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1、 2013 届本科生 毕业 论文临床输液报警器学 号： 201301015038 姓 名： 温征德 学 院： 计算机学院 指导老师： 占 超 专 业： 医疗电子仪器 完成时间： 2017.4.30 学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文 输液控制装置 是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用他人的以任何方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。毕业论文作者签名： 温征德 2017年4月30日摘要本研究课题主要针对目前静脉输液装置普遍结构简单不利于静脉输液这一传统治疗手段发展提出。设计一个能够让医护人员高效率工作的输液装置。
2、本文将会对静脉输液及静脉输液装置的发展历史作出简单的介绍，本课题系统的研究背景和发展现状。系统设计需要解决的问题，针对各个问题解决方案的论证与选择。然后在硬件设计方案中，简要地介绍硬件及设计电路、相关技术。在软件设计方案中，详细介绍实现该系统的程序，最后介绍在安装与调试阶段遇到的问题以及最终的测试结果。系统实现功能包括：药液液滴滴速的数字化采集、滴速的电路控制、危险状况的自动报警、病人手动报警、液晶显示输液实况。本课题具有减轻医护工作人员的工作量、简化工作手续的现实意义，同时也为输液监控系统的研究填补了部分空白。希望为输液治疗患者提供可靠安全诊疗条件。关键词：输液监控、单片机应用、红外检测技术
3、AbstractThe aim of this research is to present the intravenous transfusion device generally has the advantages of simple structure is not conducive to the treatment of intravenous infusion of traditional development is put forward. The design of a transfusion device to let the medical staff work eff
4、iciency. This paper will be on intravenous infusion and intravenous infusion device development history made simple introduction, research background and development status of the subject system. The design needs to solve the problem of system, demonstration and selection for each solution. Then the
5、 hardware design scheme, and briefly introduces the hardware circuit design and related technology. In software design, detailed implementation of the system program, finally introduced in the installation and debugging. The problems and the final test results. The system functions include digital a
6、cquisition of liquid drop speed, drop speed control circuit, automatic alarm the risk status of patients, manual alarm, liquid crystal display infusion live. This subject has to reduce staff workload, simplify the working procedures of the practical significance, but also to fill the part of the bla
7、nk infusion monitoring system. Hope to provide a reliable and secure treatment conditions for infusion therapy patients.Key words: transfusion monitoring, single chip microcomputer application, infrared detection technology引言点滴输液是如今疾病治疗和危急抢救工作中经常采用的措施。目前护理工作中采用的传统输液设备，工作原理简单。一般将输液瓶或者输液袋悬于高处挂钩处利用液体自身
8、重力通过胶管和金属针头将药液倒入病人的血液系统中。由于每个病人出于各种原因对输液的要求不一样，而药液本身的性质对输液速度也有要求。护理规范对护士提出要求，控制滴速和对输液完成时间的预判。目前的装置来说控制滴速只能靠软管夹的机械操作来实现，而输液完成时间的预判也只能靠人眼观察莫氏滴壶中的液滴来判断。到现在为止还没有完善的控制系统来避免输液时瓶中药液滴完或其他因素导致滴速不正常引起的安全事故，只能依靠有限的人力资源对正在输液的病人不间断的观察。这造成严重的无谓消耗，增加工作压力不利于医院良性运转。本课题设计的装置将有效解决这个问题。输液过程中遇到的滴速不正常、药液滴完以及其他意外的发生等情况，将通
