專利名稱：集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜脈注射監(jiān)護儀器，尤其是一種由單片機控制的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀。
現(xiàn)有的有關(guān)病房中靜脈注射護理技術(shù)還是延用傳統(tǒng)的方法，當給病人進行靜脈注射時，由護理員或病人陪人觀察注射情況，注射完畢由護理員處理，處理不及時容易造成輸液管回血現(xiàn)象，給病人造成不必要的心理負擔，也影響到醫(yī)院的服務質(zhì)量，同時也給護理人員增加工作負擔。
現(xiàn)有的單片機應用已很廣泛，但是沒有發(fā)現(xiàn)單片機在靜脈注射監(jiān)護上的應用。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種由單片機控制的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，由病房辦公室或護士辦公室的微電腦監(jiān)護儀主機對本病區(qū)所有病床進行循環(huán)監(jiān)護，病床上的分機把有關(guān)工作情況實時地傳給主機，主機把所有病床上信息經(jīng)過處理，將處理結(jié)果送往發(fā)光管視板，用聲光的形式向值班人員報告各有關(guān)病床的情況，包括未注射、正常注射、注射即將完畢、注射完畢并能自動截止輸液管和病人緊急呼叫。
本發(fā)明集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀是以如下方式實現(xiàn)的，它涉及到主機和視板，主機含有基本單片機電路、顯示電路和輸入輸出接口電路，輸入輸出接口電路的輸入電路由電流電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓比較器構(gòu)成，輸出電路由向外輸出的光電耦合放大電路以及發(fā)光管和蜂鳴器構(gòu)成，視板為發(fā)光管矩陣，視板與主機用排線聯(lián)接。該監(jiān)護儀還設(shè)置有分機、紅外檢測裝置和輸液管截止閥，分機通過主機上的輸入輸出接口電路與主機相連。分機由電源開關(guān)電路、紅外線電流脈沖發(fā)生器、紅外信號處理電路、譯碼電路、信號分配電路和同步電路構(gòu)成，由主機引入的電源通過兩個電源開關(guān)回路與分機相通，控制分機的工作電源通否。紅外線電流脈沖發(fā)生器由時基電路及外圍元件組成；紅外信號處理電路由運算放大器比較器、非門及外圍阻容元件構(gòu)成；譯碼電路由計數(shù)器和數(shù)據(jù)比較器構(gòu)成，計數(shù)器通過光耦與主機發(fā)來的計數(shù)編碼脈沖CLOCK時鐘脈沖信號相連，數(shù)據(jù)比較器的輸出打開信號分配電路；信號分配電路是由與門、非門構(gòu)成的邏輯電路和運放構(gòu)成，對不同工作狀態(tài)輸出不同電流輸入到主機以使主機作出相應反應；同步電路由D觸發(fā)器和電壓比較器構(gòu)成，保證計數(shù)器與主機發(fā)送的計數(shù)編碼脈沖同步；紅外檢測裝置由紅外線發(fā)射管和紅外線傳感器構(gòu)成，紅外線發(fā)射管接紅外線電流脈沖發(fā)生器的輸出端，紅外線傳感器接紅外信號處理電路的輸入端，由兩者監(jiān)測靜脈注射液面情況；輸液管截止閥連接在分機的一個D觸發(fā)器輸出端上，該觸發(fā)器在靜脈注射完畢后產(chǎn)生動作從而使輸液管截止閥截止輸液管。
根據(jù)各病房床位多少不同這一特點，所需視板的大小也應不同，但如果整個視板由主機輸出的行、列線矩陣構(gòu)成，在使用安裝過程中有諸多不便，因此采用拼接方法，用多個小視板聯(lián)接成大視板，以滿足不同需要和提高小視板的互換性。在主機顯示電路和發(fā)光管矩陣之間設(shè)置矩陣分塊電路，由選擇開關(guān)、與門、或非門、開關(guān)管構(gòu)成，與門的一個輸入端接一根行線，另一個輸入端通過選擇開關(guān)接電源正極，與門的數(shù)量根據(jù)需要選擇行線的數(shù)量而定，該組與門的選擇開關(guān)閉合，則該組與門的行線被選中，與門的輸出分別接或非門的輸入端，或非門的輸出端接開關(guān)管的基極，該組行線經(jīng)過開關(guān)管輸出，與列線形成一個小視板。
輸液瓶中藥液液面的檢測是利用紅外光在水平液面上反射光能的監(jiān)測實現(xiàn)的。將紅外線從輸液瓶的一側(cè)射向藥液表面，由輸液瓶另一側(cè)的紅外線傳感器捕捉表面反射的紅外線信號。液面高度的變化使捕捉到的紅外線信號強度也發(fā)生變化，并通過紅外信號處理電路得到不同的控制方式。在中部為錐形口的環(huán)形外殼兩側(cè)的錐形壁上安裝紅外線發(fā)射管和紅外線傳感器，二者都被不透光材料包裹著，紅外線發(fā)射管前端有紅外線發(fā)射導光孔，紅外線傳感器前端有紅外線傳感器導光孔，兩個導光孔的軸線與垂直方向上形成的夾角一致，并且二者在外殼錐形壁上的高度一致，在外殼內(nèi)部設(shè)置有按鈕開關(guān)，按鈕開關(guān)的傳動臂高出外殼的錐形壁，紅外線發(fā)射管與紅外線傳感器分別接在紅外線電流脈沖發(fā)生器的輸出端和紅外信號處理電路的輸入端上。
