CN114534017B - 输液插管与静脉的接触状态监控方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种输液插管与静脉的接触状态监控方法及***，涉及医疗***领域。旨在改善目前输液插管与静脉的接触状态依靠人工观察，监控不及时的问题。包括获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数；获取表征输液管内液体实时波动频率的第一实时参数；根据第一预设参数、第二预设参数以及第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数。输液插管与静脉的接触状态监控***包括传感器以及控制器。通过对第一预设参数、第二预设参数以及第一实时参数的分析处理，获得第二实时参数，根据第二实时参数判断输液插管与静脉的接触状态，实现智能监控。
Description
技术领域
本发明涉及医疗***领域，具体而言，涉及一种输液插管与静脉的接触状态监控方法及***。
背景技术
在输液治疗中，静脉留置针中的输液套管/插管的***与留置，以及输液港的应用会出现诸多问题，比如导管堵塞、留置针穿透静脉造成一般渗透或腐蚀性药物渗透到其周边组织、导管异位、导管与输液港连接脱落等。问题发生的几率，以渗透为例，据发表于《输液护理杂志》的于日本东京的调研表明，占参与的2442个输液患者中的8％。
目前这些问题的发现主要是依靠医护人员及患者的人工观察，往往不够及时，增加了患者风险。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种输液插管与静脉的接触状态监控方法，其能够改善目前输液插管与静脉的接触状态依靠人工观察，监控不及时的问题。
本发明的目的还包括，提供了一种输液插管与静脉的接触状态监控***，其能够改善目前输液插管与静脉的接触状态依靠人工观察，监控不及时的问题。
本发明的实施例可以这样实现：
本发明的实施例提供了一种输液插管与静脉的接触状态监控方法，包括：
获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数；
获取表征输液管内液体实时波动频率的第一实时参数；
根据所述第一预设参数、所述第二预设参数以及所述第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数；
根据所述第二实时参数，对输液插管与静脉的接触状态进行判断。
另外，发明的实施例提供的输液插管与静脉的接触状态监控方法还可以具有如下附加的技术特征：
可选地：所述根据所述第一预设参数、所述第二预设参数以及所述第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数的步骤包括：
若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值大于第一阈值，从所述第一实时参数滤除所述第三实时参数，分离出第二实时参数。
可选地：所述若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值大于第一阈值时，从所述第一实时参数滤除所述第三实时参数，分离出第二实时参数的步骤包括：
通过数字信号处理滤波的方式从所述第一实时参数提取所述第二实时参数。
可选地：所述根据所述第一预设参数、所述第二预设参数以及所述第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数的步骤包括：
若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值小于第一阈值，控制产生噪声的设备关闭，所述第一实时参数等于所述第二实时参数。
可选地：所述若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值小于第一阈值，控制产生噪声的设备关闭，所述第一实时参数等于所述第二实时参数的步骤包括：
所述产生噪声的设备关闭预设时间后启动。
可选地：所述产生噪声的设备为输液泵。
可选地：所述获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数的步骤包括：
通过第一测量设备测量输液对象获取所述第一预设参数，通过第二测量设备测量产生噪声的设备获取所述第二预设参数。
可选地：所述获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数的步骤包括：
通过现有输液对象的统计参数或人工测量输液对象获取所述第一预设参数；通过模型的输液速率推算获取所述第二预设参数。
可选地：所述根据所述第二实时参数，对输液插管与静脉的接触状态进行判断的步骤包括：
若第二实时参数小于第三预设参数，则输液管与静脉处于脱落状态；
若第二实时参数小于第四预设参数，则输液管压迫甚至穿透静脉进入组织；
其中，所述第三预设参数小于所述第四预设参数。
本发明的实施例还提供了一种输液插管与静脉的接触状态监控***，包括传感器，所述传感器用于检测表征输液管内液体实时波动频率的第一实时参数；
