一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统及方法，该系统包括基础输液种类识别装置、滴速监测装置、交流激励源、MCU以及与MCU无线通信的监测服务器，所述的基础输液种类识别装置包括设置在输液上管路或下管路外壁上的第一传感组件，所述的滴速监测装置包括设置在滴壶外壁上的第二传感组件，所述的交流激励源分别与第一传感组件和第二传感组件连接用以施加激励电压，所述的MCU分别与第一传感组件和第二传感组件连接，通过采集到的信号进行处理实现基础输液种类识别和滴速监测及辅助异常报警。与现有技术相比，本发明专利技术具有可识别基础输液种类，系统可复用、安装简单、成本低并可实现远程监护等优点。成本低并可实现远程监护等优点。成本低并可实现远程监护等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及医疗监测设备领域，尤其是涉及一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统及方法。

技术介绍

[0002]输液是医学中最常见的治疗手段之一，在医院病房中已经得到了广泛的应用，在输液准备时，医护人员需要检查输液所用的药品和基础输液是否使用正确，存在基础输液使用错误或是装袋错误的情况发生，对病人造成了生理性伤害同时导致经济损失，在输液的过程中，通常需要患者自行观察或是医护人员巡查输液状态，以防止如滴速异常等问题对患者造成危害，这些问题增加了医护人员的工作强度，也不利于患者自身的休息，目前针对智能输液监测的技术方案，主要利用光电传感器、超声传感器、机械称重、电容式传感器以及多传感器融合的方式进行输液监测。
[0003]现有技术中，利用光电传感器的技术方案一般使用红外对射管，测量输液滴速或是液面，滴速监测一般将红外发射管和接收管安装在滴壶的两侧，在液滴滴下时接收管电路输出计数脉冲，并通过计数来监测输液是否有滴速异常，如中国专利CN209848016U公开了一种监测装置和静脉输液监测系统，其测量液面的方案是将红外发射管和接收管安装在管路、滴壶或输液瓶等位置，并根据测量位置处是否有液体，判断液面是否低于报警的液位限，又如中国专利CN110743063B公开了一种基于输液看护设备的输液液位下限判测算法，但是其采用的光电传感器一般不适用于需避光输液的药液，并且本身也有可能受到一定的光线干扰。
[0004]现有技术中，超声传感一般用于测量流速，通过声波束在顺流和逆流时的时间差，可用于计算流量，进而获得流速，如中国专利CN210078482U的一种智能输液器；也有通过测量管路内是否有液体，判断是否已经完成输液，如中国专利CN212262061U的医院输液实时输液监测器，但是采用超声传感器主要存在的问题在于成本过高，体积大，难以广泛推广。
[0005]现有技术中，有些技术方案使用机械称重的方式，采用拉力或压力传感器测量输液袋重量的方式进行余量监测并在低于下限时报警，也有方案基于检测到的重量间接计算滴速，如中国专利CN204543124U公开了一种智能远程输液信息监测仪表及其监测系统，但是采用机械称重法的主要问题在于测量装置较复杂，功能单一且灵敏度较低。
[0006]现有技术中，采用基于电容传感的方案，一般利用水与空气的介电常数不同导致的电容变化，测量液位或是滴速，测量滴速的方案，一般通过基于电容变化产生的脉冲信号，监测液滴滴落的频率，如中国专利CN102526837B公开的一种输液滴速监测技术，其测量液位的方案则是通过在管路中特定位置安装的电容电极，测量液位或是管路中是否有液体；也有同时监测滴速与液位等信息的方案，如中国专利CN205903494U公开的输液流量监测仪是基于差分电容进行监测，可以选择监测液位和滴速等。
[0007]另外，也有方案采用多传感器融合的方式，通过结合不同传感器的测量结果，增加判断输液进程的准确性，如中国专利CN105771033B公开的基于多传感器融合的无线输液监
测系统及监测方法，采用了机械称重与光电式传感器结合，基于卡尔曼滤波算法，减小了流速的测量误差；又如中国专利CN213852489U公开的一种自动控制输液报警装置，通过同时监测流速和管路中的气泡，更准确地判断输液过程中不同的异常状态，
