一種智能輸液監(jiān)控系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能輸液監(jiān)控系統包括：輸液監(jiān)控模塊以及APP模塊。所述輸液監(jiān)控模塊包括：在滴壺兩側分別設置紅外發(fā)射管和光電接收管；光電接收管接收強度變化的光信號后輸出變化的電壓信號，放大電路將電壓信號放大、RC電路整形后，經雙電壓比較器轉化為電平信號，觸發(fā)單片機外部中斷并計數，在定時器中定時取脈沖總數得到點滴速度，并將點滴速度信息通過網絡，發(fā)送至APP模塊。
【專利說明】
-種智能輸液監(jiān)控系統
技術領域
[0001 ]本發(fā)明設及醫(yī)療器械領域，尤其設及一種智能輸液監(jiān)控系統。
【背景技術】
[0002] 現有技術有兩種輸液監(jiān)控系統：
[0003] 基于輸液速度與溫度實時監(jiān)控的輸液監(jiān)護儀設計，它采用紅外對管作為傳感器對 液滴滴落采集計數，實現輸液速度和輸液剩余量的監(jiān)控。具有一定的輸液速度監(jiān)控等功能。
[0004] 集溫度監(jiān)控輸液速度及剩余輸液量監(jiān)控、報警功能等于一體的新型輸液監(jiān)護儀輸 液監(jiān)護儀，系統的設計采用模塊化思想，分為輸液監(jiān)控模塊、溫度控制模塊、報警模塊、通信 模塊W及人機交互模塊。
[0005] 上述兩者缺點是:現有的蜂鳴報警器對病人造成干擾，且硬件體積大成本高，攜帶 不便;現有新型報警式輸液器回收率低，且易對藥物產生一定的污染;避免病人因處理個人 事物而錯過拔針、換液時間，出現安全事故;均為大硬件設備，沒有將臨床與方便、大眾的智 能手機結合開發(fā)。

【發(fā)明內容】

[0006] 為了克服上述現有技術的缺點，本發(fā)明提供了一種智能輸液監(jiān)控系統。
[0007] 本發(fā)明提供了一種智能輸液監(jiān)控系統，其特征在于，所述智能輸液監(jiān)控系統包括： 輸液監(jiān)控模塊W及APP模塊。
[000引所述輸液監(jiān)控模塊包括:在滴壺兩側分別設置紅外發(fā)射管和光電接收管;光電接 收管接收強度變化的光信號后輸出變化的電壓信號，放大電路將電壓信號放大、RC電路整 形后，經雙電壓比較器轉化為電平信號，觸發(fā)單片機外部中斷并計數，在定時器中定時取脈 沖總數得到點滴速度，并將點滴速度信息通過網絡，發(fā)送至APP模塊；
[0009] 所述APP模塊包括：點滴速度信息的信號與手機第S方a卵的通信采用WiFi模塊， Uart-Wifi模塊是基于串口的符合WiFi無線網絡標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議 IE邸802.11協議找W及TCP/IP協議找，能夠實現用戶串口或TTL電平數據到無線網絡之間 的轉換，單片機將數據通過串口發(fā)送到WiFi模塊的輸入端，WiFi模塊形成熱點，通過無線網 絡連接到服務器上，WiFi模塊作為客戶端向服務器申請端口，之后通過TCP/IP協議進行局 域網通信，將病人的序號W及點滴速度、持續(xù)時間等錄入到服務器信息庫中。
[0010] 其中，監(jiān)控系統收集的數據傳輸到對應患者的病例數據庫，后期可W用于優(yōu)化醫(yī) 療方案，優(yōu)化醫(yī)療方案。
[001 U A.信息采集
[0012] -方面，從醫(yī)院病歷數據庫中導入所有與治療有關的病人基本信息，包括病人的 性別、年齡職業(yè)、疾病、醫(yī)囑和開藥；
[0013] 另一方面，從本系統采集病人的用藥情況W及治療時間；
[0014] 總用藥時間與痊愈時間相等，記為C;
[001引治療方案，記為T，T為一個一維向量；
[0016] C = f(T) (Do [0017] B.數據上傳
[0018]將上述各種數據上傳至數據庫中，針對每一中疾病建立一個單獨的數據庫;數據 庫中每一條數據即是一個治療方案;整理好的數據用于下一步的處理。
[0019] C.模型訓練
[0020] 采用先用數據訓練一個bp神經網絡用于療法的評估和預測。
[0021] D.痊愈時間預測
[0022] 上一步完成后，對于任意給定治療方案，用神經網絡對治療實踐作出預測。
