一種智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表及其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，屬于醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及 一種基于現(xiàn)代無線通訊技術(shù)來實(shí)現(xiàn)輸液實(shí)時(shí)檢測(cè)與遠(yuǎn)程監(jiān)視的智能儀表。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著醫(yī)療事業(yè)的飛速發(fā)展，醫(yī)療體制的不斷深化，公民維權(quán)意識(shí)逐步增強(qiáng)，患者在 就醫(yī)過程中對(duì)護(hù)理人員的技術(shù)水平及服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，護(hù)理人員面對(duì)的是一種 未知因素更多的高風(fēng)險(xiǎn)服務(wù)。作為和患者接觸最密切的護(hù)士，特別是門診輸液室的護(hù)士現(xiàn) 在正面臨著每個(gè)護(hù)士站病床多，護(hù)士少的境況，從而出現(xiàn)了護(hù)士不能隨時(shí)照顧好每一位病 人的現(xiàn)象，導(dǎo)致一些醫(yī)療事故的發(fā)生，因此，采取有效的防范措施，防止和減少醫(yī)療糾紛的 發(fā)生已成為當(dāng)務(wù)之急。
[0003] 針對(duì)這種情況，本實(shí)用新型提供一種基于現(xiàn)代無線通訊技術(shù)的實(shí)用型遠(yuǎn)程輸液監(jiān) 測(cè)儀，該實(shí)用新型通過利用傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、高級(jí)語言編程及無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警的功能，目的在于實(shí)現(xiàn)輸液自動(dòng)監(jiān)控管理，提高醫(yī)療先進(jìn)技術(shù)水平，提升 醫(yī)務(wù)人員工作效率，增強(qiáng)患者輸液的安全性，減小醫(yī)療事故發(fā)生幾率，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療護(hù)理自動(dòng)化 和智能化。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥液剩 余量及流動(dòng)速度的監(jiān)測(cè)及顯示，并且能夠預(yù)算出患者輸液結(jié)束的時(shí)間，這些數(shù)據(jù)便于護(hù)士 對(duì)病人輸液情況的實(shí)時(shí)了解及輸液結(jié)束時(shí)間的掌握。本實(shí)用新型的智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè) 儀表包括：
[0005] 用于采集輸入量的前端傳感器；
[0006] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將前端傳感器采集的模擬輸入量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)量；
[0007] CPU中心處理器，內(nèi)嵌基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及改進(jìn)算法編制的測(cè)量模塊；
[0008] 鍵盤輸入設(shè)備；
[0009] 輸出設(shè)備；
[0010] 遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備。
[0011] 所述的一組前端傳感器是稱重傳感器，負(fù)責(zé)采集藥液當(dāng)前重量的一組傳感器，稱 重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置；
[0012] 所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將傳感器采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為可被CPU識(shí)別的數(shù)字信號(hào)， 傳送給CPU中心處理器；
[0013] 所述的CPU中心處理器為51系列單片機(jī)、AVR系列單片機(jī)或ARM系列單片機(jī)；
[0014] 所述的一組輸出設(shè)備是顯示設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備和聲音輸出設(shè)備 中的至少一種設(shè)備；
[0015] 所述的遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備是一種用于遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的藍(lán)牙模塊，便于護(hù)士對(duì)病人輸液 情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0016] 將該智能輸液監(jiān)測(cè)儀表前端傳感器的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 的輸出端接CPU中心處理器的串行外圍接口；鍵盤輸入接于通用輸入/輸出接口；CPU中心 處理器的控制輸出端接一組輸出設(shè)備的輸入。
[0017] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：儀表操作簡單，反應(yīng)靈敏，測(cè)出的結(jié)果滯后時(shí)間短，誤差小， 可靠性強(qiáng)，出現(xiàn)輸液完成及跑針等其它意外情況能夠及時(shí)報(bào)警，減少醫(yī)療事故的發(fā)生。