[0008]综上，现有的大部分方案主要集中在监测输液进程，如通过检测输液的滴速、余量等，并基于这些数据分析输液的剩余时间或是输液是否结束，中国专利CN111375103B提出了一种静脉输液安全监控装置，采用光谱分析方法识别透明溶液中的药液种类，但此方案装置复杂，成本高，不适宜用于普通的输液场景，中国专利CN207545567U提出一种基于色差浊度判别药液种类的方案，可以判断药液是否变质或变色，但可能受到环境光照影响，且对于无色或颜色相同的溶液无法进行种类判别。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统及方法。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0011]一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统，该系统包括基础输液种类识别装置、滴速监测装置、交流激励源、MCU以及与MCU无线通信的监测服务器，所述的基础输液种类识别装置包括设置在输液上管路或下管路外壁上的第一传感组件，所述的滴速监测装置包括设置在滴壶外壁上的第二传感组件，所述的交流激励源分别与第一传感组件和第二传感组件连接用以施加激励电压，所述的MCU分别与第一传感组件和第二传感组件连接，通过采集到的信号进行处理实现基础输液种类识别和滴速监测及辅助异常报警。
[0012]所述的第一传感组件由第一传感单元和第一凹形模块组成，所述的第一传感单元包括内侧紧贴第一凹形模块圆弧形内壁且外侧覆盖第一绝缘层的第一屏蔽电极以及分别相互平行设置在第一绝缘层上的第一激励电极和第一接收电极，所述的第一激励电极与交流激励源通过激励放大模块连接，所述的第一接收电极依次通过控制模拟开关、I/V转换和整流模块和ADC与MCU连接，所述的第一凹形模块为一个竖向带有圆弧形槽的方形卡块，当第一凹形模块套设在上管路或下管路外壁上后，使得第一激励电极和第一接收电极与上管路或下管路外壁贴紧。
[0013]所述的第一激励电极和第一接收电极均呈长条形，且与上管路或下管路母线方向垂直设置。
[0014]所述的第二传感组件由第二传感单元和第二凹形模块组成，所述的第二传感单元包括内侧紧贴第二凹形模块圆弧形内壁且外侧覆盖第二绝缘层的第二屏蔽电极以及分别相互平行设置在第二绝缘层上的第二激励电极和第二接收电极，所述的第二激励电极与交流激励源通过激励放大模块连接，所述的第二接收电极依次通过控制模拟开关、I/V转换和整流模块和放大和整形模块与MCU连接，所述的第二凹形模块为一个竖向带有圆弧形槽的方形卡块，当第二凹形模块套设在滴壶外壁上后，使得第二激励电极和第二接收电极与滴壶外壁贴紧。
[0015]所述的第二激励电极和第二接收电极均呈长条形，且与滴壶母线方向平行或垂直设置。
[0016]一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测方法包括以下步骤：
[0017]1)输液开始前，将输液数据从监测服务器传输到MCU，并在显示和报警模块上显示基础输液种类信息，输液开始时，MCU控制模拟开关处理从第一传感组件输出的信号，该信号经I/V转换和整流模块转化为直流电压信号，再连接到ADC进行数字化送入MCU，MCU根据数字化后的信号计算出溶液的电导率，并进一步识别输液管路中流过液体的基础输液种类，若检测到的基础输液种类与监测服务器的基础输液种类不符，则进行报警；
[0018]2)继续输液时，MCU控制模拟开关处理从第二传感组件输出的信号，该信号经I/V转换和整流模块转化为直流电压信号，经放大和整形模块转化为脉冲信号后送入MCU，MCU根据接收到的脉冲信号判断是否有液滴滴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统，其特征在于，该系统包括基础输液种类识别装置、滴速监测装置、交流激励源(7)、MCU(12)以及与MCU(12)无线通信的监测服务器，所述的基础输液种类识别装置包括设置在输液上管路(1)或下管路(2)外壁上的第一传感组件，所述的滴速监测装置包括设置在滴壶(3)外壁上的第二传感组件，所述的交流激励源(7)分别与第一传感组件和第二传感组件连接用以施加激励电压，所述的MCU(12)分别与第一传感组件和第二传感组件连接，通过采集到的信号进行处理实现基础输液种类识别和滴速监测及辅助异常报警。