CN104147661B - 基于生理信息反馈的输液控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有生理信息反馈功能的输液控制***，包括上位机、协调器、第一无线通信模块、第二无线通信模块、输液终端和心率传感器，上位机和第一无线通信模块均连接协调器，第一无线通信模块与第二无线通信模块通过无线网路通信；第二无线通信模块安装在输液终端上；心率传感器与输液终端连接。本发明实现了由反馈的心率信号触发、通过传感器及步进电机进行滴速的自动调节功能，设置了由输液终端以及上位机执行的两层干预手段，具有较高的灵活适用性和及时性，在保证输液安全的同时，也大大提高了医护人员的工作效率。

Description

基于生理信息反馈的输液控制***及方法

技术领域

本发明具体涉及输液控制技术，特别是一种基于生理信息反馈的输液控制***及方法。

背景技术

输液反应系指输液引起的或输液相关的不良反应的总称，尽管临床上发生概率只有3.74％，但影响较大，若不能及时发现处理，死亡率较高。及时发现并处理输液反应，可以降低输液反应对患者身体健康和生命安全造成的危害。传统的输液反应处理多采用医疗人员巡视和医嘱方式，只有在患者提出不适后，医护人员才减缓或停止输液。这种方式下，由于患者缺乏相应的知识，往往不能及时发现处理输液反应，造成严重后果，同时，医护人员巡视的工作量也较大。因此，目前出现了很多输液控制装置，这些装置大部分是通过预先在单片机存入合适的档位输液速度，医护人员通过按键输入合适的档位之后，由单片机控制舵机实现输液速度调整到该档位对应的输液，解决了医护人员对输液速度控制不准的情况，减低了输液反应的出现概率；另外，一些自动控制装置还实现了输液速度检测功能，并实现了对输液速度异常、输液结束或者输液管中出现起泡等紧急状况的报警功能，这能够及时提醒患者通知医护人员进行处理，当然减少了输液反应的发生概率。但是，现有的输液控制装置还是存在如下几个问题：

1、未改善医护人员的定期巡视查看病患情况的工作量大的状况。

2、由于输液过程中一些原因使得输液管晃动引起输液速度或者输液管气泡情况的检测不准确，导致输液情况掌握不准导致控制失效。

3、对输液反应的发现通常是在病患感觉不适之后告知，医护人员处于被动状态，很少在输液反应发生前通过病患的一些身体反应提前主动发现，输液反应发现的及时性和准确性不高。

4、对发现输液反应或者输液完成和出现气泡后，通常需要等待医护人员到达后进行。对于距离较远病房的病患或者在同一时间发生输液反应的病患较多时由于医护人员的人手有限，都可能出现延迟处理。

综上，设计一种新的输液控制***，对于减轻医护人员的工作量以及及时解决输液反应带来的安全问题是非常有必要的。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种基于生理信息反馈的输液控制***。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种具有生理信息反馈功能的输液控制***，包括上位机、协调器、第一无线通信模块、第二无线通信模块、输液终端和心率传感器，其中：上位机和第一无线通信模块均连接协调器，第一无线通信模块与第二无线通信模块通过无线网路通信；第二无线通信模块安装在输液终端上；心率传感器与输液终端连接。

进一步的，所述输液终端与上位机通信的方式为：在输液终端上安装有第二无线通信模块，输液终端直接通过无线网络与第一无线通信模块通信；或者，在输液终端上安装有第二无线通信模块，部分输液终端通过无线网络直接与第一无线通信模块通信，其余输液终端通过带有无线通信模块的路由器间接与第一无线通信模块通信。

进一步的，所述输液终端包括一体结构的输液控制器和输液控制机构；其中：

所述输液控制器包括壳体，该壳体内安装有控制芯片和第二无线通信模块，在壳体上安装有显示屏、按键和终端报警器；其中，第二无线通信模块、显示屏、按键和终端报警器分别与控制芯片相连接；所述输液控制机构包括底板，该底板上设置莫菲式滴管固定装置和滴速调整装置。

进一步的，所述莫菲式滴管固定装置包括两个平行的卡板，卡板的一侧设有用以将莫菲式滴管的一端卡住的开口，该开口的底部为半圆弧且上部为矩形，矩形的宽度为半圆弧的直径，半圆弧的半径与莫菲式滴管的截面半径相同，两个卡板之间安装有两个平行的传感器固定板，两个传感器固定板上设有滴速传感器安装孔，两个滴速传感器安装孔的连线垂直于两个开口的圆心连线，第一红外对射管通过滴速传感器安装孔安装在传感器固定板上。