[0018] 本實(shí)用新型針對(duì)病患輸液的情況設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)采用帶 有稱重傳感器的單片機(jī)對(duì)輸液吊瓶的剩余量進(jìn)行感應(yīng)并將此信息利用藍(lán)牙模塊發(fā)送給現(xiàn) 場控制級(jí)。用于測(cè)量輸液吊瓶剩余量的單片機(jī)可以進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，并且可以通過編程設(shè)定 好的自適應(yīng)學(xué)習(xí)及神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法將藥液滴落速度及輸液結(jié)束時(shí)間計(jì)算出來。應(yīng)用時(shí)把空 掉瓶的重量設(shè)置成零點(diǎn)，這樣測(cè)量吊瓶的剩余量時(shí)會(huì)更準(zhǔn)確。此外，還可以對(duì)吊瓶進(jìn)行報(bào)警 閾值設(shè)置，所謂的報(bào)警閾值設(shè)置，就是指可以在單片機(jī)設(shè)置一個(gè)量值，當(dāng)?shù)跗康闹亓啃∮谶@ 個(gè)值時(shí)及產(chǎn)生報(bào)警，這是為了當(dāng)輸液快要結(jié)束的時(shí)候，幫助提醒病患以及護(hù)士，以便及時(shí)撤 掉或更換吊瓶，而這個(gè)量值就是閾值。此實(shí)用新型隱藏的一個(gè)重要功能是能夠通過對(duì)藥液 滴落速度的計(jì)算，來觀察病人輸液是否正常，是否有跑針等意外情況的發(fā)生，若有，系統(tǒng)會(huì) 及時(shí)報(bào)警，并且，系統(tǒng)可通過計(jì)算，預(yù)測(cè)出病人輸液結(jié)束的時(shí)間，這一實(shí)用新型會(huì)給護(hù)士帶 來很多便利，同時(shí)也能保障病人的安全。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的智能遠(yuǎn)程輸液監(jiān)測(cè)儀表構(gòu)成原理示意圖；
[0020] 圖2為本實(shí)用新型的智能遠(yuǎn)程輸液監(jiān)測(cè)儀表神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及改進(jìn)算法編制示 意圖；
[0021] 圖3為本實(shí)用新型的智能遠(yuǎn)程輸液監(jiān)測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4為模塊的主程序流程圖；
[0023] 圖5為模塊的數(shù)據(jù)處理流程圖；
[0024] 圖6為穩(wěn)壓電路圖；
[0025] 圖7為最小系統(tǒng)原理圖；
[0026] 圖8為單片機(jī)復(fù)位電路圖；
[0027] 圖9為調(diào)試模擬電路圖；
[0028] 圖10為軌對(duì)軌運(yùn)放電路圖；
[0029] 圖11為報(bào)警電路圖；
[0030] 圖12為IXD人機(jī)交互界面顯示電路圖；
[0031] 圖13為IXD背光控制電路圖；
[0032] 圖14為藍(lán)牙無線通訊電路圖；
[0033] 圖15為鍵盤輸入電路設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 如圖1所示，本實(shí)用新型智能遠(yuǎn)程輸液監(jiān)測(cè)儀表包括：用于采集輸入量的前端傳 感器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將前端傳感器采集的模擬輸入量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)量；CPU中心處理 器，內(nèi)嵌基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的測(cè)量模塊；鍵盤輸入設(shè)備；輸出設(shè)備，遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備。 前端傳感器的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接CPU中心處理器的串 行外圍接口；鍵盤輸入接于通用輸入/輸出接口；CPU中心處理器的控制輸出端接一組輸出 設(shè)備的輸入。
[0035] 所述前端傳感器為稱重傳感器，可以采集藥液實(shí)時(shí)剩余量的傳感器。
[0036] 所述的CPU中心處理器中內(nèi)嵌基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的測(cè)量模塊，其參數(shù)選取 方案如下：在輸液過程中，只要對(duì)藥液重量測(cè)量就可實(shí)現(xiàn)對(duì)病人輸液情況的實(shí)時(shí)了解與控 制，需要確定的是藥液實(shí)時(shí)重量與滴落速度及輸液結(jié)束時(shí)間的關(guān)系，確立參數(shù)與權(quán)值等，以 確保護(hù)士可以正確并及時(shí)的掌握病人的輸液情況。
[0037] 根據(jù)上面的分析確定了圖2所示的人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)軟測(cè)量模型結(jié)構(gòu)，并在基于自 適應(yīng)學(xué)習(xí)算法的基函數(shù)種類、閾值調(diào)整的方法基礎(chǔ)上，提出有動(dòng)量項(xiàng)調(diào)整的權(quán)值、閾值調(diào)整 方法或同時(shí)具有動(dòng)量項(xiàng)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率的共軛梯度法的權(quán)值、閾值調(diào)整的算法，后者為 佳。
