一種高精度輸液泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高精度輸液泵，包括第一處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、蠕動(dòng)泵和與第一處理器連接的第二處理器，所述第一處理器分別連接有第一聲光告警模塊、壓力檢測(cè)模塊和氣泡檢測(cè)模塊，所述第一處理器依次通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而與蠕動(dòng)泵連接，所述第二處理器分別連接有存儲(chǔ)器、顯示器、第二聲光告警模塊和按鍵輸入模塊。本實(shí)用新型通過(guò)雙處理器的相互配合來(lái)使得輸液泵能自動(dòng)對(duì)蠕動(dòng)泵的輸液速度進(jìn)行補(bǔ)償，輸液精度較高，其誤差可以控制在1.5％以內(nèi)；可以對(duì)輸液過(guò)程中出現(xiàn)的管壁壓力異常和有氣泡等故障及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，更加安全；而且，輸液泵的尺寸較小，成本較低，操作簡(jiǎn)單，易于普及。本實(shí)用新型廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】ー種高精度輸液泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其是ー種高精度輸液泵。
【背景技術(shù)】
[0002]輸液泵是ー種能夠準(zhǔn)確控制輸液滴數(shù)或輸液流速，從而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)揮作用的ー種儀器。輸液泵常用于需要嚴(yán)格控制輸液量和藥量的情況，如在應(yīng)用升壓藥物，抗心律異常藥物，嬰幼兒靜脈輸液或靜脈麻醉時(shí)。
[0003]輸液泵通過(guò)內(nèi)部的蠕動(dòng)泵對(duì)彈性輸液管交替進(jìn)行擠壓和釋放來(lái)泵送流體。目前，市面上使用的普通輸液管，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的擠壓后，其弾性會(huì)變低，從而會(huì)使蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)動(dòng)一周輸送的液體量變少，比如原先蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)動(dòng)一周能輸送0.12ml的液體，輸液半個(gè)小時(shí)后，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)動(dòng)一周只能輸送0.1lml的液體了。所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)蠕動(dòng)泵的輸液速度進(jìn)行補(bǔ)償，從而對(duì)輸液精度進(jìn)行嚴(yán)格控制。
[0004]但是，傳統(tǒng)的普通輸液泵一般通過(guò)手工調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)蠕動(dòng)泵的輸液速度進(jìn)行補(bǔ)償，精確度較低，誤差較大(均大于5%)，無(wú)法滿足輸液精度要求；且其無(wú)法對(duì)輸液過(guò)程中偶然出現(xiàn)的故障(如氣泡或阻塞等)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，不夠安全。而臨床上的高精度輸液泵雖然可以滿足輸液精度的要求，但成本較高，操作復(fù)雜，難以普及。
[0005]因此，如何設(shè)計(jì)出一種輸液精度高、安全、成本低和操作簡(jiǎn)單的輸液泵，是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是:提供ー種誤差較小、安全、成本低和操作簡(jiǎn)單的高精度輸液泵。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:ー種高精度輸液泵，包括第一處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、蠕動(dòng)泵和與第一處理器連接的第二處理器，所述第一處理器分別連接有第一聲光告警模塊、壓カ檢測(cè)模塊和氣泡檢測(cè)模塊，所述第一處理器依次通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而與蠕動(dòng)泵連接，所述第二處理器分別連接有存儲(chǔ)器、顯示器、第二聲光告警模塊和按鍵輸入模塊。
[0008]進(jìn)ー步，所述第一處理器還連接有紅外點(diǎn)滴檢測(cè)模塊。
[0009]進(jìn)ー步，所述第一處理器還連接有電機(jī)檢測(cè)模塊，所述電機(jī)檢測(cè)模塊與步進(jìn)電機(jī)連接。
[0010]進(jìn)一歩，所述第二處理器還連接有護(hù)士接ロ模塊。
[0011]進(jìn)ー步，還包括電源模塊，所述電源模塊的第一輸出端與第一處理器的輸入端連接，所述電源模塊的第二輸出端與第二處理器的輸入端連接。
[0012]進(jìn)ー步，所述第一處理器和第二處理器所采用的芯片均為STM32F103芯片。
[0013]進(jìn)ー步,所述顯示器為TFT液晶顯示器或IXD顯示器。
