專利名稱：輸液輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型歸屬于醫(yī)療器械類，尤其涉及一種配合一次性輸液器使用，用來自動(dòng)監(jiān)控輸液過程的醫(yī)療輔助產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
對(duì)于無數(shù)的病患都有可能遭遇到的通過輸液方式輸入藥液或補(bǔ)充營養(yǎng)這一醫(yī)療過程，除極個(gè)別特殊病例使用價(jià)格昂貴的輸液泵，絕大多數(shù)情況都是由醫(yī)護(hù)人員憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)手工方式設(shè)定輸液速度，然后由病患的陪侍人員監(jiān)視輸液過程。
這樣的作業(yè)方式，一方面使得醫(yī)護(hù)人員經(jīng)?；ㄙM(fèi)很多時(shí)間重復(fù)調(diào)速、插針等低級(jí)勞動(dòng)，另一方面不可避免會(huì)發(fā)生因陪侍人員過度疲勞而疏忽，輸液完畢后未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況，導(dǎo)致病患回血，增加了病患痛苦。尤其對(duì)于那些體弱多病、經(jīng)常需要或需要大量輸液的老年病人，完全人工方式的輸液作業(yè)由工作忙碌的子女陪護(hù)更是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種可以由用戶設(shè)置輸液參數(shù)，然后自動(dòng)監(jiān)視并控制整個(gè)輸液過程的醫(yī)療產(chǎn)品，旨在針對(duì)目前絕大多數(shù)情況下輸液過程中的人工護(hù)理，以設(shè)備自動(dòng)作業(yè)替代部分人工作業(yè)，降低醫(yī)護(hù)和陪侍人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高輸液過程監(jiān)護(hù)的可靠性。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品功能的技術(shù)方案是一種輸液輔助裝置，其具有一主機(jī)殼，該主機(jī)殼內(nèi)設(shè)有可將輸液器的滴斗部位卡入的滴斗槽，該主機(jī)殼內(nèi)還設(shè)有控制單元、輸入輸出單元、檢測(cè)滴液狀態(tài)的光電檢測(cè)單元及機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及擠壓機(jī)構(gòu)，其中，所述光電檢測(cè)單元檢測(cè)到的滴液信號(hào)送至控制單元，該控制單元根據(jù)該滴液信號(hào)及輸入輸出單元所設(shè)定的輸液參數(shù)來控制所述驅(qū)動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)部件經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)擠壓機(jī)構(gòu)擠壓或釋放輸液管。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述光電檢測(cè)單元包括分別安裝在輸液器滴斗槽兩側(cè)的紅外發(fā)射管和紅外接收管，其光路與滴斗的軸線垂直相交。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)部件為步進(jìn)電機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪減速機(jī)構(gòu)，由多級(jí)同軸齒輪組成。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括與所述主機(jī)殼分離設(shè)置的機(jī)構(gòu)座，所述驅(qū)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及擠壓機(jī)構(gòu)均設(shè)置于該機(jī)構(gòu)座上方。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括一協(xié)助控制單元確定所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)基準(zhǔn)位置的光電開關(guān)。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述擠壓機(jī)構(gòu)包括異型齒條及擠壓構(gòu)件，該異型齒條具有與所述擠壓構(gòu)件相配合的斜邊或圓弧邊，所述驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)力由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞至異型齒條并帶動(dòng)該擠壓構(gòu)件擠壓或釋放輸液管路。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述檢測(cè)單元還包括比較電路，該比較電路以硬件方式將紅外接收管輸出的模擬信號(hào)變換為數(shù)字脈沖信號(hào)，并傳送至所述控制單元。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述滴斗槽為U形，其內(nèi)插設(shè)有一次性輸液器摩菲氏滴斗。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述滴斗槽的左側(cè)設(shè)置有輸入輸出單元的系統(tǒng)類按鍵和設(shè)備狀態(tài)指示發(fā)光管；右側(cè)布置有輸入輸出單元的輸液作業(yè)類按鍵、輸液設(shè)置項(xiàng)目指示發(fā)光管、數(shù)碼顯示器。
