医用滴液电子眼的设计

徐春雪 赵亚文 赵洪严 牛卫鸿 秦云凤

（白城师范学院，吉林 白城 137000）

随着社会的不断进步，人们对医疗水平的发展越来越重视，快捷高效的医疗设施可以有效促进医疗环境的提升和医患关系的稳定。而目前市场上所使用的医用输液装置，是事先配成套的，没有精确的监测装置，由护士手动粗略实现滴液流速的控制，且需要不断观察滴液瓶的状态，若未及时换药或拔针头,会造成空气栓塞、凝血堵针头等情况,轻则造成病人不适,重则会严重危及其生命,发生不可弥补的医疗事故。

为了给医护人员及患者提供更加方便、安全的输液环境，一种可重复使用输液监测装置——医用滴液电子眼应运而生。

一、系统功能与结构

（一）结构设计

关于此产品的设计方法有关的专利很多，其中有插入电极法、电容法、微波法和光电法等，但也存在各自的缺点，有的可靠性差，有的装置过于复杂，有的需要改变现状输液过程，有的需要接触液体，容易造成污染。例如：探针报警由于需要接触药液会造成不安全隐患；管压报警对输液架高度和输液器的要求过严而造成压力变化波动大，容易发生误报、漏报现象。

经过深入调查研究，充分考虑到在输液中可能出现的各种细节问题，通过创新和改良，使产品有稳定的性能和更高的精确度，我们将打造一款应用性极高的医用滴液电子眼，能够做到实时监测、同步数据显示、警报提醒等功能。医用滴液电子眼的硬件设计主要由51 单片机作为主控器件，外围传感器包括液位检测模块、微小流量模块、显示模块以及报警模块组成。各部分硬件之间的控制及功能的实现通过软件应用程序，由C 语言进行编程实现。通过无线网络传输至护士站PC 端的监控管理系统,PC 端监控管理系统同时可根据房间号及床位号对多名患者进行实时监护,达到多患者输液过程实时高效率监控的目的，设计新颖，安全可靠。系统总体设计结构如图1-1 所示：

（二）本系统是一个自动监测系统，具有如下功能

（1）能够满足医院所有住院输液病人输液速度的监测,并对储液瓶中剩余的药液进行监测。

（2）医用滴液电子眼既可以单独使用，也可以配合医院护理中心监控系统联合使用。

（3）单独使用时，液位达到指定的极限值就会发出声音进行报警，例如“Bi、Bi”报警提示声；提醒病人、医生来处理病人输液事务。

（4）当配合总机无线传输信号使用时，病人输液完毕，可自动向护士站发出警报信号，并语音报“XX 号输液完毕”，在护士站的PC 端显示信息，提示医务人员处理。其工作原理如图1-2 如下：

二、液位检测模块

利用非接触式液位传感器作为液滴检测器件，将传感器固定在储液管壁指定高度，若液面高度低于设定高度时，非接触式液位传感器将信号传送至单片机内，单片机再经过有源蜂鸣器转变为声信号发出提醒。

三、滴速检测模块

药液滴速的信息采集依靠于钳夹式微小流量传感器，传感器固定在输液滴壶两侧，有药液滴下时，传感器接收信号传输至51 单片机内，单片机将传感器检测到的数据进一步传送输出,显示到护士站的PC 监控端。

四、报警模块

当输液瓶药液液面低于设定的极限值时，非接触式液位传感器检测到信号，传送给51 单片机，单片机输出信号传输给蜂鸣器，蜂鸣器发出警报声提醒患者及医护人员。本产品选用有源蜂鸣器来实现此功能，可通过延时函数实现蜂鸣器报警声音的长短音控制。

五、显示模块

护士站的PC 监控端，负责接收无线接收器的数据，显示在显示屏上，护士只需根据提醒做相应处理即可。显示终端显示病人的主要信息有：病房号、床位号、药液滴速等。

本产品运用非接触式设计概念，在主控模块和各种传感器模块的配合下实现了对静点过程中滴液速度和液位的监测。不接触药液，安全卫生，适用于各种颜色的药液，结构简单，体积小，重量轻，可以让每瓶药液的使用效率最大化，不浪费药液，体现了节约的理念，且有效地保证了医务人员工作时间安排的合理性和患者就医体验的舒适度，具有较高的实用价值和经济效益。