[0014]進(jìn)ー步，所述存儲(chǔ)器所采用的芯片為AT4OTB161芯片。[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:包括兩個(gè)處理器、存儲(chǔ)器、顯示器和按鍵輸入模塊，雙處理器的相互配合使得輸液泵能自動(dòng)對(duì)蠕動(dòng)泵的輸液速度進(jìn)行補(bǔ)償，輸液精度較高，其誤差可以控制在1.5%以內(nèi)；包括兩個(gè)聲光告警模塊、壓カ檢測(cè)模塊和氣泡檢測(cè)模塊,可以對(duì)輸液過(guò)程中出現(xiàn)的管壁壓カ異常和有氣泡等故障及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，更加安全；而且，輸液泵的尺寸較小，成本較低，操作簡(jiǎn)單，易于普及。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明。
[0017]圖1為本實(shí)用新型ー種高精度輸液泵的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1，ー種高精度輸液泵，包括第一處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、蠕動(dòng)泵和與第一處理器連接的第二處理器，所述第一處理器分別連接有第一聲光告警模塊、壓カ檢測(cè)模塊和氣泡檢測(cè)模塊，所述第一處理器依次通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而與蠕動(dòng)泵連接，所述第二處理器分別連接有存儲(chǔ)器、顯示器、第二聲光告警模塊和按鍵輸入模塊。
[0019]其中，第一處理器，主要負(fù)責(zé)對(duì)輸液過(guò)程中采集的各種檢測(cè)信號(hào)或數(shù)據(jù)(如壓カ檢測(cè)模塊或氣泡檢測(cè)模塊檢測(cè)信號(hào)或數(shù)據(jù))進(jìn)行處理，并將輸液數(shù)據(jù)發(fā)送給第二處理器。
[0020]電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)步進(jìn)電機(jī)速度進(jìn)行控制，從而按照輸液速度的要求，帶動(dòng)蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021]蠕動(dòng)泵，用于對(duì)輸液管交替進(jìn)行擠壓和釋放來(lái)泵送流體。
[0022]第一聲光告警模塊，用于當(dāng)?shù)诙幚砥鞒霈F(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警。
[0023]第二聲光告警模塊，用于對(duì)輸液泵出現(xiàn)的各種告警信息進(jìn)行聲光告警提示。
[0024]壓カ檢測(cè)模塊，用于監(jiān)控輸液管是否出現(xiàn)堵塞，可以通過(guò)一貼附于輸液管管壁的壓カ傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。若輸液管出現(xiàn)堵塞，此時(shí)第一處理器會(huì)產(chǎn)生ー控制信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)是輸液管停止輸液，同時(shí)通過(guò)第二聲光告警模塊進(jìn)行聲光告警。
[0025]氣泡檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)輸液管中是否有氣泡流過(guò)，從而保證病人輸液的安全。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，氣泡檢測(cè)模塊可以通過(guò)分設(shè)于輸液管兩側(cè)的超聲波發(fā)射器和超聲波接收器來(lái)實(shí)現(xiàn):輸液管沒(méi)有氣泡流過(guò)時(shí)，超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波可以被超聲波接收器接收到；而輸液管有氣泡流過(guò)時(shí)，超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波無(wú)法被超聲波接收器接收到，此時(shí)，超聲波接收器的輸出要產(chǎn)生ー個(gè)電壓跳變，利用超聲波接收器的輸出是否產(chǎn)生電平跳變就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸液管中是否有氣泡流過(guò)進(jìn)行檢測(cè)。若輸液管中有氣泡，此時(shí)第一處理器會(huì)產(chǎn)生ー控制信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)使輸液管停止輸液，同時(shí)通過(guò)第二聲光告警模塊進(jìn)行聲光告警。
[0026]第二處理器，主要負(fù)責(zé)人機(jī)界面操作及對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行處理，通過(guò)通信接ロ與第ー處理器進(jìn)行通信，將用戶操作指令發(fā)送給第一處理器，同時(shí)從第一處理器讀取輸液泵的狀態(tài)。
