基于ATC靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1、信息檢索與利用課程綜合大作業(yè) 課題名稱： 基于AT89C51靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 姓 名： 王 晴 班 級(jí)： BD電氣081 學(xué)號(hào)： 聯(lián)系方式： 完成時(shí)間： 2011年5月10日 基于AT89C51靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)摘要: 靜脈輸液是現(xiàn)在醫(yī)院中常用的輸液方式，大部分的輸液要靠醫(yī)護(hù)人員手動(dòng)控制滴速，輸液過程中藥液溫度取決于所處環(huán)境溫度，醫(yī)護(hù)人員要不定時(shí)的巡檢，以確定輸液是否結(jié)束。這樣使得在就醫(yī)高峰期，醫(yī)護(hù)人員很難應(yīng)付，常常會(huì)造成無法及時(shí)停止輸液，由于環(huán)境因素造成的低溫輸液反應(yīng)，以及滴速的不準(zhǔn)確帶來的藥理反應(yīng)，醫(yī)用輸液報(bào)警器、加熱器、滴速監(jiān)測(cè)器在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。本產(chǎn)品在總結(jié)國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)

2、合實(shí)際要求，實(shí)現(xiàn)了輸液過程中藥液溫度、滴速，輸液結(jié)束報(bào)警的自動(dòng)監(jiān)控。本系統(tǒng)可做適當(dāng)改進(jìn)，在醫(yī)療輸血領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:靜脈輸液;監(jiān)測(cè);報(bào)警；顯示Monitoring system for vein infusion with AT89C51Abstract：Now, the intravenous infusion is used commonly as transfusion methods in hospital,most of the infusion speed is controled by health-care workers, and the temperature

3、of the infusion liquid depends on the temperature of the environment. The health-care workers should inspect regularly to determine whether the infusion is over. The result is that the effect of the infusion is not satisfied, the patients suffers, and the result even caused medical accident in some

4、case. So the medical infusion alarm, heater, monitor borns in this context.Based on the summing up and learning from the research results achieved by the scholars at home and abroad, with the actural requirements of subject, a infusion monitoring and control sysytem is designed after the discussion

5、of every implementation. The system is based on the single-chip, used photoelectricity detection technology and motor control technology to realize the function. A big current control is also solved in this subject. In order to realize the fuctions of each module, several mechanical implementation a

6、re designed to assure the signal acquisition of the system, so the stability and the whole system performance are enhanced, and the automatic monitoring of temperature, speed, alarm in the whole process are achieved finally.The system can be improved appropriated to be used in the field of blood inf

7、usion and this will have a broad applicatin prospect.Keywords: Intravenous infusion; controlling; Alarm; Display 1 課題研究的意義1.1 本課題國內(nèi)外科技創(chuàng)新發(fā)展概況和最新發(fā)展趨勢(shì)目前國內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院中所使用的靜脈輸液器，大都采用懸掛方式，即依靠重力原理進(jìn)行輸液，并且整個(gè)輸液過程中醫(yī)護(hù)人員必須不定時(shí)地進(jìn)行巡視，浪費(fèi)了人力資源。在醫(yī)療高峰期，還會(huì)出現(xiàn)輸液結(jié)束，而醫(yī)護(hù)人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行處理的情況，這種狀況會(huì)造成不同程度的醫(yī)療事故，給病人和醫(yī)院雙方帶來了不必要的麻煩。低溫輸液反應(yīng)也是困

8、擾醫(yī)護(hù)人員多年的難題。天氣寒冷，對(duì)于高齡特別是伴冠心病、高血壓、腦更死患者、輸入的較冷液體刺激血管，引起血管痙攣而出現(xiàn)寒顫、體溫升高、血壓升高者時(shí)有發(fā)生。由于液體溫度低于體溫，藥液進(jìn)入靜脈后，使病人肢體極易出現(xiàn)冰冷、酸脹麻痛等不適的感覺，甚至發(fā)生血管痙攣、寒顫、胸悶、氣促等多種癥狀，尤其是術(shù)后病人、嬰兒、老年病人、發(fā)燒病人，低溫大容量輸液常造成體溫下降；而低體溫可導(dǎo)致許多并發(fā)癥的發(fā)生，如凝血技能障礙，傷口愈合緩慢，住院時(shí)間延長(zhǎng)，藥物代謝速度降低等，這些給患者帶來很大痛苦，嚴(yán)重的甚至危及生命，應(yīng)引起臨床重視。過去，醫(yī)護(hù)人員和家屬大都采取在進(jìn)針部位熱敷的方法補(bǔ)償，使藥液溫度忽高忽低，對(duì)藥性的穩(wěn)定性

