CN104274882A - 一种输液时间监控装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输液时间监控装置及方法，包含设置在输液器顶部挂钩处的一拉力传感器以及与其连接的微控制单元，所述微控制单元包括一通讯模块、计算单元；所述拉力传感器将测量输液瓶所受拉力上传至微控制单元，计算单元根据拉力传感器测量的数据计算出输液瓶内液体的体积，微控制单元通过通讯模块将输液瓶内液体的体积信息发送至值班室，及时通知医护人员。本发明可循环使用能够实时监测时间和结束报警功能，患者可以根据自己的意愿精确设定输液时间，做到与其他事宜的无缝衔接，合理安排手头工作。医护人员可以获取患者输液信息以便及时补液和结束输液，做到有条不紊，秩序井然。

Description

一种输液时间监控装置及方法
技术领域
本发明涉及一种输液装置，特别涉及一种输液时间监控装置及方法，属于医疗输液控制技术领域。
背景技术
输液，特别是静脉输液是医疗中的常用手段，静脉输液是我国目前临床治疗中最主要的一种输液方式，在实践工作中，医护人员一般是靠经验和观察通过转动输液上的滑轮对滴速进行手动调节的。
众所周知，我国人口众多，医疗资源稀缺，医院时常人满为患。输液作为一种重要的治疗手段，其受众面是非常之广，几乎每个人都有在医院挂水的经历。然而进入信息时代的今天，输液器却仍然保留着最原始的功能，缺乏智能化或信息化的控制手段，这也是导致医院注射室秩序混乱，护士疲于奔命，患者苦不堪言的最直接原因。目前医院所使用的悬挂式输液器虽然有控制流速的装置，但无法得知输液剩余时间，且缺乏输液完毕后的报警***，使患者不能合理安排注射时间，且注射完毕后不得不大声呼喊护士，这样做既造成了注射室的喧哗，影响了其他患者的休息，亦耗费了患者的体力。
目前输液所用的输液器大多采用袋装的形式或者瓶装的形式，采用基于重力进行或者外接注射泵的进行方式实现输液。在输液的过程中，医护人员或者患者要随时看护输液器内部的药液的剩余情况，以免因药液不足，没有及时换药或者停止注射而引起意外。
目前，医院静脉输液主要是人工控制，由人监控的静脉输液，无法正确的调解药液流速，速度过快由于点滴里有钾元素的成分会造成血管刺激，通过刺激会表现很痛。但通常输液快慢要看自身的情况，但是输液还是对血管和心脏，肾脏有刺激。
目前针对智能输液也存在很多的专利，公开号为“CN 103263708”的一种智能输液***，该***是由药物溶液存储装置、导管、输液器、输液阀、液位传感器、控制器和报警器组成。其工作原理为基于液位传感器提供的液位信息，通过控制器对输液器和输液阀进行智能化控制，实现进行输液时间、流速和流路切换的控制，以实现进行装置将药物溶液自动输入患者的静脉而达到治疗效果，并在临近输液结束前提供报警服务，用于提醒医护人员输液的完成。该发明虽然能够完成智能输液，但是改变输液装置来达到智能控制的目的，致使每次输液都只能一次性使用新的装置，导致不必要的浪费，成本太高，不利于普及。
公开号为“CN 102553021A”的免看护智能输液***，当茂菲氏滴管中的药液下降到报警最低限时，霍尔传感器检测到磁性浮球，发出无线信号给监控中心的无线收发模块，经过单片机分析，通过监控中心的无线接收模块发出报警信号，医护人员配备的收发终端收到报警信号后进行处理。同时，将报警信号通过RS485总线或无线通讯模块发送给计算机。通过对茂菲氏滴管的改进，应用磁性浮球与霍尔传感器的霍尔原理，利用无线传播技术，实现了免看护的智能监控，大大降低了医务人员的劳动强度，提高了监护的质量和医院的智能化管理水平，但是该装置依然在输液装置上增加了改进，大大的增加了输液成本，成本太高，不利于普及。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中的不足提供了一种结构简单、易于实现、可循环使用，且能够实时了解自己输液情况及输液所需时间的输液时间监控装置及方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种输液时间监控装置，包含设置在输液器顶部挂钩处的一拉力传感器以及与拉力传感器连接的微控制单元，所述微控制单元包括一通讯模块、计算单元；所述拉力传感器，用于将测量输液瓶所受拉力上传至微控制单元；所述计算单元，用于根据拉力传感器测量的数据计算出输液瓶内液体输完所需时间；所述通讯单元，用于将计算单元计算的时间信息发送至值班室。