輸液管截止閥由殼體、電磁鐵、截止閥片、銜鐵、閥片垂直導向限位塊、彈簧和閥片水平導向限位塊構(gòu)成，在殼體的上端右側(cè)設(shè)置電磁鐵，在其下方設(shè)置截止閥片，電磁鐵的銜鐵的右端卡在截止閥片的掛鉤上，截止閥片右端的導向柱上套有被壓縮的彈簧，彈簧被壓縮在殼體右壁與截止閥片右端之間，閥片垂直導向限位塊設(shè)置在截止閥片前后兩側(cè)，閥片水平導向限位塊設(shè)置在截止閥片上側(cè)，二者使閥片沿直線左右移動，在截止閥片上有一個能放入輸液管的缺口。電磁鐵通電將銜鐵吸回，截止閥片在彈簧的作用下向左移動，其缺口將輸液管擠在閥片垂直導向限位塊上，將輸液管截止，注射時用手向右推動截止閥片，銜鐵又卡在其掛鉤上，又可將輸液管放入截止閥片的缺口中。
輸液管截止閥也可以是電機帶動蝸輪式的，在外殼內(nèi)設(shè)置由直流電動機帶動的蝸桿、蝸輪系統(tǒng)，固定在蝸輪中心的螺桿上通過螺紋聯(lián)接有主動活塞，主動活塞通過夾緊彈簧支撐有被動活塞，主動活塞和被動活塞周向限位，在外殼上設(shè)置輸液管倉門，位置在被動活塞的上方，輸液時，打開輸液管倉門，將輸液管放在被動活塞與輸液管倉門之間，關(guān)閉倉門，此時被動活塞、主動活塞和蝸輪、蝸桿都在初始位置。當注射完畢，截止閥收到截止控制信號，直流電動機正轉(zhuǎn)，與其同軸的蝸桿帶動蝸輪正轉(zhuǎn)，蝸輪帶動螺桿轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的主動活塞向上移動，后退開關(guān)閉合，同時推動夾緊彈簧從而推動被動活塞向上移動，靠進輸液管，并且其上的頂尖將輸液管擠壓變形靠近在輸液管倉門上直至截流，此時主動活塞繼續(xù)上移壓縮夾緊彈簧，直至打開夾緊限位開關(guān)，切斷直流電動機電源，輸液管截止完成。在下一次使用前，按動后退按鈕，讓直流電動機反轉(zhuǎn)，回到初始位置。
為了防止電干擾造成單片機工作失常，在主機上設(shè)置了由二進制計數(shù)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和外圍元件構(gòu)成的看門狗電路，當單片機電路受到外界電干擾，使程序不能正常工作時，由單片機輸出固定頻率的脈沖信號的那一端不能輸出脈沖信號，不對計數(shù)器清零操作，使計數(shù)器對單片機工作時鐘脈沖計數(shù)計滿并溢出到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器使之進入單穩(wěn)狀態(tài)，單穩(wěn)的高電平接入主機中央處理器的復位端上使之復位，迫使主機又從內(nèi)部工作程序的開始處正常運行。
本發(fā)明集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，對病人靜脈注射集中進行了自動監(jiān)護，并能輔助護理人員進行必要處理，便于醫(yī)護人員隨時了解病房中病員的治療情況，減少了醫(yī)護人員工作強度，對一般病人無須頻繁循視，減小了病人的心理負擔，增加了對醫(yī)院的信認感和安全感，提高了醫(yī)院的醫(yī)護管理水平，整體結(jié)構(gòu)為總線型，整套監(jiān)護儀安裝方便、靈活。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖1是本發(fā)明的主機電原理圖。
圖2是本發(fā)明的視板分塊電路電原理圖。
圖3是本發(fā)明的視板發(fā)光管矩陣接線圖。
圖4是本發(fā)明的紅外線檢測裝置示意圖。
圖5是本發(fā)明的分機電原理圖。
圖6是本發(fā)明的一種輸液管截止閥的主視圖。
圖7是圖6輸液管截止閥的俯視圖。
圖8是本發(fā)明的另一種輸液管截止閥的主視圖。
圖9是圖8的輸液管截止閥沿A--A線的剖視圖。
圖10是圖8的輸液管截止閥沿B--B線的剖視圖。
圖11是圖8的輸液管截止閥上電機控制電路圖。
圖12是本發(fā)明的總體連接示意圖。
本發(fā)明集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀由主機、視板、分機、紅外線檢測裝置和輸液管截止閥構(gòu)成，下面分別加以介紹。
參見圖1主機電原理圖，以MCS-51系列單片機為主控制單元，通過向分機發(fā)送選通計數(shù)編碼脈沖，選定某個分機，實時檢測來自分機的狀態(tài)信息并對此進行邏輯運算，將結(jié)果送往視板單元聲光顯示。8751單片機U101、數(shù)據(jù)鎖存器U102、程序或數(shù)據(jù)存儲器U103與晶體振蕩器C101和復位開關(guān)W101等外圍元件組成了基本單片機電路，U102選用74LS273，U103選用2764。U104是計算機顯示擴展接口電路，選用8279，其輸入端12-19端是數(shù)據(jù)線，接著U101的數(shù)據(jù)線32-39端。U104的8根輸出線24-31端經(jīng)三極管陣列U110、U111驅(qū)動，U110、U111、選用MC1416，輸出8條發(fā)光管LED位線DD0-DD7，由J101接口17-24端輸出。U104的另外4條輸出線32-35是四位二進制碼B0、B1、B2、B3，經(jīng)四-十六譯碼器U109譯碼輸出16條LED行線，經(jīng)非門U107、U112、U113反相后，由J101的1-16端輸出OUT1-OUT16，U109選用74LS154，U107、U112、U113選用74LS04。