[0027]顯示器，用于顯示輸液參數(shù)、輸液狀態(tài)及用戶的操作反饋。
[0028]存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)用戶的一些設(shè)置參數(shù)和輸液泵日常工作的日志報(bào)告。
[0029]按鍵輸入模塊，通過(guò)按鍵輸入與用戶進(jìn)行交互，接收用戶的設(shè)置操作。
[0030]本實(shí)用新型預(yù)先通過(guò)對(duì)輸液管進(jìn)行測(cè)試，得到該輸液管的K1.K2, K3和K4這四個(gè)弾性衰減曲線的參數(shù)的值，從而得到該輸液管彈性衰減曲線的具體函數(shù)表達(dá)式:Y= (KJK2)も*1叫+1(3+1(4*も，其中Y為輸液管彈性衰減值，K1, K2, K3和K4根據(jù)不同輸液管而有所不同，X1為輸液時(shí)間，X2為輸液速度。在此特此別指出，上述表達(dá)式是根據(jù)實(shí)際測(cè)試的結(jié)果和曲線擬合的方式得出，是現(xiàn)有技木。
[0031]例如，預(yù)先通過(guò)測(cè)試和曲線擬合得出威高管的輸液管彈性衰減曲線為Y=(-2.628+0.002) ^241^-3+0.07*X2，式中，X1為輸液時(shí)間，X2為輸液速度。用戶通過(guò)按鍵輸入模塊將輸液時(shí)間X1和輸液速度X2的具體數(shù)值經(jīng)第二處理器發(fā)送給第一處理器，由第一處理器計(jì)算輸液管弾性衰減值Y，然后根據(jù)計(jì)算得到的衰減值Y產(chǎn)生相應(yīng)的控制調(diào)整信號(hào)來(lái)自動(dòng)調(diào)整蠕動(dòng)泵的速度，從而實(shí)現(xiàn)輸液精度的補(bǔ)償。
[0032]參照?qǐng)D1，進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一處理器還連接有紅外點(diǎn)滴檢測(cè)模塊。
[0033]其中，紅外點(diǎn)滴檢測(cè)模塊，用于對(duì)輸液管的液滴滴落速度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)防止漏液現(xiàn)象出現(xiàn)。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，紅外點(diǎn)滴檢測(cè)模塊通過(guò)分設(shè)于輸液管兩側(cè)的紅外發(fā)射器和紅外接收器來(lái)實(shí)現(xiàn):輸液管沒(méi)有液滴滴落吋，紅外發(fā)射器發(fā)出的光可以被紅外接收器接收到；而輸液管有液滴滴落吋，紅外發(fā)射器發(fā)出的光無(wú)法被紅外接收器接收到，此時(shí)，紅外接收器的輸出要產(chǎn)生ー個(gè)電壓跳變，利用這個(gè)電平跳變就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過(guò)輸液管的液滴進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0034]參照?qǐng)D1，進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一處理器還連接有電機(jī)檢測(cè)模塊，所述電機(jī)檢測(cè)模塊與步進(jìn)電機(jī)連接。
[0035]其中，電機(jī)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確，從而對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確控制。
[0036]參照?qǐng)D1，進(jìn)ー`步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二處理器還連接有護(hù)士接ロ模塊。
[0037]護(hù)士接ロ模塊，用干與醫(yī)院的護(hù)士工作站進(jìn)行通信，從而對(duì)輸液泵進(jìn)行遠(yuǎn)端監(jiān)控及操作，降低了護(hù)士人員的工作強(qiáng)度。
[0038]參照?qǐng)D1，進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括電源模塊，所述電源模塊的第一輸出端與第一處理器的輸入端連接，所述電源模塊的第二輸出端與第二處理器的輸入端連接。
[0039]其中，電源模塊，用于為第一處理器和第二處理器供電。
[0040]進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一處理器和第二處理器所采用的芯片均為STM32F103 芯片。
[0041]本實(shí)用新型采用STM32F103 (如STM32F103C8等)作為處理器。STM32F103C8是意法半導(dǎo)體公司于2008年推出的以高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC內(nèi)核的ARM。工作頻率可達(dá)72MHz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器(高達(dá)512kB的閃存和64kB的SRAM)，豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。STM32F103C8的Thumb-2指令集帶來(lái)了更高的指令效率和更強(qiáng)的性能，通過(guò)緊耦合的嵌套矢量中斷控制器，對(duì)中斷事件的響應(yīng)比以往更迅速，工作電壓可以在2.0~3.6V之間，能夠?qū)崿F(xiàn)耗電最優(yōu)化。在エ業(yè)實(shí)時(shí)控制、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、建筑和安防、儀器儀表、通訊設(shè)備、家電消費(fèi)等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0042]進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述顯示器為TFT液晶顯示器或IXD顯示器。