进一步的，所述滴速调整装置包括凸轮、步进电机和输液管挡板；输液管挡板和凸轮之间有空隙用以放置输液管；第一红外对射管连接输液控制器的控制芯片。

进一步的，所述底板上还设置有气泡检测装置，该气泡检测装置包括两个平行的滴液管卡板，滴液管卡板的一侧设有用以将滴液管的一端卡住的滴液管卡口，该卡口底部为圆弧且上部为矩形，圆弧为大于半圆的圆弧且圆弧的半径与滴液管截面半径相同，矩形的宽度小于滴液管的直径；两个滴液管卡板之间有两个平行的固定板，两个固定板上设有气泡传感器安装孔，两个气泡传感器安装孔的连线垂直于两个卡口的圆心连线，第二红外对射管通过气泡传感器安装孔安装在固定板上，第二红外对射管连接输液控制器的控制芯片。

进一步的，所述凸轮的的边缘宽度大于输液管横截面周长的1/2。

进一步的，所述输液控制机构的底板7的背面安装有夹紧部件5，输液终端通过夹紧部件固定在输液架上。

本发明的另一个目的在于，提供一种基于生理信息反馈的输液控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：输液终端启动上电，完成初始化工作，与上位机建立网络连接，而后等待用户输入初始目标滴速；

步骤2：输液终端的控制芯片实时对心率传感器和第一红外对射管采集信号，分别得到心率信息、滴速信息，并实时发送给上位机；

步骤3：控制芯片比较实测滴速与输入的目标滴速，当实测滴速小于目标滴速时，控制芯片控制步进电机带动凸轮运动放松对输液管的夹持；反之，控制芯片控制步进电机带动凸轮转动加大对输液管的夹持；

步骤4：控制芯片实时根据滴速信息与心率信息进行如下判断：若较初始时间区间内平均心律，当前心率的变化超过心率变化阈值，则认为是疑似输液反应，此时控制芯片步进电机运动使滴速降低至目标滴速的某一比例，观测一段时间内是否恢复初始时间段内的平均心率，若未恢复，则认为是输液反应，控制芯片控制电机转动至停止输液并报警，同时将报警信息发送给上位机；若较初始时间区间内平均心律，当前心率变化超过输液反应阈值，则控制芯片控制步进电机运转至停止输液并报警，同时将报警信息发送给上位机。

步骤5：上位机实时监控输液终端发送的滴速信息、心率信息、气泡信息以及报警信息，并实时在显示器上显示；上位机实时判断是否接收到医护人员实时输入的新的目标滴速信息，是则将其发送到输液终端的控制芯片；

步骤6：控制芯片接收新的目标滴速并控制步进电机运转至新的目标滴速，然后执行步骤3，步骤3中所述的目标滴速更新为新的目标滴速。

进一步的，上述方法还包括如下步骤：

控制芯片实时采集第二红外对射管的端口电压，如果端口电压发生改变，则认为输液管内有气泡或液体输完，控制芯片控制终端报警器报警，同时通知上位机，否则点滴速度照常采集。

与现有的输液控制装置及控制方法相比，本发明的基于信息反馈的输液控制***和方法的有益效果如下：

1、通过医护中心上位机与病患处的无线通信，实现了无需定期巡视即能准确、自动地监控输液情况，改善了医护工作量大的状况。

2、输液控制机构将检测部件、滴速控制部件设置为一体，实现了输液终端的人为控制和自动控制，并通过对莫菲式滴管和输液管的分别固定以及一体式固定，解决了由于晃动造成的滴速以及气泡等情况检测不准确的问题，有效提高了输液反应以及其他输液紧急问题的监控准确性。

3、实时通过传感器监控病患的心率信息以及其他紧急情况并及时告知上位机，实现了在输液反应发生前提前主动发现输液反应和紧急情况，提高了发现的实时性以及准确性。

4、输液控制机构对心率信息以及缺液及气泡信息进行实时监控，通过输液终端自动启停输液过程，以及自动控制输液速度的快慢，实现了及时自动的处理，避免病患告知后长时间等待。