由分機傳來的反映病床狀態(tài)信息的不同電流信號，經(jīng)J104的3端，由電阻R102、電容C105組成的I/V轉(zhuǎn)換后，同時進入運算放大器U106、U114、U115等元件組成的電壓比較器的同相端，這三路電壓比較器選用LM741，它們的輸出電壓均從各自的6端輸出到光電耦合器O102、O103、O104進行電平轉(zhuǎn)換和光電隔離，經(jīng)P12、P11、P10引入單片機U101的I/O的P1口，U101對這些信號進行邏輯運算，并將運算的結(jié)果通過U104輸出到視板進行聲光操作。由J104-3輸入的電流信號，本機設(shè)計輸入電流分別是0mA、5mA、10mA、15mA，與U101的P1口相應位的邏輯關(guān)系為輸入電流0mA，P12、P11、P10為低電平，表示分機未工作；輸入電流5MA，P12、P11為低電平，P10為高電平，輸液正常；輸入電流10MA，P12為低電平，P11、P10為高電平，輸液即完，請來處理；輸入電流15MA，P12、P11、P10都為高電平，表示兩種情況一是病人緊急呼叫，二是停止輸液，截止管路，請速來處理。U101的P16是一根輸出線，經(jīng)U111的4端進入三極管陣列放大后，驅(qū)動蜂鳴器S102發(fā)出聲音與發(fā)光管L101亮。U101的P17端是U101的輸出線，經(jīng)U111的7端放大，光電耦合器O101隔離和電平轉(zhuǎn)換再經(jīng)放大器U108、三極管P101，三極管N103組成的電壓源電路形成恒壓編碼脈沖經(jīng)J104-2端輸出至母線的計數(shù)編碼脈沖掃描線。P17輸出的一個計數(shù)編碼序列脈沖由三部分組成首先在計數(shù)編碼脈沖序列的開始是一個長達1秒的低電平，叫起始碼，通知分機的計數(shù)單元做好計數(shù)準備；然后是N個計數(shù)脈沖，如N為128，各分機計數(shù)器對N個脈沖進行計數(shù)，當計數(shù)值等于設(shè)定的分機編碼時，該分機被選中；N個計數(shù)脈沖發(fā)送完畢，最后是一個長達1秒的高電平，叫結(jié)束碼，把分機的計數(shù)器清為零，為下一個脈沖序列從頭計數(shù)作準備。二進制計數(shù)器U116A、U116B單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U117和外圍元件組成了一個看門狗電路，防止由電干擾造成單片機工作失常，U116A、U116B選用74LS393、U117選用74LS123。P15是單片機U101的P1口輸出線，在監(jiān)護儀正常工作時，P15由單片機程序規(guī)定輸出固定頻率的脈沖信號給U116A、U116B的清零端2和12，即以固定頻率對計數(shù)器清零。U116A-1接受來自U101-18的系統(tǒng)時鐘脈沖，并對其進行計數(shù)。當系統(tǒng)正常工作時，等不到由U116A和U116B組成的加法計數(shù)器計滿并從U116B-8溢出就被P15清為零，又從零開始計數(shù)，這樣往復循環(huán)，使整個系統(tǒng)正常運行。當單片機電路受到外界干擾，使程序不能正常工作時，P15就不能輸出脈沖信號，不對計數(shù)器清零操作，使計數(shù)器計滿并從U116B-8溢出，經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U117A-1使之進入單穩(wěn)狀態(tài)，U117A-13輸出一個高電平脈沖，接在U101-9復位端上，對U101進行復位操作。因此，U101又從內(nèi)部工作程序的開始處正常運行，保證了整個監(jiān)護儀能在干擾環(huán)境中正常工作。
視板的結(jié)構(gòu)參照圖2、圖3，視板可直接將從主機輸出來的16行8位LED動態(tài)顯示掃描線經(jīng)接口J301引入本電路，OUT1-OUT16為16條行線，DD0-DD7為每行的8條列線，然后將行線與列線制成LED顯示矩陣，該矩陣便為一個大的視板，但這樣對小規(guī)模病房勢必造成浪費，所以可以根據(jù)病房規(guī)模選擇視板的組合，針對不同病房其視板可以由一至四塊或更多的小視板拼接而成，每塊小視板顯示4行8列即32個床位，完全相同的四塊小視板可以滿足128個床位的病房使用。為了視板分割，引入了如圖2所示的視板分塊電路，選擇開關(guān)K是四聯(lián)板號選擇開關(guān)，根據(jù)多板拼接的板的順序號將K對應的開關(guān)號接通電源Vcc，其余開關(guān)均為開路狀態(tài)，使每塊板可與16條行線中的四條相連接，因此，小視板不受板號和床號的限制，提高了各板之間的互換性。另外床號也可以任意調(diào)整，只要將床位線與視板面板上的對應床號的LED連通即可。如果小視板為第一號板，則將K-1與K-8接通，與非門U301A-1、U301B-4、U301C-9、U301D-12接通Vcc，U301選用74LS09。本板將選擇行線OUT1、OUT5、OUT9、OUT13的行線信號，其余的12條行線均被封鎖。被選擇的四條行線信號分別通過上述四個與門輸出到四個或非門U305A-1、U305B-9、U306A-1、U306B-9，U305、U306選用74LS25，四個或非門輸出端分別控制四個LED行驅(qū)動器開關(guān)管P301、P302、P303、P304等元件組成的電路，并從開關(guān)管的集電極輸出四行LED的陽極母線，由J311、J312、J313、J314引出，每行的8個LED的陽極接在對應的行線上，每行的8個LED陰極分別接在DD0-DD7上，參見圖3。同理，第二號小視板K-2與K-7接通，選擇OUT2、OUT6、OUT10、OUT14行；第三行小視板K-3與K-6接通，選擇OUT3、OUT7、OUT11、OUT15行；第四塊小視板K-4與K-5接通，選擇OUT4、OUT8、OUT12、OUT16行，四塊小視板拼成大視板。圖2中，J301和J302為并聯(lián)的兩個同樣的接口，用于接收主機或前一視板的行列信號，另一個用于向后一視板轉(zhuǎn)接行列信號。J311、J312、J313、J314為小視板的四條行輸出線，分別接至每行對應的LED陽極上，J303-J310為8條列線，分別接至每行對應的LED陰極上。