优选的，该装置还包含与微控制单元连接的显示单元和报警单元；所述显示单元，用于实时显示输液瓶内液体体积；所述报警单元，用于当输液瓶内液体输完后发出警报。
优选的，所述拉力传感器为HX711。
优选的，所述通讯模块为无线通讯模块，所述无线通讯模块采用XL02-232AP1。
优选的，所述微控制单元为AT89C52。
优选的，所述显示模块为1寸LED显示屏。
一种输液时间监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，在输液器顶部挂钩处增加了一拉力传感器以及与其连接的微控制单元；
步骤二，采用拉力传感器测量输液瓶所受拉力F拉；
步骤三，微控制单元根据t＝(F拉-F瓶)/(ΔF/Δt)计算出输液瓶内液体输完所需时间t，并将相关信息传输到值班室；
其中，ΔF为单位时间内拉力的变化量，Δt为单位时间变化量。
优选的，在一定单位时间内重复进行步骤二和步骤三得到更新后的时间t′，并将时间t′实时传输至值班室。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、结构简单、易于实现、可循环使用，无需对传统输液器进行改装加工，只需在顶部挂钩处添加本装置即可，且可循环使用。
2、能够实时监测时间和结束报警功能，患者可以根据自己的意愿精确设定输液时间，做到与其他事宜的无缝衔接，合理安排手头工作。
3、医护人员可以及时获取患者输液信息以便及时补液和结束输液，做到有条不紊，秩序井然。
附图说明
图1是本发明拉力传感器结构示意图；
图2是本发明结构原理图。
图3为本发明控制方法流程图。
图中标号具体如下：1-拉力传感器，2-导线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图2所示，本发明设计了一种输液监控装置，发明点在于：一种输液时间监控装置，其特征在于：包含设置在输液器顶部挂钩处的一拉力传感器以及与拉力传感器连接的微控制单元，所述微控制单元包括一通讯模块、计算单元；所述拉力传感器，用于将测量输液瓶所受拉力上传至微控制单元；所述计算单元，用于根据拉力传感器测量的数据计算出输液瓶内液体输完所需时间；所述通讯单元，用于将计算单元计算的时间信息发送至值班室。
该装置还包含与微控制单元连接的显示单元和报警单元；所述显示单元，用于实时显示输液瓶内液体体积；所述报警单元，用于当输液瓶内液体输完后发出警报。
其中，所述拉力传感器可选HX711，所述通讯模块最好选用XL02-232AP1无线通讯模块，所述微控制单元为AT89C52，所述显示模块为1寸LED显示屏。
总体原理：如图3所示，由物理知识可知，悬挂着的输液瓶主要受到两个力：一个是竖直向下的重力G，另一个是竖直向上的拉力F。由于F＝G，故输液瓶静止与空中。
另外输液瓶中的液体：
m＝v*ρ
G＝m*g
F＝G
由以上三式，可得：F＝v*ρ*g
由于为常数，故：F＝k*v
其中K为常数，可知输液瓶受到的拉力F与瓶中液体体积V成线性关系。那么通过测量拉力F，即可得到体积V。
基于以上的推论，本***通过测量一段短时间内输液瓶受到拉力的变化量，并与此时受到的拉力F做一下运算即可得到输液结束所需的时间t：
t＝(F拉-F瓶)/(ΔF/Δt)
注：ΔF为单位时间内拉力的变化量，Δt为单位时间变化量；
如何抵抗外部的干扰：由于输液瓶并不是静止不动的，每时每刻它都受到各种力的作用。这会对本发明重力的测量带来各种干扰。为了尽量降低这种干扰的影响，本发明的软件程序中对运算得到的重量变化率进行了简单的一阶滤波，这能有效地降低高频干扰的影响。不过，这样依然不够的，如输液瓶遭到人为施加的晃动时，剩余时间会突变得非常严重的。故我们的程序中，通过每三个变化周期里其剩余时间变化一致时，才认为采集到的数据为正确的数据。通过这种办法，能够很好解决外部大的干扰带来的影响。例如在输不同药液时，有些药液致使病人输液很痛，需要降低滴速，这时，前面计算的输液时间可能会发生变化，为了避免这种情况，拉力传感器会采集多个变化周期的拉力，计算剩余时间，如果是正常规律，这时才会认为拉力传感器采集的为正确数据。如果不是正常规律，则继续选周期，直到达到计算的剩余时间变化一致时，确定采集的数据位正确值，这时将采集计算的数据通过通讯模块上传至医护人员。