[0043]進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述存儲(chǔ)器所采用的芯片為AT4OTB161芯片。[0044]本實(shí)用新型的存儲(chǔ)器可采用AT4OTB161芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。AT4OTB161是ATMEL公司生產(chǎn)的應(yīng)用在數(shù)字語(yǔ)音存儲(chǔ)、圖像存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域的串行接ロ可編程閃速存儲(chǔ)器。它采用SPI串行模式，可與任何單片機(jī)或微機(jī)進(jìn)行通信，幾乎無(wú)需外接元器件。該芯片操作方便、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，安全性好，并且封裝尺寸小、集成度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)決定了它在商業(yè)和エ業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0046](I)采用了雙處理器結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)處理器的分工合作和互相監(jiān)控來(lái)自動(dòng)對(duì)蠕動(dòng)泵的輸液速度進(jìn)行彈性補(bǔ)償，精確度較高，其誤差可以控制在1.5%以內(nèi)。
[0047](2)包括兩個(gè)聲光告警模塊、壓カ檢測(cè)模塊、紅外點(diǎn)滴檢測(cè)模塊和氣泡檢測(cè)模塊，可以對(duì)輸液過(guò)程中出現(xiàn)的管壁壓カ異常、漏液和有氣泡等故障及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，更加安全。
[0048](3)輸液泵的尺寸較小，成本較低，操作簡(jiǎn)單，易于普及，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0049]以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本實(shí)用新型創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.ー種高精度輸液泵，其特征在于:包括第一處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、蠕動(dòng)泵和與第一處理器連接的第二處理器，所述第一處理器分別連接有第一聲光告警模塊、壓カ檢測(cè)模塊和氣泡檢測(cè)模塊，所述第一處理器依次通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而與蠕動(dòng)泵連接，所述第二處理器分別連接有存儲(chǔ)器、顯示器、第二聲光告警模塊和按鍵輸入模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:所述第一處理器還連接有紅外點(diǎn)滴檢測(cè)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:所述第一處理器還連接有電機(jī)檢測(cè)模塊，所述電機(jī)檢測(cè)模塊與步進(jìn)電機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:所述第二處理器還連接有護(hù)士接ロ模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:還包括電源模塊，所述電源模塊的第一輸出端與第一處理器的輸入端連接，所述電源模塊的第二輸出端與第ニ處理器的輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:所述第一處理器和第二處理器所采用的芯片均為STM32F103芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:所述顯示器為TFT液晶顯示器或IXD顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的ー種高精度輸液泵，其特征在于:所述存儲(chǔ)器所采用的芯片為AT4OTB161芯片。
【文檔編號(hào)】A61M5/36GK203447580SQ201320507545
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】廖君才 申請(qǐng)人:廣州華璽醫(yī)療科技有限公司