远程输液监控与自动报警器的初步设计

王进霞　王浩

摘 要：本设计是一款远程输液监控与自动报警系统。运用传感器和单片机等，对病人的输液过程进行全程监控，当输液将要完成时自动发出报警声，提醒医护人员及时前来处理，能有效减轻医护人员和陪护人员的劳动强度，又能最大限度地利用药液。此仪器适用于各种颜色的药液，而且结构简单，体积小，重量轻，体现简约理念。该新型便捷式输液报警控制器反应灵敏，安全可靠，没有电磁辐射干扰，对病人身体没有伤害，更重要的是它的检测控制装置，不接触药液，安全卫生，让人能更放心。该产品不影响患者走动，便于随处移动。这种新型输液报警装置让每瓶药液充分输尽，不浪费药液，体现节约理念。

关键词：便捷；安全；智能；卫生；节约

1 研究的背景和意义

静脉输液的技术起源于公元16世纪，是一种利用液体静压原理使液体下滴，经静脉输入大量无菌溶液或药物的治疗方法。经过四百年的发展逐渐形成了完整的理论体系，成为最直接，最常用，最有效的治疗手段之一，在我国临床应用非常广泛。静脉输液技术推行极大地提高了临床治疗的效率，然而大量的病人同时输液，护士的工作压力甚大，而且一旦产生疏漏，没有及时换药，会给病人身体带来不必要的伤害。另外病人往往一次需要输液多瓶，现有的做法是每输完一瓶药水，护士就需要更换新的输液瓶，多次更换药瓶，不仅加大了护士的劳动强度，影响了护士的工作效率，而且病人需时常注意输液进度，加重病人的心理负担，不利于病人休养身体。另外在静脉输液的过程中，需要根据输注的药物和患者的病情对输液进行实时监控。目前，普遍采用人工方式进行监控，对病人来说，存在很多潜在的危险。当输液瓶中的药液输完或药液发生堵塞时，医护人员若未能及时处理，就会发生回血或其他危险，给病人造成痛苦甚至发生医疗事故。因此，我们需要医用输液报警器的设计和投入应用来有效的解决这个问题。

该报警设备具有很强的专业性，有很大的市场，无论是目前的现状，还是展望未来，研制一套低成本的输液报警设备，实现输液护理工作的自动化、智能化，对提高医院的医疗效率和质量，降低护理强度，减少护理人数，杜绝医疗事故的发生，促进国家经济建设提高社会效益都有着积极的意义。

2 系统方案

本系统主要由监控端和主机端两部分组成，监控端主要负责对液体的液面进行监测，不断与系统设定的最低值进行比较，并将监测数据发送给主机端；主机端主要负责不断的将接受到的数据进行分析，并根据相应的情况作出响应。

⑴将两个有光电传感器的控制电路装置直接安装在点滴液瓶和点滴管上，通过红外检测原理，感应液体体积。⑵装置夹装在输液管上，不与输液接触。操作简单，使用方便，也可用于输血报警。⑶采用89C51单片机，工作电压在3.4V-5.5V，工作频率可达40Mhz，功耗低，抗干扰能力强，而且具有支持在系统可编程（ISP）。⑷蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此要增加一个电流放大的电路。通过一个三极管来放大驱动蜂鸣器。

3 实现原理

⑴利用红外光电检测原理检测输液瓶内液面。将特制的红外光电传感器紧靠输液瓶口卡于输液管上，瓶内液体未完用的情况下，管内充满液体时，光电传感器发光管发出的光线可直接射于对面的光敏接收管上，接收管处于导通状态；当瓶内液体用完液面下降到输液管中时，由于毛细现象及管内液体层流作用，液面将向下凹陷，发光管发出的光线将在弯曲液面上发生几次折射，致使光敏接收管失去光照而截止；当液面通过光电传感器后，光线又可直通照射光敏接收管。接收管恢复导通状态。这样，在瓶内药液输完，液面通过光电传感器时，光敏接收管将经历一次导通一截止一导通的状态翻转，这便是输液完成信息。⑵将感应系统感应出的信号传输到单片机中。对单片机进行编程，以便实现相应的功能。输液完成信息的处理将所提取的输液完成信号，经简单处理（脉冲整形）后去触发声光报警电路发出声光报警。⑶通过串口与监控室主机通信，语音播报“xx输液完毕”。

4 当前市场状况及市场前景分析

该输液报警器具有广阔的市场前景并能产生巨大的社会效益。目前医院现状普遍是护士少病人多，有的大型医院1个护士需要同时照顾几十个床位的病人，繁重的工作给护理人员带来沉重的负担，而该自动报警系统能使病人安心治疗，很大程度上减轻了医护人员的工作强度，使医院具有明显的竞争优势。据初步估计我国县级以上医院有15000多家，一般床位数在600到1000左右，另外急救门诊等也进行大量的输液治疗。按保守估计平均每家医院每天有700个住院病人这其中有80%的人需要输液，则每天全国约有840万人接受输液治疗。按每家医院至少需要600个输液报警器。

受惠于中国政府医疗改革以及居民对健康保健的重视，未来几年内，各种新型的、智能化的医疗器械将会有无尽的前景。该输液报警器售价预计28元人民币左右，则该产品的市场容量至少在2.5亿元人民币以上，具有很好的市场优势。另外，据了解，该产品在国际市场也有销路，目前俄罗斯、我国台湾、以及东南亚等地已对该产品表示了浓厚的兴趣。

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