智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)余量檢測及語音報警模塊設(shè)計

周紀(jì)鉉

摘要：本次課題是介紹一種新型的輸液報警系統(tǒng)，它能夠智能化地針對輸液的病人是否有出現(xiàn)血液回流現(xiàn)象以及輸液過程中藥瓶里藥液余量的監(jiān)控，當(dāng)兩種檢測對象都出現(xiàn)異常值時，系統(tǒng)都會進(jìn)行報警，讓醫(yī)護(hù)人員能夠及時趕到為病人進(jìn)行有效的處理以免發(fā)生其它危險。

關(guān)鍵詞：52單片機(jī);智能;余量檢測

【中圖分類號】R541 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ?【文章編號】1673-9026（2020）09-225-02

如今，醫(yī)療設(shè)備的機(jī)械化和智能化已經(jīng)越來越成為市場需求，目前很多城市的醫(yī)院經(jīng)常會出現(xiàn)患者人滿為患、醫(yī)護(hù)人員人手不足、病人血液回流狀況。如果有一種設(shè)備能夠在病人輸液（打點滴）的時候能對輸液過程中藥液剩余量，以及輸液管中是否有出現(xiàn)血液回流現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)這些檢測值出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)之后能夠?qū)︶t(yī)護(hù)人員做出及時的報警以提醒他們做出相應(yīng)措施，以免病人在輸液過程中出現(xiàn)危機(jī)時處理而造成的生理乃至生命危險。

1輸液報警系統(tǒng)總體方案設(shè)計

1.1血液回流檢測原理

光電傳感元件利用紅外發(fā)射管和紅外接收管，將這個兩個元件分別置于輸液管的兩側(cè)之后，紅外發(fā)射管發(fā)射紅外光信號，光線透過漏斗被紅外接收管接收，當(dāng)有出現(xiàn)血液回流現(xiàn)象時，經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光也因為血液的遮擋或者反射作用產(chǎn)生變化，從而影響了紅外接收管部分所接收到的紅外光[1]。原理流程上相對簡單，由光電檢測元件檢測到的光信號發(fā)生變化之后會直接傳輸?shù)较到y(tǒng)終端，系統(tǒng)設(shè)置好的軟件程序?qū)怆娫杉男盘栠M(jìn)行判斷處理，當(dāng)出現(xiàn)與系統(tǒng)設(shè)置的初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，系統(tǒng)將會對其進(jìn)行報警處理。

1.2余量檢測原理

STC90C52R單片機(jī)作為電子秤的控制核心，能夠完成稱重功能，其測量范圍設(shè)置為0到5Kg，經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)該設(shè)備測量數(shù)據(jù)的誤差基本維持在±0.005Kg的范圍內(nèi)，除此之外，它擁有語音報數(shù)的功能，并且可以增加鬧鐘功能[2]。本文設(shè)計的系統(tǒng)在實際測量數(shù)據(jù)的時候還可以實現(xiàn)超量程報警。

2輸液報警器裝置的硬件設(shè)計

2.1按鍵模塊

使用獨立按鍵的設(shè)計，各按鍵之間相互不影響，編程起來比較容易。通過按鍵可以進(jìn)行對測量儀器開關(guān)，液體體積的設(shè)定，液體類型選擇。如圖2-1所示。

2.2報警模塊

2.2.1血液回流報警模塊

將接口接于單片機(jī)，當(dāng)病人出現(xiàn)回血時，會促使單片機(jī)通訊出現(xiàn)中斷，通過回路輸出報警進(jìn)而提醒醫(yī)生和病人要立即采取完善的應(yīng)急措施，盡可能防止危險事故的產(chǎn)生，全面地確保病人安全[3]。報警電路如圖2-2與圖2-3。

2.2.2余量檢測報警模塊

如圖2-4連接好單片機(jī)后，當(dāng)藥液的余量少于設(shè)定好的初始值，系統(tǒng)會檢測到并進(jìn)行報警處理。

2.3顯示模塊

2.3.1數(shù)碼管選擇

本系統(tǒng)使用MAx7219/MAx722串行接口8位LED顯示驅(qū)動器，該驅(qū)動器屬于一種集成程度較高的共陰極顯示驅(qū)動器，一方面它能夠在和微處理器進(jìn)行連接的狀態(tài)下完成與8位數(shù)字的顯示，另一方面還能實現(xiàn)條線圖的顯示。與之搭配的四線串行接口支持和市面上連接主流的微處理器連接，并且所有的數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)自動尋址更新。

