一种基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统技术方案

一种基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统，该系统的控制系统由树莓派微型电脑、触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板以及报警装置组成，负责对整个系统进行智能控制和管理，泵装置在树莓派微型电脑的控制下蠕动泵挤压药液袋的泵管以蠕动排波方式输注药液，实现血药、效应室浓度靶控输注，同时显示血药浓度‑时间曲线动态变化。传感器用来判断管道是否有堵塞和用以感知管道药液内的气泡，报警装置采用蜂鸣器产生声响实现报警功能，本实用新型专利技术能够根据需要更改治疗模式的靶控输注系统，适用于镇静/镇痛治疗、癌症全身药物化疗、静脉麻醉维持等。并集成了蓝牙、Wifi、千兆以太网，便于信息化管理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统
本技术涉及静脉靶控注射泵的控制装置
，具体是一种基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统。
技术介绍
目前国内市场上的靶控注射泵均采用单片机为中央控制系统，用户无法根据临床需求而更换药代动力学方程，使得其用药品种和用途均单一。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统，解决的技术问题在于更改中央控制系统，将封闭的单片机换成操作系统为开源Linux的树莓派微电脑，通过更换JAVA编程的药代动力学插件，提供一种符合临床多学科需要，可根据需要更改药品种类、更改治疗模式的靶控输注系统。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：提供一种基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统，组成元件包括控制系统、泵装置、传感器和报警装置，组成元件的具体结构和连接关系为：⑴控制系统：由树莓派微型电脑、触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板以及报警装置组成，负责对整个系统进行智能控制和管理；⑵泵装置：步进电机在树莓派微型电脑的控制下非线性转动，驱动蠕动泵连续挤压充满液体的药液袋的泵管道，以蠕动排波方式推动输液管道内药液往下流动；⑶传感器：包括触力传感器和超声波气泡传感器，触力传感器分别安装在蠕动排波驱动泵前后端，通过传感两端管道压力差来判断管道是否有堵塞，超声波气泡传感器安装在管道输出端，用以感知管道药液内的气泡；⑷报警装置：采用有源蜂鸣器连接在GPIO通用接口的GND和P24，当GPIO输入的信号超出设定的报警值后，P24根据编程而电平发生改变，蜂鸣器产生声响实现报警功能；所述树莓派微型电脑连接并控制触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板、报警装置和传感器，步进电机驱动板连接并控制步进电机，步进电机连接蠕动排波驱动泵，传感器设置在蠕动排波驱动泵的管道上，所述泵装置包括步进电机驱动板、步进电机和蠕动排波驱动泵。所述树莓派微电脑安装有Linux操作系统，可运行JAVA语言编写的，不同药品的药代动力学方程。所述树莓派微电脑外壳设有触摸显示屏、功能按钮和运行指示灯。所述步进电机驱动板连接步进电机接口，通过步进电机驱动板控制芯片脉冲电流变化而控制步进电机的转速，改变蠕动泵排波的频率，从而达到靶控泵的非线性输注。所述步进电机驱动板通过40PINGPIO标准工业接口与树莓派微电脑的GPIO接口连接，MP1842芯片可将外部电源转换成5V为树莓派供电，DRV8825芯片可以驱动步进电机工作。本技术的有益效果：应用通用硬件构建了一个控制系统开源(Linux)靶控输注系统。和封闭的单片机靶控输注系统不同，本系统可通过更换药代动力学插件(USB接口)，为临床提供更多药物品种选择，适应症更多，学科应用更广泛的靶控输注系统。附图说明图1为本技术的结构和工作原理图。图中标记为：电源管理模块1、步进电机驱动板2、树莓派微型电脑3、报警装置4、触摸显示屏5、步进电机6、蠕动排波式泵管道7、触力传感器和气泡传感器8、药液袋9、患者10。具体实施方式以下通过附图和实施例对本技术的技术方案作进一步详细描述。首先需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，本技术所述的基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统，组成元件包括控制系统、泵装置、传感器和报警装置，组成元件的具体结构和连接关系为：⑴控制系统：由电源管理模块1、步进电机驱动板2、树莓派微型电脑3、报警装置4以及触摸显示屏5组成，负责对整个系统进行智能控制和管理；⑵泵装置：步进电机6在树莓派微型电脑的控制下非线性转动，驱动蠕动泵连续挤压充满液体的药液袋9的泵管道7，以蠕动排波方式推动输液管道内药液往下流动；⑶传感器：包括触力传感器和超声波气泡传感器8，触力传感器分别安装在蠕动排波驱动泵前后端，通过传感两端管道压力差来判断管道是否有堵塞，超声波气泡传感器安装在管道输出端，用以感知管道药液内的气泡；⑷报警装置4：采用有源蜂鸣器连接在GPIO通用接口的GND和P24，当GPIO输入的信号超出设定的报警值后，P24根据编程而电平发生改变，蜂鸣器产生声响实现报警功能。所述树莓派微电脑外壳设有触摸显示屏、启动键、停止键、锁键按钮、运行指示灯以及阻力指示灯。触摸显示屏可以使用虚拟键盘行参数输入以及功能相关的软按钮功能。控制系统选用深圳矽递科技股份有限公司生产的RaspberryPi4ModelBV1.2版本的树莓派微电脑，CPU为BCM2711四核1.5GHz，板载8G内存，2.4/5GHz双频WIFI和蓝牙5.0芯片，两个USB2.0接口，一个RJ45千兆以太网络接口。主板有一个microSD卡插槽，用于加载操作系统和数据存储；系统安装开源的Linux操作系统，可以运行JAVA、C++等语言编写的程序。电脑主板有一40针的GPIO接口，用于各种模块连接和功能扩充。40针的GPIO接口各针脚，每个GPIO针脚都可通过软件分别配置成输入或输出。步进电机驱动板通过40PINGPIO接口和树莓派主板上的GPIO接口连接；树莓派微电脑运行JAVA编程的药代动力学方程，通过驱动板DRV8825芯片驱动步进电机工作；驱动板上的电源模块MP1842芯片除了电机供电，还可将外接的AC电源转换成5V为树莓派微电脑供电。触摸显示屏选用的是深圳育松创达公司生产的2.4寸增强型USARTHMI串口电阻触摸显示屏。触摸显示屏的液晶驱动板4P插头连接GPIO所定义的串口，通过触摸显示屏和树莓派微电脑行字符串指令和自定义协议通信。SM24240两相步进电机连接到DRV8825步进电机驱动板接口，通过驱动板控制芯片脉冲电流变化而控制电机的转速，改变输注泵蠕动排波的频率，从而达到靶控泵的非线性输注。触力传感器选用的是美国霍尼韦尔公司生产的1865-13G-KDN触力传感器，两触力传感器分别安装在蠕动排波驱动泵前后端，通过传感两端管道压力差来判断管道是否有堵塞。超声波气泡传感器选用的是深圳杰英特传感仪器有限公司生产的MEAS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统，组成元件包括控制系统、泵装置、传感器和报警装置，其特征在于，组成元件的具体结构和连接关系为：/n⑴控制系统：由树莓派微型电脑、触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板以及报警装置组成，负责对整个系统进行智能控制和管理；/n⑵泵装置：步进电机在树莓派微型电脑的控制下非线性转动，驱动蠕动泵连续挤压充满液体的药液袋的泵管道，以蠕动排波方式推动输液管道内药液往下流动；/n⑶传感器：包括触力传感器和超声波气泡传感器，触力传感器分别安装在蠕动排波驱动泵前后端，通过传感两端管道压力差来判断管道是否有堵塞，超声波气泡传感器安装在管道输出端，用以感知管道药液内的气泡；/n⑷报警装置：采用有源蜂鸣器连接在GPIO通用接口的GND和P24，当GPIO输入的信号超出设定的报警值后，P24根据编程而电平发生改变，蜂鸣器产生声响实现报警功能；/n所述树莓派微型电脑连接并控制触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板、报警装置和传感器，步进电机驱动板连接并控制步进电机，步进电机连接蠕动排波驱动泵，传感器设置在蠕动排波驱动泵的管道上，所述泵装置包括步进电机驱动板、步进电机和蠕动排波驱动泵。/n...

