一种可调控药物滴注率的智能输液系统的制作方法

1.本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种可调控药物滴注率的智能输液系统及其使用方法。


背景技术：

2.静脉输液是将液态药物直接注入静脉，是目前向全身输送药物的最佳方法。临床应用中，往往需要护士承担大量的工作，包括不断的查看病人的输液进度以决定是否需要调整输液的速度或者终止输液进行拔除输液管等操作，特别对于术后需要全天静脉输液的患者来说，更是离不开家属或护士的陪伴，以目前常规的输液方式会增加家属与医护人员。同时静脉输液还存在下述问题：（1）滴注率不稳定： 不同的液体需要设置不同的液滴速率，例如葡萄糖输注的滴注率就不同于血液输注的滴注率；（2）药物滴注过载：向血液循环系统中输送过多的药物，可能会导致速度休克（speed shock）电解质失衡，高血压或代谢紊乱；（3）药物滴注不同：向血液循环系统中输送不足的药物，可能会导致次优治疗、脱水或代谢紊乱等。
3.综上所述，目前急需一种新型的输液装置，该装置可以在临床以及家庭护理环境中密切监测及调控静脉输液下药物滴注率，以降低人力成本，防止不良后果的发生。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题技术提供一种可调控药物滴注率的智能输液系统及其使用方法，可以根据患者患病情况调整滴注率，在发生意外时停止输液报警，而且成本低廉。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可调控药物滴注率的智能输液系统，所述可调控药物滴注率的智能输液系统包括：输液架本体、丝杠升降模块、液滴检测和控制模块、人机交互模块；所述丝杠升降模块在输液架外杆的内部，所述液滴检测和控制模块安装与外杆外部储物盘的上方；所述人机交互模块安装在外杆外部的储物盘上部；所述丝杠升降模块通过丝杠将输液架本体的內杆和外杆连接起来；所述丝杠升降模块的电机传动装置与输液架外杆的控制模块相连接；所述液滴检测与控制模块通过储物架与输液架外杆相连接；所述液滴检测和控制模块包括光电传感器和主控芯片还有机械手爪组成，所述光电传感器采集到的液滴速度实时传入到控制模块的主控芯片中，所述控制模块根据液滴速度和人机交互模块输入目标液滴速度输出机械手爪的转动姿态。
6.在本发明的一个较佳实施例中，所述输液架本体包括外杆、內杆、挂钩、折叠架、储物盘、万向轮和底盘组成，所述万向轮共有六个，每个万向轮都可以随意移动，六个万向轮组成一个稳固的结构；所述外杆内部空心，在其中安装有丝杠升降模块；所述內杆内部设置内螺纹，与丝杠升降模块相匹配；所述挂钩是用于悬挂输液瓶的结构，所述挂钩共有四个，
分别圆周阵列排布于折叠架上；所述折叠架是连接內杆和挂钩的结构，在该折叠架上可以将四个水平方向上的挂钩折叠为竖直方向。所述底盘是用于连接外杆和万向轮，在底盘上留有万向轮安装的螺纹孔。所述储物盘与输液架外杆相连接，所述储物盘外杆上固定连接，所述储物盘分区连接，在一半区域内空白，可以放置患者随身物品，在另一半区域内放置输液检测和控制模块和人机交互模块。
7.在本发明一个较佳实施例中，所述丝杠升降模块包括丝杠结构，电机，內杆内部螺纹结构，所述电机位于输液架外杆内部底部，所述丝杠结构位于电机上方以及外杆内部，所述电机通过螺钉螺纹孔结构于外杆底部相连，所述电机通过控制线于控制模块相连来输出电机的转动，所述电机的传动轴伸入丝杠内部，所述丝杠结构通过丝杠螺母结构与输液架內杆相连接，从而通过电机在控制模块作用下转动带动丝杠转动达到內杆向上向下移动的作用，达到调节输液架高度的动作。