9、和療效有一定的負(fù)面影響，而且使用極其不方便。另外，輸液速度也是輸液過程中一個(gè)重要參數(shù)，輸液速度應(yīng)根據(jù)病情、輸液總量、輸液目的和藥物性質(zhì)等情況確定。概括起來，可分以下幾類情況：第一類情況是一般速度：補(bǔ)充每日正常生理消耗量的輸液以及為了輸入某些液物(如抗菌素、激素、維生素、止血液、治療肝臟疾病的輔助藥等)時(shí)，一般每分鐘5ml左右。通常所說的輸液速度每分鐘6080滴，就是指這類情況。第二類情況是快速：嚴(yán)重脫水病人，如心肺功能良好，一般應(yīng)以每分鐘10ml左右的速度進(jìn)行補(bǔ)救，全日總輸量宜在68小時(shí)完成，以便輸液完畢后病人得以休息。血容量嚴(yán)重不足的休克病人，搶救開始12小時(shí)內(nèi)的輸液速度每分鐘應(yīng)在15ml以

10、上。因?yàn)?，倘若?小時(shí)內(nèi)輸入2000ml液體，就可使一個(gè)休克病人迅速好轉(zhuǎn)的話，若慢速輸入，使2000ml液體在24小時(shí)內(nèi)緩緩滴入，則對(duì)休克無濟(jì)于事。急性腎功能衰竭進(jìn)行試探性補(bǔ)救時(shí)，常給10%葡萄糖溶解500ml，以每分鐘1525ml速度輸入。慢速：顱腦、心肺疾患者及老年人輸液均宜以緩慢的速度滴入。緩慢輸液的速度一般要求每分鐘在24ml以下，有些甚至需要在1ml以下。鑒于上述三個(gè)主要原因，設(shè)計(jì)和開發(fā)一種智能醫(yī)用輸液報(bào)警、加熱、滴速控制系統(tǒng)，對(duì)輸液結(jié)束進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，在輸液過程中保持藥液溫度在人體溫度范圍內(nèi)，以及控制輸液過程的滴速是切實(shí)可行的，而且這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用能有效的消除藥液與體溫之間過大的差異，

11、能將藥液的溫度迅速增至適宜人體的溫度，提高藥效，有助于減輕醫(yī)護(hù)人員工作，提高安全性和工作效率，以及護(hù)理水平。國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì),在國外，電子在醫(yī)療方面的應(yīng)用起步很早，并且經(jīng)過實(shí)際的臨床使用、證明，得到逐步推廣，形成醫(yī)療器械的智能化，美國、日本等一些發(fā)達(dá)國家走在世界的前列。較早的電子醫(yī)療器械強(qiáng)調(diào)高、精、尖，都是大型器械，而且投資巨大，使用的廣泛性受到限制。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，一些智能醫(yī)療器械逐步向小型化靠攏。其中應(yīng)用于靜脈輸液的報(bào)警器、恒溫加熱裝置應(yīng)運(yùn)而生，這不但減小了醫(yī)療事故的發(fā)生，也提高了醫(yī)療工作的效率。例如美國的V520全自動(dòng)輸液報(bào)警器等。我國在這方面的起步較晚，現(xiàn)今我們所使用的產(chǎn)品都

12、是進(jìn)口的，價(jià)格比較昂貴。國內(nèi)所有正在研制廠家的產(chǎn)品也很不理想，且成本較高。如北京東方美源科技有限公司生產(chǎn)的輸液監(jiān)控儀都是單機(jī)版，價(jià)位卻在幾千元。桂林市匯科醫(yī)療器械有限公司的HK-A1型醫(yī)用輸液監(jiān)控器，西安豐唐光電科技有限公司的輸液報(bào)警器等均普遍存在調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，精度不夠，功能不夠齊全，價(jià)格較高等方面的弊端。泉州市解放軍第180醫(yī)院利用杠桿原理設(shè)計(jì)的輸液報(bào)警器，在輸液的過程中隨著液瓶重量的減輕，在彈簧力的作用下，磁鐵逐漸向干彈簧管靠近，當(dāng)減輕到一定重量時(shí)，磁鐵和干簧管對(duì)齊，電路接通，蜂鳴器報(bào)警。武警天津總隊(duì)醫(yī)院利用液體導(dǎo)電性設(shè)計(jì)了輸液報(bào)警器，此報(bào)警器由一個(gè)輸液針頭、一個(gè)外面包有一段絕緣材料的進(jìn)氣針

13、頭構(gòu)成，上述兩個(gè)針頭作為兩個(gè)接點(diǎn)，通過兩根導(dǎo)線與一個(gè)報(bào)警電路相連接。輸液開始時(shí)，瓶?jī)?nèi)裝滿液體，由于液體導(dǎo)電性，通過兩個(gè)針頭，電路連通，液面逐漸下降，至進(jìn)氣針頭針尖以下位置時(shí)，電路斷開，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。輸液恒溫加熱器大都采用對(duì)輸液管的加熱方式，溫度可調(diào)或可設(shè)定，使進(jìn)入人體的藥液溫度控制在一定范圍，適合人體特征及藥理作用。輸液滴速顯示器是利用紅外光電檢測(cè)原理檢測(cè)滴速的。檢測(cè)器的工作是把非電量的液滴信號(hào)通過紅外光電檢測(cè)電路轉(zhuǎn)化為電信號(hào),再由單片機(jī)處理為當(dāng)前滴速值并加以顯示。當(dāng)檢測(cè)器的光電槽口卡住墨非式管后,即可將液滴間隔換算成滴速顯示出來。我國有 12億多人口，每年輸液組數(shù)最保 守估計(jì)在 6億瓶