【技术特征摘要】
1.基于树莓派微型电脑的静脉靶控注射系统，组成元件包括控制系统、泵装置、传感器和报警装置，其特征在于，组成元件的具体结构和连接关系为：
⑴控制系统：由树莓派微型电脑、触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板以及报警装置组成，负责对整个系统进行智能控制和管理；
⑵泵装置：步进电机在树莓派微型电脑的控制下非线性转动，驱动蠕动泵连续挤压充满液体的药液袋的泵管道，以蠕动排波方式推动输液管道内药液往下流动；
⑶传感器：包括触力传感器和超声波气泡传感器，触力传感器分别安装在蠕动排波驱动泵前后端，通过传感两端管道压力差来判断管道是否有堵塞，超声波气泡传感器安装在管道输出端，用以感知管道药液内的气泡；
⑷报警装置：采用有源蜂鸣器连接在GPIO通用接口的GND和P24，当GPIO输入的信号超出设定的报警值后，P24根据编程而电平发生改变，蜂鸣器产生声响实现报警功能；
所述树莓派微型电脑连接并控制触摸显示屏、电源管理模块、步进电机驱动板、报警装置和传感器，步进电机驱动板连接并控制步进电机，步进电机连接蠕动排波驱动泵，传感器设置在蠕动排波驱动泵的管道上，所述泵装置包括步进电机驱动板、步进电机和蠕动排波驱动泵。


2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丹晖，
申请(专利权)人：广西医科大学附属肿瘤医院，
类型：新型
国别省市：广西;45