5、本发明的控制方法实现了由反馈的心率信号触发、通过传感器及步进电机进行滴速的自动调节功能，设置了由输液终端以及上位机执行的两层干预手段。首先，在发现心率异常时由输液终端的控制芯片在第一时间对滴速进行控制并观察恢复情况；第二，上位机在输液过程中以及接收到报警信息后，均能够根据实际情况，实时向输液终端发送新的滴速，控制芯片会根据新的滴速来进行调节，具有较高的灵活适用性和及时性。

综上，本发明能够解决当前医疗行业亟待解决的问题，具有工程应用前景。

附图说明

图1是本发明的基于生理信息反馈的输液控制***的功能结构框图。

图2是上位机的结构框图。

图3是输液控制器的结构框图。

图4是输液控制机构的结构示意图。

图5是本发明的基于生理信息反馈的输液控制***安装于输液架的示意图。

图6是滴速检测与储液瓶缺液、无液检测电路图。

图7是步进电机驱动电路。

图8是按键电路图。

图9是储液瓶无液或有气泡报警流程图。

图10是心率采集提取流程图。其中，图10(a)是心率提取流程图，图10(b)是DMA中断处理流程图。

图11是心率异常检测及处理流程图。

图12是控制芯片对滴速控制的流程图。

图13是按键设置与显示模块流程图。

图中标号含义：1、凸轮；2、滴速传感器安装孔；3、开口；4、步进电机；5、夹紧部件；6、气泡传感器安装孔；7、底板；9、卡板；10、传感器固定板；11、输液管挡板；12、滴液管卡板；13、固定板；14、卡口；15、心率传感器；16、输液控制器；17、输液针；18、输液瓶/袋；19、输液架。

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

临床上常见的输液反应主要临床症状多伴有胸闷、气短、脉快、周身不适、心率快等表现，相比其他生理信息，心率的改变最具有代表性且较容易监测，本发明将患者心率信息作为是否发生输液反应的反馈信息对输液控制。由此，本发明实现一套基于生理信息反馈的输液控制***，以有效减轻医护人员工作量且对输液过程进行自动控制。

需要解决的关键问题包括：实时采集输液患者的心率信息，设计心率提取算法，提取用于判断输液反应的心率信息；通过传感器提取滴速信息，并通过输液控制器和输液控制机构，对输液速度进行实时控制；设计输液反应处理算法，根据心率信息对输液速度进行实时控制，在输液反应发生时停止或者减缓输液速度；通过网络将患者检测信息传递给上位机，医护人员在上位机实时监测；提供报警功能。报警事件发生时，上位机与下位机实时提示报警信息(如输液完毕、输液管内有空气、疑似输液反应发生等)；除了以上关键问题，***还应具有通过按键输入患者输液的基本信息(如输液规格、初始目标滴速等信息)，以及通过实时显示输液速度与心率基本信息等基本功能。

本发明的***功能框图见图1，其中，输液终端与上位机实现通信的连接方式有两种：第一种：输液终端直接通过无线网络与第一无线通信模块通信。这种方式适用于所有的输液终端都在无线通信模块的通信范围内的情况。第二种：部分输液终端通过无线网络直接与第一无线通信模块通信，其余输液终端通过带有无线通信模块的路由器间接与第一无线通信模块通信。这种方式适用于部分输液终端在无线通信模块的通信范围内，其余的输液终端超过了无线通信模块的通信范围，需要通过路由器实现通信的情况。

由于现有的输液控制机构的凸轮在调整滴速时常常将输液管压扁，如果凸轮边缘的宽度较小，则在凸轮压紧输液管后还在输液管中留有空隙，使得滴速检测不准确以及滴速控制不准确；本发明中输液控制机构的凸轮的边缘宽度大于输液管横截面周长的1/2。

本***的使用方法和工作原理如下：

将输液终端通过底板7背面的夹紧部件5安装在输液架19上，将输液瓶/袋18安装后，将莫菲式滴管的两端分别卡在两个卡板9的开口3内，将莫菲式滴管后端的滴液管卡在凸轮1和输液管挡板11之间，然后将输液管卡在两个滴液管卡口14内。