14、以上，每組輸液需陪護(hù)平均為 1人，因陪護(hù)誤工起碼在 1.5h以上 ，則每年保守估計(jì)因陪護(hù)消耗人工9億人以上。還有因陪護(hù)誤工對(duì)企業(yè)事業(yè)單位造成的間接損失。可見降低陪護(hù)強(qiáng)度、減少陪護(hù)人數(shù)對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極意義。不僅如此 ，我國人口正在老齡化 ，一對(duì)夫婦一個(gè)孩，不久將來就會(huì)出現(xiàn)一對(duì)夫婦贍養(yǎng)四位老人和撫育一個(gè)孩子的局面，家庭護(hù)理工作將面臨更嚴(yán)峻的形勢(shì)。同時(shí)對(duì)加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是一個(gè)負(fù)擔(dān)。無論是目前的現(xiàn)狀，還是展望未來 ，研制這樣一套數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，成本低的靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸液護(hù)理工作的 自動(dòng)化、智能化 。對(duì)提高醫(yī)院的醫(yī)療效率和質(zhì)量；降低護(hù)理強(qiáng)度；減少護(hù)理人數(shù)；防止傳染病交叉感染、減少杜絕醫(yī)療事

15、故的發(fā)生，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提高社會(huì)效益1.2本課題研究的目的、意義靜脈輸液是醫(yī)療護(hù)理專業(yè)的一項(xiàng)常用給藥治療技術(shù)。根據(jù)患者病情的不同,使用的藥物及所需要的滴注速度也不同。為改變輸液時(shí)僅憑護(hù)理人員不斷地查看滴速是否異常、輸液是否完畢然后手動(dòng)調(diào)節(jié)的原始方法,已經(jīng)研制出各種型號(hào)的輸液泵,但目前在醫(yī)院中使用的靜脈輸液泵價(jià)格均較昂貴,一般在1至2萬元之間,所以在醫(yī)院中大多只用于危重病人的監(jiān)護(hù)輸液,而普通病人的靜脈輸液多數(shù)仍采用手動(dòng)方式、人工看護(hù)。為了改變這種狀況,使普通病人的靜脈輸液也能自動(dòng)得到監(jiān)視和報(bào)警,減輕醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān),保證輸液的精確性、安全性,并且便于集中管理,我們研制了這種低價(jià)格的靜脈輸液監(jiān)測(cè)系

16、統(tǒng)。無論是目前的現(xiàn)狀，還是展望未來 ，研制這樣一套數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，成本低的靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸液護(hù)理工作的 自動(dòng)化、智能化 。對(duì)提高醫(yī)院的醫(yī)療效率和質(zhì)量；降低護(hù)理強(qiáng)度；減少護(hù)理人數(shù)；防止傳染病交叉感染、減少杜絕醫(yī)療事故的發(fā)生，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提高社會(huì)效益都有著積極的。參考文獻(xiàn)1祝燎.何峰山.單片機(jī)AT89C51的設(shè)計(jì)與開發(fā)J. 河西學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.26（5）:55-60.2張永.輸液監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)A.大連交通大學(xué)出版社，2008. 245-258.3宋維君.陳松.楊波.低壓電力載波靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)J. 遼東學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.15（2）:96-99. 4張永東.輸液速

17、度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.自動(dòng)化與儀器儀,2005(3): 20-22.2 課題研究?jī)?nèi)容2.1具體研究開發(fā)內(nèi)容和要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題 靜脈輸液監(jiān)測(cè)儀,直接用于每個(gè)病人的靜脈輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警,管夾用于檢測(cè)液滴信號(hào)。報(bào)警器,可接受10臺(tái)靜脈輸液監(jiān)測(cè)儀的報(bào)警信息,任1臺(tái)儀器發(fā)出報(bào)警,報(bào)警器就發(fā)出聲光報(bào)警,其相應(yīng)編號(hào)的燈會(huì)發(fā)亮。一般報(bào)警器是置于護(hù)士值班室,監(jiān)測(cè)儀置于病房,之間用信號(hào)線連接。其主要內(nèi)容如下：人工設(shè)定滴速、輸液總量、預(yù)警時(shí)間等參數(shù);實(shí)時(shí)顯示輸液滴速;實(shí)時(shí)查看設(shè)定滴速、設(shè)定總量和當(dāng)前滴速、已輸液量、標(biāo)準(zhǔn)滴數(shù);輸液異常報(bào)警、輸液將完預(yù)警;測(cè)試端報(bào)警可取消(報(bào)警端報(bào)警不能人為取消);輸液過程