控制器，所述控制器与所述传感器通信，所述控制器用于根据表征输液对象静脉波的第一预设参数、表征输液噪声的第二预设参数以及所述第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数，并用于根据所述第二实时参数，对输液插管与静脉的接触状态进行判断。
本发明实施例的输液插管与静脉的接触状态监控方法及***的有益效果包括，例如：
输液插管与静脉的接触状态监控方法，通过第一预设参数以及第二预设参数进行分析，结合第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数；根据第二实时参数可以判断输液插管与输液对象静脉的接触状态，实现智能监控。例如，若第二实时参数远低于正常参数以至于难以识别，则输液管与静脉处于脱落状态；若第二实时参数相比正常参数明显减小，则输液管压迫甚至穿透静脉壁进入组织。
输液插管与静脉的接触状态监控***，包括传感器以及控制器，传感器用于检测表征输液管内液体实时波动频率的第一实时参数，控制器根据所述第一预设参数、所述第二预设参数以及所述第一实时参数，得到第二实时参数以及第三实时参数，实现输液插管与输液对象静脉的接触状态的实时监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为发明实施例提供的输液插管与静脉的接触状态监控方法的结构框图；
图2为发明实施例提供的输液泵的频谱示例；
图3为发明实施例提供的输液插管与静脉的接触状态监控***的结构图；
图4为发明实施例提供的流量传感器测量的静脉波的频谱示例。
图标：10-药液箱；20-输液泵；30-传感器；40-控制器；50-输液管；60-外部设备；70-静脉。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
下面结合图1至图4对本实施例提供的输液插管与静脉70的接触状态监控方法及***进行详细描述。
请参照图1，本发明的实施例提供了一种输液插管与静脉70的接触状态监控方法，包括：获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数；获取表征输液管50内液体实时波动频率的第一实时参数；根据第一预设参数、第二预设参数以及第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数，根据第二实时参数，对输液插管与静脉的接触状态进行判断。
需要说明的是：第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数、第一实时参数、第二实时参数以及第三实时参数不是单一的数字，均是指特征谱线。例如，第一预设参数是指输液对象静脉波的特征谱线，典型值包含心率谱线(如1Hz)和呼吸率谱线(如0.2Hz)，如图4。第二预设参数，如图2。第三实时参数是指噪声的特征谱线，为2Hz以上。
第一预设参数以及第二预设参数作为如何处理第一实时参数的参考，第一预设参数以及第二预设参数的关系不同，对第一实时参数采取不同的处理方式去除第三实时参数，得到第二实时参数。第一预设参数根据输液对象不同而设置不同，第二预设参数根据实时采用的输液设备具有的噪声设备不同设置不同。本实施例中，产生噪声的设备为输液泵20。
具体地，获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数的步骤包括：通过第一测量设备测量输液对象获取第一预设参数，通过第二测量设备测量产生噪声的设备获取第二预设参数。
具体地，获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数的步骤包括：通过现有输液对象的统计参数或人工测量输液对象获取第一预设参数；通过模型的输液速率推算获取第二预设参数。
具体地，第一预设参数包括输液对象的呼吸率(respiratory rate)和脉搏率(pulse rate)(或心率(heart rate))。第二预设参数包括输液设备的噪声来源，如输液泵20的运动(如转动、压缩、蠕动)所导致的波动。可以采用线上线下的方式获得，如表1：
表1
再如，根据患者的年龄可以得出呼吸率和心率的大致范围，如成年人呼吸率为12-18次每分钟(即0.2-0.3Hz)，心率为59-99次每分钟(即1-1.5Hz)。输液泵20在驱动药液时产生的液体的流速或压力的变化也是波动性的，而且与输液率相关。比如，某电动输液泵20在输液速率为10mL/h时，电机的转速约为2.8转/秒(2.8Hz)。输液泵20所导致的输液液体流速的波动可以由传感器30测出，并转换到的频域(图2电机驱动的某输液泵20的频谱)，供控制器40的信号处理来识别。当然，几种波的频谱一般不是单一频点，而是有基于这些频率及其谐振频率的一组特征谱线。利用这些特征，可以用数字滤波的方式把它们区分开。
输液时，由于输液管50中的药液与静脉70中的血液是连通的，血液中的波动会传导到输液管50中(不是血液本身倒流)。因此，测得的第一实时参数是第二实时参数以及第三实时参数的综合反馈。根据第一预设参数、第二预设参数以及第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数，即可判断输液插管与输液对象静脉70的接触状态。
继续参照图1，本实施例中，根据第一预设参数、第二预设参数以及第一实时参数，获得输液插管与静脉70的接触状态的步骤包括：若第一预设参数与第二预设参数之间的差值大于第一阈值，从第一实时参数滤除第三实时参数，分离出第二实时参数。