[0023] 有益效果:通過手機app模塊檢測不在安全范圍內的輸液速度及剩余輸液量，別樣 的提醒方式，避免打擾旁人，同時可WW"音樂、鈴聲，震動"等形式向手機用戶實時反映病 人"走針、結束輸液速度及剩余輸液量監(jiān)控"等信息。通過app檢測輸液數據，收集的數據可 W用于優(yōu)化醫(yī)療方案。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的輸液監(jiān)控模塊結構圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的APP模塊結構圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的電路總體設計圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的工作流程圖。
[00%]圖5為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的NokiaSllO電路圖。
[0029] 圖6為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的最小系統電路圖。
[0030] 圖7為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的電源電路圖。
[0031] 圖8為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的蜂鳴器電路圖。
[0032] 圖9為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的紅外對管發(fā)射和接收電路圖。
[0033] 圖10為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的串口電路圖。
[0034] 圖11為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的按鍵電路圖。
[0035] 圖12為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統的預留IO電路圖。
[0036] 圖13為本發(fā)明實施例的智能輸液監(jiān)控系統優(yōu)化醫(yī)療方案流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 為使本發(fā)明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面 結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？蒞理解的是，此處所描述的具體實施 例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖 中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內容。
[0038] 一、實施例技術方案綜述
[0039] 基于紅外線的計數電路、W51單片機為核屯、實現靜脈滴壺中液滴滴落采集計數， 進而實現對輸液速度和剩余輸液量的監(jiān)控，并將點滴數據傳送服務器，實現數據的后續(xù)分 析和處理;利用手機app選擇"鈴聲或震動"其一設置為多對應提醒方式，進而向手機用戶實 時反映病人"走針、結束輸液速度及剩余輸液量監(jiān)控"等信息。
[0040] 利用紅外傳感器將光信號轉化為電信號放大整形為電平信號，達到計數目的。
[0041] 將上一板塊的信息，通過局域網絡建立輸液器、中間服務器、手機終端=者的聯 系，反饋到手機app。
[0042] 作為客戶端的手機開發(fā)的app，可W訪問服務器中的數據，收集與檢測輸液數據， 并選擇"音樂、鈴聲，震動"其一設置為多樣的提醒方式，進而向手機用戶實時反映病人"走 針、結束輸液速度及剩余輸液量監(jiān)控"等信息。
[0043] 通過手機app檢測輸液數據，實現手機W溫和的方式提醒病人的功能，減少噪音同 時將手機收集的數據傳輸到對應患者的病例數據庫，后期可W用于優(yōu)化醫(yī)療方案。
[0044] 二、實施例技術核屯、內容
[0045] 1、設計內容綜述
[0046] W51單片機為核屯、，實現靜脈滴壺中藥液流速的監(jiān)控，并將點滴數據傳送服務器， 實現數據的后續(xù)分析和處理。
[0047] 2、技術方案
[004引A、液滴監(jiān)控采用紅外傳感器，在滴壺兩側分別設置紅外發(fā)射管和光電接收管，液 滴滴落經過紅外發(fā)射管和光電接收管之間時遮擋住紅外發(fā)射管發(fā)射出來的紅外光，紅外發(fā) 射管發(fā)射的光透過液滴后強度發(fā)生變化，光電接收管接收強度變化的光信號后輸出變化的 電壓信號，此電壓信號經放大、整形后被轉化為電平信號，觸發(fā)單片機外部中斷并計數，在 定時器中定時取脈沖總數得到點滴速度。該傳感器具有體積小、靈敏度高、線性度好等特 點，其外圍電路簡單，性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