如上所述的輸液輔助裝置，其中，所述系統(tǒng)類按鍵包括電源開關(guān)、聲音關(guān)閉按鍵，所述設(shè)備狀態(tài)指示發(fā)光管指示正常工作、輸液完成、出現(xiàn)異常三種狀態(tài)，所述輸液作業(yè)類按鍵包括與輸液監(jiān)控密切相關(guān)的輸液參數(shù)設(shè)置按鍵、輸液?jiǎn)?dòng)和停止按鍵，所述數(shù)碼顯示器顯示輸液參數(shù)或異常代碼。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是使用本實(shí)用新型時(shí)，用戶將輸液器滴斗部位卡入本設(shè)備的U形槽，通過按鍵進(jìn)行輸液參數(shù)設(shè)置并啟動(dòng)輸液后，本設(shè)備將在輸液器滴斗處，利用紅外光電器件檢測(cè)藥液的滴入情況，并實(shí)時(shí)地將滴液信號(hào)送往控制單元的微控制器，微控制器在對(duì)該信號(hào)及以往的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后與用戶設(shè)定的輸液要求/參數(shù)比較，確定本機(jī)器下一步應(yīng)該的實(shí)施的動(dòng)作，然后控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去壓緊或釋放輸液管，使輸液管保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，從而保證對(duì)整個(gè)輸液過程中滴速和滴量的監(jiān)控。在完成輸液任務(wù)后，本機(jī)會(huì)將輸液器的輸液管截止以確保醫(yī)患不會(huì)出現(xiàn)回血等現(xiàn)象，同時(shí)以聲光方式向陪護(hù)人員發(fā)出提示。
除對(duì)整個(gè)輸液過程實(shí)行監(jiān)控，本實(shí)用新型還對(duì)產(chǎn)品本身不斷自檢，并將本機(jī)狀態(tài)實(shí)時(shí)地顯示給用戶，以方便用戶使用。


圖1為本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品的正面示意圖圖2為本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖圖1展示了本實(shí)用新型的正面外觀，并大致標(biāo)注了本實(shí)用新型用于人機(jī)交互界面的輸入輸出零部件，包括按鍵(01、06、08)、發(fā)光管(02、07)及數(shù)碼顯示器(05)、警示蜂鳴器(03)等。輸液器U形槽(04)是與一次性輸液器的配合的插槽。
圖2給出了本實(shí)用新型中重點(diǎn)設(shè)計(jì)的主要零部件的大致結(jié)構(gòu)和相對(duì)位置，包括紅外發(fā)射管(11)、紅外接收管(12)、第一電路板(13)、第二電路板(10)、步進(jìn)電機(jī)(17)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(18)、擠壓機(jī)構(gòu)(19)和機(jī)構(gòu)座(15)等。
圖3顯示了本實(shí)用新型中機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)座(15)、光電開關(guān)(16)、步進(jìn)電機(jī)(17)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(18)、擠壓機(jī)構(gòu)(19)及擠壓機(jī)構(gòu)中的主要構(gòu)件異型齒條(21)和擠壓構(gòu)件(22)等零件。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品從功能上講主要由輸入/輸出單元、光電檢測(cè)單元自適應(yīng)控制單元、精密機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。
輸入/輸出單元特指直接服務(wù)于用戶與設(shè)備交互作用的人機(jī)界面層零部件及相關(guān)電路。在圖1中可以看出，這部分主要由按鍵(01、06、08)、發(fā)光管(02、07)及數(shù)碼顯示器(05)、警示蜂鳴器(03)等部分組成。并分散布置在輸液器U形槽(04)的兩側(cè)。
按鍵的布置位置、形狀、尺寸等要素原則上按照其使用頻度、重要性、緊迫性、按鍵關(guān)聯(lián)性及美觀性綜合考量在輸液器U形槽的左側(cè)布置有電源開關(guān)、聲音關(guān)閉等(01)系統(tǒng)類按鍵，右側(cè)則布置了與輸液監(jiān)控密切相關(guān)的輸液參數(shù)設(shè)置(06)、輸液?jiǎn)?dòng)和停止(08)等輸液作業(yè)類按鍵；發(fā)光顯示器件的布置原則上按照警示性、直觀性、與按鍵的關(guān)聯(lián)性和美觀性來考量輸液器U形槽的左側(cè)布置有正常工作、輸液完成、出現(xiàn)異常等設(shè)備狀態(tài)或狀況指示發(fā)光管(02)，右側(cè)則布置輸液設(shè)置項(xiàng)目指示發(fā)光管(07)和輸液參數(shù)或異常代碼等數(shù)據(jù)顯示的數(shù)碼顯示器(05)；警示蜂鳴器(03)安裝在設(shè)備內(nèi)部，外表不可見。
輸液參數(shù)的設(shè)置及工作狀態(tài)的控制命令，通過按鍵輸入。如正常工作、輸液完成、出現(xiàn)異常等簡(jiǎn)單的工作狀態(tài)和設(shè)備狀況由不同類型的發(fā)光管輔以不同的發(fā)光方式指示，而象輸液參數(shù)、異常代碼等比較復(fù)雜的狀態(tài)或狀況數(shù)據(jù)則通過發(fā)光管及數(shù)碼顯示器聯(lián)合指示。在發(fā)生出現(xiàn)異常、完成輸液等重要情況時(shí)，除使用發(fā)光管及數(shù)碼顯示器指示外，本機(jī)還將通過蜂鳴器以不同的聲音方式警告或提示。