18、中可以重新設(shè)定滴速、輸液總量、預(yù)警量;可以設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)滴數(shù)。靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一方面在病房要采集病人點(diǎn)滴瓶的液位信息，輸液結(jié)束時(shí)進(jìn)行本地報(bào)警，引起病人及病人家屬的注意，另一方面護(hù)士在工作站實(shí)時(shí)觀察病人輸液狀態(tài)，得到報(bào)警信號(hào)后做到及時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)靜脈輸液遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。為此，本次設(shè)計(jì)將靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按功能劃分為兩部分電路 ，一部分電路安設(shè)在病房中，稱之為病房輸液信息采集器，采集病人的液位信息。另一部分電路放置在護(hù)士站，由值班護(hù)士進(jìn)行監(jiān)控，接受采集器上傳的數(shù)據(jù)和輸液結(jié)束報(bào)警 ，這部分電路在下文中稱為監(jiān)測(cè)控制中心。輸液監(jiān)測(cè)控制中心和病房輸液信息采集器之間是用低壓電力線實(shí)現(xiàn)的物理連接。病房輸液信息采集器把輸液狀況

19、信息，通過低壓電力載波調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后傳送到電力線上，然后輸液監(jiān)測(cè)控制中心通過電力線接收，再由控制中心的低壓電力載波調(diào)制解調(diào)器解調(diào)，進(jìn)而作為報(bào)警和顯示的原始數(shù)據(jù)。采集器結(jié)構(gòu)由主控制器、ITS00D、輸液采樣 電路、模擬輸入通道、模擬輸出通道、電力線路耦合電路、電源等七大模塊組成 。AT89C52芯片是專 門針對(duì)低壓 電力 網(wǎng)設(shè)計(jì) 的調(diào)制解調(diào)器，它采用了 DCSK調(diào)制技術(shù)，發(fā)送時(shí)采用3個(gè)頻點(diǎn) “三箭齊發(fā)”的調(diào)制模式，即將要傳輸?shù)男畔⒊休d在3個(gè)載波信號(hào)上，由3個(gè)頻道同時(shí)將有用信息發(fā)射到電力線信道中；接收時(shí)按 3取2的原則 ，選擇正確信號(hào)，然后進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出傳輸?shù)男畔?。由?ITS00D是被動(dòng)工作

20、的芯片，即只有在接到命令時(shí)才能工作，因此采集器中必須有一個(gè)CPU對(duì)其發(fā)送命令 ，設(shè)計(jì)中選用了 AT89S52單片機(jī)作為主控制器。工作時(shí)，主控制器先將命令和數(shù)據(jù)翻譯過來提供給用戶使用，并提供上層的通信協(xié)議。IT800D芯片提供低級(jí)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以完成在電力線載體上數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。模擬前端處于 IT800D和物理網(wǎng)絡(luò)之間，是連接設(shè)備到物理網(wǎng)絡(luò) (電力線)的中介，模擬輸出通道由輸出濾波電路、前級(jí)放大電路、功率放大電路三部分組成；輸入濾波電路、片內(nèi)預(yù)放大器、信道濾波電路、片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成了模擬輸入通道。由于 IT800D的IOUT、IOUT引腳輸出的DCSK信號(hào) ，不但幅度小、驅(qū)動(dòng)

21、能力弱，而且含有高次諧波，為了在電力線上保證按照 FCC規(guī)則進(jìn)行引導(dǎo)發(fā)射，需要 由輸 出濾波 電路對(duì) IT800D芯 片輸 出的DCSK信號(hào)去除失真的諧波能量濾波后的信號(hào)再經(jīng)過前級(jí)放大器進(jìn)行電壓幅值放大，功率放大器進(jìn)行能量放大之后 ，最后到達(dá) 電力線。對(duì)于輸入通道，因?yàn)榈蛪弘娏€信道衰減嚴(yán)重，干擾不可預(yù)測(cè) ，4J，致使 DCSK調(diào)制信號(hào)經(jīng)過電力線傳輸后，信號(hào)能量可能損失很大且混入了許多的干擾信號(hào)。如果此時(shí)將其直接送給 IT800D芯片，IT800D芯片將不能識(shí)別出有用信息，造成低壓電力載波通信失敗。為了解決這一問題，DCSK調(diào)制信號(hào)經(jīng)電力線耦合電路耦合后 ，要由模擬輸入通道對(duì)其進(jìn)行放大與濾波。

22、一般來說，要把載波信號(hào)耦合到電力線上，在電力線載波收發(fā)器與電力線之間需要一個(gè)耦合器。耦合器在電路中主要有 3個(gè)作用：內(nèi)部的高頻耦合線圈實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電側(cè)和弱電側(cè)的物理分離；內(nèi)部的高通濾波器保證導(dǎo)通高頻信號(hào)而阻斷電網(wǎng)工頻；實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。系統(tǒng)采用的帶有高通效果的耦合電路。采集器需要四路外部直流電源。 +5V直流電源，為單片機(jī)及其外圍電路提供工作電壓；4-12V直流電源，為模擬輸出通道功率放大器提供電源；+33v為直流電源用于 ITS00D芯片。設(shè)計(jì)中直流穩(wěn)壓電源電路 的核心器件選用的是價(jià)格較便宜的78X系列三端集成穩(wěn)壓器。由于目前市場(chǎng)上的輸液泵型號(hào)很多，這里我以北京在華科技有限公司生產(chǎn)的SP-750號(hào)輸液