[0049] B、與服務器的通信采用WiFi模塊，化K-Wifi模塊是基于串口的、符合WiFi無線網 絡標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議IEEE802.11協議找W及TCP/IP協議找，能夠實現 用戶串口或ITL電平數據到無線網絡之間的轉換，單片機將數據通過串口發(fā)送到WiFi模塊 的輸入端，WiFi模塊形成熱點，通過無線網絡連接到服務器上，WiFi模塊作為客戶端向服務 器申請端口，之后通過TCP/IP協議進行局域網通信，將病人的序號W及點滴速度、持續(xù)時間 等錄入到服務器信息庫中。
[0050] C、手機和PC作為客戶端可W訪問服務器中的數據，進行監(jiān)控和后續(xù)數據分析與處 理。
[0051 ] 3、程序與電路設計
[0052] 如圖3所示，電路設計總體如下：
[0053] 其中W單片機為控制核屯、，對紅外接收信號轉換為的方波脈沖進行計數，可W通 過NokiaSllO顯示屏進行顯示，通過按鍵進行病人序號的錄入，最后實時通過WiFi模塊與服 務器進行通信。程序流程如圖4。
[0054] 其中，脈沖計數代碼： void .Ext'iQ_Irci-H泣托過Ier 〇 Intecrapt 0
[0化5] { EXO=O： Wat 后 r_c0'unt++;
[0056] HXO= I ； }
[0057] 定時器定時讀取代碼
[005引 void Time;rO_Irq_Handle;rO interrupt 1 [0化9] {
[0060] ETO = O;
[0061 ] Water_speed_per_minute =Water_count；
[0062] Water_count = 0 ；
[0063] ETO = I;
[0064] }
[00化]串口發(fā)送程序： void 'SeriFushSe打d (unsigned char send一過at過')
[0066] SB師二媒 nd_data 簾 hi let! TI) ; TI=O; }
[0067] Nokia5110位圖繪制函數： void LCD_draw_bmp_pixcI (unsi留ncd char X，unsigned char Y，unsi留na過 char 冬瓶過p， unsignad ch亂r Pix-x，unsi寫ncd ch過r Pix_y) {: U打signed int i，. n.; unsigned char row;
[0068] if (Pix_y%8二0) row二Pix-y/8; 巧Is色 row二Pix一y/8+1; -for (Tl二0; n<r 0祁n十+) { LCD set XY(X，Y); for(i=〇- i,<Pix_x; i++) { L'CD'_jtrite''Jbyte'Cmap[i+n*P''i'x''_jx],' I)：
[0069] } Y村； } }
[0070] 本實施例的智能輸液監(jiān)控系統包括:輸液監(jiān)控模塊W及APP模塊。
[0071] 所述輸液監(jiān)控模塊包括:在滴壺兩側分別設置紅外發(fā)射管和光電接收管;光電接 收管接收強度變化的光信號后輸出變化的電壓信號，放大電路將電壓信號放大、RC電路整 形后，經雙電壓比較器轉化為電平信號，觸發(fā)單片機外部中斷并計數，在定時器中定時取脈 沖總數得到點滴速度，并將點滴速度信息通過網絡，發(fā)送至APP模塊。
[0072] 所述APP模塊包括：點滴速度信息的信號與手機第S方a卵的通信采用WiFi模塊， Uart-Wifi模塊是基于串口的符合WiFi無線網絡標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議 IE邸802.11協議找W及TCP/IP協議找，能夠實現用戶串口或TTL電平數據到無線網絡之間 的轉換，單片機將數據通過串口發(fā)送到WiFi模塊的輸入端，WiFi模塊形成熱點，通過無線網 絡連接到服務器上，WiFi模塊作為客戶端向服務器申請端口，之后通過TCP/IP協議進行局 域網通信，將病人的序號W及點滴速度、持續(xù)時間等錄入到服務器信息庫中。
[0073] 監(jiān)控系統收集的數據傳輸到對應患者的病例數據庫，后期可W用于優(yōu)化醫(yī)療方 案，優(yōu)化醫(yī)療方案：
[0074] A.信息采集