8.在本发明一个较佳实施例中，所述液滴检测和控制模块包括光电传感器、步进电机、齿轮卡爪、主控芯片、电源、限位卡片组成。整个液滴检测和控制模块全部安装与储物盘上。所述光电传感器固定安装与电机外壳中，所述光电传感器完全位于储物架内部封闭环境下，所述步进电机固定安装于储物架封闭部分上，所述电机控制部分与控制单元相连接，所述步进电机的传动轴与齿轮卡爪相连接，所述齿轮卡爪全部安装与所述电机传动轴的顶端，所述齿轮卡爪安装于储物盘内部，所述两个齿轮卡爪齿轮相啮合，所述齿轮卡爪下设置限位卡片，所述齿轮卡爪安装在限位卡片上，而且与所述齿轮卡爪固定连接，通过螺栓连接。所述控制模块位于储物盘上，其中主控芯片所在的pcb板螺钉固定安装于储物盘上。
9.在本发明一个较佳实施例中，所述人机交互模块是一块触摸屏显示器、蓝牙通讯器、蜂鸣器，所述人机交互模块安装在储物架上，人机交互模块可以查看输液数据并且输入数据改变滴注率。
10.在本发明一个较佳实施例中，所述內杆套在外杆里面，內杆通过螺纹连接丝杠，所述內杆在端口位置设置卡箍，所述卡箍的外径和所嵌套的外杆的内径相同，所述外杆对应位置也设置限位台阶，所述限位台阶的厚度于所述卡箍的厚度相同。
11.在本发明一个较佳实例中，所述蓝牙通讯模块外界蓝牙指示灯，所述蓝牙通讯子模块通过wifi模块于外部控制设备联通，所述蓝牙指示灯亮，所述蜂鸣器模块是在输液检测到异常情况的时候发出蜂鸣器警报。所述人机交互模块可以通过蓝牙通讯器实时将液滴速率传输到主机上，也可以远程在主机上通过蓝牙通讯器来远程控制滴注率。
12.为解决上述技术问题，本发明另一个技术方案是：提供一种可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法，所述可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法包括以下内容：步骤一、根据医嘱，在人机交互模块上分别输入滴注率和输液时间，然后将输液管卡入机械手爪上；步骤二、根据患者个人高度的不同，调整输液架的高度，通过输液架内部的丝杠螺母结构调节输液架的高度；步骤三、启动控制模块，所述控制模块根据光电传感器采集到的液滴掉落速率计算出滴注率和预计输液结束时间，确定患者输液的速率和医嘱规定的滴注率，根据患者状态调整机械手爪的姿态，在液滴掉落速率小于医嘱规定速率时候，手爪放松提高液滴掉落
速度，当液滴掉落速率大于医嘱规定速率时候，手爪夹紧降低液滴掉落速率，使滴注率时刻符合医嘱规定的滴注率；步骤四、当出现输液停止、输液即将结束、空气堵塞、流体过载等意外情况的时候，光电传感器传输数据发生变化，蜂鸣器就会产生蜂鸣警报，同时蓝牙模块将警报信息传送到护士站。
13.上述步骤三的内容会反复进行，动态的调整滴注率的大小，将滴注率始终调整在医嘱规定的范围内。
14.在本发明一个较佳实施例中，光电传感器的数据采集频率为0.5-1s/次。
15.本发明的有益效果是：本发明以常用的移动输液架为主体，通过改装输液架內杆和外杆的结构，在其中安装电机和丝杠结构，使输液架具有电控调节高度的效果，通过安装机械手爪和光电传感器的联用，实现对滴注率的动态智能调节，通过人机交互模式可以患者手动调节滴注率，用于缓解患者不舒服的现状，从而达到替代现有输液架的目的，整体结构简洁稳定，生产成本与常规输液架相比虽然提高，但是可以明显减少护士的工作量，可以在医院和患者家中自行使用，提高了输液架的使用率，降低了医疗事故的产生。
附图说明
16.图1是本发明一较佳实施例的外表面结构示意图；图2是所示实施例的丝杠传动模块的局部结构放大示意图；图3是所示实施例的储物架装配俯视示意图；图4是所示实施例的输液监控与控制模块a方向的剖视图；图5是所示实施例的齿轮手爪结构示意图；图6是所示实施例的万向轮结构安装示意图；图7是所示实施例的手爪机构传动原理示意图；图8是所示实施例丝杠传动原理结构示意图；图9是所示实施例的控制原理示意图。
17.附图中各部件的标记如下：1. 输液架本体、2. 丝杠升降模块、3. 液滴检测和控制模块、4. 人机交互模块；101. 外杆、102. 內杆、103. 挂钩、104.折叠架、105.储物盘、106.万向轮、107.底盘；201.丝杠结构、202.电机、203.內杆内部螺纹结构；301.光电传感器、302.步进电机、303.齿轮卡爪、304.主控芯片、305.电源、306.限位卡片；401.触摸显示屏、402.蓝牙通讯器、403.蜂鸣器。
