一种医用微流量注射用智能校准系统技术方案

本实用新型专利技术涉及医疗设备领域，具体为一种医用微流量注射用智能校准系统；本装置以主控制器为核心处理单元，通过电源模块对主控制器进行供电，同时主控制器通过电路与流量传感器、无线收发模块、显示屏和压力传感器连接。使用时，将流量传感器和压力传感器与输液管连接，可实现对流速和压力的测量；其有益效果为：本装置通过流量传感器和压力传感器的双重检测，并通过主控模块的计算控制，提高控制精度，实现为医用微小流量注射，尤其在(0.1～20.0)ml/h流量段的质量控制。

An Intelligent Calibration System for Medical Microflow Injection

【技术实现步骤摘要】
一种医用微流量注射用智能校准系统
本技术涉及医疗设备领域，具体为一种医用微流量注射用智能校准系统。
技术介绍
随着科技的发展，精准医疗的理念越来越多的应用于各级临床治疗过程中。医用微流量注射系统主要适用流量范围(1～10)ml/h输液和注射治疗医疗设备，目前引用在临床的主要是微量输液泵和微量注射泵，广泛的应用于手术室、ICU、CCU等危重临床科室。由于药量少、注射时间长，因此临床治疗对其流量准确度、流量重复性有着极高的要求，其上述计量性能直接关系到医疗质量甚至病人的生命安全。为了保证临床诊断的质量、保护患者的人身健康，建立医用微流量注射系统量值溯源系统势在必行，质检总局颁布了《医用注射泵和输液泵校准规范》(JJF1259-2010)。随着2010年卫生部《医疗器械临床使用安全管理规范》(试行)中要求医院必须成立“医疗器械临床使用安全管理委员会”，在采购验收时要求进行质量测试；根据不同类产品要求制定定期检查和质控计划和计划实施，该校准装置将广泛地应用于大型医疗卫生机构及各级计量检测部门。因此研制我国自主的医用微流量注射系统智能高速校准装置是十分迫切的。现有的国外校准装置有美国FLUKE公司、德国S.P.L公司，国内无此类校准装置的生产。上述外国公司产品通常更侧重于(20～1000)ml/h测量范围，而在(1～10)ml/h流量测量范围内不完全可控，而这部分流量准确度正是医院临床最关心的。并且上述校准装置在实际校准工作中存在校准效率较低，检出时限慢等问题。随着精准医疗的普及，医用微流量注射系统广泛应用于各级临床治疗过程中，因此该装置研究研发十分必要。
技术实现思路
本技术提供了一种医用微流量注射用智能校准系统，有效的解决了
技术介绍
中存在的问题，本装置通过流量传感器和压力传感器的双重检测，并通过主控模块的计算控制，提高控制精度，实现为医用微小流量注射，尤其在(0.1～20.0)ml/h流量段的质量控制。为实现上述目的，本技术采用具体方案如下：一种医用微流量注射用智能校准系统，其特征在于：本系统采用主控模块为处理单元，在本系统上安装有流量传感器、压力传感器、显示屏、无线收发模块和电源模块，电源模块为主控模块提供电力，同时主控模块通过电路与显示屏和无线收发模块进行双向数据传输；所述主控模块通过CPLD逻辑分析模块与流量传感器连接，流量传感器与输液管相互连接，对输液速率进行感应检测；所述主控模块通过阻塞压力放大调理电路与压力传感器连接，压力传感器与输液管相互连通，对输液压力进行感应检测。所述主控模块选择MSP430单片机，MSP430主控部分由MSP430F5438A最小系统组成，最小系统由JTAG接口电路、复位电路和时钟电路三部分组成。所述CPLD采用20MHz的石英晶体振荡器作为主时钟信号源，支持JTAG下载方式对EPM240GT100C5N芯片进行在线系统编程和配置，使用CPLD逻辑分析模块设计一个32位的计数器，时钟分频后最大可以实现3436s的长时间测时，最短能够实现的0.8us长时间测时。所述压力传感器放大调理电路由两个同相运放电路构成输入级，在与差分放大器串联组成三运放差分放大电路，电路中有关电阻保持严格对称。本技术的有益效果为：该装置的研究成功填补了临床治疗在微小流量尤其在(0.1～20.0)ml/h流量段质量控制需求的空白，并优于国家质检总局在《医用注射泵和输液泵校准规范》(JJF1259-2010)中对于计量标准的要求。该装置具有集成化程度高、携带方便、对使用环境温度要求低、操作自动化程度高等特点，便于检测机构现场开展检测工作。同时本校准系统可广泛适用于各级医疗器械质量监督检测部门及计量检定校准部门开展相关领域质量检验或计量校准工作。