[0075] -方面，從醫(yī)院病歷數據庫中導入所有與治療有關的病人基本信息，包括病人的 性別、年齡職業(yè)、疾病、醫(yī)囑和開藥等；
[0076] 另一方面，從本系統采集病人的用藥情況W及治療時間。需要注意的是，本模型對 病人病逝的情況不予考慮；
[0077] 1.假設總用藥時間與痊愈時間相等，記為C?，F實中，存在部分病人尚未痊愈就已 經出院。他們一般是由于經濟原因或出于病情已經足夠輕微的考慮。由于實際治療數據的 缺乏，我們做出此假設。
[0078] 2.假設治療方案和病人的個人信息密切相關。也就是說，換同樣疾病的病人，由于 其性別、年齡、職業(yè)等方面的不同，即便是相同的用藥情況也會取得不同的效果。
[0079] 3.定義上述采集到的所有數據，除疾病種類和痊愈時間之外，為一個治療方案，記 為T。運是基于第2條假設做出的定義?？芍?，T可看作一個一維向量。
[0080] 顯然，治療方案的不同導會導致痊愈時間不同，二者之間必然存在一定的函數關 系，而治療方案與上述多種因素有關，即：
[0081 ] C = f(T) (1)
[0082] B.數據上傳
[0083] 將上述各種數據上傳至數據庫中，針對每一中疾病建立一個單獨的數據庫。數據 庫中每一條數據即是一個治療方案。整理好的數據用于下一步的處理。
[0084] C.模型訓練
[0085] 由（1)式可知，f是一個復雜的函數，因此我們可采用先用數據訓練一個bp神經網 絡用于療法的評估和預測。
[00化]D.痊愈時間預測
[0087] 上一步完成后，對于任意給定治療方案，我們可W用神經網絡對治療實踐作出預 測。
[0088] 最后應說明的是：W上各實施例僅用W說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡 管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其對 前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替 換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1. 一種智能輸液監(jiān)控系統，其特征在于，所述智能輸液監(jiān)控系統包括:輸液監(jiān)控模塊以 及APP模塊； 所述輸液監(jiān)控模塊包括:在滴壺兩側分別設置紅外發(fā)射管和光電接收管;光電接收管 接收強度變化的光信號后輸出變化的電壓信號，放大電路將電壓信號放大、RC電路整形后， 經雙電壓比較器轉化為電平信號，觸發(fā)單片機外部中斷并計數，在定時器中定時取脈沖總 數得到點滴速度，并將點滴速度信息通過網絡，發(fā)送至APP模塊； 所述APP模塊包括：點滴速度信息的信號與手機第三方app的通信采用WiFi模塊，Uart-Wifi模塊是基于串口的符合WiFi無線網絡標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議 IEEE802.il協議棧以及TCP/IP協議棧，能夠實現用戶串口或TTL電平數據到無線網絡之間 的轉換，單片機將數據通過串口發(fā)送到WiFi模塊的輸入端，WiFi模塊形成熱點，通過無線網 絡連接到服務器上，WiFi模塊作為客戶端向服務器申請端口，之后通過TCP/IP協議進行局 域網通信，將病人的序號以及點滴速度、持續(xù)時間等錄入到服務器信息庫中。2. 根據權利要求1所述的智能輸液監(jiān)控系統，其特征在于，監(jiān)控系統收集的數據傳輸到 對應患者的病例數據庫，后期可以用于優(yōu)化醫(yī)療方案，優(yōu)化醫(yī)療方案： A. f目息米集 一方面，從醫(yī)院病歷數據庫中導入所有與治療有關的病人基本信息，包括病人的性別、 年齡職業(yè)、疾病、醫(yī)囑和開藥； 另一方面，從本系統采集病人的用藥情況以及治療時間； 總用藥時間與痊愈時間相等，記為C; 治療方案，記為T，T為一個一維向量； C = f(T) (1) B. 數據上傳 將上述各種數據上傳至數據庫中，針對每一中疾病建立一個單獨的數據庫;數據庫中 每一條數據即是一個治療方案;整理好的數據用于下一步的處理； C. 模型訓練 采用先用數據訓練一個bp神經網絡用于療法的評估和預測； D. 痊愈時間預測 上一步完成后，對于任意給定治療方案，用神經網絡對治療實踐作出預測。
【文檔編號】G05B19/042GK105955112SQ201610304471
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】曹聰, 程五良, 王思琦, 夏津, 齊海成, 張智昊, 郭正華, 張麗霞
【申請人】大連理工大學