紅外線檢測裝置參見圖4，本檢測裝置的實質(zhì)是利用紅外線光的介質(zhì)表面反射原理，實時檢測注射液面反射紅外線信號的強度變化。在中部為錐形口的環(huán)形外殼401兩側(cè)的錐形壁上安裝紅外線發(fā)射管404和紅外線傳感器405，二者被不透光材料包裹著，紅外線發(fā)射管404前端有一紅外線發(fā)射導光孔409，紅外線傳感器405前端有一紅外線傳感器導光孔410，兩個導光孔的軸線與垂直方向上形成的夾角一致，并且二者在外殼401錐形壁上的高度一致，在外殼401內(nèi)部設(shè)置有按鈕開關(guān)406，即分機電路上的SW，開關(guān)的轉(zhuǎn)動臂高出外殼401的錐形壁，紅外線發(fā)射管405接分機的紅外線脈沖發(fā)生器的輸出端，紅外線傳感器405接分機的紅外信號處理電路的輸入端，按鈕開關(guān)406接分機的電源開關(guān)電路SW。將輸液瓶402放置在環(huán)形外殼401的錐形口時，瓶壁按下按鈕開關(guān)406，接通病床上分機的電源開關(guān)SW，分機開始工作。從分機發(fā)出的紅外線電流脈沖信號驅(qū)動紅外線發(fā)射管404發(fā)射紅外線脈沖，并通過紅外線發(fā)射導光孔409將紅外線光射入瓶中的液體中，紅外線在液體中折射、反射，紅外線傳感器405時刻都在捕捉由紅外線傳感器導光孔410傳入的紅外線，在瓶中所有紅外光的折射反射中，只有液體水平表面反射的紅外線能量最強，其余的反射光折射光可視為散射光，能量不大，透過紅外線傳感器導光孔410的紅外線的分量就更小。當液面在紅外線發(fā)射導光孔409發(fā)出的紅外光束與紅外線傳感器導光孔410的受光束的高端交點水平面即應處理液面水平線407以上時，液體表面反射的紅外線光束集中在紅外線傳感器導光孔410上方，紅外線傳感器405接受不到反射光束，只能傳入微弱的散射紅外信號，這時表示本床位正在進行正常注射，瓶中還有足夠的藥液，不需護理員前來視察或護理。當液面下降到應處理液面水平線407以下時，表面反射的紅外線光束開始逐漸進入紅外線傳感器導光孔410，紅外線傳感器405開始接收表面反射的紅外光束，這時表明瓶中的液體已接近用完，需要擴理人員前來處理。紅外線傳感器405把收到的較強的紅外線光電轉(zhuǎn)換后送到分機的的紅外信號處理電路。隨著液面的繼續(xù)下降，到檢測水平中心線411，紅外線傳感器405檢測到的紅外信號增強到最大，而液面下降到需緊急處理液面水平線408的過程中，紅外線傳感器405檢測到的信號又從最大到最小，當液面在應處理液面水平線407到需緊急處理液面水平線408之間時，可以檢測到被液面反射的紅外線信號，分機開始通知主機請護理人員前來處理，結(jié)束輸液。如果沒人前來處理且液面繼續(xù)下降到需緊急處理液面水平線408以下時，紅外反射光束射到紅外線傳感器導光孔410的下方，紅外線傳感器405又收不到反射的紅外光束，第二次檢測不到反射光束，說明瓶中的液體已經(jīng)用完，不用再滴了，否則可能使輸液管進氣，這時分機會立即發(fā)出控制信號，控制輸液管截止閥截止輸液管，強制停止輸液，同時通知主機，緊急呼叫護理人員前來處理。當輸液完畢，將輸液瓶從殼體401上取下時，按鈕開關(guān)406復位，斷開分機電源停止工作。
分機的電原理圖見圖5，分機包括電源開關(guān)電路、紅外線脈沖發(fā)生器、紅外信號處理電路、譯碼電路、信號分配電路和同步電路，下面分別加以介紹。
(1)電源開關(guān)電路分機是在穩(wěn)壓器P506工作并提供工作電壓Vc時才開始工作的。由J504-1引入的電源V+沒有直接與P506的輸入端1相連，而是分別通過兩個開關(guān)回路與之相通。第一路未進行注射時，除了電阻R507、R505與輸入電源V+連接外，其余電路均不帶電，分機不工作。而R505、R507的阻值較高，電路消耗的電流幾乎為零。當按鈕S501被按下緊急呼叫時，V+通過二極管D502引到電源穩(wěn)壓器P506-1從P506-2輸出Vc使分機工作。這時運放U506D組成的電壓比較器“+”輸入端的電壓V+大于R507與R505的分壓電壓，即U506D的“-”輸入端電壓，使U506D-14輸出高電平，打開開關(guān)三極管N506、P502、N508，V+通過N508向P506-1繼續(xù)提供輸入電壓V+，即使放開按鈕S501，P506仍能維持Vc的輸出，因為電容C508與U506D的輸入電阻組成的放電回路有較長的時間常數(shù)，大約20秒才能將U506D-12的電壓放到U506D-13以下，U506D輸出低電平，關(guān)閉N506、P502、N508切斷V+與P506的聯(lián)系，使電路又恢復不工作狀態(tài)。因此，當按鈕按下去，分機要工作至少20秒鐘，以便向主機發(fā)送急呼信息。第二回路當輸液時，輸液瓶把紅外檢測裝置上的按鈕開關(guān)406即SW按下，V+經(jīng)過SW經(jīng)J501-1通過電路中電阻R523、R524使開關(guān)管N507導通，開關(guān)管P503、N518使V+與P506-1接通，P506為電路提供工作電壓Vc。當輸液完畢且將輸液瓶取下時，按鈕開關(guān)406即SW斷開V+，分機停止了工作。綠色發(fā)光管L503是分機工作時的電源指示。
