醫(yī)用智能輸液報警器的設(shè)計

路新惠+羅志華

摘 要：我國目前的輸液監(jiān)控管理系統(tǒng)大多依靠人工監(jiān)控輸液進度。該方法不僅勞動強度大，還極易出錯。本文介紹了一種簡單易制、價格低廉并且非常實用的輸液報警裝置，該裝置不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測液滴的速度，當液體余量低于設(shè)定值還會實現(xiàn)自動報警，這將會給護理帶來更多的便利。

關(guān)鍵詞：智能 滴速 傳感器

一、市場前景

從醫(yī)院的角度來說，目前，醫(yī)院大多是依靠呼叫系統(tǒng)來處理輸液報警問題，對于小規(guī)模的輸液室及鄉(xiāng)村級的醫(yī)院，由于條件制約連呼叫系統(tǒng)也沒有，但液體的監(jiān)控都是完全依靠人工肉眼，一旦出現(xiàn)貽誤，極有可能出現(xiàn)醫(yī)療事故。而醫(yī)院里醫(yī)護人員多數(shù)是一對多的護理，工作強度較大，極易出錯。通過輸液報警器智能監(jiān)控，可完全代替人工，及時預(yù)警、報警，降低醫(yī)護人員工作強度，減少護理出錯，提高了服務(wù)質(zhì)量，杜絕了醫(yī)護人員肉眼監(jiān)控的弊端，將大大降低醫(yī)療事故幾率[1]。

從患者的角度來說，患者輸液時病人或家屬往往需要一直看著輸液瓶，現(xiàn)行的呼叫又不能代替人的眼睛，病人是想睡不敢睡，家屬是想走走不開。現(xiàn)行的塑料包裝上印刷的字體，老人和眼睛不好的人無法看清，給病人和家屬帶來了很多的煩惱和精神負擔，尤其是雙獨家庭結(jié)構(gòu)的人員，更是無法兩頭兼顧。有了智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，患者家屬可以不用再陪護，患者也可以安心休息，在一定程度上，降低患者的緊張度。

二、現(xiàn)狀

目前，市面上存在的檢測藥液剩余量的報警裝置很多。有的是利用機械、幾何原理，通過稱重的方法檢測藥液的剩余量。彈簧受力拉升，當不同質(zhì)量的物體作用在彈簧上會使長度改變不同，從而巧妙的將彈簧秤進行改裝。將輸液瓶掛在彈簧拉力計的拉鉤上，彈簧被拉下，隨著瓶內(nèi)輸液量的減少，拉鉤處的質(zhì)量下降，彈簧逐漸縮回，直到最后質(zhì)量接近空瓶，啟動報警裝置報警。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，所用元器件少，但很明顯的缺點是，需要預(yù)先設(shè)置好空瓶質(zhì)量，也就是需要報警的閾值，當更換不同類型的輸液瓶時，因質(zhì)量不同，仍需要重新設(shè)置。因此，該方法精確度較低。

本文以單片機為核心，利用紅外傳感器對藥液檢測，實現(xiàn)以下功能：

1.利用四位一體的數(shù)碼管顯示點滴的滴速；

2.當藥液余液少于設(shè)定值時報警提示；

3.能實現(xiàn)不同體積類型的藥業(yè)瓶和不同類型的病人使用。

這種方法的特點是：精確度高，體積小，重量輕，任何類型的輸液瓶使用時不用重新設(shè)置。并且該方案很靈活，在實際應(yīng)用過程中可根據(jù)需要增加額外的功能，進一步完善系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)設(shè)計

1.系統(tǒng)硬件設(shè)計

該系統(tǒng)采用89C51單片機作為處理器，外圍電路由液滴檢測、信號放大、信號比較、信號濾波，輸液設(shè)置、滴速顯示、聲音報警等部分組成[2]。5V的蜂鳴器作為報警音樂的播放器，多種軟件處理方法，保證系統(tǒng)的可靠性。成本低，不僅醫(yī)院可以批量購買，而且病人或病人家屬也可以自行購買。

（1）液滴檢測

采用多對一的紅外發(fā)射、接收管檢測液滴。為防止輸液器的漏斗傾斜引起水滴的偏移，導(dǎo)致不能正常檢測，采用多個紅外發(fā)射管、一個紅外接收管組成如圖2所示的采樣傳感器，將該傳感器套在輸液器的漏斗上，紅外發(fā)射管和接收管同軸置于輸液器的兩邊[3]。當液體經(jīng)過時，就會引起紅外接收管輸出電壓變化。

（2）信號放大

紅外接收管輸出電壓變化，但這個電壓變化十分微小，直接輸入單片機無法識辨，所以需要將該信號放大，可采用廉價的三極管9014將信號放大。

（3）信號濾波

信號放大后雜波較多，所以可加上兩級高頻濾波電容。

（4）比較電路

濾波后得到的穩(wěn)定電壓值，送入LM393比較器，進行比較，從而得到相應(yīng)的高低電平。比較器輸出信號為雙脈沖信號，所以再利用555定時器，將雙脈沖濾掉變?yōu)閱蚊}沖輸出接到單片機外部中斷口（INT0）進行實時采樣。

（5）單片機電路

當液滴滴下時，液滴檢測電路將檢測到的信號經(jīng)過前期處理電路處理后送到單片機外部中斷端口，單片機經(jīng)過處理將滴速顯示在數(shù)碼管上。并在液體總量低于設(shè)定報警值時，通過蜂鳴器發(fā)出聲音報警信號。

2.系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件流程圖如圖4所示。

結(jié)語

本文設(shè)計了一種醫(yī)用智能輸液報警器，該裝置不僅能夠精確的顯示液滴的滴速，同時在液體低于某一值時能夠?qū)崿F(xiàn)自動報警[4]。該裝置提升了醫(yī)護人員的服務(wù)質(zhì)量，同時在一定程度上緩解了患者及患者家屬的負擔。

參考文獻

[1]薛同澤.輸液報警器[J].河北科技大學(xué)學(xué)報.

[2]基于單片機的輸液報警器設(shè)計[J].微電子學(xué).

[3]陳艷紅.傳感器與檢測技術(shù)[M].南京大學(xué)出版社.張小林.

[4]周志敏.輸液報警器的設(shè)計[J].電子質(zhì)量.

作者簡介

路新惠（1983-4）女，河南新鄉(xiāng)人，講師，河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院機電工程系教師。研究方向：檢測與仿真。