光電監(jiān)控技術在智能醫(yī)療中的應用探討

趙 明 天津職業(yè)技術師范大學 天津 300222洛陽鐵路信息工程學校 河南洛陽 471000

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光電監(jiān)控技術在智能醫(yī)療中的應用探討

趙 明 天津職業(yè)技術師范大學 天津 300222
洛陽鐵路信息工程學校 河南洛陽 471000

【文章摘要】

目前，對輸液醫(yī)療進行處理的過程中，很多醫(yī)院使用的還是人工的方式。這種方式比較落后，不僅不能滿足精確度的要求，而且經(jīng)常出現(xiàn)輸液反常、不能及時發(fā)現(xiàn)完成輸液的情況，這些會導致嚴重的醫(yī)療事故。進入新世紀后，信息化技術發(fā)展速度不斷加快，這在數(shù)字化醫(yī)療發(fā)展過程中起到了極大的促進作用，讓醫(yī)療的智能化水平不斷提升。不僅讓醫(yī)院實現(xiàn)了信息化管理，也讓醫(yī)療事務全面走向智能化、人性化。在這樣的大背景下，筆者在文中就主要在輸液中使用光電監(jiān)控技術進行深入的探討。

【關鍵詞】

數(shù)字醫(yī)療；光電監(jiān)控；智能輸液；信息化

就當前的實際情況而言，護士人工管控的方式是當前醫(yī)院在對病人進行輸液過程中使用的主要方式，也就是說輸液的速度由護士人工進行調(diào)整。要是滴定的過程中出現(xiàn)異常亦或者完成輸液后，護士沒有及時的發(fā)現(xiàn)并采取措施，就會造成凝血、血管沖入空氣等情況。輕則讓醫(yī)療契機耽誤，重的會導致醫(yī)療事故。當前臨床上使用的輸液器械比較單一，結構也較為簡單，幾乎談不上智能化，筆者認為輸液監(jiān)控系統(tǒng)是最佳的選擇，筆者在本文中就其進行深入的研究。

1 系統(tǒng)總體方案設計

組成智能輸液管理系統(tǒng)的主要是現(xiàn)場監(jiān)控點、網(wǎng)絡系統(tǒng)、PC機主控等多個模塊。無線網(wǎng)接入技術是系統(tǒng)所支持的，對節(jié)點和總節(jié)點進行控制的是主機，以便于智能化的輸液控制得以實現(xiàn)。無線網(wǎng)絡實現(xiàn)節(jié)點和總節(jié)點之間的通信，這讓行程的監(jiān)控系統(tǒng)具有較強的分布式。其工作過程為：紅外信號由輸液現(xiàn)場的節(jié)點管理器發(fā)射，對發(fā)自傳感器的信息進行接收，通俗的講就是對輸液瓶中的液體位置、輸液的速度等信息利用傳感器進行采集。單片機系統(tǒng)對一組輸液節(jié)點進行集中地管理是現(xiàn)場監(jiān)控子節(jié)點的管理方式，并分析和處理采集到的實施信息。以采集到的信息為基礎單片機自動的控制節(jié)點輸液器的滴定速度，實現(xiàn)這一操作需要借助步進電機。和設定的液位相比較，一旦輸液瓶中的液位定于此值，系統(tǒng)就會進行警報操作，或者是播放具有提醒性質(zhì)的音樂，以便于護士等人員采取行動。每個現(xiàn)場監(jiān)測節(jié)點控制系統(tǒng)對輸液信息進行實時的收集并借助無線網(wǎng)絡向輸液監(jiān)控總點傳輸，在USB接口幫助下實現(xiàn)上位機系統(tǒng)和總結點之間的聯(lián)系。A T89C51單片機是該系統(tǒng)在總節(jié)點上使用的單片機，相對來講一般的計算機就可以充當上位機的角色，總站的控制器和上位機進行數(shù)據(jù)交換的方式與上位機和總節(jié)點通信的方式一樣，都是采用USB接口，在計算機前醫(yī)護工作者可以監(jiān)控和管理全部的輸液子站。

