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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于Zigbee的精密微量注射泵
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是專門(mén)針對(duì)醫(yī)院微量注射和生物醫(yī)學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的，是全自動(dòng)的智能注射設(shè)備。系統(tǒng)由八部分組成：微處理器模塊、管徑檢測(cè)模塊、長(zhǎng)度檢測(cè)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、壓力檢測(cè)模塊、電源管理模塊、無(wú)線傳輸模塊、顯示器及按鍵。具有高精度注射，快速注射，多注射器連續(xù)注射，壓力檢測(cè)，聲光報(bào)警，注射狀態(tài)顯示，自動(dòng)識(shí)別注射器型號(hào)等功能。目前國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，具有成本低、精度高、功能強(qiáng)、適用于任何型號(hào)的注射器、適用于無(wú)線聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中控制等優(yōu)點(diǎn)。速度控制精度：0.1ml/h～600ml/h，可調(diào)間距：0.1ml/h。容量控制精度：0ml～999.9ml；可調(diào)間距：0.1ml，控制精度±0.1%. 本項(xiàng)目成果綜合應(yīng)用人性化的設(shè)計(jì)理念、機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)方法、細(xì)分控制理論、精密傳感器技術(shù)、zigbee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、嵌入式多核管理，具有技術(shù)手段和方法上的創(chuàng)新性，能在臨床醫(yī)療和科研實(shí)踐中廣泛應(yīng)用。
- 詳細(xì)介紹：
- 微量注射泵是臨床醫(yī)療和生命科學(xué)研究中必備的儀器，它主要用于動(dòng)靜脈輸液、輸血、抗休克治療、腸內(nèi)管飼及麻醉劑注射等，可達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間的微小量均勻注射，解除了醫(yī)療工作者的負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)由八部分組成：微處理器模塊、管徑檢測(cè)模塊、長(zhǎng)度檢測(cè)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、壓力檢測(cè)模塊、電源管理模塊、無(wú)線傳輸模塊、顯示器及按鍵。具有高精度注射，快速注射，多注射器連續(xù)注射，壓力檢測(cè)，聲光報(bào)警，注射狀態(tài)顯示，自動(dòng)識(shí)別注射器型號(hào)等功能。目前國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，具有成本低、精度高、功能強(qiáng)、適用于任何型號(hào)的注射器、適用于無(wú)線聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中控制等優(yōu)點(diǎn)。速度控制精度：0.1ml/h～600ml/h，可調(diào)間距：0.1ml/h。容量控制精度：0ml～999.9ml；可調(diào)間距：0.1ml，控制精度±0.1.本系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各種醫(yī)療單位的臨床或?qū)嶒?yàn)研究中需要準(zhǔn)確控制輸液速度的藥物注射環(huán)節(jié)中。本系統(tǒng)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)，機(jī)械控制，電子信息領(lǐng)域研究，涉及知識(shí)廣泛，研究具有較高的技術(shù)難度。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：本作品是專門(mén)針對(duì)醫(yī)院微量注射和生物醫(yī)學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的。為了滿足某些藥品對(duì)注射速度和容量極高的要求，或是對(duì)藥品根據(jù)用藥曲線進(jìn)行定性定量的分析。長(zhǎng)時(shí)間微量注射時(shí)，使用微量泵可以控制藥物劑量，使之均衡地進(jìn)入人體，避免人工靜脈滴液時(shí)快時(shí)慢的弊病，充分發(fā)揮藥物的最大治療作用。 基本思路：基本的設(shè)計(jì)思路來(lái)源于步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制理論，再結(jié)合集成電路驅(qū)動(dòng)的CPU達(dá)到精確注射和準(zhǔn)確定位，同時(shí)將用戶設(shè)定的注射量和注射速度反饋給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。儀器通過(guò)傳感器測(cè)量得到注射器的面積，根據(jù)設(shè)定速度可以準(zhǔn)確計(jì)算出所需要的電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)CPU控制步進(jìn)電機(jī)的速度進(jìn)行準(zhǔn)確注射，同時(shí)儀器有位移傳感器和壓力傳感器，可以檢測(cè)當(dāng)前注射位置和注射壓力。注射過(guò)程中出現(xiàn)異常可以隨時(shí)報(bào)警提示。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、適用10ml，20ml，30ml，50ml注射器。 2、速度：0.1ml/h～600ml/h，精度0.1ml/h。 3、容量：0ml～999.9ml，間距0.1ml。 4、五個(gè)阻塞報(bào)警壓力等級(jí) 5、注射精度 0.1% 6、快推速度:300ml/h。 7、報(bào)警功能： ①注射完成②注射接近完成③注射器堵塞塞 ④電池容量低⑤注射器異常 8、顯示信息： ①注射速度 ②累積量 ③注射器格 ④電池容量 ⑤床位 ⑥病房
