一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，包括：監(jiān)護終端、布放于病區(qū)的若干Zigbee路由器、內(nèi)置Zigbee接收模塊的病區(qū)一體機、用于顯示病區(qū)一體機接收到的信息并具有提醒功能的監(jiān)控屏幕。有益之處在于：本實用新型的智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，監(jiān)護終端自動采集輸液數(shù)據(jù)，然后無線發(fā)送給后臺數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控屏幕則顯示接收到的輸液狀況，方便醫(yī)護人員直觀地監(jiān)測輸液過程，當(dāng)輸液余量不足一定值時，智能地動態(tài)提醒或者語音提醒，以便及時處理，降低了醫(yī)護人員勞動強度、節(jié)約人力、提高了病人滿意度，而且功耗低、響應(yīng)快、精度和可靠性都很高，具有極高的市場價值。
【專利說明】一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，具體涉及一種能夠提高醫(yī)護人員的工作效率、同時使患者放松的輸液監(jiān)護系統(tǒng)，屬于醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]智慧醫(yī)院是智慧城市創(chuàng)建中的重要環(huán)節(jié)，其中，安全輸液是醫(yī)院護理部門日常工作中的重中之重。目前，國內(nèi)醫(yī)院普遍使用基于重力原理的普通輸液器，這種輸液器完全依靠病人或護士監(jiān)控輸液情況，經(jīng)常因為輸完后沒有及時處理造成回血等問題而引起醫(yī)患糾紛。而且，輸液過程中病人不敢休息，護士也需來回奔波隨時監(jiān)控輸液情況。
[0003]為了減輕護士工作，國內(nèi)也陸續(xù)開發(fā)出了一些輸液監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)有輸液監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過紅外技術(shù)或者光電采樣技術(shù)監(jiān)控儲液管內(nèi)的液體下滴情況，這類產(chǎn)品基本原理是監(jiān)控終端集成了光電發(fā)射和接收裝置，使用時終端需要掛在輸液管的儲液管上，當(dāng)液體不滴或者流速過慢時發(fā)出報警，有些產(chǎn)品還增加了自動阻斷輸液管裝置阻隔空氣。但是，這類產(chǎn)品有幾個致命缺陷導(dǎo)致其無法得到真正推廣:1、發(fā)出報警時已經(jīng)輸液完畢，無法做到預(yù)警，護士一般來不及處理，同樣會導(dǎo)致回血等現(xiàn)象，本質(zhì)上來說，和現(xiàn)有病人自己打鈴報警沒有區(qū)別，實用性不大；2、可靠性低，光電采樣裝置易受外界環(huán)境干擾，尤其在陽光直射情況下波動很大，準(zhǔn)確性差，經(jīng)常誤報；3、護士每次輸液都要將此設(shè)備夾到輸液管上，額外增加了護士的勞動強度，遭遇護士的抵觸；4、網(wǎng)絡(luò)通信都采用有線聯(lián)網(wǎng)或者WIFI等方式，需要外接電源供電，每個病房需要布線，施工打擾病人休息，不可能大規(guī)模推廣。
[0004]在通信方式上，目前國內(nèi)輸液監(jiān)控系統(tǒng)都采用WIFI或者433MHz無線通信技術(shù)，如果使用WIFI，將受到很大程度的制約，因為國內(nèi)醫(yī)院WIFI覆蓋用于醫(yī)生查房和護士 PDA應(yīng)用剛剛起步，80%的醫(yī)院還沒有做到病區(qū)的無線覆蓋。單獨為輸液監(jiān)控布無線網(wǎng)絡(luò)是不現(xiàn)實的，而且WIFI無法做到低功耗，必須使用外接電源，又帶來病房布線的問題。使用433Mhz無線通信技術(shù)最大的問題在于不支持自組網(wǎng)，沒有路由的概念，只支持點對點通信，如果一個中繼節(jié)點有問題就會影響一片終端，可靠性較低。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種精度高、功耗低、抗干擾、可靠性高、響應(yīng)快、降低醫(yī)護人員工作強度同時提高病人舒適度的智能輸液監(jiān)護終端。
[0006]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0007]一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，包括:監(jiān)護終端、布放于病區(qū)的若干Zigbee路由器、內(nèi)置Zigbee接收模塊的病區(qū)一體機、用于顯示病區(qū)一體機接收到的信息并具有提醒功能的監(jiān)控屏幕；所述病區(qū)一體機包括一個后臺數(shù)據(jù)庫，所述監(jiān)護終端由稱重壓力感應(yīng)器、AD轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、中央微處理器MCU、顯示模塊、程序配置按鍵模塊、外部狀態(tài)寄存器、Zigbee無線發(fā)射模塊組成，所述稱重壓力感應(yīng)器接收到輸液袋重量后將重量信息發(fā)送給AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號發(fā)送給MCU，MCU內(nèi)部程序?qū)π盘栠M行算法處理后通過顯示模塊在監(jiān)護終端顯示，同時通過Zigbee無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送后臺數(shù)據(jù)庫，電源模塊為稱重壓力感應(yīng)器、顯示模塊、無線發(fā)射模塊供電，程序配置按鍵模塊和外部狀態(tài)寄存器均連接到中央微處理器MCU，以提供配置功能。
