醫用滴液電子眼的設計

徐春雪 趙亞文 趙洪嚴 牛衛鴻 秦云鳳

（白城師范學院，吉林 白城 137000）

隨著社會的不斷進步，人們對醫療水平的發展越來越重視，快捷高效的醫療設施可以有效促進醫療環境的提升和醫患關系的穩定。而目前市場上所使用的醫用輸液裝置，是事先配成套的，沒有精確的監測裝置，由護士手動粗略實現滴液流速的控制，且需要不斷觀察滴液瓶的狀態，若未及時換藥或拔針頭,會造成空氣栓塞、凝血堵針頭等情況,輕則造成病人不適,重則會嚴重危及其生命,發生不可彌補的醫療事故。

為了給醫護人員及患者提供更加方便、安全的輸液環境，一種可重復使用輸液監測裝置——醫用滴液電子眼應運而生。

一、系統功能與結構

（一）結構設計

關于此產品的設計方法有關的專利很多，其中有插入電極法、電容法、微波法和光電法等，但也存在各自的缺點，有的可靠性差，有的裝置過于復雜，有的需要改變現狀輸液過程，有的需要接觸液體，容易造成污染。例如：探針報警由于需要接觸藥液會造成不安全隱患；管壓報警對輸液架高度和輸液器的要求過嚴而造成壓力變化波動大，容易發生誤報、漏報現象。

經過深入調查研究，充分考慮到在輸液中可能出現的各種細節問題，通過創新和改良，使產品有穩定的性能和更高的精確度，我們將打造一款應用性極高的醫用滴液電子眼，能夠做到實時監測、同步數據顯示、警報提醒等功能。醫用滴液電子眼的硬件設計主要由51 單片機作為主控器件，外圍傳感器包括液位檢測模塊、微小流量模塊、顯示模塊以及報警模塊組成。各部分硬件之間的控制及功能的實現通過軟件應用程序，由C 語言進行編程實現。通過無線網絡傳輸至護士站PC 端的監控管理系統,PC 端監控管理系統同時可根據房間號及床位號對多名患者進行實時監護,達到多患者輸液過程實時高效率監控的目的，設計新穎，安全可靠。系統總體設計結構如圖1-1 所示：

（二）本系統是一個自動監測系統，具有如下功能

（1）能夠滿足醫院所有住院輸液病人輸液速度的監測,并對儲液瓶中剩余的藥液進行監測。

（2）醫用滴液電子眼既可以單獨使用，也可以配合醫院護理中心監控系統聯合使用。

（3）單獨使用時，液位達到指定的極限值就會發出聲音進行報警，例如“Bi、Bi”報警提示聲；提醒病人、醫生來處理病人輸液事務。

（4）當配合總機無線傳輸信號使用時，病人輸液完畢，可自動向護士站發出警報信號，并語音報“XX 號輸液完畢”，在護士站的PC 端顯示信息，提示醫務人員處理。其工作原理如圖1-2 如下：

二、液位檢測模塊

利用非接觸式液位傳感器作為液滴檢測器件，將傳感器固定在儲液管壁指定高度，若液面高度低于設定高度時，非接觸式液位傳感器將信號傳送至單片機內，單片機再經過有源蜂鳴器轉變為聲信號發出提醒。

三、滴速檢測模塊

藥液滴速的信息采集依靠于鉗夾式微小流量傳感器，傳感器固定在輸液滴壺兩側，有藥液滴下時，傳感器接收信號傳輸至51 單片機內，單片機將傳感器檢測到的數據進一步傳送輸出,顯示到護士站的PC 監控端。

四、報警模塊

當輸液瓶藥液液面低于設定的極限值時，非接觸式液位傳感器檢測到信號，傳送給51 單片機，單片機輸出信號傳輸給蜂鳴器，蜂鳴器發出警報聲提醒患者及醫護人員。本產品選用有源蜂鳴器來實現此功能，可通過延時函數實現蜂鳴器報警聲音的長短音控制。

五、顯示模塊

護士站的PC 監控端，負責接收無線接收器的數據，顯示在顯示屏上，護士只需根據提醒做相應處理即可。顯示終端顯示病人的主要信息有：病房號、床位號、藥液滴速等。

本產品運用非接觸式設計概念，在主控模塊和各種傳感器模塊的配合下實現了對靜點過程中滴液速度和液位的監測。不接觸藥液，安全衛生，適用于各種顏色的藥液，結構簡單，體積小，重量輕，可以讓每瓶藥液的使用效率最大化，不浪費藥液，體現了節約的理念，且有效地保證了醫務人員工作時間安排的合理性和患者就醫體驗的舒適度，具有較高的實用價值和經濟效益。