输液终端启动上电，完成初始化工作，与上位机建立网络连接，而后处于等待用户输入控制命令的状态。输液终端加入网络的输液终端，能够通过无线网络与路由或者协调器发送检测数据；医护人员通过按键输入初始目标滴速以及输液规格，控制芯片实时对心率传感器进行采样得到病患心率信息，采样频率为100Hz；第一红外对射管和第二红外对射管分别实时采集病患输液的滴速信息和液位、气泡信息，莫菲式滴管固定在两个卡板9之间，下落的液体恰好经两个滴速传感器安装孔2以及气泡传感器，实现滴速检测和液位、气泡的检测。控制芯片根据初始设定的目标滴速的大小来控制滴速。同时，控制芯片若判断第二对射传感器端口电压发生改变，则认为输液管内有气泡或液体输完，控制芯片控制终端报警器报警，否则点滴速度照常采集。

输液终端将采集的输液信息、心率信息、气泡信息实时通过无线网络传送给上位机。输液终端的控制芯片实时检测输液速度和心率检测，对心率是否异常进行判断。若较初始5分钟内平均心律，当前心率变化超过30％且小于50％，则认为是疑似输液反应，此时控制芯片控制电机转动直至降低目标滴速50％，观测10分钟内是否恢复初始5分钟内平均心律，若未恢复，则认为是输液反应，控制芯片控制电机转动停止输液并报警；若较初始5分钟内平均心律，当前心率变化超过50％，认为是输液反应，停止输液并报警，同时将报警信息发送给上位机。上位机实时监控输液终端发送的滴速信息、心率信息、气泡信息以及报警信息，并实时在显示器上显示；医护人员在输液过程中根据接收到的信息认为需要调整滴速或者是在接到报警信息需要调整滴速，则根据滴速信息和心率信息，利用键盘向上位机输入新的目标滴速，上位机实时判断是否接收到新的目标滴速，通过协调器将新的目标滴速信息发送到输液终端的控制芯片，控制芯片根据新的滴速控制步进电机带动凸轮运转，直至达到新的目标滴速，随后，控制芯片继续比较实测的心率信息与目标滴速，对滴速进行控制。

这种方式下，医护人员能够不通过医疗巡视或者通过患者通知发现输液反应，并且在医护人员发现的同时即能自动调整滴速或者直接切断输液，使得该紧急情况能够及时得到控制。

当输液控制器中的控制芯片根据第二红外对射管采集的信息判断莫菲式滴管后端的滴液管出现气泡时，控制芯片控制终端报警器报警以对病患提醒；同时，控制芯片控制步进电机4驱动凸轮1旋转，将凸轮1与输液管挡板11之间的输液管夹紧，从而中断输液。上位机的控制器判断出现气泡信息后，上位机的上位机报警器报警，提醒医护人员进行处理。这种方式下，医护人员能够不通过医疗巡视发现气泡问题，并且在医护人员发现前或者同时即能直接切断输液，使得该紧急情况能够及时得到控制。

实施例：

依据本发明的技术方案，本实施例的设计如下文所示，需要说明的是，发明人给出该实施例的目的是为了更清楚地说明本发明的结构以及控制方法的设计，本发明所要求保护的范围不限于该实施例。

上位机的结构框图见图2，上位机采用带有ZigBee无线模块的计算机。输液终端与上位机实现通信采取上述第二种方式；输液控制器的结构框图见图3，以控制芯片CC2530为核心。

一、***的硬件设计

1、输液速度检测电路

第一红外对射管采用940nm红外对射二极管，接收管与发射管两者光轴共线，工作时发射管发出调制光被接收管接收，变为电信号。当无液滴滴下时，接收管接受红外光，输出高电平；有液滴滴下时，下落的液滴对红外光有一定的散射作用，使接收管接收到的光强减弱，接收管两端电压发生变化。将接收管采集的信号通过三极管放大，随后通过比较电路进行比较，通过试验选择比较阈值，使得液滴滴落时，会产生下降的方波信号，最后将输出信号送至控制芯片CC2530端口P0_4进行检测，其电路原理图见图6。

2、缺液与气泡报警检测电路

储液瓶的缺液与无液检测电路与点滴速度检测电路相似，且实现原理都是由于红外光在液体和空气中的吸收系数不同，造成通过液体和空气后的光强不同，使得接收管两端电压也存在差异。实际电路将输出信号接至CC2530的P00中断口即可，实际PCB板中，我们将点滴速度测量模块与储液瓶缺液、无液检测模块合并在同一个电路中其原理图见图6。