23、泵與本課題產(chǎn)品的技術(shù)性能比較。SP-750號(hào)輸液泵，輸液精度為5%，輸液速度為1-699ml/h，輸液總量預(yù)置范圍為1ml-9999ml，輸液器規(guī)格為一次性PVC輸液器，顯示為L(zhǎng)CD液晶顯示屏, 12864點(diǎn)陣，語言為中英文兩種語言，報(bào)警方式運(yùn)行等紅色閃爍、喇叭鳴響、顯示屏上文字提示，電池類型Ni-MH(可充電)電池 812V1200mA（標(biāo)配）輸液速度為125ml/h時(shí)，新電池充滿后可連續(xù)工作2小時(shí)1800mA(選配) 輸液速度為125ml/h時(shí)，新電池充滿后可連續(xù)工作3小時(shí)，電源為交流 220V,50Hz，輸入功率為25VA，操作環(huán)境a).環(huán)境溫度：540；b).相對(duì)濕度：70%；c).大

24、氣壓力：86 kPa106kPa。2.2 課題的特色和創(chuàng)新之處本文介紹一種新型高性能價(jià)格比的靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ,系由靜脈輸液監(jiān)測(cè)儀和多路報(bào)警器組成。本系統(tǒng)用于對(duì)靜脈輸液進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)及本地和遠(yuǎn)端報(bào)警 ,能減低醫(yī)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保證輸液的精確性、可靠性 ,提高患者靜脈輸液的安全性 ,適用于各級(jí)醫(yī)療單位。SP-750輸液泵特點(diǎn)：輸液泵采用LCD12864大液晶屏幕，中英文雙語轉(zhuǎn)換，貼合中國人的設(shè)計(jì)，可以符合更多人的使用要求；輸液泵采用特的設(shè)計(jì)功能，除了可通用大部分輸液器外，可在輸液泵中可存儲(chǔ)三種品牌的輸液器參數(shù)，保證輸液的更加精確性；輸液泵可通用于管徑在3.5-4.5毫米之間的輸液器；SP-75

25、0輸液泵的構(gòu)架外部乃至內(nèi)部，采用的80%為有色金屬，和普通輸液泵相比，抗老化性和抗摔性都有很大的優(yōu)勢(shì)，用高精密的CNC機(jī)械加工而成，相對(duì)于一般的鋁使用模具壓鑄出來的精密度更高；輸液泵獨(dú)有內(nèi)置幫助菜單，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題報(bào)警的時(shí)候，用戶如果此時(shí)不知道該如何解決出現(xiàn)的問題，可通過幫助菜單尋求幫助；輸液中可顯示輸液速度、已輸入量、剩余輸液時(shí)間輸液泵在運(yùn)行過程中，可顯示輸液速度、已輸入量、剩余輸液時(shí)間，方便護(hù)士合理安排時(shí)間；泵具備快排功能，在輸液開始時(shí)使用快排功能可以快速將輸液器中的空氣排出輸液器。靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用89C52單片機(jī)這是一種性能價(jià)格比較便宜單片機(jī)，指令系統(tǒng)和引腳與 MCS一51系列 10

26、0兼容。片內(nèi)集成有 4kB可編程閃爍存儲(chǔ)器，采用電擦除，可重復(fù)編程。光電檢測(cè) 液滴信號(hào) 的采集技術(shù)利用紅外光電檢測(cè)對(duì)管實(shí)現(xiàn)。這是一種常用的光 電傳感器，光電檢測(cè)器送來的液滴信號(hào)為高電平，而無液滴下落時(shí)，為低電平。此信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。存儲(chǔ)芯片 AT24C02，是高性能價(jià)格比的串行電可撩除 只讀存儲(chǔ)器，在本儀器 中用于保存標(biāo)準(zhǔn)滴數(shù)，如果需要還可以保存以前輸液的參數(shù)。驅(qū)動(dòng)電路和液晶顯示 從本產(chǎn)品的功耗 、耐用性和顯示的美觀角度出發(fā)，采用了液晶顯示器。根據(jù)本儀器的顯示數(shù)據(jù)位數(shù)需要，選用了四位液晶顯示器ED5616A，用 ICM7211AMPL作為液晶驅(qū)動(dòng)器 ，用以產(chǎn)生顯示驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)，能與 C