光電檢測(cè)單元由高靈敏度紅外發(fā)射/接收對(duì)管、比較電路等部分組成。在圖2中給出了紅外發(fā)射管(11)和紅外接收管(12)的安裝位置和安裝方式，其相關(guān)電路及其后級(jí)比較電路則布置在第二電路板(10)和第一電路板(13)上。
紅外發(fā)射管(11)、紅外接收管(12)分別安裝在輸液器U形槽(04)兩側(cè)，并保證其光路與滴斗的軸線垂直相交，這樣藥液滴落時(shí)必然會(huì)切割光路，使紅外接收管接受的紅外光照度發(fā)生變化，從而可以感知到液滴的存在。比較電路則負(fù)責(zé)以硬件方式將接收管輸出的模擬信號(hào)準(zhǔn)確地變換為數(shù)字化的脈沖信號(hào)以方便控制單元的處理。
控制單元的所有電路都布置在圖2中指示的第一電路板(13)上，其核心器件為微控制器，除處理直接服務(wù)于人機(jī)界面的輸入輸出信號(hào)，主要任務(wù)是實(shí)時(shí)處理輸液過程中檢測(cè)到的信號(hào)，監(jiān)控藥液滴速和計(jì)算輸液量，同時(shí)還要不斷檢測(cè)本機(jī)的狀況。
借助于本實(shí)用新型中機(jī)電聯(lián)合的閉環(huán)設(shè)計(jì)，微控制器還可以檢測(cè)到由于各零部件制造過程的離散性誤差、使用過程中的磨損以及各種輸液器結(jié)構(gòu)尺寸的不一致性導(dǎo)致的控制偏離，并實(shí)時(shí)補(bǔ)償這種偏離來保證監(jiān)控的精確性，從而實(shí)現(xiàn)控制單元的自適應(yīng)性。
圖2和圖3的重點(diǎn)是要表現(xiàn)本實(shí)用新型中重點(diǎn)考慮的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這部分的設(shè)計(jì)很大程度上幫助本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了低成本、低功耗、小結(jié)構(gòu)、高性能的目標(biāo)。
如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在一與主機(jī)殼分離的機(jī)構(gòu)座(15)上，主要由光電開關(guān)(16)、步進(jìn)電機(jī)(17)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(18)和擠壓機(jī)構(gòu)(19)等部分組成。
采用與主機(jī)殼分離的機(jī)構(gòu)座是為了降低對(duì)機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)中各部件的加工公差要求、減小產(chǎn)品裝配及調(diào)試工作難度。光電開關(guān)的作用是協(xié)助微控制器確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)位置。步進(jìn)電機(jī)則接受控制單元的控制以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候輸出機(jī)械運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力。
齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由多級(jí)同軸齒輪組成，其作用有兩方面一方面是以機(jī)械方式細(xì)化機(jī)械機(jī)構(gòu)終端的步進(jìn)距，降低了本實(shí)用新型控制精度對(duì)步進(jìn)電機(jī)精度的依賴；另一方面是運(yùn)用杠桿原理增大機(jī)械機(jī)構(gòu)終端的驅(qū)動(dòng)力，這又降低了設(shè)備正常工作對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的要求。
擠壓機(jī)構(gòu)主要由異型齒條(21)和擠壓構(gòu)件(22)組成。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到擠壓機(jī)構(gòu)的異型齒條(21)時(shí)，將由原來的圓周運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，而異型齒條通過其斜邊或圓弧邊與擠壓構(gòu)件(22)的配合，又將這種直線運(yùn)動(dòng)再次轉(zhuǎn)化為圓弧運(yùn)動(dòng)后才去擠壓輸液管路，控制管內(nèi)藥液流速。這樣設(shè)計(jì)的目的一方面是進(jìn)一步細(xì)化機(jī)械機(jī)構(gòu)終端的步進(jìn)距，這樣使得本產(chǎn)品可以選用較低精度的步進(jìn)電機(jī)及低成本驅(qū)動(dòng)電路，仍可獲得較高的可控精度；另一方面是為了降低擠壓構(gòu)件被輸液管反作用時(shí)對(duì)步進(jìn)電機(jī)形成的反向推動(dòng)力，降低設(shè)備對(duì)步進(jìn)電機(jī)保持力矩的要求。這一點(diǎn)再配合前面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力的增大作用，使得本產(chǎn)品可以選用較小功率輸出、較低電源消耗的電機(jī)作動(dòng)力源。
上面所述各部分的密切配合、協(xié)同工作就可以完成本實(shí)用新型的功能。
