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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 輸液滴速自動(dòng)控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 點(diǎn)滴輸液在日常生活中擔(dān)任著重要角色，在輸液過程中，需醫(yī)護(hù)人員根據(jù)病人的病情設(shè)置合適的滴速，但是不同病情需要的滴速不同，若滴速不符，很容易引起不良反應(yīng)，更有甚者導(dǎo)致死亡。而且在輸液過程中需要有醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，若能研發(fā)出滴速自動(dòng)檢測(cè)并控制系統(tǒng)，則會(huì)大大降低醫(yī)護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，保證病人安全。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)，以AVR高性能低功耗的單片機(jī)芯片ATMega32L為處理核心。首次采用了雙閉環(huán)機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合的方案來對(duì)滴速進(jìn)行控制，將滴速控制的粗調(diào)與微調(diào)相結(jié)合，保證了控制的高效和準(zhǔn)確。兩個(gè)控制系統(tǒng)均由步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)。采用紅外檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)液滴速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)記錄，與單片機(jī)控制器之間形成閉合的反饋回路。二級(jí)服務(wù)器與單片機(jī)控制中心之間通過無線通信來進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，無線通信既可達(dá)到通信需要又減少了醫(yī)院整個(gè)系統(tǒng)的布線復(fù)雜性。并在嵌入式系統(tǒng)中移植入中國(guó)移動(dòng)Fetion協(xié)議，一旦出現(xiàn)異常實(shí)現(xiàn)控制核心與二級(jí)服務(wù)器的并行雙路通信，保證在控制器與服務(wù)器間的無線通信出現(xiàn)問題時(shí)，嵌入式控制系統(tǒng)仍可以將警報(bào)發(fā)送給醫(yī)護(hù)人員以最大限度的減少異常的出現(xiàn)減少醫(yī)療事故的發(fā)生。
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)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的： 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于輸液滴速自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)雖然已有了比較成型的解決方案（即通過壓縮管壁來控制輸液滴速的快慢），但該方案對(duì)于輸液滴速的調(diào)整速率和精度都存在著很大的弊端。本發(fā)明給出了一種基于雙閉環(huán)自控調(diào)整的全自動(dòng)高效精確的醫(yī)院輸液護(hù)理系統(tǒng)。 基本思路和技術(shù)關(guān)鍵： （1）首次試驗(yàn)并應(yīng)用了雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)于滴速快慢的調(diào)整控制，即通過壓縮管壁，調(diào)節(jié)流量實(shí)現(xiàn)對(duì)滴速的粗調(diào)和通過調(diào)整滴瓶高度，調(diào)節(jié)壓力差實(shí)現(xiàn)對(duì)滴速的微調(diào)。 （2）在整個(gè)醫(yī)院進(jìn)行樹形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的創(chuàng)建，即創(chuàng)建一個(gè)總機(jī)控制服務(wù)器，總機(jī)服務(wù)器下控多個(gè)分機(jī)PC服務(wù)器，每個(gè)分機(jī)PC服務(wù)器對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)的各個(gè)單片機(jī)控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。 （3）PC服務(wù)器與單片機(jī)控制器之間的通信通過TDMA時(shí)分復(fù)用來實(shí)現(xiàn)無線通信。 （4）將中國(guó)移動(dòng)Fetion協(xié)議移植到嵌入式硬件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)單片機(jī)檢測(cè)滴速異常時(shí)與醫(yī)生護(hù)士之間的通信保證。 （5）各底層的單片機(jī)及無線通信模塊XL02-232均通過變壓后的市電進(jìn)行直接供電充分保證控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)之間通信的可靠性。 （6）采用齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)可靠、效率高、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊。 （7）采用小步距角步進(jìn)電機(jī)，控制相對(duì)準(zhǔn)確，起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)快，轉(zhuǎn)速范圍寬，易控制。 （8）該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了PC總控制系統(tǒng)，單片機(jī)處理器，步進(jìn)電機(jī)及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，無線收發(fā)通信系統(tǒng)，緊急報(bào)警系統(tǒng)，人機(jī)交互顯示界面六大系統(tǒng)的兼容高效運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)滴速的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確控制。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- （1）拋棄以往的斜楔式調(diào)速裝置，對(duì)已有的壓縮管壁控制滴速系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和革新，采用全新的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （2）拋棄人工控制，對(duì)已有的單閉環(huán)自控系統(tǒng)進(jìn)行重新的整合及優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)輸液滴速的雙閉環(huán)自動(dòng)控制。 （3）雙閉環(huán)控制使得輸液滴速更加精確，減少了因滴速不合適而造成的生命危險(xiǎn)和醫(yī)療糾紛。 （4）使遠(yuǎn)程控制、多用戶服務(wù)成為可能。本系統(tǒng)不需要對(duì)儲(chǔ)液瓶進(jìn)行實(shí)時(shí)的人工監(jiān)控，減輕了護(hù)士的工作強(qiáng)度，提高了醫(yī)院的工作效率和準(zhǔn)確性。特別是，在重大災(zāi)難來臨或者有突發(fā)事故時(shí)，減輕了醫(yī)護(hù)工作壓力，為更多病人的醫(yī)治贏取了寶貴的時(shí)間。 （5）該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，耗能低，成本低，易于推廣。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在2011年4月本學(xué)校第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽選拔賽中獲特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明： 當(dāng)護(hù)士為病人完成輸液后，開啟系統(tǒng)，為病人設(shè)定合適滴速；之后，裝置自動(dòng)檢測(cè)滴速，若與設(shè)定值不符，則啟動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)滴速，直至實(shí)際滴速與設(shè)定值相符。當(dāng)輸液滴完，自動(dòng)報(bào)警提示護(hù)士移除輸液瓶。 推廣前景： （1）該作品采用的是低端高性CPU，并在保證準(zhǔn)確高效的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化改進(jìn)，極大的降低了成本，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明 （2）該作品擁有創(chuàng)新的理念，并且綠色環(huán)保、高效節(jié)能，易于推廣。 市場(chǎng)分析： （1）消費(fèi)行為：據(jù)調(diào)查，80.8%的醫(yī)院，診所愿意使用該系統(tǒng)；10.3%的醫(yī)院對(duì)該系統(tǒng)的前景持樂觀態(tài)度，愿意對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行嘗試。 （2）消費(fèi)特點(diǎn)：醫(yī)院診所的規(guī)模和所處地域?qū)τ谠撓到y(tǒng)的銷量有影響。一般大中型醫(yī)院、發(fā)達(dá)城市對(duì)該系統(tǒng)持樂觀態(tài)度；而小型診所、欠發(fā)達(dá)城市對(duì)該系統(tǒng)仍抱遲疑態(tài)度。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： （1）高額的利潤(rùn)：該系統(tǒng)將極大的解放醫(yī)院勞動(dòng)力，成本很低，極大地減少支出，帶來高額利潤(rùn)。 （2）巨大的市場(chǎng)：可以預(yù)見所有的醫(yī)院診所在不遠(yuǎn)的將來都必將成為該系統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)。
同類課題研究水平概述
- 靜脈輸液給藥是臨床常用治療方法，目前廣泛采用的普通注射方法，需要憑借醫(yī)護(hù)人員豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)才能較好的控制液滴速度順利完成注射。否則，如果短時(shí)間輸入過多液體，則會(huì)引起患者肺水腫；而滴速過慢，則達(dá)不到治療目的。不論哪種情況都容易引起醫(yī)療事故。因此，針對(duì)此問題主要解決方案有“輸液滴速與時(shí)間查對(duì)卡”、“靜脈輸液控制器”等，但是“輸液滴速與時(shí)間查對(duì)卡”需要護(hù)士目測(cè)滴速后再進(jìn)行查表修正，人為因素影響較大，滴速難以精確把握；而國(guó)外的“靜脈輸液控制器”價(jià)格昂貴，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)很難得到推廣。 目前國(guó)內(nèi)對(duì)于輸液滴速的控制已有了一種壓縮管壁的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)的精確度極低，控制效率很差，對(duì)于精確的輸液很難達(dá)到要求，該系統(tǒng)的這些缺點(diǎn)嚴(yán)重的阻礙了該系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，致使該系統(tǒng)雖然已經(jīng)研究多年，但仍未能應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。 針對(duì)這種情況，我們將紅外技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)與長(zhǎng)筒的輸液器相結(jié)合，設(shè)計(jì)了具有新功能的輸液點(diǎn)滴測(cè)控裝置，及時(shí)自動(dòng)調(diào)整液滴的滴速，實(shí)現(xiàn)智能化管理。該裝置對(duì)已有的單閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，采用壓縮管壁的粗調(diào)和調(diào)整液面高度的微調(diào)相結(jié)合的雙閉環(huán)自控方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸液滴速的控制及調(diào)節(jié)。同時(shí)可以改變目前測(cè)試滴速依靠護(hù)理人員看表記數(shù)的方法，減輕醫(yī)護(hù)工作強(qiáng)度，給護(hù)士輸液治療提供方便，給輸液病人提供可靠的安全保證，提高工作效率和準(zhǔn)確性且成本較低。并且該系統(tǒng)對(duì)于輸液人員的安全進(jìn)行了雙保險(xiǎn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在單片機(jī)與醫(yī)護(hù)人員的PC控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送，及異常情況監(jiān)控的情形下。同時(shí)將Fetion嵌入嵌入式硬件系統(tǒng)，一旦輸液瓶?jī)?nèi)液滴用完或者輸液出現(xiàn)異常情況，除了單片機(jī)與醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行信息通信外，同時(shí)控制系統(tǒng)將給醫(yī)護(hù)人員的手機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，以減少對(duì)于異常情況的漏檢。