承上述，第一预设参数、第二预设参数、第一实时参数、第二实时参数以及第三实时参数不是单一的数字，均是指特征谱线。若第一预设参数与第二预设参数之间的差值大于第一阈值，此时第三实时参数与第二实时参数可以有效分离，有效分离的典型情况就是两者的主频在不同的频率区间。因此，第一预设参数与第二预设参数之间的差值大于第一阈值，也就是第一预设参数与第二预设参数表征的频率在不同的频率区间。
请参照图2，若第一预设参数与第二预设参数得到的频谱可以分开，例如，第二预设参数-电机噪声在预设输液速率下的频谱主要谱线在2Hz以上，而第一预设参数-呼吸率(如0.2Hz)和心率(如1Hz)信号的主谱线均比它低。此时可以通过数字滤波(如低通滤波)将它们分开。
也就是，若第一预设参数与第二预设参数之间的差值大于第一阈值，从第一实时参数滤除第三实时参数，分离出第二实时参数的步骤包括：通过数字信号处理滤波的方式从第一实时参数提取第二实时参数。
具体地，第一实时参数的处理可以采用频域分析的方法，如快速傅里叶变换(FFT)，或其它方法如小波分析。下面主要以频域分析来说明。在输液过程中将传感器30获取的流量/流速的时域信息，通过FFT，转换为频域信息。然后，在频域信息中提取所关心的呼吸率和脉搏率的频谱组分(标志性谱线)。提取方式主要采用数字信号处理滤波(如带通、高通、低通等)。另外则可以用较复杂的数字信号处理方式，如陷波滤波器等。
继续参照图1，本实施例中，根据第一预设参数、第二预设参数以及第一实时参数，获得输液插管与静脉70的接触状态的步骤包括：若第一预设参数与第二预设参数之间的差值小于第一阈值，控制产生噪声的设备关闭，第一实时参数等于第二实时参数。
第一预设参数与第二预设参数之间的差值小于第一阈值，也就是第一预设参数与第二预设参数表征的频率区间比较接近，使得第三实时参数与第二实时参数无法有效分离。
具体地，若第一预设参数与第二预设参数之间的差值小于第一阈值，控制产生噪声的设备关闭，第一实时参数等于第二实时参数的步骤包括：产生噪声的设备关闭预设时间后启动。
例如，当信号和噪音的主频率相差较小或频谱交错难以分辨时，则可以通过一些小的时间窗口(如占空比为每小时1分钟)，暂停噪音源(如输液泵20)，从而只保留有效信号(第一实时参数)部分到达传感器30。当输液流动停止，脉搏波在传感器30处会呈现双向微小的流动或震荡，因而传感器30具备双向流动感知功能将更为有效。
继续参照图1，本实施例中，得到第二实时参数以及第三实时参数后，对输液插管与输液对象静脉70的接触状态进行判断。实现对输液插管与静脉70的接触状态的及时监控。
第二实时参数包括输液对象的实时呼吸率(respiratory rate)和脉搏率(pulserate)(或者心率(heart rate))两者中的至少一个参数。可以是指呼吸率，也可以是指脉搏率，也可以是呼吸率以及脉搏率的综合静脉波。第三实时参数是输液***的实时噪声，主要是指输液泵20产生的噪声。
若第二实时参数小于第三预设参数，则输液管50与静脉70处于脱落状态；若第二实时参数小于第四预设参数，则输液管50压迫甚至穿透静脉70进入组织；其中，第三预设参数小于第四预设参数。
“第二实时参数小于第三预设参数”是指第二实时参数远低于正常参数以至于难以识别的状态，第三预设参数根据实际情况进行设置。
“第二实时参数小于第四预设参数”是指第二实时参数相比正常参数明显减小，第四预设参数根据实际情况进行设置，第四预设参数小于正常参数，第四预设参数大于第三预设参数。
参照图3，本实施例中，输液插管与静脉的接触状态监控***包括传感器30，传感器30用于检测表征输液管50内液体实时波动频率的第一实时参数；控制器40，控制器40与传感器30通信，控制器40用于根据表征输液对象静脉波的第一预设参数、表征输液噪声的第二预设参数以及所述第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数，并用于根据第二实时参数，对输液插管与静脉的接触状态进行判断。
参照图3，本实施例中，输液插管与静脉的接触状态监控***还包括输液管50，传感器30设置在输液管50上。传感器30需要紧邻输液插管进入静脉70的位置，以便可以测到静脉波，并提高灵敏度。
请参照图3，本实施例中，传感器30为压力传感器30，传感信号为压力信号，控制器40用于根据压力信号得到静脉波信号。
在其他实施例中，传感器30为流量传感器30，传感信号为流量信号，控制器40用于根据流量信号得到静脉波信号。
请参照图3，本实施例中，输液监控装置还包括输液泵20，输液泵20与第二段连通，且用于向第二段供液。输液泵20可以是主动的，也可以是被动的(如靠弹力的)。输液监控装置对于没有输液泵20的常规输液也适用。在其他实施例中，依靠重力进行输液的情况亦可监控。
具体地，输液监控装置还包括药液箱10，药液箱10与输液泵20连通。
继续参照图3，本实施例中，输液泵20与控制器40通信，控制器40用于根据传感信号控制输液泵20。通过控制器40控制输液泵20断开，此时，传感器30的波动信号则主要为脉搏波。断开时间到(如秒钟)，开启输液泵20。具体断开的时间由脉搏波的取样需要决定，以快速傅里叶变换为例，当考虑心率上限为次/分钟(Hz),抽样点数为和取样频率为Hz时，所需的测量时间为6.4秒左右，加上冗余，可以选择10秒。