[0008]優(yōu)選地，每個病區(qū)布放3-5個接收數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)發(fā)的Zigbee路由，通過自組網(wǎng)方式實現(xiàn)自動路由。
[0009]前述稱重壓力感應(yīng)器為微秒級快速打開的高精度感應(yīng)器，精度為0.1g,量程為3Kg0
[0010]前述稱重壓力感應(yīng)器采用電阻應(yīng)變式壓力感應(yīng)器，由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線組成，內(nèi)部電路采用惠更斯電橋。
[0011]前述監(jiān)護終端包括本體、用于與輸液架相連的上掛鉤和用于懸掛輸液的下掛鉤，所述本體設(shè)有顯示屏、開關(guān)復(fù)位按鈕和選擇按鈕，所述選擇按鈕便于操作者選擇液體類型。
[0012]前述監(jiān)護終端采用電池供電。
[0013]前述Zigbee接收模塊通過RS232與一體機通信。
[0014]本實用新型的有益之處在于:本實用新型的智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，監(jiān)護終端自動采集輸液數(shù)據(jù)，然后無線發(fā)送給后臺數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控屏幕則顯示接收到的輸液狀況，方便醫(yī)護人員直觀地監(jiān)測輸液過程，當(dāng)輸液余量不足一定值時，智能地動態(tài)提醒或者語音提醒，以便及時處理，降低了醫(yī)護人員勞動強度、節(jié)約人力、提高了病人滿意度，而且功耗低、響應(yīng)快、精度和可靠性都很高，具有極高的市場價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖；
[0016]圖2是本實用新型的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)的監(jiān)護終端的原理圖；
[0017]圖3是本實用新型的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)的監(jiān)護終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中附圖標(biāo)記的含義:1、本體，2、顯示屏，3、上掛鉤，4、下掛鉤，5、開關(guān)復(fù)位按鈕，
6、選擇按鈕。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0020]參見圖1，本實用新型的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，包括:監(jiān)護終端、布放于病區(qū)的若干Zigbee路由器、內(nèi)置Zigbee接收模塊的病區(qū)一體機、用于顯示病區(qū)一體機接收到的信息并具有提醒功能的監(jiān)控屏幕。監(jiān)護終端自動采集輸液數(shù)據(jù)，無線發(fā)送給病區(qū)一體機的后臺數(shù)據(jù)庫，然后護士站的監(jiān)控屏幕集中顯示病區(qū)所有床位的輸液狀況，通過圖形模擬整個輸液過程，并自動報警，比如最后15mL時屏幕動態(tài)提醒(如用突出的顏色顯示相應(yīng)床位)，最后5mL時語音提醒，減少護理人員的無效奔波而且起到了有效的提前預(yù)警。
[0021]其中，監(jiān)護終端是整個系統(tǒng)的一個核心部件，如圖2所示，由稱重壓力感應(yīng)器、AD轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、中央微處理器MCU、顯示模塊、程序配置按鍵模塊、外部狀態(tài)寄存器、Zigbee無線發(fā)射模塊組成。具體地，稱重壓力感應(yīng)器接收到輸液袋重量后將重量信息發(fā)送給AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號發(fā)送給MCU，MCU內(nèi)部程序?qū)π盘栠M行算法處理后通過顯示模塊在監(jiān)護終端顯示，同時通過Zigbee無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送后臺數(shù)據(jù)庫，電源模塊為稱重壓力感應(yīng)器、顯示模塊、無線發(fā)射模塊供電，程序配置按鍵模塊和外部狀態(tài)寄存器均連接到中央微處理器MCU，以提供配置功能。
[0022]本實用新型的一個關(guān)鍵之處在于監(jiān)護終端的測量是否足夠準(zhǔn)確，鑒于此，優(yōu)選采用微秒級快速打開的高精度感應(yīng)器，測量精度為0.lg，量程為3Kg，能夠滿足醫(yī)院的所有液體規(guī)格要求。工作過程中，稱重壓力感應(yīng)器準(zhǔn)確地測得液體重量，經(jīng)過濾波和去除毛刺，得到重量信息，并根據(jù)液體類型(如50mL、100mL、250mL、500mL塑料袋或者玻璃瓶、塑料瓶)減去相應(yīng)液體類型的毛重，得到當(dāng)前液體的凈重，持續(xù)采集即能夠得到液體重量隨時間的變化(流速)，每隔15s將流速、當(dāng)前重量、信號強度、電池電量、設(shè)備號、使用頻點等信息發(fā)給后臺數(shù)據(jù)庫。