(2)紅外線脈沖發(fā)生器由555時基電路U504及電阻R502、R503、R504、電容C501、二極管D501和開關(guān)管N501組成電流型脈沖發(fā)生器。脈沖電流經(jīng)N501的開集電極經(jīng)接口J501-OUT51送往紅外線檢測裝置上的紅外線發(fā)射管404。
(3)紅外信號處理電路電阻R506、R508、R520、R509、電容C513、C502、二極管D510、運算放大器比較器U506B及非門U508E組成紅外線脈沖檢測信號比較整形電路。正常輸液時，從J501-IN送來的紅外線電脈沖信號的電壓幅度較小，使U506B-7輸出電壓處于低電平，從而使U508E-10輸出高電平。當輸液接近完成時，紅外傳感器收到的紅外脈沖信號強度增高，經(jīng)J501-IN送到R506、C513濾波后加在U506B-5上，并大于6端比較電壓時，7端輸出高電平，由D510、R509、C502組成的積分器，對此高電平進行積分。有兩種可能發(fā)生的情況(1)由于液面確實到達應處理液面水平線407以下，紅外信號幅度增大，使比較器輸出高電平，并能保持較長時間，積分器的積分電壓逐漸升高，當達到非門U508E的開啟電壓時，U508E-10輸出低電平。(2)由于外部干擾或輸液瓶晃動而造成的檢測信號幅度增大，使運放輸出高電平，積分器電壓增高，但由于干擾的持續(xù)時間一般較短，沒等到積分器輸出電壓達到非門的開啟電壓，檢測信號又變低，積分器輸出電壓也變低了，因此，干擾信號不會改變非門U508E-10輸出端的電平，不會影響分機的正常工作。
(4)譯碼電路由主機發(fā)來的計數(shù)編碼脈沖CLOCK時鐘脈沖信號，經(jīng)接口J504-2引入電阻R528、光耦O501，O501的發(fā)射極輸出經(jīng)電平轉(zhuǎn)換的信號進入計數(shù)器U501-10計數(shù)端，U501對此進行計數(shù)。當U501輸出端Q1-Q8的計數(shù)值與由數(shù)據(jù)比較器U502，編碼開關(guān)K500、電阻排R501設(shè)定的分機編碼相等時，U502-19輸出低電平，經(jīng)非門U508B變成高電平后作為分機的選通信號，用于打開信號分配電路。
(5)信號分配電路二極管D511、D503、電阻R517組成二與門；二極管D504、D505、D506、電阻R518組成三與門；二極管D507、D508、D509、電阻R519組成三與門。當分機被選通時，非門U508B-4同時將D511、D504、D509的陰極置成高電平，為各個與門接收狀態(tài)信號做好準備。有四種需要接收的信號第一是緊急呼叫信號，當急呼按鈕S501被按下時，電源V+給電容C508迅速充滿電壓，并接于電壓比較器U506D-12，U506D、電阻R505、R507組成大約20秒的延時電路。因此，當按下S501時，U506D-14由低電平變?yōu)楦唠娖?，并打開開關(guān)管N506，使集電極輸出低電平。放開S501后，這種狀態(tài)還要保持20秒鐘后U506D-14變?yōu)榈碗娖綍r，才能把N506集電極恢復成高電平。N506集電極的低電平，封鎖住D505和D507所在的與門使開關(guān)管N503、N504處于截止狀態(tài)。經(jīng)反向的N506集電極電平由U508A-2輸出為高電平，使二與門的D511、D503的陽極為高電平，經(jīng)二極管D520打開開關(guān)管N505。這時，電阻R513、R512、R510、R511、二極管D516、D517、三極管P501、運放U506A組成的15mA恒流源電路，通過接口J504-3向主機回送15mA電流，即緊急呼叫信號。第二，正常輸液過程中，由于液面較高，傳感器收到的紅外信號強度較弱，U508E-10輸出高電平，經(jīng)非門U508D反向封鎖D506所在的三與門。此時，如果S501未被按下，D503所在二與門也被U508A的低電平封鎖，只有D508所在的三與門的陽極為高電平，經(jīng)二極管D518打開開關(guān)管N503，這樣由R513、R515等元件組成的恒流源電路經(jīng)J504-3向主機回送5mA電流，即正常輸液信號，此時U508E-10的高電平不會使D觸發(fā)器U507A置位，因為它已經(jīng)在分機接通電源時自動地被電容C504、電阻R521復位電路復位，即U507A-1為低電平，U507A-2為高電平，并且在上電的瞬間U508E-10就已經(jīng)是高電平了。第三，當輸液即將完成，液面達到應處理液面水平線407以下時，紅外信號增強，導致U508E-10輸出低電平，封鎖了D508所在與門，并經(jīng)非門U508D輸出的高電平，開通D506所在與門，其陽極為高電平，經(jīng)二極管D519打開開關(guān)管N504，此時由R513、R514等元件組成的恒流源電路經(jīng)J504-3輸出10mA電流，即需來人處理信號，同時，U508E-10的低電平打開電阻R535、開關(guān)管P505使分機上的紅色發(fā)光二極管L502亮，提示病人，輸液即將完成，做好思想準備。