2 系統(tǒng)設計與原理

就單獨的輸液監(jiān)測站來講，其采集輸液信息（輸液速度、液位等）的技術為光電檢測。具體上講，使用三極管或者二極管等器件當成發(fā)射/接收管在滴定瓶上安裝。由發(fā)生管發(fā)射的信號在穿過輸液瓶后被三極管接收，然后形成可以轉換為電流信號的光電信號。當?shù)味ǖ乃俣冗^快時，發(fā)射信號的二極管就會變得衰弱，會形成弱化三極管光電信號的作用。只有對三極管的輸出電流進行檢測，然后轉換為脈沖信號，就可以獲取比較精確的輸液熟讀，然后再次根據(jù)分析、處理變換成新的輸液速度。同樣，檢測液位的原理也和此有相似之處。當輸液瓶的液位下降到警戒線下方后，紅外線就會完全穿透，這樣會急劇的改變電壓信號，讓其出現(xiàn)較大的改變（跳變），此時有單片機組成的控制系統(tǒng)就會向輸液節(jié)點產(chǎn)生警報，讓警報系統(tǒng)發(fā)出警報聲音。

該系統(tǒng)控制步進電機的是單片機系統(tǒng)，其也會對節(jié)點現(xiàn)場進行監(jiān)控，進步電機對輸液瓶的液面高度進行檢測以便于輸液速度的調(diào)節(jié)；同時，醫(yī)護人員還可以通過鍵盤進行自定義輸液速度，在顯示器上顯示實時的輸液速度；一旦輸液瓶中的高度低于預定的高度，單片機就會對步進電機進行驅(qū)動，轉變成改變輸液速度的信號。該系統(tǒng)極大的方便了醫(yī)護人員，具有很好的效果。

3 智能輸液控制系統(tǒng)設計

3.1主要硬件模塊設計

組成智能輸液監(jiān)管系統(tǒng)的模塊主要有：現(xiàn)場節(jié)點控制設施、節(jié)點總站控制系統(tǒng)、計算機主機等。詳細的講，我們可以細化為對應的模塊：檢測輸液的電路、檢測輸液瓶內(nèi)液位的電路、有步進電機調(diào)控的電路、警報電路、顯示控制電路等等。筆者在本文中主要以步進電機控制的電路為例對其控制的原理進行詳細的介紹。第一，控制旋轉角度要以步進電機的脈沖數(shù)量為主，對電機的轉動度數(shù)、輸液瓶下降的速度之間的數(shù)學關系進行控制。然后對轉動角度使用分段檢測的形式進行，最后，對電機轉動的方向和角度進行確定的是由AT89C51組成的單片機系統(tǒng)，驅(qū)動電路讓電機轉動，完成預定的角度。

3.2軟件系統(tǒng)設計

智能化輸液系統(tǒng)的核心是軟件系統(tǒng)，沒有軟件系統(tǒng)做基礎醫(yī)護人員就無從操作。對輸液瓶的數(shù)據(jù)信息進行采集的是現(xiàn)場監(jiān)控管理系統(tǒng)，在節(jié)點總站之間互換信息，與此同時護士可以直接的對輸液過程管控進行操作。在現(xiàn)場進行監(jiān)控節(jié)點的軟件的具體功能主要有：檢測滴定的速度、設置滴定的速度、檢測輸液瓶中的液位、控制步進電機、驅(qū)動警報等。在初始化程序后，輸液現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)開始對鍵盤的狀態(tài)進行檢測，在對輸液速度進行檢測的同時又控制速度，不僅如此還會對輸液的速度進行數(shù)字化的顯示；檢測到的輸液速度對比預設的輸液速度，來對電機的運轉速度進行調(diào)整，實現(xiàn)控制輸液速度的目的。以中斷的方式對硬件進行控制是現(xiàn)場節(jié)點控制軟件的控制方式，當二極管光信號檢測到液滴的時候，就會把中斷處理程序激活，對輸液的速度進行技術檢測，然后把新的輸液速度顯示出。要是沒有完成輸液，系統(tǒng)會處于軟中斷，要是輸液完成，系統(tǒng)就會觸發(fā)警報系統(tǒng)，進行報警。

4 結束語

在醫(yī)療控制和管理中運用光電監(jiān)控技術，可以管控多點輸液，對多個病人的輸液進行統(tǒng)一的管控和管理，使用該系統(tǒng)不僅可以有效地提升醫(yī)療人員的工作環(huán)境，更會杜絕潛在醫(yī)療事故的發(fā)生，讓醫(yī)護人員從繁重的勞動中解放出，醫(yī)療管理的智能化、信息化水平有效的提升。未來，信息化在醫(yī)療系統(tǒng)上的發(fā)展的方向必然會是智能化醫(yī)療，對此進行研究會極大地提升醫(yī)療的水平，極大的促進國內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，為人們的身體健康做出更大的貢獻。

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