2.根据权利要求1所述的一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统，其特征在于，所述的第一传感组件由第一传感单元(4)和第一凹形模块组成，所述的第一传感单元(4)包括内侧紧贴第一凹形模块圆弧形内壁且外侧覆盖第一绝缘层(4.4)的第一屏蔽电极(4.3)以及分别相互平行设置在第一绝缘层(4.4)上的第一激励电极(4.1)和第一接收电极(4.2)，所述的第一激励电极(4.1)与交流激励源(7)通过激励放大模块(8)连接，所述的第一接收电极(4.2)依次通过控制模拟开关(9)、I/V转换和整流模块(10)和ADC(11)与MCU(12)连接，所述的第一凹形模块为一个竖向带有圆弧形槽的方形卡块，当第一凹形模块套设在上管路(1)或下管路(2)外壁上后，使得第一激励电极(4.1)和第一接收电极(4.2)与上管路(1)或下管路(2)外壁贴紧。3.根据权利要求2所述的一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统，其特征在于，所述的第一激励电极(4.1)和第一接收电极(4.2)均呈长条形，且与上管路(1)或下管路(2)母线方向垂直设置。4.根据权利要求1所述的一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统，其特征在于，所述的第二传感组件由第二传感单元(5)和第二凹形模块组成，所述的第二传感单元(5)包括内侧紧贴第二凹形模块圆弧形内壁且外侧覆盖第二绝缘层(5.4)的第二屏蔽电极(5.3)以及分别相互平行设置在第二绝缘层(5.4)上的第二激励电极(5.1)和第二接收电极(5.2)，所述的第二激励电极(5.1)与交流激励源(7)通过激励放大模块(8)连接，所述的第二接收电极(5.2)依次通过控制模拟开关(9)、I/V转换和整流模块(10)和放大和整形模块(13)与MCU(12)连接，所述的第二凹形模块为一个竖向带有圆弧形槽的方形卡块，当第二凹形模块套设在滴壶(3)外壁上后，使得第二激励电极(5.1)和第二接收电极(5.2)与滴壶(3)外壁贴紧。5.根据权利要求4所述的一种基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统，其特征在于，所述的第二激励电极(5.1)和第二接收电极(5.2)均呈长条形，且与滴壶(3)母线方向平行或垂直设置。6.一种应用根据权利要求1
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5任一项所述基于电导检测可识别基础输液的输液监测系统的输液监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)输液开始前，将输液数据从监测服务器传输到MCU(12)，并在显示和报警模块(14)上显示基础输液种类信息，输液开始时，MCU(12)控制模拟开关(9)处理从第一传感组件输出的信号，该信号经I/V转换和整流模块(10)转化为直流电压信号，再连接到ADC(11)进行数字化送入MCU(12)，MCU(12)根据数字化后的信号计算出溶液的电导率，并进一步识别输液管路中流过液体的基础输液种类，若检测到的基础输液种类与监测服务器的基础输液种类不符，则进行报警；
2)继续输液时，MCU(12)控制模拟开关(9)处理从第二传感组件输出的信号，该信号经I/V转换和整流模块(10)转化为直流电压信号，经放大和整形模块(13)转化为脉冲信号后送入MCU(12)，MCU(12)根据接收到的脉冲信号判断是否有液滴滴下，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹成喜，唐仲乐，刘伟文，张强，戴皓正，张瑞华，刘小平，季伟宸，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：