光电监控技术在智能医疗中的应用探讨

赵 明 天津职业技术师范大学 天津 300222洛阳铁路信息工程学校 河南洛阳 471000



光电监控技术在智能医疗中的应用探讨

赵 明 天津职业技术师范大学 天津 300222
洛阳铁路信息工程学校 河南洛阳 471000

【文章摘要】

目前，对输液医疗进行处理的过程中，很多医院使用的还是人工的方式。这种方式比较落后，不仅不能满足精确度的要求，而且经常出现输液反常、不能及时发现完成输液的情况，这些会导致严重的医疗事故。进入新世纪后，信息化技术发展速度不断加快，这在数字化医疗发展过程中起到了极大的促进作用，让医疗的智能化水平不断提升。不仅让医院实现了信息化管理，也让医疗事务全面走向智能化、人性化。在这样的大背景下，笔者在文中就主要在输液中使用光电监控技术进行深入的探讨。

【关键词】

数字医疗；光电监控；智能输液；信息化

就当前的实际情况而言，护士人工管控的方式是当前医院在对病人进行输液过程中使用的主要方式，也就是说输液的速度由护士人工进行调整。要是滴定的过程中出现异常亦或者完成输液后，护士没有及时的发现并采取措施，就会造成凝血、血管冲入空气等情况。轻则让医疗契机耽误，重的会导致医疗事故。当前临床上使用的输液器械比较单一，结构也较为简单，几乎谈不上智能化，笔者认为输液监控系统是最佳的选择，笔者在本文中就其进行深入的研究。

1 系统总体方案设计

组成智能输液管理系统的主要是现场监控点、网络系统、PC机主控等多个模块。无线网接入技术是系统所支持的，对节点和总节点进行控制的是主机，以便于智能化的输液控制得以实现。无线网络实现节点和总节点之间的通信，这让行程的监控系统具有较强的分布式。其工作过程为：红外信号由输液现场的节点管理器发射，对发自传感器的信息进行接收，通俗的讲就是对输液瓶中的液体位置、输液的速度等信息利用传感器进行采集。单片机系统对一组输液节点进行集中地管理是现场监控子节点的管理方式，并分析和处理采集到的实施信息。以采集到的信息为基础单片机自动的控制节点输液器的滴定速度，实现这一操作需要借助步进电机。和设定的液位相比较，一旦输液瓶中的液位定于此值，系统就会进行警报操作，或者是播放具有提醒性质的音乐，以便于护士等人员采取行动。每个现场监测节点控制系统对输液信息进行实时的收集并借助无线网络向输液监控总点传输，在USB接口帮助下实现上位机系统和总结点之间的联系。A T89C51单片机是该系统在总节点上使用的单片机，相对来讲一般的计算机就可以充当上位机的角色，总站的控制器和上位机进行数据交换的方式与上位机和总节点通信的方式一样，都是采用USB接口，在计算机前医护工作者可以监控和管理全部的输液子站。

2 系统设计与原理

就单独的输液监测站来讲，其采集输液信息（输液速度、液位等）的技术为光电检测。具体上讲，使用三极管或者二极管等器件当成发射/接收管在滴定瓶上安装。由发生管发射的信号在穿过输液瓶后被三极管接收，然后形成可以转换为电流信号的光电信号。当滴定的速度过快时，发射信号的二极管就会变得衰弱，会形成弱化三极管光电信号的作用。只有对三极管的输出电流进行检测，然后转换为脉冲信号，就可以获取比较精确的输液熟读，然后再次根据分析、处理变换成新的输液速度。同样，检测液位的原理也和此有相似之处。当输液瓶的液位下降到警戒线下方后，红外线就会完全穿透，这样会急剧的改变电压信号，让其出现较大的改变（跳变），此时有单片机组成的控制系统就会向输液节点产生警报，让警报系统发出警报声音。

该系统控制步进电机的是单片机系统，其也会对节点现场进行监控，进步电机对输液瓶的液面高度进行检测以便于输液速度的调节；同时，医护人员还可以通过键盘进行自定义输液速度，在显示器上显示实时的输液速度；一旦输液瓶中的高度低于预定的高度，单片机就会对步进电机进行驱动，转变成改变输液速度的信号。该系统极大的方便了医护人员，具有很好的效果。

3 智能输液控制系统设计

3.1主要硬件模块设计

组成智能输液监管系统的模块主要有：现场节点控制设施、节点总站控制系统、计算机主机等。详细的讲，我们可以细化为对应的模块：检测输液的电路、检测输液瓶内液位的电路、有步进电机调控的电路、警报电路、显示控制电路等等。笔者在本文中主要以步进电机控制的电路为例对其控制的原理进行详细的介绍。第一，控制旋转角度要以步进电机的脉冲数量为主，对电机的转动度数、输液瓶下降的速度之间的数学关系进行控制。然后对转动角度使用分段检测的形式进行，最后，对电机转动的方向和角度进行确定的是由AT89C51组成的单片机系统，驱动电路让电机转动，完成预定的角度。

3.2软件系统设计

智能化输液系统的核心是软件系统，没有软件系统做基础医护人员就无从操作。对输液瓶的数据信息进行采集的是现场监控管理系统，在节点总站之间互换信息，与此同时护士可以直接的对输液过程管控进行操作。在现场进行监控节点的软件的具体功能主要有：检测滴定的速度、设置滴定的速度、检测输液瓶中的液位、控制步进电机、驱动警报等。在初始化程序后，输液现场监控子系统开始对键盘的状态进行检测，在对输液速度进行检测的同时又控制速度，不仅如此还会对输液的速度进行数字化的显示；检测到的输液速度对比预设的输液速度，来对电机的运转速度进行调整，实现控制输液速度的目的。以中断的方式对硬件进行控制是现场节点控制软件的控制方式，当二极管光信号检测到液滴的时候，就会把中断处理程序激活，对输液的速度进行技术检测，然后把新的输液速度显示出。要是没有完成输液，系统会处于软中断，要是输液完成，系统就会触发警报系统，进行报警。

4 结束语

在医疗控制和管理中运用光电监控技术，可以管控多点输液，对多个病人的输液进行统一的管控和管理，使用该系统不仅可以有效地提升医疗人员的工作环境，更会杜绝潜在医疗事故的发生，让医护人员从繁重的劳动中解放出，医疗管理的智能化、信息化水平有效的提升。未来，信息化在医疗系统上的发展的方向必然会是智能化医疗，对此进行研究会极大地提升医疗的水平，极大的促进国内医疗卫生事业的发展，为人们的身体健康做出更大的贡献。

【参考文献】

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[4]陈景波,杨放.一种基于高速数据采集卡的虚拟示波器开发[J].电子设计应用，2005(11)