27、PU 直接接 口。按鍵 的設(shè)置使本儀器便于進(jìn)行人機(jī)對(duì)話 。電源 采 用 國 產(chǎn) 的 ACDC新 型 電源 產(chǎn) 品HAS155一WES，它可直接輸入交流 220V 電壓，輸出直流 5V 電壓，輸出電流為 300mA。可極大地減小產(chǎn)品體積。本系統(tǒng)主要特點(diǎn)是可以方便地修改標(biāo)準(zhǔn)滴數(shù)的數(shù)值,這主要是針對(duì)目前墨菲氏管不統(tǒng)一、不規(guī)范的情況而增加的功能,使醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)所購墨菲氏管的情況重新設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)滴數(shù)的數(shù)值,以保證輸液將完時(shí)能準(zhǔn)確報(bào)警?，F(xiàn)在研制出各種型號(hào)的輸液泵,但目前在醫(yī)院中使用的靜脈輸液泵價(jià)格均較昂貴。輸液泵是一種能夠準(zhǔn)確控制輸液滴數(shù)或輸液流速，保證藥物能夠速度均勻，藥量準(zhǔn)確并且安全地進(jìn)入病人體內(nèi)發(fā)揮作

28、用的一種儀器。同時(shí)，輸液泵還能提高臨床給藥操作的效率和靈活性，降低護(hù)理工作量。輸液泵通常是機(jī)械或電子的控制裝置，它通過作用于輸液導(dǎo)管達(dá)到控制輸液速度的目的。常用于需要嚴(yán)格控制輸液量和藥量的情況，如在應(yīng)用升壓藥物，抗心律失常藥藥物，嬰幼兒靜脈輸液或靜脈麻醉時(shí)。參考文獻(xiàn)1于正軍.鄧刺利.張迎新.一種新型靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)J. 醫(yī)療設(shè)備信息，2001.15（3）:12-14.2于剛.總線式輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制J.醫(yī)療設(shè)備信息, 2007(3):11-13.3季華.MCS 51單片機(jī)實(shí)用技術(shù)M 北京：北京航空航王大學(xué)出版社，2008.4張華林，明達(dá)，無線呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J，國外電子元器件，2006（8）3

29、課題產(chǎn)品市場(chǎng)概況3.1課題產(chǎn)品市場(chǎng)概況及需求情況：簡(jiǎn)要介紹課題產(chǎn)品國內(nèi)外市場(chǎng)容量，發(fā)展?fàn)顩r，未來發(fā)展趨勢(shì)世界上許多國家都在推廣靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用懸掛方式，即依靠重力原理進(jìn)行輸液，并且整個(gè)輸液過程中醫(yī)護(hù)人員不需要不定時(shí)地進(jìn)行巡視，節(jié)約了人力資源。在醫(yī)療高峰期，不會(huì)出現(xiàn)輸液結(jié)束，而醫(yī)護(hù)人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行處理的情況，這種狀況減少了不同程度的醫(yī)療事故，給病人和醫(yī)院雙方消除了不必要的麻煩。靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在歐美及東南亞地區(qū)已經(jīng)非常普及了。具有關(guān)資料顯示，美國靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)銷售額每年高達(dá)35多億美元，而日本則年產(chǎn)靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)158萬臺(tái)，兩國的靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的普及率都已達(dá)70

30、%以上，且市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?中國是一個(gè)人口大國，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的看病消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，“綠色、生態(tài)、環(huán)保?！毙碌慕】道砟畛闪巳藗儗?duì)美好生活的向往和追求。靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成了今后輸液的必須用品，蘊(yùn)藏著無限的商機(jī)。在北京、上海、廣州和深圳等一些大中型城市，靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正快速走進(jìn)一些醫(yī)院。 目前，對(duì)靜脈輸液液位進(jìn)行 自動(dòng)監(jiān)測(cè)、輸液終了進(jìn)行報(bào)警的方法有：輸液泵、輸液自動(dòng)報(bào)警器、通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)靜脈輸液監(jiān)測(cè)等 。國外對(duì)智能型輸液泵的研制較早，如 日本、美國和德國等國家上世紀(jì) 80年代末就進(jìn)行了輸液泵的研制?，F(xiàn)在布場(chǎng)上流行的大多是國外產(chǎn)品，類型樣 ，性能較好 ，如 日本 JMS株式會(huì)社的 OT一

31、601型輸液泵 (控制精度為 10)和 SP一500型注射泵 ，美 國 IMED公司 GeminiPCZTX型輸液泵可實(shí)現(xiàn) 四路控制 ，還有德 國貝朗公司 的 Muhifuse型、PerfusorCompact型 (控制精度可達(dá)到 2)、Infu,somatP型和 InfusomatifnS型 ，型號(hào)眾多，以色列也有相應(yīng)的產(chǎn)品。國內(nèi)對(duì)輸液泵的研制起步較晚，大都在90年代中期開始研究 ，市場(chǎng)上也有一些國產(chǎn)輸液泵 ，如北京某有限責(zé)任公司的某系列產(chǎn)品。不過總體說來，種類較少，性能也需改進(jìn)。輸液監(jiān)測(cè)控制 中心由監(jiān)測(cè) 中心 (一臺(tái) PC機(jī) )、主控制器、ITS00D芯片、模擬前端、電力線路耦合電路、電源