取出呼吸率信号和心率信号后，通过预设的频率与幅度的阈值来判断其有效性，从而导出输液导管/插管与静脉70的接触状态是否正常。
此外，为了进一步优化信息处理，可以使用来自输液设备外的其它医疗设备的数据，如心率监护仪获取的呼吸率以及心电图仪获取的心率，来核对控制器40获得的静脉波的准确性以及有效性。
请参照图3，本发明实施例还提供了一种输液插管与静脉的接触状态监控***，输液插管与静脉的接触状态监控***包括外部设备60以及输液监控装置，外部设备60与控制器40通信，且外部设备60用于检测呼吸率信号或心率信号，并向控制器40输出。
具体地，外部设备60包括用于检测心率信号的心率监控仪，心率监控仪与控制器40通信。从心率监控仪提取心率来与静脉波动中测量出的心率进行相关性的比照。
具体地，外部设备60还包括心电图仪，心电图仪可以检测呼吸率信号。
本实施例中，输液插管与静脉的接触状态监控***还包括用户终端，用户终端与控制器40通信，且用于显示控制器40发出的监控状态。具体地，用户终端包括护理用的手持设备或者控制台，手持设备以及控制台能够显示控制器40发送过来的监控状态。
请参照图1，本实施例中，用户终端还包括显示器，显示器与控制器40通信，且显示器用于显示输液状态或者报警信号。控制器40通过分析静脉波的状态来得出输液管50连接状态的结论，然后在本地报警并干预(如暂停输液泵20)或发信息给远程的监控***。
本实施例提供的一种输液插管与静脉70的接触状态监控方法及***至少具有以下优点：
输液插管与静脉70的接触状态监控方法将现有的基于人工的监测转变为即时和智能化的。人工对输液插管失连或渗透的发现时间据统计为分钟甚至小时级。输液插管与静脉70的接触状态监控方法能够瞬间发现第二实时参数远低于正常参数以至于难以识别；对于渗透的情况，特别是输液管50压迫甚至穿透静脉70进入组织时，因为静脉波到达流量传感器30的幅度会明显减小，从而可实现快速发现。
传感器30可以用流量传感器30，也可以用压力传感器30。适用范围广。
引入外部设备60，获取第一预设参数以及第二预设参数，作为判断对第一实时参数是采取过滤的方式进行处理，还是采取关闭产生噪声设备的方式进行处理，更易得到第二实时参数，便于实现输液插管与静脉70的接触状态的智能监控。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种输液插管与静脉的接触状态监控方法，其特征在于，包括：
获取表征输液对象静脉波的第一预设参数以及表征输液噪声的第二预设参数；
获取表征输液管(50)内液体实时波动频率的第一实时参数；
根据所述第一预设参数、所述第二预设参数以及所述第一实时参数，去除表征输液过程中实时噪声的第三实时参数，得到表征输液过程中实时静脉波的第二实时参数；若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值大于第一阈值，从所述第一实时参数滤除所述第三实时参数，分离出第二实时参数；若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值小于第一阈值，控制产生噪声的设备关闭，所述第一实时参数等于所述第二实时参数；
根据所述第二实时参数，对输液插管与静脉的接触状态进行判断；若第二实时参数小于第三预设参数，则输液管与静脉处于脱落状态；若第二实时参数小于第四预设参数，则输液管压迫甚至穿透静脉进入组织；其中，所述第三预设参数小于所述第四预设参数。
2.根据权利要求1所述的输液插管与静脉的接触状态监控方法，其特征在于：
所述若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值大于第一阈值，从所述第一实时参数滤除所述第三实时参数，分离出第二实时参数的步骤包括：
通过数字信号处理滤波的方式从所述第一实时参数提取所述第二实时参数。
3.根据权利要求1所述的输液插管与静脉的接触状态监控方法，其特征在于：
所述若所述第一预设参数与所述第二预设参数之间的差值小于第一阈值，控制产生噪声的设备关闭，所述第一实时参数等于所述第二实时参数的步骤包括：
所述产生噪声的设备关闭预设时间后启动。
4.根据权利要求1所述的输液插管与静脉的接触状态监控方法，其特征在于：
所述产生噪声的设备为输液泵(20)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的输液插管与静脉的接触状态监控方法，其特征在于：
通过第一测量设备测量输液对象得到所述第一预设参数，通过第二测量设备测量产生噪声的设备得到所述第二预设参数。
6.根据权利要求1-4任一项所述的输液插管与静脉的接触状态监控方法，其特征在于：
通过现有输液对象的统计参数或人工测量输液对象得到所述第一预设参数；通过模型的输液速率推算得到所述第二预设参数。
7.一种输液插管与静脉的接触状态监控***，其特征在于，包括传感器(30)以及控制器(40)，所述传感器(30)用于检测得到表征输液管(50)内液体实时波动频率的第一实时参数；所述控制器(40)与所述传感器(30)通信，所述控制器(40)用于用于执行权利要求1-6任一项所述的输液插管与静脉的接触状态监控方法。
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