3、输液速度控制电路

本***选择步进电机作为输液速度控制的动力源。步进电机每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线性位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。采用5V电压驱动的四相四拍式减速步进电机，减速比为1:64，步进角为5.625/64度。如果需要转动1圈，那么需要360/5.625*64＝4096个脉冲信号。该步进电机通过ULN2003来驱动，驱动端口为P1_2、P1_3、P1_4、P1_5。在实际应用中，ULN2003将滴速信息反馈给步进电机，通过判断滴速是否在正常范围内来控制步进电机的正反转。步进电机驱动电路见图7。

4、心率检测电路

本***采用的pulsesensor光电式心率传感器，该传感器集成了放大电路与噪音消除电路，传感器模拟信号输出，工作电压范围在3.3-5V之间。可直接输入到CC2530端口，进行AD采样。实际检测时，传感器采用3.3v供电，紧贴指腹，并将传感器的输出端口接至CC2530的P0_5端口，通过片内14位AD进行采样，通过心率提取算法，最后计算得到病人的心率信息。***利用计算得到的心率信息进行输液反应判断，以及输液速度控制。

5、显示屏

显示模块采用0.96寸、蓝色、SPI通信的OLED显示屏，实际应用中液体规格与初始目标滴速与调整值都在OLED屏上显示，该屏幕控制仅需要4个I/O口，分别连接CC2530的P0_1、P1_6、P1_7、P2_0端口。

6、按键

由于CC2530的I/O口资源实用紧张，因此按键采用模拟游戏手柄式按键，由一个独立按键控制外部中断的进入，通过按下四个不同子按键时对应输出端分压值的不同来调用不同的中断处理程序。该方案只需占用CC2530的两个I/O接线口，且接口电路与编程较为简单，控制方便。按键模块的原理图与接口图如图8所示，按键电路的输出与输入分别接CC2530的P0_6与P0_7端口。P0_7端口采用外部中断下降沿触发模式，S5、S4、S2、S1被按下时分别对应不同的分压值，大约依次为3/4Vcc,1/2Vcc,1/4Vcc和0Vcc，故***对P0_6进行AD采样转换，根据采样得到的电压范围，判断四个按键中哪个键被按下。

7、终端报警器

本***的使用蜂鸣器对异常状态进行报警，由于控制芯片的I/O口驱动能力不够，故采用了一个三极管作为驱动，通过CC2530的P22引脚进行控。

8、串口通信电路

协调器与上位机通信使用PL-2303串口转USB设计模式，该芯片具有自动握手模式，安装驱动后，可直接用USB与计算机进行串口协议RS232通讯。该模块与CC2530的P02、P03引脚相连。

二、***软件的设计

与硬件电路相对应，整个***的软件设计分为若干个子程序模块，包括ZigBee无线组网、输液速度检测、无液缺液、心率检测、电机驱动、按键显示等，以此实现数据的采集、设置、显示、调整、监控等。

1、ZigBee无线组网模块

ZigBee协议栈就是将PHY(物理层)、MAC(介质访问层)、NWK(网络层)、APS(应用程序支持子层)、APL(应用层)各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实现，为用户提供API，用户可以直接调用。在开发一个应用时，协议较底下的层与应用是相互独立的，只需要在应用层进行相应的改动。本***选择TI推出的ZigBee 2007协议栈，也称Z-Stack，其采用任务轮询的方法运行。下面是ZigBee设备应用层软件流程图。

输液终端启动上电后，先完成终端和ZigBee协议栈初始化工作，而后处于等待用户输入控制命令的状态。在输入接入网络命令后，终端节点寻找协调器建立的网络，并加入到网络中。加入网络的终端节点，能够向路由或者协调器发送检测数据，从而实现对病人心率信息与输液速度的远程监控。

zigbee规定有两种地址，一个是八字节的物理地址，这是节点的唯一身份证号，网络内都必须具有一个唯一性的物理地址；另一个是在网络地址，重新加入网络均会随路径的不一样，而发生改变。在节点加入网络后，立即将网络地址和物理地址进行配对并发给需要知道的节点。这样我们只需要知道物理地址，根据物理地址就能找出网络地址，从而进行通讯了。因此终端和路由在联入网络之前，需要设置其物理地址。