32、等六部分組成。輸液監(jiān)測(cè)控制中心由監(jiān)測(cè) 中心 (一臺(tái) PC機(jī) )、主控制器、IT800D芯片、模擬輸入通道、模擬輸出通道、電力線路耦合電路、電源等七部分組成。其中，Pc機(jī)有兩個(gè)用途，其一用來為醫(yī)護(hù)人員提供一個(gè)監(jiān)視輸液、查詢的操作界面，其二接受控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)，對(duì) PC機(jī)的配置要求不高。現(xiàn)階段市面上主流的 PC機(jī)都能滿足需要。主控制器不但要實(shí)現(xiàn)與 ITS00D通訊 ，而且還要 完成與 PC機(jī) 通訊，需要兩個(gè)串口，因此選擇了雙串口的 W77E58單片機(jī)。其他電路與病房輸液信息采集器的設(shè)計(jì)方案大致相同 ，這里不再重復(fù)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分兩部分，第一部分是病房輸液信息采集器的軟件設(shè)計(jì) ，包括主程序、 中斷服

33、務(wù)程序、接收與發(fā)送子程序、IT800D芯片初始化設(shè)置等模塊。第二部分是輸液監(jiān)測(cè)控制中心軟件，由Pc機(jī)和 W77E58單片機(jī)軟件兩部分組成。其中單片機(jī)軟件部分是采用匯編語言編寫的，Pc機(jī)軟件部分是用 VB編寫的。采集器的主程序主要完成對(duì)單片機(jī)的初始化操作，調(diào)用 IT800D芯片初始化程序，循環(huán)讀報(bào)警結(jié)束開關(guān)狀態(tài)以決定是否結(jié)束報(bào)警 ；TO的中斷服務(wù)程序完成輸液信息的循環(huán)采集、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警，等待串口中斷發(fā)送數(shù)據(jù)、輸液結(jié)束報(bào)警；串口中斷服務(wù)程序用來完成輸液狀態(tài)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。輸液監(jiān)測(cè)控制中心的單片機(jī) W77E58的軟件主要 由兩大通信模 塊組成 ：與 IT800D芯片之 間通信程序，與 Pc機(jī)之間

34、通信程序。Pc機(jī)軟件部分完成與單片機(jī)通訊及每位病人輸液結(jié)束報(bào)警等。主程序首先對(duì)單片機(jī)的初始化操作，即堆棧指針設(shè)置、串口的控制寄存器和波特率寄存器的設(shè)置、定時(shí)器的控制器方式寄存器、控制和狀態(tài)寄存器設(shè)置等；其次，調(diào)用 IT800D芯片初始化程序完成對(duì) IT800D芯片工作方式、數(shù)據(jù)傳輸方式、網(wǎng)絡(luò)地址等設(shè)置；再其次，循環(huán)讀報(bào)警結(jié)束開關(guān)狀態(tài)以決定是否結(jié)束報(bào)警；最后，等待串口中斷發(fā)送數(shù)據(jù)、 中斷完成。靜脈輸液是臨床醫(yī)療工作中最常用的、最有效的重要治療手段 。在輸液治療過程中，每年都有一部分患者因輸液出現(xiàn)事故：病輕患者因病輕思想麻痹大意或重病患者因輸液組數(shù)多，陪護(hù)人員過于疲勞等原因而出現(xiàn)不能及時(shí)換藥或拔針

35、頭，空氣進(jìn)入血管內(nèi)形成空氣栓塞、凝血堵針頭的情況，造成醫(yī)療事故及后續(xù)糾紛。我國有 12億多人口，每年輸液組數(shù)最保 守估計(jì)在 6億瓶以上，每組輸液需陪護(hù)平均為 1人，因陪護(hù)誤工起碼在 1.5h以上 ，則每年保守估計(jì)因陪護(hù)消耗人工9億人以上。還有因陪護(hù)誤工對(duì)企業(yè)事業(yè)單位造成的間接損失。可見降低陪護(hù)強(qiáng)度、減少陪護(hù)人數(shù)對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極意義。不僅如此 ，我國人口正在老齡化 ，一對(duì)夫婦一個(gè)孩，不久將來就會(huì)出現(xiàn)一對(duì)夫婦贍養(yǎng)四位老人和撫育一個(gè)孩子的局面，家庭護(hù)理工作將面臨更嚴(yán)峻的形勢(shì)。同時(shí)對(duì)加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是一個(gè)負(fù)擔(dān)。無論是目前的現(xiàn)狀，還是展望未來 ，研制這樣一套數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，成本低的靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

