反射信号的带内功率图(落在标签通信频带范围内的功率总和)。当滴液滴落的瞬间，标签反射的信号有一个突然的下降。所以本发明通过监测液滴标签反射信号带内的功率，便能准确判断出液滴滴落时刻。

根据香农采样定理，如果需要采集到一次液滴滴落的过程，需要2倍以上的采样频率。临床中60滴～100滴/min的速度，换算成频率即1hz—1.6hz。而常用的读写器能达到1000hz的读取速度，读写器的采样频率远远高于液滴滴落的频率，故能够完整的采集到液滴滴落的过程。

所述滴速ai、流速qi、滴落体积v1、剩余体积v2和剩余时间t2的计算公式如下：

ai＝mi÷t；

qi＝ai×v；

v1＝m×v；

v2＝v-v1；

t2＝v2÷qi；

其中，t为采样周期，一般都是预先设置好的，固定的；v为一滴液滴的体积。v为输液瓶的总体积，即总共需要输液的体积。

滴速ai也可以通过两个液滴之间的时间间隔求取，所述液滴数据包括当前时刻ti；所述滴速ai的计算公式为：ai＝1÷(ti-ti-1)，单位滴/分钟。根据gb8368-2005中每类输液器液滴是有规格的，即每20滴或者60滴水的体积为1ml。这样就可以求得流量qi，单位ml/min。

滴速ai和流速qi用于监测当前输液的速度。滴落体积v1、剩余体积v2和剩余时间t2用于监测输液的进度。根据上述内容可以得到输液的余量、流量，预计输液完成时间等信息。

所述控制方法还包括：

所述监测设备预设滴速下限和滴速上限；

当监测设备检测到输液器的滴速低于滴速下限，或者是输液器的滴速高于滴速上限时，进行滴速报警,可以通过监测设备语音报警或软件界面报警，也可以传给护士站远程终端报警，传给护士或医生移动终端报警。

当监测设备根据所述液滴标签感应到的射频信号判断无液滴滴落时，判断液滴标签感应到的射频信号值是否满足暂停条件(暂停条件可以为剩余体积v2为零)，如果否，进行暂停报警，提醒护士查看具体情况；如果是，进行完成报警，提醒护士及时拔针或更换输液瓶。可以通过监测设备语音报警或软件界面报警，也可以传给护士站远程终端报警，传给护士或医生移动终端报警。

当射频信号值感应不到液滴标签或rfid标签的射频信号值时，进行离开报警。由于rfid读写器的感应距离有限，如果病人离开监测设备太远，rfid读写器读取不到液滴标签或rfid标签的数据，此时认为病人离开监测设备太远，进行离开报警提醒护士及时跟进病人情况。

所述控制方法还包括：

远程终端实时将病房、病房内的床号与该病房内设置的监测设备进行关联更新；

远程终端实时将病人的基本信息与床号进行关联更新；

远程终端接收监测设备上传的病人输液参数，并判断病人的输液状态。

所述病人的输液状态包括开始输液，正在输液和输液结束；

当病人处于正在输液状态时，记录该病人的滴速ai、流速qi、滴落体积v1、剩余体积v2和剩余时间t2。

如图7所示，具体实际应用时包括：

病房部署：将设备后台管理软件安装在护士站的远程终端上，根据病房数量和每个病房内的床位，将设备添加到后台管理软件中，设备与后台软件联网后，将根据部署信息自动更新设备状态，设备屏幕上显示病房和病床信息。

病人入院：在护士站的后台软件，将房人入院的基本信息与病房床号进行绑定，设备与后台软件联网后，将根据部署信息自动更新设备状态，设备屏幕上显示病人信息。

药品发放：将病人的基本信息、药品信息、输液瓶信息、输液器信息与标签进行绑定，并将rfid标签打印出来，贴在输液瓶上，设备屏幕上显示药品发放完成，提醒病人做好输液准备。

药品确认：发放药品时，设备自动识别出该病房内病人的输液瓶和输液器，并在设备屏幕上显示准备开始输液，并提示病人和护士确认输液信息，护士需要将输液器上的rfid标签贴在输液器的滴斗上。

开始输液：设备自动检查到输液开始信号，并开始对输液状态进行监测。

输液监测：显示输液的状态，瓶数，当前输液瓶的余量，预计该瓶输液完成时间，滴速，二维码(病人可将此二维码授权分享给其他人，可远程查看输液状态)。

输液预测报警处理：出现滴速报警功能，输液暂停报警，输液完成提醒，输液完成报警，离开病房报警时，在设备屏幕上显示，并在护士站进行提醒。当前输液瓶结束：当前输液瓶输液完成后，报警提醒护士。判断剩余输液瓶数量：查看剩余输液瓶数量，并显示提示输液结束处理事项。

输液结束：输液结束后，确认输液完成。

病人是否出院：定时查询病人出院信息，查询到病人出院。

病人出院：病人出院后，删除病人信息。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。