[0023]感應(yīng)器作為監(jiān)護終端的重要部件，目前常用的有:電阻應(yīng)變式壓力感應(yīng)器、電容式壓力感應(yīng)器、壓電式壓力感應(yīng)器，由于本實用新型對穩(wěn)定性、精度、靈敏度和壽命均有較高的要求，所以采用電阻應(yīng)變式壓力感應(yīng)器，主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線組成，內(nèi)部電路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，電阻應(yīng)變片受到拉伸或壓縮應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化(增大或減小)，從而使電橋失去平衡，產(chǎn)生相應(yīng)的差動信號，供后續(xù)電路測量和處理。
[0024]參見圖3，監(jiān)護終端包括本體1、用于與輸液架相連的上掛鉤3和用于懸掛輸液的下掛鉤4，本體I上設(shè)有顯示屏2、開關(guān)復(fù)位按鈕5和選擇按鈕6，選擇按鈕6便于操作者選擇液體類型(由于醫(yī)院超過80%的輸液使用塑料袋，所以監(jiān)護終端默認的類型是塑料袋，并且能夠自動識別50mL、IOOmL等規(guī)格，如果是特殊的玻璃瓶或者塑料瓶，則需要手動通過選擇按鈕6進行選擇)。使用時只需將上掛鉤3掛在輸液架上，輸液懸掛于下掛鉤4上即可，對病人零打擾，而且護理工作也很簡單。進一步優(yōu)選，監(jiān)護終端采用電池供電，避免了在病房布線施工，更加容易推廣使用。需要說明的是，本發(fā)明的監(jiān)護終端為低功耗的，一般情況下一年更換一次電池即可。具體從以下幾個方面來實現(xiàn):采用低功耗Zigbee物聯(lián)網(wǎng)無線發(fā)送技術(shù)；采用進口 AD轉(zhuǎn)換芯片，AD轉(zhuǎn)換速度提升百倍，由于AD轉(zhuǎn)換工程中功耗較大，快速打開感應(yīng)器進行AD轉(zhuǎn)換處理完畢立即進入休眠狀態(tài)，大大減少了功耗；雖然采用較大尺寸的液晶屏，但功耗維持在很低水平；增加狀態(tài)存儲芯片，可以將系統(tǒng)狀態(tài)保存在芯片中，系統(tǒng)待機一小時后進入休眠狀態(tài)，此時關(guān)閉所有通信功能及顯示功能，需要使用時按喚醒鍵在幾毫秒就能打開進入工作狀態(tài)。整機在工作時不發(fā)送數(shù)據(jù)情況下電流在20微安，由此實現(xiàn)了低功耗。
[0025]在每個病區(qū)布放3-5個Zigbee路由，即可全部覆蓋所有病床，路由配置為轉(zhuǎn)發(fā)模式，接收數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)發(fā)，并通過自組網(wǎng)方式實現(xiàn)自動路由，增強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｂ酚刹挤藕唵危恍柙诓^(qū)走廊設(shè)置，不需要復(fù)雜施工，每個病區(qū)單獨組網(wǎng)，不受外部網(wǎng)絡(luò)條件限制，每個病區(qū)有單獨的網(wǎng)絡(luò)ID和工作頻點，防止相互干擾。
[0026]本實用新型的Zigbee路由在應(yīng)用中具有多個優(yōu)勢:
[0027](I)、低功耗。在低耗電待機模式下，2節(jié)5號干電池可支持I個節(jié)點工作6?24個月，甚至更長。這是Zigbee的突出優(yōu)勢。相同條件下比較，藍牙能工作數(shù)周，WiFi可工作數(shù)小時。本實用新型的Zigbee發(fā)射模塊設(shè)計了更加優(yōu)化的集成電路，在待機模式下整體電流在20微安左右。
[0028](2)、低速率。Zigbee 工作在 20 ?250kbps 的速率，分別提供 250 kbps (2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps (868 MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。本實用新型的使用終端與路由設(shè)備均工作在38400波特率下。
[0029](3)、短時延。Zigbee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需要3?10s、WiFi需要3 S。
[0030](4)、高容量。Zigbee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理，最多可組成65000個節(jié)點的大網(wǎng)。相對醫(yī)院環(huán)境而言，一般只需要2000個左右終端節(jié)點，完全可以滿足需要。
[0031](5)、高安全。Zigbee提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用訪問控制清單(Access Control List,ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES 128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。
[0032](6)、免執(zhí)照頻段。Zigbee使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段，915MHz (美國)，868MHz(歐洲)，2.4GHz(全球)。由于此三個頻帶物理層并不相同，其各自信道帶寬也不同，分別為0.6MHz，2MHz和5MHz，分別有I個，10個和16個信道。本實用新型的Zigbee產(chǎn)品工作在2.4GHz頻段。