如图1所示，拉力传感器1采用专用的传感器检测芯片HX711，拉力传感器采集实时测量拉力，将测量数据传通过导线2送给微控制单元，HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的***电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的64增益，用于***参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，***板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。
拉力传感器采集的数据往往不能直接读取，由于拉力传感器HZ711传感器检测测值改变量小，很难直接处理，故需要经过放大电路后再送到单片机的AD口进行模数转换以得到足够的精度。
由于医院的输液室比较小，而且输液悬挂点较多。针对这种情况，无线模块使用Zigbee是最合适的。但是考虑到其他问题，无线模块还是选择XL02-232AP1。
为了开发的方便，可以实时了解数据的变化，在装置上增加了显示屏，用于显示输液液体体积和输完所需时间的变化。显示屏无需太大，选则了1寸的LED显示屏。
本发明是以AT89C52系列单片机芯片为核心，通过相应的拉力传感器和无线通讯模块，将病人当前输液时间信息实时的反馈给院方和病人的一个效率解决方案。针对当前医院输液混乱的现实情况，本着以病人为核心，以医院工作效率为重点而提出的这个输液时间监控解决方案解决了输液时间这个长期存在但并未正确解决的问题，使医院输液秩序得到有效的维护，并解决了病人在无法获知时间的焦急感。而且在实际测量中，其结果能让人满意。本方案设计产品精巧，有效，成本低廉，同时后期可扩展的可能性大，可大面积的在医院推广使用。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种输液时间监控装置，其特征在于：包含设置在输液器顶部挂钩处的一拉力传感器以及与拉力传感器连接的微控制单元，所述微控制单元包括一通讯模块、计算单元；所述拉力传感器，用于将测量输液瓶所受拉力上传至微控制单元；所述计算单元，用于根据拉力传感器测量的数据计算出输液瓶内液体输完所需时间；所述通讯单元，用于将计算单元计算的时间信息发送至值班室。
2.根据权利要求1所述的输液时间监控装置，其特征在于：该装置还包含与微控制单元连接的显示单元和报警单元；所述显示单元，用于实时显示输液瓶内液体体积；所述报警单元，用于当输液瓶内液体输完后发出警报。
3.根据权利要求1所述的输液时间监控装置，其特征在于：所述拉力传感器为HX711。
4.根据权利要求1所述的输液时间监控装置，其特征在于：所述通讯模块为无线通讯模块，所述无线通讯模块采用XL02-232AP1。
5.根据权利要求1所述的输液时间监控装置，其特征在于：所述微控制单元为AT89C52。
6.根据权利要求2所述的输液时间监控装置，其特征在于：所述显示模块为1寸LED显示屏。
7.一种输液时间监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，在输液器顶部挂钩处增加了一拉力传感器以及与其连接的微控制单元；
步骤二，采用拉力传感器测量输液瓶所受拉力F拉；
步骤三，微控制单元根据t＝(F拉-F瓶)/(ΔF/Δt)计算出输液瓶内液体输完所需时间t，并将相关信息传输到值班室；
其中，ΔF为单位时间内拉力的变化量，Δt为单位时间变化量。
8.根据权利要求7所述输液控制方法，其特征在于：在一定单位时间内重复进行步骤二和步骤三得到更新后的时间t′，并将时间t′实时传输至值班室。
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