第四，當液面繼續(xù)下降到達需緊急處理液面水平線408以下時，紅外信號又減弱，U508E-10的低電平重新返回到高電平，經(jīng)非門U508D-8封鎖D506所在與門，同時，U508E-10使D觸發(fā)器U507A置位，即U507A-1為高電平，U507A-2為低電平，U507A-1經(jīng)開關(guān)管N502、N509經(jīng)J501-5輸出OUT52到輸液管截止閥，驅(qū)動截止閥完成截止輸液管的動作。同時，U507A-2的低電平經(jīng)D522、D521分別封鎖D506、D509所在與門；U507A-1的高電平經(jīng)二極管D523打開開關(guān)管N505，使恒流源輸出15mA電流經(jīng)J504-3回送給主機；U507A-2的低電平還通過電阻R537、開關(guān)管P504驅(qū)動L502繼續(xù)發(fā)光。
以上的恒流源輸出電流依據(jù)圖中R512、R513、R514、R515的分壓參數(shù)。
綜上所述當本分機不被選通時，恒流源電路輸出電流為零并且對母線呈高阻態(tài)。
(6)同步電路如果在主機發(fā)送計數(shù)脈沖過程中開始靜脈注射操作，有誤選通本分機的可能性，造成檢測混亂。為確保一個脈沖只選通一個分機而設(shè)計同步電路。
開始注射操作時，一上電，D觸發(fā)器U507B被電阻R533、電容C507自動復位即U507B-12為高電平，U507B-13為低電平。U507B-12的高電平經(jīng)二極管D515將計數(shù)器U501的輸出清為零。此時，即使正在接收計數(shù)脈沖，計數(shù)器也不計數(shù)。同時計數(shù)脈沖經(jīng)二極管D512進入電阻R516、電容C503組成的積分器，而計數(shù)脈沖寬度不至于使積分電容C503兩端電壓升至電壓比較器U506C-9的比較電壓即電阻R526、R527的分壓，U506C-8輸出低電平。當主機的計數(shù)脈沖發(fā)送完畢，1秒的高電平結(jié)束碼來到后，積分器積分電壓逐漸升至大于比較電壓，使U506C-8輸出高電平，并分成兩路一路經(jīng)二極管D514維持U501的復位狀態(tài)；一路使U507B置位，即U507B-13為高電平，U507B-12為低電平。由于D515的隔離，U501-11仍維持著由D514提供的復位高電平，計數(shù)器U501仍不計數(shù)。當下一個計數(shù)脈沖序列的起始碼1秒低電平到來后，積分器開始放電，在1秒內(nèi)將電容C503上的電壓放至接近零，低于比較電壓，使U506C-8輸出低電平，取消了U501的復位信號，做好了計數(shù)準備，等待由主機發(fā)來的第一個計數(shù)脈沖并開始對所有計數(shù)脈沖計數(shù)，當本脈沖序列結(jié)束碼到來后，又重復上述的復位操作，這樣重復循環(huán)，保證了計數(shù)器與主機發(fā)送的計數(shù)編碼脈沖的同步，保證了被選通的分機與主機要選擇的分機相對應。
U501選用4040，U502選用74HC521，U506選用LM324，U507選用4013，U508選用4069。
本發(fā)明提供了兩種輸液管截止閥方案，第一種參見圖6、圖7，在殼體601的上端左側(cè)設(shè)置電磁鐵602，電磁鐵的銜鐵604，在其下方設(shè)置截止閥片603，電磁鐵的銜鐵604的右端卡在截止閥片603的掛鉤上，截止閥片603右端的導向柱上套有彈簧606，彈簧606被壓縮在殼體右壁與截止閥片603右端之間，閥片垂直導向限位塊605設(shè)置在截止閥片603上下兩側(cè)，閥片水平導向限位塊608設(shè)置在截止閥片603上側(cè)，截止閥片上有一個放輸液管607的缺口。輸液時，將輸液管607放入截止閥片603的缺口中，此時，截止閥片603的掛鉤被銜鐵604頂住，缺口處于開放位置，輸液管607通行無阻。電磁鐵602在分機控制下通電時將銜鐵604吸住，截止閥片603與銜鐵604脫鉤，截止閥片603在彈簧606的推動下向左快速運動，其缺口將輸液管607擠在閥片垂直導向限位塊605上，將管子截止。用手推壓截止閥片603左端的手柄，可將輸液管607從閥片603缺口中取下或裝入。
另一種輸液管截止閥是蝸輪式的，參見圖8、圖9、圖10、圖11，在外殼614內(nèi)設(shè)置直流電動機613，其軸上固定有蝸桿615，與蝸桿615嚙合有蝸輪623，固定在蝸輪623中心上有螺桿625，螺桿625上部的螺紋連接有主動活塞624，主動活塞624通過夾緊彈簧626支撐被動活塞621，主動活塞624和被動活塞621通過凸臺周向限位，被動活塞621與外殼614之間壓縮有剛性比夾緊彈簧626弱得多的復位彈簧627，當然也可以不設(shè)置此彈簧，而在被動活塞621與主動活塞624之間設(shè)置拉桿，在被動活塞621的上方通過門軸619設(shè)置在外殼614上輸液管倉門620，輸液管622可放置在輸液管倉門620與被動活塞621之間，在輸液管倉門620左側(cè)外殼614上通過門栓壓板610設(shè)置門栓609，門栓609向右可鎖住輸液管倉門620，在外殼614上設(shè)置門栓彈簧617將門栓609撥向右方，在外殼614上從下向上設(shè)置后退限位開關(guān)616和夾緊限位開關(guān)618。輸液時，打開輸液管倉門620，將輸液管622放入輸液管倉門620中輸液管位置，關(guān)閉輸液管倉門620并被門栓609鎖住。