[0033]病區(qū)一體機和監(jiān)控屏幕將監(jiān)護終端的信息接收并直觀地反映出來，方便護士工作站掌握全病區(qū)的輸液情況，知道每個床位病人的液體剩余量與剩余時間，優(yōu)選地，在液體小于15mL時屏幕動態(tài)提醒，小于5mL時語音提醒。同時，在系統(tǒng)開發(fā)過程中需要考慮將各種外界干擾因素引起的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定去除，如輸液管抖動、病人中途上洗手間、輸液管被病人壓在身下等等，所以每隔15s即進行一次輸液數(shù)據(jù)采集。
[0034]每個病區(qū)設(shè)置一臺病區(qū)一體機，內(nèi)置Zigbee接收模塊，內(nèi)部通過RS232與一體機同心，一體機上安裝SQL數(shù)據(jù)庫及集中監(jiān)控軟件，最終通過監(jiān)控屏幕方便護理人員快速了解病區(qū)輸液情況，而且病人也能夠放松休息，有助于減少病人按鈴呼叫，打造無鈴聲病房。
[0035]優(yōu)選地，監(jiān)控屏幕為多屏幕監(jiān)控，通過VGA分配器實現(xiàn)多路視頻信息的同時展示，可以支持一個病區(qū)4路視頻同時顯示。
[0036]綜上，本實用新型的智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)將最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、低功耗節(jié)能技術(shù)、智能采樣分析技術(shù)有機結(jié)合在一起，大大降低了護士的勞動強度、節(jié)省巡房護士、提高了病人滿意度，精度和可靠性均很高，對打造智慧醫(yī)院將產(chǎn)生巨大影響，形成了一個潛力巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，具有極高的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0037]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，包括:監(jiān)護終端、布放于病區(qū)的若干Zigbee路由器、內(nèi)置Zigbee接收模塊的病區(qū)一體機、用于顯示病區(qū)一體機接收到的信息并具有提醒功能的監(jiān)控屏幕；所述病區(qū)一體機包括一個后臺數(shù)據(jù)庫，所述監(jiān)護終端由稱重壓力感應(yīng)器、AD轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、中央微處理器MCU、顯示模塊、程序配置按鍵模塊、外部狀態(tài)寄存器、Zigbee無線發(fā)射模塊組成，所述稱重壓力感應(yīng)器接收到輸液袋重量后將重量信息發(fā)送給AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號發(fā)送給MCU，MCU內(nèi)部程序?qū)π盘栠M行算法處理后通過顯示模塊在監(jiān)護終端顯示，同時通過Zigbee無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送后臺數(shù)據(jù)庫，電源模塊為稱重壓力感應(yīng)器、顯示模塊、無線發(fā)射模塊供電，程序配置按鍵模塊和外部狀態(tài)寄存器均連接到中央微處理器MCU，以提供配置功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，每個病區(qū)布放3-5個接收數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)發(fā)的Zigbee路由，通過自組網(wǎng)方式實現(xiàn)自動路由。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，所述稱重壓力感應(yīng)器為微秒級快速打開的高精度感應(yīng)器，精度為0.lg，量程為3Kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，所述稱重壓力感應(yīng)器采用電阻應(yīng)變式壓力感應(yīng)器，由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線組成，內(nèi)部電路采用惠更斯電橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)護終端包括本體、用于與輸液架相連的上掛鉤和用于懸掛輸液的下掛鉤，所述本體設(shè)有顯示屏、開關(guān)復(fù)位按鈕和選擇按鈕，所述選擇按鈕便于操作者選擇液體類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)護終端采用4節(jié)5號電池供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種智能輸液監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于，所述Zigbee接收模塊通過RS232與一體機通信。
【文檔編號】A61M5/168GK203598309SQ201320789428
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】錢永慶 申請人:錢永慶