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术测量电路结构示意图；图3是MSP430F5438A最小系统电路图；图4是CPLD逻辑分析电路电路图；图5是压力传感器放大调理采集电路电路图；图6是5ml测量点实验值分布图；图7是20ml测量点实验值分布图；图8是50ml测量点实验值分布图；具体实施方式下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本技术的技术方案：实施例1本技术提供了一种医用微流量注射用智能校准系统，旨在提供智能的，高速的，能满足微小流量段质量控制需求的校准系统。校准系统设有微流量测量部分和阻塞压力测量部分。医用微流量注射系统中流量为最重要的指标，目前以输液泵、注射泵为例,其的流量可调范围为0.1ml/h～999.9ml/h，实际医院输、注使用流量范围为5ml/h～150ml/h，按照被检测对象的测量范围和《医用注射泵和输液泵校准规范》(JJF1259-2010)的要求，将校准装置的流量测量范围设计为0.1ml/h～300ml/h,研制出测量范围在液体流速：(20.0～300)ml/h时，最大允许误差±1％；液体流速：(0.1～20.0)ml/h时，最大允许误差±2％。医用微流量注射系统在使用过程中因为液路阻塞而停止输注，如病人转身时将输液管路压住而阻塞通路等其它原因。若不产生阻塞压力报警，输注药物未能及时进入病人体内会引起医疗事故。医用微流量注射系统的阻塞压力通常在150kPa以内，在《医用注射泵和输液泵校准规范》(JJF1259-2010)中要求对堵塞压力进行检测，压力范围为(0～200)kPa,因此将医用微流量注射系统智能高速校准装置的阻塞压力测量范围设计为(0～230)kPa。如图1所示，本装置以主控制器为核心处理单元，通过电源模块对主控制器进行供电，同时主控制器通过电路与流量传感器、无线收发模块、显示屏和压力传感器连接。使用时，将流量传感器和压力传感器与输液管连接，可实现对流速和压力的测量。整个整个检测系统主要由主控模块、CPLD控制模块、流量传感器、液晶显示模块、触摸控制模块及电源管理模块组成，如图2所示。主控模块选择MSP430F5438A作为主控制器，主要特点有以下几个：1)低工作电压范围：1.8V～3.6V；2)极低的工作电流损耗：165uA/MHz；3)LQFP100封装，87个通用I/O引脚，包括16个外部中断源；4)多达256KB片内FLASH存储器，16KBRAM存储器；5)16通道片上12位ADC；6)3个16位通用定时器。MSP430F5438A控制芯片作为MSP430单片机的一员，有着功耗低的优点，此外数量众多的IO引脚、丰富片内外设以及强大的寄存器管理系统为整个检测仪设计的提供了良好的基础平台。MSP430主控部分由MSP430F5438A最小系统组成，如图3所示，是整个测试系统的核心，进行数据的信号采集、计算处理、发送，最小系统由以下三个部分组成：1)JTAG接口电路，JTAG编程方式能够对FLASH进行在线编程，改变传统生产流程中对芯片先进行预编程，然后再安装到板上，而是先将器件固定再写入程序，程序也可随时修改重新写入。JTAG接口也可配合IAR编绎软件，对程序在线调试测试，及时找出程序存在的问题，可以大大提高程序编写效率。2)复位电路，系统上电时提供复位信号，至电源稳定后，撤销复位信号。3)时钟电路，单片机的工作是以时钟为基准的，时钟电路就是用来为单片机提供时钟信号的电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用微流量注射用智能校准系统，其特征在于：本系统采用主控模块为处理单元，在本系统上安装有流量传感器、压力传感器、显示屏、无线收发模块和电源模块，电源模块为主控模块提供电力，同时主控模块通过电路与显示屏和无线收发模块进行双向数据传输；所述主控模块通过CPLD逻辑分析模块与流量传感器连接，流量传感器与输液管相互连接，对输液速率进行感应检测；所述主控模块通过阻塞压力放大调理电路与压力传感器连接，压力传感器与输液管相互连通，对输液压力进行感应检测。

【技术特征摘要】
1.一种医用微流量注射用智能校准系统，其特征在于：本系统采用主控模块为处理单元，在本系统上安装有流量传感器、压力传感器、显示屏、无线收发模块和电源模块，电源模块为主控模块提供电力，同时主控模块通过电路与显示屏和无线收发模块进行双向数据传输；所述主控模块通过CPLD逻辑分析模块与流量传感器连接，流量传感器与输液管相互连接，对输液速率进行感应检测；所述主控模块通过阻塞压力放大调理电路与压力传感器连接，压力传感器与输液管相互连通，对输液压力进行感应检测。2.根据权利要求1所述的一种医用微流量注射用智能校准系统，其特征在于：所述主控模块选择MSP430单片机，MSP430主控部分由MSP430F5438A...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平进，赵鹏，
申请(专利权)人：甘肃省计量研究院，
类型：新型
国别省市：甘肃,62