9、过自动报警系统通知护士，护士得知情况后可以很快找到不正常输液进程的病人解决问题。而本次研究的装置框架属于开放式，它将会运用在其他一些类类似于点滴输液这样的需要对液体流速把控的场景。开发理论思想一致形式多样的产品，例如药企药剂研究试验中成分液体流量控制。我国与欧美、日本对输液报警器方向的研究开始时间节点不一致。输液技术发展到现阶段光电式输液检测阶段，也在不断取得技术突破。从重力检测到电级式再到电容式，监护系统在可靠性方面大大提高。相比之下较早开始研究本项目的欧美、日本目前在技术和产品性能方面还是要优于国内，并且一些国内的大型医院已经在使用。但是由于成本原因还无法在各级别医院普及，多数医院在使用输
10、液手段诊疗时仍然采用传统非智能设备依靠护士实时监护以防止医疗事故发生。1 项目概述1.1 选题背景1628年，血液循环被人们发现，血液的运输作用成为静脉输液这种治疗手段的理论基础。经过几个世纪的发展，静脉输液成为临床疾病治疗与抢救工作的重要手段。作为医疗器械来说，我们目前普遍使用到的输液装置相对来说还是比较原始的，结构过于简单、功能单一。在智能化深化的时代，传统的输液装置已经无法满足医院高效率运转的要求。信息技术和微电子技术应用的深入影响许多医疗器械设备在物理结构及工作原理方面的换代、创新。以x线机为例，早期的x线机在性能方面存在成像不清晰、效率低下等缺点，整体结构也是非常的原始。以受检者的角
11、度来说，它无法得到有价值的治疗参考材料还会有皮肤被烧伤的风险。二次伤害影响到受检者的就诊体验，患者对x线机接受程度低直接影响到x线机的发展。幸运的是在学者不断努力下，新技术的运用避免x线在医学运用上的遗憾。目前，输液治疗也面临着同样的问题，设备过于简单、传统输液瓶的诸多缺陷不但给医护工作者造成繁重的工作，也是医患比例严重失调问题解决的一个阻碍。科技化进程改变了人们的生活方式，也为医学监护技术创造了发展条件。可以肯定的是一个完善的输液监护系统不仅是行业需求更有巨大的市场需求。我国拥有世界是最多的人口，在人均输液瓶数上也远超国际水平。医院数量也是最多的。输液监护系统的研发具有现实意义。1.2目的及
12、意义选题的目的（1）为了避免输液过程中由于护理操作不及时产生不良后果，保证输液病人接受治疗时治疗情况的实时检测，保证药液以最优方式输入病人的血液系统发挥最佳效果。需要一个解决方案帮助护士高效准确地工作。（2）截至到目前为止，国内还没有一个完善的具有高效控制、低成本、易普及等优点的输液监护系统解决方案。输液监护工作主要还是靠医护人员亲力亲为，为我国医患比例严重失调问题的解决雪上加霜。（3）静脉输液是常用的给药途径，静脉输液安全关系到医疗卫生用药安全。所以必须改进技术对其过程进行精确有效的把控。选题的意义常规疾病治疗过程中，静点输液治疗方法采用地越来越普遍了。在通过向血液系统输液给药时，不同物理药
13、理性质的药剂，不同年龄段的患者（包括患者就医时的身体状态）均有其标准给药速度。为求患者能够有尽可能舒适的诊疗体验以及治疗效果最优化。需要严格参照护理技术操作规范中要求的标准滴速执行。本装置不仅可以解决上述问题还能减轻医护人员的工作压力，确保输液安全进行。精确控制输液过程不造成浪费，降低因浪费药品引起患者不满进而引发医患矛盾事件的概率。本装置还具有上手操作简单人性化设计的优点，制作工艺科技化含量高。能够满足各大小医院的临床工作需求并且为其他领域类似难题提供解决思路。1.3 国内外研究现状与发展趋势根据最新的2017版全球及中国输液报警器市场专题研究分析与发展趋势预测报告。我国拥有数量众多的人口,
14、人均输液瓶数也远超国际水平。庞大的消费群体和政府对医疗器械发展的支持使我国医疗器械发展迅速。我国的智能型输液装置发展启动得晚，有许多经验可以向相关技术成熟的智能输液装置研发国家借鉴。他们有许多市场份额大、产品性能好的医疗器械厂商。德国医院的住院床位在很早以前就完善了输液监护系统的配备，比如输液泵这种初代智能型输液装置，它已经能够实现准确控制给药速率以及解决基本阻塞和气泡混入等问题了。反观我国全世界医院最多的国家也只是一些大医院部分配备,很显然这远远无法满足我国医疗事业的需求。并且基本来自国外进口技术和产品。而日本的设备厂家研发的新产品已经能够做到精度10%了，其他国家医疗器械生产厂商也有许多性
15、能优良的产品。这些产品类型多样性能也好但是普遍价格昂贵,以我国各医疗机构的财力现状要想普及引进无疑是望尘莫及。而我们自己的相关产品又普遍存在技术落后、性能差、成本高等问题。产品没有竞争力市场推广难度极大。由于在护理规范操作下,输液阻塞、气泡混入等情况是可以避免的,因此输液速度的控制和输液完成报警是目前普遍关注的研发方向。可操作性及相对便宜的价格成为产品推广的关键,工艺不断完善背景下的单片机性价比优越,为平价智能输液系统的发展提供了可靠解决方案。我国拥有数量众多的人口，而由于种种原因人们的身体素质每况愈下。人均输液瓶数也远超国际水平。庞大的消费群体和政府对医疗器械发展的支持使我国医疗器械发展迅速。根据卫计委发布的最新数据，我国拥医院有2.8万多家，累计病床数量约648万。另外医院急救、门诊也会有大量的输液需求。每天都有大量病人需要输液，输液报警器的市场需求量相当之大。2 核心技术 2.1 红外对管技术本设计将会在硬件设计模块运用到红外对管技术，接下来将会对红外对管与红外对管技术简要介绍。红外对管由两个半导体元器件构成，其中红外发射管实际上就是常见的发光二极管，只
