输液器的智能化技术方案分析

解大琴 于欣言

输液是医院常用的治疗手段，传统的输液方式主要通过手工操作及人工观测输液进度的方式来进行。实际过程中，由于病人自理能力差、护士工作量大等问题，会带来输液速度过快、回血和输液结束未及时拔针等安全隐患，引发医患矛盾。本文对输液方式向智能化演进的方向进行了分析，并提出了智能化输液的实施方案。

设计结构

输液是通过输液器使药物直接进入人体静脉。常见的一次性输液器可以分为8个部分：分别为针尖保护盖、针柄、针座、软管、流量调节器、滴壶和封盖，如图1所示。

本文提出了一種智能化输液装置，该智能输液检测报警装置主要包括4个模块，分别是：液滴检测模块、回血检测模块、远端无线报警模块和输液流量自动调节模块。具体结构图如图2所示。

液滴检测模块

目前国内外常见的液滴检测技术有电极法、测重法、液面检测法和超声回波检测法等。每种方法都有各自的优缺点，本文采用的是输液滴速的检测装置，配合过对射式红外光电传感器。对射式光电传感器分为投光器和受光器两部分，正常工作时，投光器发出调制光，受光器接收，转换为电信号，具有非接触性测量、响应速度快、受环境影响小及测量精度高等优点。每一个水滴产生一个的不规则的负向脉冲，脉冲数目与水滴数目一一对应，单片机根据高低电平的变化来判断液滴的有无和对液滴的计数。

该模块安装在输液管滴壶上，通过红外对射传感器实现对液滴速度的检测。液滴速度的上限和下限可通过按键设置。每一滴液体滴下，这个指示灯就会亮一下，输液速度每分钟多少滴通过数码管显示。由于病人输液的速度不能过快或者过慢，所以通过3个按键来设置或更改速度的上下限，按一下设置可以设置液滴流速上限，这里初始设置的是80滴/min，可以按键加减调整。再按下设置液滴流速下限，这里初始设置的是20滴/min，也可以按键加减调整。当检测到的输液速度大于80滴/min或者低于20滴/min，蜂鸣器响、指示灯亮进行报警，提醒护士注意。

回血检测模块

当输液完成的时候，如果不及时拔掉输液针，就会造成回血现象，可以通过颜色传感器等方法来实现回血的检测。本设计采用的是对射式红外光电传感器。当被测体进入检测区时，光被遮挡，受光器无光可受.传感器输出电压改变。输出电压再通过电压比较转换变为高低电平，最后输入到单片机的IO中去，就会完成回血的自动检测。

该模块安装在输液管针柄附近的软管上，当检测到输液软管中出现非透明液体时，则认为发生回血。

报警模块

本设计的报警模块分为直接连接在单片机引脚上的声光报警模块和通过无线传输的远程报警模块。声光报警采用一个蜂鸣器与一个发光二极管实现声光报警，当液滴检测装置检测滴速不在预设值范围内或检测不到有液滴下落时，就会进行声光报警。

通过无线方式接收到液滴速度或回血报警，则触发蜂鸣器和指示灯进行报警。

输液流量自动调节模块

当输液完成时，要对输液流量进行自动调节，传统方法采用输液软管夹头的松紧程度来控制液滴流速，但是影响滴速夹松紧的因素很多，例如橡胶粘度与液体粘度以及弹簧的弹力等，所以精确性有待加强。本设计通过电机和流量调节器连接，输液完成后，通过调节电机来实现控制液滴流速的目的，通过电机来驱动输液流量调节器的滚轮，达到输液流控的自动调节。

本设计是一种智能输液报警装置，应用红外线光电输液计数传感器来检测输液的滴速并用数码管显示。当输液过快或过慢时，能够准确启动声光报警装置。当输液出现回血的时候，通过电机模拟流量调节器的转动，从而达到及时制止回血现象的功能。