淺談醫(yī)用輸液分析儀的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展、藥物品類的增加和臨床的需要，對(duì)輸液精度的要求越來(lái)越高，對(duì)醫(yī)用可以控制輸液量與流速的設(shè)備也日趨增加。輸液泵是一種能夠準(zhǔn)確控制輸液滴數(shù)或輸液流速，保證藥物能夠速度均勻、準(zhǔn)確并且安全地進(jìn)入病人體內(nèi)發(fā)揮作用的一種儀器。輸液泵可以減輕醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，在臨床上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在使用輸液泵前，對(duì)輸液泵輸液速度準(zhǔn)確性的控制和檢測(cè)至關(guān)重要。本文通過(guò)分析計(jì)算，設(shè)計(jì)出可以用于輸液泵輸液速度的標(biāo)定及檢測(cè)的輸液分析儀，采用輸液分析儀可以大大降低檢驗(yàn)員的工作量，降低人為操作誤差，可嚴(yán)格檢測(cè)輸液泵的產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：輸液泵；輸液速度；準(zhǔn)確性；檢測(cè)；輸液分析儀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.121

0 緒論

在臨床使用中，對(duì)于重癥患者、老幼患者根據(jù)藥物和患者的體質(zhì)情況，可以用輸液泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的重力輸液方式達(dá)到精確控制輸液速度。使用同一臺(tái)輸液泵，相同的設(shè)置，不同的輸液器對(duì)輸液速度的影響很大，因此必須用所用的輸液器對(duì)輸液泵進(jìn)行標(biāo)定和檢測(cè)，確保輸液泵的輸液速度準(zhǔn)確，否則會(huì)危及患者的生命安全。一般方法，采用量筒、壓力表、天平檢測(cè)輸液泵的輸液速度、輸液量、阻塞壓力的準(zhǔn)確性。本文主要講述了如何采用輸液分析儀來(lái)檢測(cè)輸液泵的輸液速度和壓力，以及采用的檢測(cè)方法、工作原理、檢測(cè)內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用。

1 輸液分析儀的檢測(cè)方法

通常，輸液泵速度準(zhǔn)確性的檢測(cè)方法有兩種：一種是通過(guò)體積檢測(cè)，另一種是通過(guò)重量檢測(cè)。

（1）體積檢測(cè)法，是用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的容器對(duì)所測(cè)液體進(jìn)行測(cè)量，然后再根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量的體積計(jì)算出液體的速度。此種方法占用空間少，操作簡(jiǎn)單，查看方便，檢測(cè)效率高。如輸液分析儀。

（2）重量檢測(cè)法，是用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的能測(cè)量液體重量的儀器對(duì)所測(cè)液體進(jìn)行測(cè)量，然后再根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量的重量計(jì)算出液體的速度。此種方法占用空間大，測(cè)量較低速度時(shí)的測(cè)量精度高，相對(duì)檢測(cè)效率低。如天平。

2 輸液分析儀的組成及工作原理

（1）輸液分析儀的組成。輸液分析儀是由玻璃管、玻璃管固定腔、玻璃管切換腔、壓力傳感器、電磁閥、檢測(cè)電路板、外殼、顯示電路板等零件組成。輸液分析儀不僅可以檢測(cè)輸液速度，還能標(biāo)定輸液速度、標(biāo)定和檢測(cè)輸液泵的阻塞壓力。輸液分析儀采用模塊式結(jié)構(gòu)，一個(gè)模塊可以檢測(cè)一臺(tái)輸液泵，為提高效率可以用多個(gè)模塊檢測(cè)多臺(tái)輸液泵。單個(gè)模塊的輸液分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

（2）輸液分析儀的工作原理。阻塞壓力標(biāo)定和檢測(cè)：主要采用壓力傳感器對(duì)阻塞壓力進(jìn)行標(biāo)定和檢測(cè)。標(biāo)定時(shí)，將壓力傳感器檢測(cè)到的壓力值反饋到內(nèi)部程序，并保存。檢測(cè)時(shí)，利用壓力傳感器檢測(cè)到的壓力值與內(nèi)部保存的值對(duì)比，判斷阻塞壓力是否準(zhǔn)確。

輸液速度標(biāo)定和檢測(cè)：主要采用玻璃管，再加上玻璃管切換腔、切換閥、檢測(cè)電路板以及內(nèi)部單向閥的配合對(duì)輸液速度進(jìn)行標(biāo)定和檢測(cè)。玻璃管的尺寸按照要求嚴(yán)格加工，高度和內(nèi)徑是一定的。標(biāo)定時(shí)，通過(guò)檢測(cè)電路板檢測(cè)流經(jīng)玻璃管內(nèi)液體的液面高度，內(nèi)部程序計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)玻璃管的液體的速度，速度不準(zhǔn)，程序?qū)⑺俣确答伣o輸液泵，輸液泵根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)調(diào)整輸液速度，直到速度準(zhǔn)確，并保存。同理，檢測(cè)時(shí)，也是對(duì)輸液速度進(jìn)行對(duì)比判斷。