2.3.2數(shù)碼管引腳功能介紹

數(shù)碼管引腳功能如表2-1所示。

2.3.3數(shù)碼管的連接方式

數(shù)碼管與單片機(jī)的連接方式如圖2-5。

3輸液報警系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1顯示模塊

一個數(shù)碼管由由八個發(fā)光二極管組成，其實際導(dǎo)通的方向永遠(yuǎn)是保持恒定的（通常來說導(dǎo)通電壓一般都在1.7V）。這八個發(fā)光二極管可以有兩種類型公共端，分別是共陽極以及共陰極。其中共陽極代表著這八個發(fā)光二極管的正極同時與高電平連接，另外一側(cè)則分別接地;而共陰極代表著是這八個發(fā)光二極管與低電平連接，另外一側(cè)則與高電平連接。

3.2按鍵模塊

如圖3-1所示，系統(tǒng)初始化后通過按鍵控制設(shè)定液體的體積調(diào)整報警條件，在程序中設(shè)定好以后，當(dāng)傳感器檢測到達(dá)設(shè)定的體積和濃度情況進(jìn)行報警。

3.3 ?聲光報警模塊程序

血液回流的報警的流程原理相對簡單，直接設(shè)置光電元件對測試部位的光線變化的捕捉直接傳送到終端即可產(chǎn)生警報。

void count（） ???????//計算函數(shù)

{

buzz=1; ?????????//關(guān)閉報警

flag=0;

}

if（huixue==1） ??????//無回血時

BJ_LED=1; ??????//關(guān)閉回血指示燈

}

}

4輸液報警調(diào)試

保證機(jī)器充電2小時以上，盡量讓機(jī)器保持垂直懸掛，然后按下開機(jī)鍵。

然后再輸入液體體積（毫升），按下左側(cè)綠色按鈕為增加100ml，按下右側(cè)綠色按鈕為增加50ml。

選擇好液體體積后按確認(rèn)鍵繼續(xù)，如按錯，可按返回鍵重設(shè)液量。

在設(shè)置完液體體積后，對液體種類進(jìn)行選擇（葡萄糖、氯化鈉）。

如要選擇葡萄糖溶液，則按下左側(cè)黃色按鈕，按多次該按鈕，選擇葡萄糖溶液的濃度;按右側(cè)黃色按鈕為選擇氯化鈉溶液，然后按多次該按鈕，選擇氯化鈉溶液的濃度。

血液回流檢測模塊，我們試著將不透光的物體放在圖4-1中兩個二極管之間，因為紅外接收管接收的紅外線受到了影響，從而產(chǎn)生了報警。

測量試驗結(jié)束，硬件的功能滿足系統(tǒng)的基本所需，但是同時也不可避免的存在一些誤差。（1）測量儀以及被測物體懸掛的垂直與否決定了測量的準(zhǔn)確值，因為在實際應(yīng)用中測量儀和藥瓶懸掛有時候會接觸到墻壁、鐵架從而影響了垂直方向的數(shù)值測量。（2）藥瓶的藥液晃動也會影響測量的準(zhǔn)確值，所以在實際測量時需要保證藥瓶的靜止。

總結(jié)

智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)藥液余量的檢測，我們采用的是壓力傳感原理，將藥瓶置于傳感器上后，藥瓶和藥液由于重力的作用下對傳感器產(chǎn)生一個向下的壓力，在輸液的過程中，隨著藥液輸送到病人的體內(nèi)，藥瓶對傳感器產(chǎn)生的壓力也會逐漸減少，通過采用壓力的傳感器與藥瓶初始的壓力做對比，采用一個百分比的形式顯示的原理來對藥液余量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)測量的數(shù)據(jù)少于初始設(shè)定值時，系統(tǒng)也會進(jìn)行報警處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]龐華容，郭玲，萬紹平，等.智能輸液監(jiān)控管理系統(tǒng)的質(zhì)量評價與分析[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2020，017（003）：143-147.

[2]郭玲，萬紹平，王國蓉，等.國產(chǎn)重力輸液過程智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2019，40（01）：106-109+114.

[3]曾雙雙，王棟，劉萬里，etal.基于“醫(yī)-藥-護(hù)”預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)的合理安全輸液整合管理實踐[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志，2019，039（007）：746-751.

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