[0038] 如圖2所示，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法的基本思想是：學(xué)習(xí)過程由信號(hào)的正向傳播和 誤差反向傳播兩個(gè)過程組成。正向傳播時(shí)，輸入樣本從輸入層傳入，經(jīng)各隱層逐層處理后， 傳向輸出層。若輸出層的實(shí)際輸出與期望輸出不符，則轉(zhuǎn)入誤差的反向傳播階段。誤差反傳 是將輸出誤差以某種形式通過隱層向輸入層逐層反傳，并將誤差分?jǐn)偨o各層的所有單元， 從而獲得各層單元的誤差信號(hào)，此誤差信號(hào)即作為修正各單元權(quán)值的依據(jù)。這種信號(hào)正向 傳播與誤差反向傳播的各層權(quán)值調(diào)整過程是周而復(fù)始地進(jìn)行的。權(quán)值調(diào)整的過程，也是網(wǎng) 絡(luò)學(xué)習(xí)的過程，此過程一直持續(xù)到網(wǎng)絡(luò)可接受的誤差為止。BP算法是依據(jù)Delta學(xué)習(xí)規(guī)則， 建立在梯度下降法基礎(chǔ)上的。本實(shí)用新型的BP學(xué)習(xí)算法具體如下所示：
[0039] 輸入訓(xùn)練樣本對(duì)，計(jì)算各層輸出：
[0040] 用當(dāng)前的樣本對(duì)Jrlrf'對(duì)向量數(shù)組.
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，其特征在于包括： 用于采集輸入量的前端傳感器； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將前端傳感器采集的模擬輸入量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)量； CPU中心處理器，內(nèi)嵌基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及改進(jìn)算法編制的測(cè)量模塊； 鍵盤輸入設(shè)備； 輸出設(shè)備； 遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備； 通用輸入/輸出接口； 所述的一組前端傳感器的輸出端接所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的 輸出端接所述的CPU中心處理器的串行外圍接口；所述的鍵盤輸入設(shè)備接于所述的通用輸 入/輸出接口；所述的CPU中心處理器的控制輸出端接所述的一組輸出設(shè)備的輸入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，其特征在于：所述一組前端傳 感器為采集藥液實(shí)時(shí)重量傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，其特征在于：所述的一組輸出 設(shè)備是顯示設(shè)備，聲音輸出設(shè)備和藍(lán)牙無線傳輸設(shè)備中的至少一種設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，其特征在于：所述的CPU中心 處理器為51系列單片機(jī)、AVR系列單片機(jī)、ARM系列單片機(jī)或飛思卡爾單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4其中一個(gè)所述的智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表，其特征在于：其 還包括：帶有稱重傳感器的單片機(jī)，所述單片機(jī)對(duì)輸液調(diào)瓶的剩余量進(jìn)行感應(yīng)并將此信息 利用藍(lán)牙模塊發(fā)送給現(xiàn)場控制級(jí)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能遠(yuǎn)程輸液信息監(jiān)測(cè)儀表及其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)儀表包括：一組用于采集輸入量的前端傳感器；一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將前端傳感器采集的模擬輸入量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)量；一CPU中心處理器，內(nèi)嵌基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及改進(jìn)算法編制的測(cè)量模塊；一鍵盤輸入設(shè)備；一組輸出設(shè)備；一遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備。所述的一組前端傳感器的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接CPU中心處理器的串行外圍接口；鍵盤輸入接于通用輸入/輸出接口；CPU中心處理器的控制輸出端接一組輸出設(shè)備的輸入。本儀表可以實(shí)現(xiàn)對(duì)病人輸液情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及顯示，監(jiān)測(cè)結(jié)果可以用于對(duì)藥液流速及輸液結(jié)束時(shí)間的了解與掌握。
【IPC分類】A61M5-168
【公開號(hào)】CN204543124
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420544694
【發(fā)明人】柏賀
【申請(qǐng)人】河北普康醫(yī)療設(shè)備有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2014年9月22日