2、输液速度检测

输液速度检测电路输出信号送至CC2530端口P0_4进行检测，并利用定时器Timer3计时，将P0_4设置为外部中断，下降沿触发，利用测量相邻液滴下落的时间间隔确定点滴速度，通过外部中断处理函数计算输液速度。Timer3初始化为128分频，设置为自动重装00－>0xff，中断触发508次约为一秒钟。

3、储液瓶无液、有气泡报警

该子程序主要用于测量储液瓶内是否缺液以及滴管内是否进空气，定义轮询事件，***运行时，对P0_0端口进行轮询，当P0_0端口电压发生改变时，则认为输液管内有气泡，或液体输完，发出报警信号，否则点滴速度照常采集。其报警程序流程图如图9所示。

4、心率提取算法

心律提取算法流程图见图10(a)，DMA中断处理流程图见图10(b)。利用定时器Timer1，与DMA进行对pulsesensor光电式心率传感器进行采样，采样频率为100Hz，利用双通道，单缓存的方式进行处理。pValue与pUpValue为指针变量，pValue指向DMA数据采集缓存，pUpValue指向DMA数据采集完成缓存。adcValues保存传感器AD转换数值。

心律提取算法则是通过对adcValues保存的采集完成的传感器AD转换数值进行处理。首先找到这些数据中的峰值，在判断这些峰值是不是噪音引起的，最后根据门限值将心律真实峰值时间参数保存到数组中。通过对数组的计算得到心律值。

5、滴速控制

CC2530设置轮询事件，每隔5ms查询一次输液速度，进行一次心率异常检测。心率异常检测流程图见图11，每次查询，对心率是否异常进行判断，若较初始5分钟内平均心律，实时检测心率变化超过30％且小于50％，则认为是疑似输液反应，降低目标滴速50％，观测10分钟是否可以恢复，若不能恢复，则认为是输液反应，停止输液并报警；若实时检测心率变化超过50％，认为是输液反应，停止输液并报警。

滴速控制流程图见图12，对比实际滴速和目标滴速之间的差异，若差异大于1滴，则进行调速。当实际输液速度小于目标滴速时，控制芯片控制电机带动凸轮运动放松对输液管的夹持以加速输液速度；反之，电机带动凸轮转动加大对输液管的夹持以减缓输液速度。

6、按键设置与显示

按键设置主要对输液规格与初始目标滴速进行设定，显示子程序主要现实欢迎界面，按键参数设定界面，以及滴速与心率实时显示界面，其程序流程图如图13所示。

本发明的***设计中，需要设计滴速检测算法、心率提取算法、输液速度检测算法以及输液反应检测算法等，以下是主要算法的应用实例：

1、滴速检测

利用红外对射管、槽型光电门来采集液滴速度和液面下降的信号，将液滴速度显示在OLED屏上。人工秒表同时进行滴速测量，观察OLED屏显示的结构是否与人工计数结果一致。测试结果见下表1，表1为滴数设定值与实际值的比较。

表1 滴数设定值与实际值记录

实验编号	1	2	3	4	5
						设定滴数	40	60	80	100	120
显示滴数	40	60	80	100	120
						实际滴数	42	61	80	102	119
误差	0	1	0	2	1
						相对误差	0	1.67％	0	2％	0.83％

从测量结果可以看到，目测滴速与本发明的检测滴速之间存在一定的偏差，主要是目测滴速时，按启秒表计时和停止秒表计时的时间与液滴通过滴管产生脉冲的时间有偏差，因此认为在测量误差允许范围内液滴滴速的显示是准确的。

2、心率检测

用波形发生器将正弦信号代替传感器信号输入，与通过心率算法提取的心率值进行对比。通过5组检测对比，心率测试结果见表2。

表2 心率测试值记录

实验编号	1	2	3	4	5
						显示心率	67	86	80	69	76
实际心率	65	87	78	67	77
						误差	2	1	2	2	1
相对误差	2.99％	1.16％	2.5％	2.90％	1.32％

实验过程中，将pulsesensor光电式心率传感器接入DS 5022M型示波器进行监测，从示波器上计算的心率值，与通过心率算法提取的心率值进行对比。通过5组检测对比，心率测试结果见表3。