權(quán)利要求1.一種輸液輔助裝置，其具有一主機(jī)殼，該主機(jī)殼內(nèi)設(shè)有可將輸液器的滴斗部位卡入的滴斗槽，其特征在于，該主機(jī)殼內(nèi)設(shè)有控制單元、輸入/輸出單元、檢測(cè)滴液狀態(tài)的光電檢測(cè)單元及機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及擠壓機(jī)構(gòu)，其中，所述光電檢測(cè)單元檢測(cè)到的滴液信號(hào)送至控制單元，該控制單元根據(jù)該滴液信號(hào)及輸入/輸出單元所設(shè)定的輸液參數(shù)來控制所述驅(qū)動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)部件經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)擠壓機(jī)構(gòu)擠壓或釋放輸液管。
2.如權(quán)利要求1所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述光電檢測(cè)單元包括分別安裝在輸液器滴斗槽兩側(cè)的紅外發(fā)射管和紅外接收管，其光路與滴斗的軸線垂直相交。
3.如權(quán)利要求2所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件為步進(jìn)電機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪減速機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括與所述主機(jī)殼分離設(shè)置的機(jī)構(gòu)座，所述驅(qū)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及擠壓機(jī)構(gòu)均設(shè)置于該機(jī)構(gòu)座上方。
5.如權(quán)利要求4所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括一協(xié)助控制單元確定所述機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)基準(zhǔn)位置的光電開關(guān)。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述擠壓機(jī)構(gòu)包括異型齒條及擠壓構(gòu)件，該異型齒條具有與所述擠壓構(gòu)件相配合的斜邊或圓弧邊，所述驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)力由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞至異型齒條并帶動(dòng)該擠壓構(gòu)件擠壓或釋放輸液管路。
7.如權(quán)利要求6所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元還包括比較電路，該比較電路以硬件方式將紅外接收管輸出的模擬信號(hào)變換為數(shù)字脈沖信號(hào)，并傳送至所述控制單元。
8.如權(quán)利要求6所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述滴斗槽為U形，其內(nèi)插設(shè)有一次性輸液器摩菲氏滴斗。
9.如權(quán)利要求8所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述滴斗槽的左側(cè)設(shè)置有輸入/輸出單元的系統(tǒng)類按鍵和設(shè)備狀態(tài)指示發(fā)光管；右側(cè)布置有輸入/輸出單元的輸液作業(yè)類按鍵、輸液設(shè)置項(xiàng)目指示發(fā)光管、數(shù)碼顯示器。
10.如權(quán)利要求9所述的輸液輔助裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)類按鍵包括電源開關(guān)、聲音關(guān)閉按鍵，所述設(shè)備狀態(tài)指示發(fā)光管指示正常工作、輸液完成、出現(xiàn)異常三種狀態(tài)，所述輸液作業(yè)類按鍵包括與輸液監(jiān)控密切相關(guān)的輸液參數(shù)設(shè)置按鍵、輸液?jiǎn)?dòng)和停止按鍵，所述數(shù)碼顯示器顯示輸液參數(shù)或異常代碼。
專利摘要本實(shí)用新型智能輸液助手是一種配合一次性輸液器使用，用來自動(dòng)監(jiān)控輸液過程的醫(yī)療器械類產(chǎn)品，旨在以設(shè)備自動(dòng)作業(yè)替代部分人工作業(yè)，降低醫(yī)護(hù)和陪侍人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高輸液過程監(jiān)護(hù)的可靠性。本實(shí)用新型關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品主要由高靈敏傳感單元、自適應(yīng)控制單元、精密機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)及輸入按鍵、聲光指示等部分組成。使用時(shí)用戶將輸液器插入本設(shè)備的U形槽，然后通過按鍵進(jìn)行輸液參數(shù)設(shè)置后啟動(dòng)輸液，本設(shè)備將自動(dòng)監(jiān)視并控制整個(gè)輸液過程的滴速和滴量，完成當(dāng)前輸液任務(wù)后，其機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)將輸液管截止以方便醫(yī)患繼續(xù)進(jìn)行其它的輸液治療并確保醫(yī)患不會(huì)出現(xiàn)回血現(xiàn)象，同時(shí)以聲光方式向陪護(hù)人員發(fā)出提示。
文檔編號(hào)A61M5/14GK2764409SQ200420077718
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者王平 申請(qǐng)人:王平