实施方式
18.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
19.请参阅图1到图9，本发明实施例内容包括：提供一种可调控药物滴注率的智能输液系统，所述可调控药物滴注率的智能输液
系统包括：输液架本体1、丝杠升降模块2、液滴检测和控制模块3、人机交互模块4；所述丝杠升降模块2在输液架外杆101的内部，所述液滴检测和控制模块3安装与外杆101外部储物盘105的上方；所述人机交互模块安装在外杆外部的储物盘105上部；所述丝杠升降模块2通过丝杠201将输液架本体的內杆102和外杆101连接起来；所述丝杠升降模块2的电机202传动装置与输液架外杆的控制模块相连接；所述液滴检测与控制模块通过储物架105与输液架外杆101相连接；所述液滴检测和控制模块3包括光电传感器301和主控芯片302还有机械手爪303组成，所述光电传感器301采集到的液滴速度实时传入到控制模块的主控芯片302中，所述控制模块根据液滴速度和人机交互模块4输入目标液滴速度输出机械手爪的转动姿态。
20.在本发明的一个较佳实施例中，所述输液架本体包括外杆101、內杆102、挂钩103、折叠架104、储物盘105、万向轮106和底盘107组成，所述万向轮106共有六个，每个万向轮106都可以随意移动，六个万向轮106组成一个稳固的结构；所述外杆101内部空心，在其中安装有丝杠升降模块2；所述內杆102内部设置内螺纹203，与丝杠升降模块相匹配；所述挂钩103是用于悬挂输液瓶的结构，所述挂钩103共有四个，分别圆周阵列排布于折叠架104上；所述折叠架104是连接內杆102和挂钩103的结构，在该折叠架上可以将四个水平方向上的挂钩103折叠为竖直方向。所述底盘107是用于连接外杆101和万向轮106，在底盘上留有万向轮安装的螺纹孔。所述储物盘105与输液架外杆101相连接，所述储物盘外杆上固定连接，所述储物盘分区连接，在一半区域内空白，可以放置患者随身物品，在另一半区域内放置输液检测和控制模块2和人机交互模块4。
21.在本发明一个较佳实施例中，所述丝杠升降模块包括丝杠结构201，电机202，內杆内部螺纹结构203，所述电机202位于输液架外杆101内部底部，所述丝杠结构203位于电机202上方以及外杆101内部，所述电机202通过螺钉螺纹孔结构于外杆底部101相连，所述电机202通过控制线于控制模块3相连来输出电机的转动，所述电机202的传动轴伸入丝杠201内部，所述丝杠结构通过丝杠螺母结构与输液架內杆102相连接，从而通过电机在控制模块作用下转动带动丝杠转动达到內杆向上向下移动的作用，达到调节输液架高度的动作。
22.在本发明一个较佳实施例中，所述液滴检测和控制模块3包括光电传感器301、步进电机302、齿轮卡爪303、主控芯片304、电源305、限位卡片306组成。整个液滴检测和控制模块3全部安装与储物盘105上。所述光电传感器固定安装与电机外壳中，所述光电传感器301完全位于储物架105内部封闭环境下，所述步进电机302固定安装于储物架105封闭部分上，所述电机控制部分与控制单元相连接，所述步进电机302的传动轴与齿轮卡爪303相连接，所述齿轮卡爪303全部安装与所述电机传动轴的顶端，所述齿轮卡爪303安装于储物盘105内部，所述两个齿轮卡爪齿轮303相啮合，所述齿轮卡爪303下设置限位卡片306，所述齿轮卡爪安装在限位卡片306上，而且与所述齿轮卡爪固定连接，通过螺栓连接。所述控制模块位于储物盘105上，其中主控芯片所在的pcb板螺钉固定安装于储物盘105上。
23.在本发明一个较佳实施例中，所述人机交互模块4是一块触摸屏显示器401、蓝牙通讯器402、蜂鸣器403，所述人机交互模块安装在储物架105上，人机交互模块可以查看输液数据并且输入数据改变滴注率。
24.在本发明一个较佳实施例中，所述內杆102套在外杆101里面，內杆通过螺纹连接丝杠201，所述內杆在端口位置设置卡箍，所述卡箍的外径和所嵌套的外杆的内径相同，所