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 創(chuàng)新點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)，使用電子信息、機(jī)械控制等多項(xiàng)技術(shù)。產(chǎn)品主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，臨床醫(yī)療等領(lǐng)域。具有交叉領(lǐng)域研究應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。 1. 采用容柵傳感器控制并監(jiān)控注射精度，細(xì)分控制理論實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的精密控制。 2．具有注射器自動(dòng)定標(biāo)系統(tǒng)，適用于任一廠家任一類型的注射器。 3.具有聲光報(bào)警功能，在各種異常條件下中將產(chǎn)生報(bào)警。 4.不同等級(jí)的壓力報(bào)警，為安全注射提供保證。 5.基于ZigBee的無(wú)線模塊，具備無(wú)線聯(lián)網(wǎng)功能，方便集中控制。 實(shí)用性： 1．低成本，整機(jī)成本在600元左右。 2．高精度，使用更加廣泛。 3．安全性高，聲光報(bào)警壓力檢測(cè)功提高安全性能。 4．可視化人機(jī)界面，注射信息實(shí)時(shí)反映。 5．兩種供電方式。方便攜帶。 6．綠白顏色，具有穩(wěn)定情緒功能。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 校級(jí)升華杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 校級(jí)金工創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng) 鑒定意見(jiàn)：本作品是結(jié)合生物醫(yī)學(xué),機(jī)械控制和電子信息領(lǐng)域的研究，針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間微量注射設(shè)計(jì)的一個(gè)性能優(yōu)越，價(jià)格低廉并且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微量注射泵。Zigbee無(wú)線聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)定標(biāo)等功能為國(guó)內(nèi)外獨(dú)創(chuàng)，具有一定的創(chuàng)新性。在精度提高和安全性能的提高方面也優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類作品，具有廣泛的市場(chǎng)前景。 鑒定人：劉雄飛（教授）
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無(wú)技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物，圖紙，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像，樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明:請(qǐng)見(jiàn)附錄的使用說(shuō)明書(shū) 適用范圍:儀器主要用于動(dòng)靜脈輸液、輸血、抗休克治療、胰島素以及麻醉劑的注射等，同時(shí)還可用于特殊貴重藥的微量注射中。在臨床醫(yī)療中，微量注射泵可用于藥物根據(jù)用藥曲線進(jìn)行定性定量分析。使用微量泵可以控制藥物劑量，避免人工靜脈滴液時(shí)快時(shí)慢的弊病，充分發(fā)揮藥物的最大治療作用。 主要技術(shù)特點(diǎn)：①注射量精確。②靈敏的壓力報(bào)警。五級(jí)壓力報(bào)警系統(tǒng)。③自動(dòng)定標(biāo)的功能，能識(shí)別不同型號(hào)的注射器。④兩種供電方式。⑤采用細(xì)分控制理論對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。⑥能進(jìn)行多臺(tái)注射監(jiān)護(hù)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。 市場(chǎng)前景：本產(chǎn)品可在醫(yī)療機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)推廣運(yùn)用。生產(chǎn)成本在600元左右。在國(guó)外每個(gè)醫(yī)院的每個(gè)病房基本配置一臺(tái)微量注射泵，而在國(guó)內(nèi)現(xiàn)在也只有大中型醫(yī)院少數(shù)科室使用，在醫(yī)療改革的中國(guó)此產(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 對(duì)于微量注射泵的研制，起步最早的是德國(guó)貝朗醫(yī)療有限公司(BRAUN)，當(dāng)時(shí)產(chǎn)品名叫輸液泵(INFUSION PUMP)，使用軟件系統(tǒng)來(lái)控制點(diǎn)滴速度。國(guó)外的研究人員根據(jù)注射器的原理研制成功了微量注射泵，保證了輸液過(guò)程中液體注入的穩(wěn)定性對(duì)提高臨床醫(yī)療水平起到了很大的推動(dòng)作用。如今，微量注射泵在歐美國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是要達(dá)到較高的精度與較完善的功能，價(jià)格較高；在國(guó)內(nèi)則尚處于發(fā)展和推廣階段。市場(chǎng)上流行的多是國(guó)外的產(chǎn)品，但是在精度上與價(jià)格上的劣勢(shì)使其難以在中國(guó)推廣，并且無(wú)線聯(lián)網(wǎng)功能也是國(guó)內(nèi)外微量注射泵的技術(shù)空白。 國(guó)內(nèi)外研究面臨的最大難點(diǎn)在于成本的控制與精度的控制，并且很多研究的注射泵都只針對(duì)單一型號(hào)的注射泵。于注射精度的控制，國(guó)內(nèi)的注射泵大多采用軟件直接控制，這就導(dǎo)致了容錯(cuò)性較差，并且國(guó)內(nèi)的注射泵沒(méi)有標(biāo)注系統(tǒng)，所以大多只能使用固定廠家的注射器。國(guó)外大多采用電位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控注射時(shí)的長(zhǎng)度，但是因?yàn)殡娢挥?jì)不是完全線性的，要達(dá)到較高精度則會(huì)使成本很高?？陀^的來(lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)的注射泵現(xiàn)今研究在產(chǎn)品質(zhì)量、智能化程度、某些技術(shù)參數(shù)、產(chǎn)品外觀等許多方面都要差一些，比如有微小抖動(dòng)，且噪聲大、耗電量大等。