表3 心率测试记录

实验编号	1	2	3	4	5
						显示心率	76	89	80	77	69
实际心率	80	87	78	75	71

误差	4	2	2	2	2
						相对误差	5.26％	2.25％	2.5％	2.59％	2.90％

3、滴速控制

设定前，输液速度较快，通过按键输入初始输液速度设定值，步进电机根据目标设定值，对输液速度进行控制。通过4组设定与调速检测对比，输液速度控制模块测试结果见表4。

表4 滴速设定值与实际值记录

实验编号	1	2	3	4
					设定滴数	80	100	120	140
调速滴数	78	96	118	144

4、输液反应

用波形发生器将正弦信号代替传感器信号输入，初始频率为1.2Hz，等待输液速度稳定后，将波形发生器的正弦信号频率改为1.6Hz、2Hz，观察输液速度稳定后输液速度，输液反应处理实验测试结果见表5。

表5 输液反应处理实验测试结果

信号频率	1.2Hz	1.6Hz	2Hz
				输液速度	87	61	0
心率	42	158	201

Claims (5)

1.一种具有生理信息反馈功能的输液控制***，其特征在于，包括上位机、协调器、第一无线通信模块、第二无线通信模块、输液终端和心率传感器，其中：上位机和第一无线通信模块均连接协调器，第一无线通信模块与第二无线通信模块通过无线网路通信；第二无线通信模块安装在输液终端上；心率传感器与输液终端连接；

所述输液终端包括一体结构的输液控制器和输液控制机构；

所述输液控制器包括壳体，该壳体内安装有控制芯片和第二无线通信模块，在壳体上安装有显示屏、按键和终端报警器；其中，第二无线通信模块、显示屏、按键和终端报警器分别与控制芯片相连接；所述输液控制机构包括底板(7)，该底板(7)上设置莫菲式滴管固定装置和滴速调整装置；

所述莫菲式滴管固定装置包括两个平行的卡板(9)，卡板(9)的一侧设有用以将莫菲式滴管的一端卡住的开口(3)，该开口(3)的底部为半圆弧且上部为矩形，矩形的宽度为半圆弧的直径，半圆弧的半径与莫菲式滴管的截面半径相同，两个卡板(9)之间安装有两个平行的传感器固定板(10)，两个传感器固定板(10)上设有滴速传感器安装孔(2)，两个滴速传感器安装孔(2)的连线垂直于两个开口(3)的圆心连线，第一红外对射管通过滴速传感器安装孔(2)安装在传感器固定板(10)上；

所述滴速调整装置包括凸轮(1)、步进电机(4)和输液管挡板(11)；输液管挡板(11)和凸轮之间有空隙用以放置输液管；第一红外对射管连接输液控制器的控制芯片。

2.如权利要求1所述的具有生理信息反馈功能的输液控制***，其特征在于，所述输液终端与上位机通信的方式为：在输液终端上安装有第二无线通信模块，输液终端直接通过无线网络与第一无线通信模块通信；或者，在输液终端上安装有第二无线通信模块，部分输液终端通过无线网络直接与第一无线通信模块通信，其余输液终端通过带有无线通信模块的路由器间接与第一无线通信模块通信。

3.如权利要求1所述的具有生理信息反馈功能的输液控制***，其特征在于，所述底板(7)上还设置有气泡检测装置，该气泡检测装置包括两个平行的滴液管卡板(12)，滴液管卡板(12)的一侧设有用以将滴液管的一端卡住的滴液管卡口(14)，该卡口(14)底部为圆弧且上部为矩形，圆弧为大于半圆的圆弧且圆弧的半径与滴液管截面半径相同，矩形的宽度小于滴液管的直径；两个滴液管卡板(12)之间有两个平行的固定板(13)，两个固定板(13)上设有气泡传感器安装孔(6)，两个气泡传感器安装孔(6)的连线垂直于两个卡口(14)的圆心连线，第二红外对射管通过气泡传感器安装孔(6)安装在固定板(10)上，第二红外对射管连接输液控制器的控制芯片。

4.如权利要求1所述的具有生理信息反馈功能的输液控制***，其特征在于，所述凸轮的的边缘宽度大于输液管横截面周长的1/2。

5.如权利要求1所述的具有生理信息反馈功能的输液控制***，其特征在于，所述输液控制机构的底板(7)的背面安装有夹紧部件(5)，输液终端通过夹紧部件(5)固定在输液架(19)上。