此時主動活塞624在松開位置，被動活塞621在復位彈簧627作用下與夾緊彈簧626和主動活塞624貼緊，也處于松開位置，如圖中所示的位置。當截止閥收到控制信號，直流電動機613正向轉(zhuǎn)動時，與直流電動機613同軸的蝸桿615拖動蝸輪623正轉(zhuǎn)，且蝸輪623帶著螺桿625轉(zhuǎn)動。與螺桿625配合的主動活塞624被轉(zhuǎn)動的螺桿625拖動向輸液管622方向運動，即主動活塞624向輸液管622運動，后退開關(guān)616閉合，同時主動活塞624推動夾緊彈簧626和被動活塞621向輸液管622方向運動。直到被動活塞621的頂尖將輸液管622擠壓變形并緊靠在輸液管倉門620上且截流，此時主動活塞的繼續(xù)運動開始壓縮夾緊彈簧626，一是確保輸液管的截止，二是能夠打開夾緊限位開關(guān)618，切斷直流電動機613的正轉(zhuǎn)電路，直流電動機613停止轉(zhuǎn)動，此時輸液管截止完成。向左撥動門栓609，使輸液管倉門620與門栓609拖扣，即可打開輸液管倉門620，取出輸液管622。在下一次使用前，先按動后退按鈕612，讓直流電動機613反轉(zhuǎn)，蝸輪623反轉(zhuǎn)帶動主動活塞624后退至原始位置時，主動活塞623斷開后退限位開關(guān)616，切斷直流電動機613反轉(zhuǎn)電路，停止轉(zhuǎn)動，同時復位彈簧627推動著被動活塞621跟隨主動活塞624回到原始位置。所以主動活塞624的行程是受夾緊限位開關(guān)618和后退限位開關(guān)616限制的，不會造成因活塞超程使輸液管或截止閥部件受到損傷。門栓壓板610用于限制門栓609作直線運動。門栓彈簧617用于使門栓609復位。直流電動機采用微型玩具電機，后退開關(guān)611與直流電動機613組成的換向電路原理見圖11。當直流電動機613正轉(zhuǎn)帶動主動活塞624完成輸液管622截止后，取出輸液管622，按動后退按鈕612時，后退開關(guān)611的兩個常閉觸點斷開直流電機613的正轉(zhuǎn)回路，即Vc與OUT52。同時后退開關(guān)611的兩個常開觸點閉合接通直流電動機613的反轉(zhuǎn)回路，即V+與Vss。由于直流電動機613正轉(zhuǎn)電源由分機的開關(guān)管提供，且當完成截止輸液管622動作后，此電源要自動延時關(guān)閉。所以直流電動機613反轉(zhuǎn)時需用分機上穩(wěn)壓前的直流電源V+和Vss。直流電動機613正轉(zhuǎn)使活塞到達輸液管截止位置時，正轉(zhuǎn)回路上的限位開關(guān)618的常閉觸點斷開正轉(zhuǎn)回路。當直流電動機613反轉(zhuǎn)使活塞退到限位開關(guān)616時，其常閉觸點斷開反轉(zhuǎn)回路。
本監(jiān)護儀在使用時，參照圖12，適合床位固定病房的監(jiān)護。以32個固定床位的病房為例，將監(jiān)護儀主機701安置于工作人員值班室，與懸掛在墻壁上的住院病人視板702通過26線的電纜線相連接；主機輸出的4根母線引到各個病床前的墻上，與固定在墻上的各分機703相連接，這四根母線是二根電源線、一根分機編碼脈沖線、一根信號輸出線。當某床進行靜脈注射時，將紅外線檢測裝置704的電纜線插頭與分機703上對應的插口接上。輸液管截止閥705的控制線是由紅外線檢測裝置704上的一根截止閥控制線OUT52、二根電源線V+和Vc、一根地線Vss共四線與分機703連接的。因輸液時，一定需要截止閥705，所以將紅外線檢測裝置704與輸液管截止閥705共用同一束七芯電纜。操作時，把輸液瓶放在紅外線檢測裝置704上使之能按下開關(guān)406即分機原理圖上的SW接通電源；將輸液針頭插入瓶中，將輸液管放入截止閥705的管倉中，使之穿過截止閥705。此時主機701便對本輸液床位進行實時監(jiān)測，當藥液液面下降到應處理液面水平線407時，分機703開始向主機701發(fā)送報警信號，請求護理人員前來處理。如果沒來人處理，液面繼續(xù)下降至需緊急處理液面水平線408時，分機703向主機701發(fā)送緊急呼叫信號并控制截止閥705截止輸液管。如果某床位按動了急呼按鈕，主機701也會知道哪個床位在緊急呼叫并控制視板進行聲光顯示，提示醫(yī)護人員。視板702上有32個病人卡片706，每個卡片上有與之對應的床號708和發(fā)光管707。因此，本實例可同時對32個床位的病人進行靜脈注射和緊急呼叫的監(jiān)護。將多塊視板串接起來并增加分機數(shù)量改變床位編碼可以擴大監(jiān)護范圍。
權(quán)利要求
1.一種集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，涉及主機和視板，主機含有基本單片機電路、顯示電路和輸入輸出接口電路，輸入輸出接口電路的輸入電路由電流電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓比較器構(gòu)成，輸出電路由向外輸出的光電耦合放大電路以及發(fā)光管和蜂鳴器構(gòu)成，視板為發(fā)光管矩陣，視板與主機用排線連接，其特征在于該監(jiān)護儀還設(shè)置分機、紅外線檢測裝置和輸液管截止閥，分機通過主機上的輸入輸出接口電路與主機相連，分機由電源開關(guān)電路、紅外線電流脈沖發(fā)生器、紅外信號處理電路、譯碼電路、信號分配電路和同步電路構(gòu)成，由主機引入的電源通過兩個電源開關(guān)回路與分機相通，紅外線脈沖發(fā)生