输液监控仪的研究与实现

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静脉输液是一种最常用的临床治疗方法,在临床实践工作中,护理人员往往是凭观察和经验对滴速进行手动调节的,而这种方法的效果并不理想,常因输液速度过快致使患者出现不适甚至输液反应现象,或由于速度太慢而影响治疗效果。输液泵能按要求精确控制给药速度和剂量,是控制输液速度的一种有效的方法,但目前输液泵的机器成本和耗材成本太高,仅应用于急救和重症情况,难于普及推广,因而不能满足大部分医护人员和患者的需要。为此,研究和实现了医用分布式输液速度实时监控系统。该系统由上位PC机与下位输液监控仪组成,其中上位PC机位于护士办公室,下位监控仪位于输液室。监控仪用来检测输液滴速,并能将各床位输液速度信号传送至上位PC机,上位PC机对多个病房各个床位的输液情况进行巡回检测、控制和显示。当输液速度低于或高于设定输液速度或输液完成时,在上位机和监控仪都能发出声光报警信号,提醒护理人员及时采取措施。输液监控仪有单机和联机两种工作模式。单机模式下监控仪可以对个体的整个静脉输液过程进行监控;联机模式下监控仪可以作为分布式输液监控系统的一个下位监控子系统监控静脉输液过程。输液监控仪的硬件主要包括MSP430F149单片机、电源电路、液滴检测接口电路、键盘电路、报警电路、数据接收/发送电路、步进电机控制电路、JTAG接口电路、LCD显示接口电路等。MSP430F149单片机通过外部中断线接收光电开关输出的输液液滴矩形脉冲信号。通过对脉冲信号进行采集和数据处理,计算出输液速度,与设置的输液速度比较,进行相应的步进控制,同时预算出输液的剩余时间,并将结果显示在液晶屏上,然后通过nRF401无线传输模块将输液情况传输到上位机。步进电机控制机构是通过步进电机带动渐开线形状的木制陀螺,挤压或松开输液管去控制输液滴速。输液监控仪的软件是由主程序、系统自检模块、液晶屏显示模块、步进电机控制模块、液滴检测中断服务模块、定时器中断服务模块和键盘中断服务模块组成。另外,通过分析输液监控仪干扰产生的原因,在系统中采用了制作PCB板抗干扰的一些硬件措施和软件看门狗抗干扰措施。通过对输液监控仪进行模拟现场测试,表明输液滴速监控仪的测量误差为±2滴/min,剩余时间误差为+5分钟,且报警及时,基本能够满足医护人员对临床输液滴速监控的要求。
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