述外杆对应位置也设置限位台阶，所述限位台阶的厚度于所述卡箍的厚度相同。
25.在本发明一个较佳实例中，所述蓝牙通讯模块外界蓝牙指示灯，所述蓝牙通讯子模块通过wifi模块于外部控制设备联通，所述蓝牙指示灯亮，所述蜂鸣器模块是在输液检测到异常情况的时候发出蜂鸣器警报。所述人机交互模块可以通过蓝牙通讯器402实时将液滴速率传输到主机上，也可以远程在主机上通过蓝牙通讯器402来远程控制滴注率。
26.为解决上述技术问题，本发明另一个技术方案是：提供一种可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法，所述可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法包括以下内容：步骤一、根据医嘱，在人机交互模块上分别输入滴注率和输液时间，然后将输液管卡入机械手爪上；步骤二、根据患者个人高度的不同，调整输液架的高度，通过输液架内部的丝杠螺母结构调节输液架的高度；步骤三、启动控制模块，所述控制模块根据光电传感器采集到的液滴掉落速率计算出滴注率和预计输液结束时间，确定患者输液的速率和医嘱规定的滴注率，根据患者状态调整机械手爪的姿态，在液滴掉落速率小于医嘱规定速率时候，手爪放松提高液滴掉落速度，当液滴掉落速率大于医嘱规定速率时候，手爪夹紧降低液滴掉落速率，使滴注率时刻符合医嘱规定的滴注率；步骤四、当出现输液停止、输液即将结束、空气堵塞、流体过载等意外情况的时候，光电传感器传输数据发生变化，蜂鸣器就会产生蜂鸣警报，同时蓝牙模块将警报信息传送到护士站。
27.上述步骤三的内容会反复进行，动态的调整滴注率的大小，将滴注率始终调整在医嘱规定的范围内。
28.光电传感器的数据采集频率为0.5~1s/次，。这液滴检测和控制模块就可以通过光电传感器采集到的数据来计算出液滴滴落的速度，进而与医嘱规定的液滴速度相比对，进而控制机械手爪调整液滴速度，一般如果出现异常液滴速度情况，如堵塞或者气流紊乱，系统会通过蜂鸣器和蓝牙模块发出警报。
29.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种可调控药物滴注率的智能输液系统，其特征在于，所述可调控药物滴注率的智能输液系统包括：输液架本体、丝杠升降模块、液滴检测和控制模块、人机交互模块；所述丝杠升降模块在输液架外杆的内部，所述液滴检测和控制模块安装与外杆外部；所述人机交互模块安装在外杆外部的储物盘上部；所述丝杠升降模块的电机传动装置与输液架外杆的控制模块相连接；所述液滴检测与控制模块通过储物盘与输液架外杆相连接；所述液滴检测和控制模块包括光电传感器和主控芯片还有机械手爪组成，所述控制模块根据液滴速度和人机交互模块输入目标液滴速度输出机械手爪的转动姿态。2.根据权利要求1所述一种可调控药物滴注率的智能输液系统，其特征在于输液架本体由外杆、內杆、挂钩、折叠架、储物盘、万向轮和底盘组成，所述万向轮共有六个，每个万向轮都可以随意移动，六个万向轮组成一个稳固的结构；所述外杆内部空心，在其中安装有丝杠升降模块；所述內杆内部设置内螺纹，于丝杠升降模块相匹配；所述挂钩是用于悬挂输液瓶的结构，所述挂钩共有四个，分别圆周阵列排布于折叠架上；所述折叠架是连接內杆和挂钩的结构，在该折叠架上可以将四个水平方向上的挂钩折叠为竖直方向。所述底盘是用于连接外杆和万向轮，在底盘上留有万向轮安装的螺纹孔。所述储物盘与输液架外杆相连接，所述储物盘外杆上固定连接，所述储物盘分区连接，在一半区域内空白，可以放置患者随身物品，在另一半区域内放置输液检测和控制单元。3.根据权利要求2所述一种可调控药物滴注率的智能输液系统，其特征在于丝杠升降模块包括丝杠结构，电机，內杆内部螺纹结构，所述电机位于输液架外杆内部底部，所述丝杠结构位于电机上方以及外杆内部，所述电机通过螺钉螺纹孔结构于外杆底部相连，所述电机通过控制线于控制模块相连来输出电机的转动，所述电机的传动轴伸入丝杠内部，所述丝杠结构通过丝杠螺母结构与输液架內杆相连接，从而通过电机在控制模块作用下转动带动丝杠转动达到內杆向上向下移动的作用，达到调节输液架高度的动作。