36、，實(shí)現(xiàn)輸液護(hù)理工作的 自動(dòng)化、智能化 。對(duì)提高醫(yī)院的醫(yī)療效率和質(zhì)量；降低護(hù)理強(qiáng)度；減少護(hù)理人數(shù)；防止傳染病交叉感染、減少杜絕醫(yī)療事故的發(fā)生，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提高社會(huì)效益都有著積極的意義。3.2課題產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)：結(jié)合產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，確定該產(chǎn)品的細(xì)分市場(chǎng)定位該產(chǎn)品有很強(qiáng)的專業(yè)性，目標(biāo)市場(chǎng)為國內(nèi)的大、中型醫(yī)院，讓靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全國普及全國。為了相關(guān)企業(yè)對(duì)靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其市場(chǎng)概況有初步的了解和認(rèn)識(shí)，通過問卷調(diào)查（電話訪問）的方式，對(duì)全國范圍內(nèi)的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了調(diào)查。 首先產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)就是區(qū)域市場(chǎng)的市場(chǎng)環(huán)境、人文環(huán)境以及競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境有利于我方，以主導(dǎo)品牌為切入點(diǎn)，通過常規(guī)性的投入，在不超過既定比例的前提下，

37、有七成以上的把握完成預(yù)定的銷售目標(biāo)，同時(shí)也能達(dá)到預(yù)定的市場(chǎng)位置。對(duì)于靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來說，該目標(biāo)市場(chǎng)對(duì)于整體市場(chǎng)有著重要的戰(zhàn)略意義對(duì)周邊市場(chǎng)能夠起到引導(dǎo)、輻射作用，甚至起著關(guān)鍵性的領(lǐng)導(dǎo)作用。目前在醫(yī)院中使用的靜脈輸液磅價(jià)格均較昂貴。所以在醫(yī)院中太多只用于危重病人的監(jiān)護(hù)輸液，而普通病人的靜脈輸液多數(shù)仍采用手用方式、人工看護(hù)。該目標(biāo)市場(chǎng)就是企業(yè)決定要進(jìn)入的市場(chǎng)。企業(yè)在對(duì)整體市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)分之后，要對(duì)各細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行評(píng)估，然后根據(jù)細(xì)分市場(chǎng)的市場(chǎng)潛力、競(jìng)爭(zhēng)狀況、本企業(yè)資源條件等多種因素決定把哪一個(gè)或哪幾個(gè)細(xì)分市場(chǎng)作為目標(biāo)市場(chǎng)。靜脈輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)細(xì)分市場(chǎng)有較大吸引力，能推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo) ，甚至分散企業(yè)的精力

38、，使之無法完成其主要目標(biāo)，這樣的市場(chǎng)應(yīng)考慮放棄。另一方面，還應(yīng)考慮企業(yè)的資源條件是否適合在某一細(xì)分市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)。只有選擇那些企業(yè)有條件進(jìn)入、能充分發(fā)揮其資源優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)作為目標(biāo)市場(chǎng)，企業(yè)才會(huì)立于不敗之地。3.3課題產(chǎn)品的主要競(jìng)爭(zhēng)者：在課題產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)中，主要的同類產(chǎn)品名稱，產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)，產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品銷售情況在課題產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)中，主要的同類產(chǎn)品有靜脈輸液監(jiān)測(cè)器，該產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)是湖北武漢永嘉專利代理有限公司，該公司研發(fā)的靜脈輸液監(jiān)測(cè)器，由傳感器電路和輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警電路組成，其特征在于傳感器電路由電容量可變的電容器、固定電容量的電容和直流電源構(gòu)成，輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警電路由整形電路、輸液狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路和輸液速度

39、監(jiān)測(cè)電路組成；電容量可變的電容器，有兩片分別安裝在莫菲氏滴管的外側(cè)的金屬片，作為電容量可變的電容器的兩個(gè)電容極板，兩片電容極板分別有一根導(dǎo)線與其相連，莫菲氏滴管和處于莫菲氏滴管內(nèi)部的物質(zhì)作為電容器的絕緣介質(zhì)。精確度高、使用方便，可根據(jù)藥量估計(jì)輸液結(jié)束的時(shí)間。液監(jiān)測(cè)器，由傳感器電路和輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警電路組成，其特征在于傳感器電路由電容量可變的電容器、固定電容量的電容和直流電源構(gòu)成，輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警電路由整形電路、輸液狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路和輸液速度監(jiān)測(cè)電路組成；電容量可變的電容器，有兩片分別安裝在莫菲氏滴管內(nèi)液面上方的外側(cè)的金屬片，作為電容量可變的電容器的兩個(gè)電容極板，兩片電容極板分別有一根導(dǎo)線與其相連，莫菲氏滴管和處于莫菲氏滴管內(nèi)部的物質(zhì)作為電容器的絕緣介質(zhì)?；陲@示屏的功能與LED指示燈相同,此處也采用移位寄存器HC595作為驅(qū)動(dòng)電路。鍵盤鍵盤包括數(shù)字鍵和功能鍵,數(shù)字鍵用于時(shí)間的調(diào)整和輸液滴速的設(shè)定,而功能鍵則用來選擇不同的功能,使系統(tǒng)執(zhí)行不同的任務(wù)。由于按鍵數(shù)量較多,若采用獨(dú)立式按鍵電路,每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一個(gè)I/O口,雖每個(gè)I/O口互不影響,電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,但要占用大量的I/O口,為此采用矩陣式行列掃描的方式讀取鍵盤的信息,以節(jié)約I/O口。語音電路本系統(tǒng)中采用的是I