器由時基電路(U504)及外圍元件組成，紅外信號處理電路由運算放大器比較器(U506B)、非門(U508E)及外圍阻容元件構(gòu)成，譯碼電路由計數(shù)器(U501)和數(shù)據(jù)比較器(U502)構(gòu)成，計數(shù)器(U501)通過光耦(O501)與主機發(fā)來的計數(shù)編碼脈沖CLOCK時鐘脈沖信號相連，數(shù)據(jù)比較器(U502)的輸出打開信號分配電路，信號分配電路是由與門、非門構(gòu)成的邏輯電路和運放(U506A)構(gòu)成，對不同工作狀態(tài)輸出不同電流輸入到主機，同步電路由D觸發(fā)器(U507B)和電壓比較器(U506C)構(gòu)成，紅外線檢測裝置由紅外線發(fā)射管(404)和紅外線傳感器(405)構(gòu)成，二者分別接在紅外線電流脈沖發(fā)生器的輸出和紅外信號處理電路的輸入上，輸液管截止閥連接在分機的D觸發(fā)器(U507A)的輸出端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，其特征在于視板上還設(shè)置有矩陣分塊電路，連接在主機顯示電路和發(fā)光管矩陣之間，由選擇開關(guān)(K)、與門(U301、U302、U303、U304)、或非門(U305、U306)和開關(guān)管(P301、P302、P303、P304)組成，與門(U301、U302、U303、U304)的一個輸入端分別接16根來自主機的行線，另一個輸入端通過選擇開關(guān)(K)接電源正極，其輸出端分別接或非門(U305、U306)輸入端，或非門(U305、U306)的輸出端接開關(guān)管(P301、P302、P303、P304)的基極，開關(guān)管(P301、P302、P303、P304)的輸出端為選擇的行線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，其特征在于在中部為錐形口的環(huán)形外殼(401)兩側(cè)的錐形壁上安裝紅外線發(fā)射管(404)和紅外線傳感器(405)，二者都被不透光材料包裹著，紅外線發(fā)射管(404)前端有紅外線發(fā)射導光孔(409)，紅外線傳感器(405)前端有紅外線傳感器導光孔(410)，兩個導光孔的軸線與垂直方向上形成的夾角一致，并且二者在外殼(401)錐形壁上的高度一致，在外殼(401)內(nèi)部設(shè)置有按鈕開關(guān)(406)，按鈕開關(guān)(406)的傳動臂高出外殼(401)的錐形壁，紅外線發(fā)射管(404)與紅外線傳感器(405)分別接在紅外線電流脈沖發(fā)生器的輸出端和紅外信號處理電路的輸入端上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，其特征在于輸液管截止閥由殼體(601)、電磁鐵(602)、截止閥片(603)、銜鐵(604)，閥片垂直導向限位塊(605)、彈簧(606)和閥片水平導向限位塊(608)構(gòu)成，在殼體(601)的上端左側(cè)設(shè)置電磁鐵(602)，在其下方設(shè)置截止閥片(603)，電磁鐵的銜鐵(604)的右端卡在截止閥片(603)的掛構(gòu)上，截止閥片(603)右端的導向柱上套有彈簧(606)，彈簧(606)被壓縮在殼體(601)右壁與截止閥片(603)右端之間，閥片垂直導向限位塊(605)設(shè)置在截止閥片(603)前后兩側(cè)，閥片水平導向限位塊(608)設(shè)置在截止閥片(603)上側(cè)，截止閥片(603)上有一個放置輸液管(607)的缺口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，其特征在于輸液管截止閥是由電機帶動蝸輪式的，在外殼(614)內(nèi)設(shè)置由直流電動機(613)帶動的蝸桿(615)、蝸輪(623)，固定在蝸輪(623)中心的螺桿(625)上通過螺紋連接有主動活塞(624)，主動活塞(624)通過夾緊彈簧(626)支撐有被動活塞(621)，主動活塞(624)和被動活塞(621)周向限位，在外殼(614)上設(shè)置輸液管倉門(620)，位置在被動活塞(621)的上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，其特征在于在主機上還設(shè)置了由二進制計數(shù)器(U116)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(U117)和外圍元件組成的防止電干擾造成單片機工作失常的看門狗電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集團式病房靜脈注射監(jiān)護儀，它由主機、視板、分機、紅外檢測裝置和輸液管截止閥構(gòu)成。由主機對本病區(qū)所有病床進行循環(huán)監(jiān)護，病床上的分機把有關(guān)工作情況實時地傳遞給主機，主機把所有病床上的信息處理后將結(jié)果送往視板，用聲光形式顯示各種情況。該監(jiān)護儀用于床位固定的病房靜脈注射情況集中監(jiān)護。
文檔編號G08C19/00GK1144697SQ9611568
公開日1997年3月12日 申請日期1996年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月15日
發(fā)明者鄭君, 任麗 申請人:鄭君