4.根据权利要求1所述一种可调控药物滴注率的智能输液系统，其特征在于液滴检测和控制模块包括光电传感器、电机、齿轮卡爪、主控芯片、电源组成，整个液滴检测和控制模块全部安装与储物盘上，所述光电传感器固定安装与电机外壳中，所述光电传感器完全位于储物架内部封闭环境下，所述电机固定安装于储物架封闭部分上，所述电机控制部分与控制单元相连接，所述步进电机的传动轴与齿轮卡爪相连接，所述齿轮卡爪全部安装与所述电机传动轴的顶端，所述齿轮卡爪安装于储物盘内部，所述两个齿轮卡爪齿轮相啮合，所述齿轮卡爪下设置限位卡片，所述齿轮卡爪安装在限位卡片上，而且与所述齿轮卡爪固定连接，通过螺栓连接，所述控制模块位于储物盘上，其中主控芯片所在的pcb板螺钉固定安装于储物盘上。5.根据权利要求4所述一种可调控药物滴注率的智能输液系统，其特征在于所述人机交互模块是一块触摸屏显示器，所述人机交互模块安装在储物架上，人机交互模块可以查看输液数据并且输入数据改变滴注率。6.根据权利要求5所述一种可调控药物滴注率的智能输液系统，其特征在于內杆套在外杆里面，內杆通过螺纹连接丝杠，所述內杆在端口位置设置卡扣，所述卡扣的外径和所嵌套的外杆的内径相同，所述外杆对应位置也设置限位台阶，所述限位台阶的厚度于所述卡扣的厚度相同。7.根据权利要求1一个较佳实例中，所述控制模块还包括蓝牙通讯子模块，蜂鸣器模
块，所述蓝牙通讯模块外界蓝牙指示灯，所述蓝牙通讯子模块通过wifi模块于外部控制设备联通，所述蓝牙指示灯亮，所述蜂鸣器模块是在输液检测到异常情况的时候发出蜂鸣器警报。8.一种适用于权利要求1~7任意之一所述的可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法，其特征在于，所述可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法包括以下内容：步骤一、根据医嘱，在人机交互模块上分别输入滴注率和输液时间，然后将输液管卡入机械手爪上；步骤二、根据患者个人高度的不同，调整输液架的高度，通过输液架内部的丝杠螺母结构调节输液架的高度；步骤三、启动控制模块，所述控制模块根据光电传感器采集到的液滴掉落速率计算出滴注率和预计输液结束时间，确定患者输液的速率和医嘱规定的滴注率，根据患者状态调整机械手爪的姿态，在液滴掉落速率小于医嘱规定速率时候，手爪放松提高液滴掉落速度，当液滴掉落速率大于医嘱规定速率时候，手爪夹紧降低液滴掉落速率，使滴注率时刻符合医嘱规定的滴注率；步骤四、当出现输液停止、输液即将结束、空气堵塞、流体过载等意外情况的时候，光电传感器传输数据发生变化，蜂鸣器就会产生蜂鸣警报，同时蓝牙模块将警报信息传送到护士站，上述步骤三的内容会反复进行，动态的调整滴注率的大小，将滴注率始终调整在医嘱规定的范围内。9.根据权利要求8所述的可调控药物滴注率的智能输液系统的使用方法，其特征在于，光电传感器的数据采集频率为0.5-1s/次。

技术总结
本发明公开了一种可调控药物滴注率的智能输液系统，所述智能输液系统包括：输液架本体、丝杠升降模块、液滴检测和控制模块、人机交互模块；所述丝杠升降模块在输液架外杆的内部，所述液滴检测与控制模块通过环状圆盘储物盘与输液架外杆相连接；所述人机交互模块安装在外杆外部的储物盘上部；所述丝杠升降模块通过丝杠将输液架本体的內杆和外杆连接起来；所述丝杠升降模块的电机传动装置与输液架外杆的控制模块相连接；所述控制模块根据滴注率和人机交互模块输入目标滴注率输出机械手爪的转动姿态。通过上述方式，本发明能够根据患者状态实时调节滴注率，而且操作简单，可以降低医护人员的工作量。医护人员的工作量。医护人员的工作量。


技术研发人员：张治国 刘翊
受保护的技术使用者：苏州海熙智能医疗科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/31