進(jìn)入到玻璃管的液體需要排出，為了提高效率，使用兩根玻璃管交替進(jìn)液出液。輸液分析儀檢測(cè)輸液泵的水路示意圖，如圖2所示。

3 輸液分析儀主要部件的選用

（1）玻璃管尺寸：玻璃管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度決定所能檢測(cè)的輸液泵最大流速，輸液泵的最高速度1000ml/h，最低速度1ml/h，初步選定以1000ml/h的速度充滿玻璃管需要19.84S。玻璃管內(nèi)的水充滿后，靠水的高度及自重排出，排水大概需要時(shí)間3S。材料選用抗腐蝕性、抗沖擊性、強(qiáng)的機(jī)械性、容易清洗的玻璃管。

（2）檢測(cè)電路板上檢測(cè)元器件的焊接位置：和玻璃管配合，檢測(cè)輸液泵的最小流量，決定輸液分析儀的精度，檢測(cè)元器件的焊接位置相距1.5mm，確定了檢測(cè)到的最小流量為42.39微升，精度高于最低速度1ml/h±5%。

（3）檢測(cè)電路板上的光柵：由于電路板上的檢測(cè)元器件位置相距太近，可能會(huì)干擾相互間的信號(hào)，影響檢測(cè)效果。利用光柵可以避免相互間的干擾問(wèn)題，光柵上的開槽位置與檢測(cè)元器件的焊接位置一致。材料選用擋光性好，強(qiáng)度高，加工性好，薄的金屬薄板。

（4）壓力傳感器：壓力傳感器的量程決定輸液分析儀所能檢測(cè)的最大壓力，大于所檢測(cè)的輸液泵的泵壓和阻塞壓力。壓力傳感器的量程選用大于1MPa的。

（5）三通和兩通電磁閥：用于切換進(jìn)水和出水電磁閥的使用壓力不能太小，高于充滿液體玻璃管內(nèi)的壓力。

4 輸液分析儀的主要結(jié)構(gòu)

（1）切換閥的安裝結(jié)構(gòu)。有1個(gè)三通電磁閥2個(gè)兩通電磁閥。輸液分析儀進(jìn)水后，用三通電磁閥來(lái)回切換水分別進(jìn)入兩根玻璃管，使水充滿左邊玻璃管后切換到右邊玻璃管。2個(gè)兩通電磁閥分別用來(lái)排出兩根玻璃管的水。電磁閥安裝在一個(gè)固定塊上，此塊內(nèi)部有多道孔，用于水的進(jìn)出，此塊的材料選用防銹、加工性好的金屬塊或塑料塊。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，特別注意，每根玻璃管的進(jìn)水和出水是相通的，必須要在玻璃管的進(jìn)水處增加一個(gè)單向閥，確保玻璃管進(jìn)水時(shí)，只能從入水口處進(jìn)水，排水時(shí)只能從排水口排出，玻璃管內(nèi)的水不會(huì)倒流到入水口。

（2）玻璃管的安裝結(jié)構(gòu)。為節(jié)省檢測(cè)時(shí)間，需用2根玻璃管互相切換檢測(cè)。在玻璃管的兩側(cè)有檢測(cè)電路板、檢測(cè)光柵、進(jìn)出水接頭。這些零部件安裝在一個(gè)長(zhǎng)條塊上，此塊內(nèi)部有多道孔，用于2根玻璃管進(jìn)出水，此塊材料選用防銹、加工性好的金屬塊或塑料塊。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮玻璃管的安裝方法及密封性。玻璃管從頂部穿入，玻璃管上有密封裝置，與長(zhǎng)條塊的上下孔內(nèi)壁配合壓縮密封。在加工長(zhǎng)條塊時(shí)，要嚴(yán)格控制孔內(nèi)壁的粗糙度，上下孔的同軸度。

5 輸液分析儀的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

（1）用傳統(tǒng)阻塞檢測(cè)方法測(cè)得阻塞報(bào)警值和輸液分析儀檢測(cè)阻塞報(bào)警值對(duì)比檢測(cè)條件：某品牌輸液泵、某品牌的輸液器、檢測(cè)速度25ml/h、壓力表（量程0.6Mpa）、輸液分析儀用傳統(tǒng)方法測(cè)得阻塞報(bào)警值如表1，用輸液分析儀測(cè)得阻塞報(bào)警值如表2。

（2）用傳統(tǒng)精度檢測(cè)方法測(cè)得精度和輸液分析儀檢測(cè)精度對(duì)比。檢測(cè)條件：某品牌輸液泵、某品牌輸液器、某一檢測(cè)速度（10ml/h、200ml/h、1000ml/h）、天平（量程500g）、輸液分析儀、溫度25℃

用天平測(cè)得輸液精度如表3，用輸液分析儀測(cè)得輸液精度如表4。

6 結(jié)論

通過(guò)以上輸液分析儀的工作原理、結(jié)構(gòu)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以看到，用輸液分析儀檢測(cè)輸液泵的阻塞和精度，具有模塊化、操作簡(jiǎn)單、精度高、節(jié)省時(shí)間、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，且有效的標(biāo)定和檢測(cè)輸液泵輸液精度，輸液分析儀的使用具有現(xiàn)實(shí)意義。在設(shè)計(jì)中尚存在著不足，對(duì)某些方面的細(xì)節(jié)考慮還有著一定的欠缺，需要進(jìn)一步的提煉與改善。

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作者簡(jiǎn)介：薛秀英（1985-），女，山西大同人，本科，工程師，主要從事醫(yī)療器械的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)工作。