医院静脉输液自动监控系统的设计与实现

系统研发与应用

ＳｙｓｔｅｍＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＩｌ

医院静脉输液自动监控系统的

设计与实现

李宇明①廖惜春②朱慧群②温明锋①陈健超①

为解决传统静脉输液中存在的问题，结合临床实践，采用无线通信技术，通过由微处理器、光电传感器与ＳＴＲ一３０无

线通信模块结合无线网络、ＰＤＡ、ＲＦＩＤ技术在医疗行业的应用，实现静脉输液的全过程实时自动监控、管理，提高了静脉输液的安全性及工作效率，优化了护理工作流程，推动了医院的信息化建设和数字化发展。

静脉输液自动监测系统移动手持终端

Ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９，ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－７５７１．２０１１．０２．００７

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＶｅｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｕｓｉｏｎｉｎＨｏｓｐｉｔａｌ／ＬＩＹｕ－ｍｉｎｇ．ＬＩＡＯＸｉ—ｃｈｕｎ，ＺＨＵＨｕｉ—ｑｕｎ．ｅｔａｌ／／ＣｈｉｎａＤｉｇｉｔａｌＭｅｄｉｃｉｎｅ．一２０１１６（２）：２７ｔｏ３０ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｓｏｌｖｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａＩｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｅｘｉｓｔｅｄＩｎ

ａｐｐｌｙｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ３０

ｖｅｎｏｕｓ

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ｐｒｏｊｅｃｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｏｊｅｃｔｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ（Ｎｏ．２００９８０１０８０００１２）

ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒＪｉａｎｇｍｅｎＷｕｙｉＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅＨｏｓｐｉｔａｌ，Ｊｉａｎｇｍｅｎ５２９０３１，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，

ＰＲＣ

１传统静脉输液方式存在的问题

在传统的临床静脉输液过程中，护士负担重且责任心要强，还要不断奔走于各病床与护士站之间，易引起医疗事故。目前医院的流程是：护士接收病人药物和核对（人工核对病人、病历、处方以及药物）一手写或打印输液袋标签一

发药配液一注射核对（人工核对病人姓名、年龄以及药物）一病人求助（按床铃通知护士站、大声呼喊或到护士站求助）

一护士接瓶操作（再次人工核对）一输液结束（拔针），共７个步骤。其中主要是三大环节：核对、求助、结束操作并记录，存在以下问题。

１．１输液核对存在潜在隐患核对环节人工核对，病人存在同名同姓或同音、重复，以及不断增多的药品及药品名称的频繁

基金顶Ｉｌ：广东省科技计划项目（编号：２００９８０１０８０００１２）

①广东省江门市五邑中医院，５２９０３１，广东省江门市华因东路３０号②广东省江门市五邑大学，５２９０２０，广东省江门市东成村２２号

２７

第６卷未匕崩

啊慧然妻燥删删ｃ舶ｎ

更换，都给护士的核对工作带来了复杂性。

１．２输液滴流速度凭经验控制在传统的静脉输液过程中，护士根据输液的药物、患者病情并结合自身经验选择合适的静脉输液滴流速度，随意性大，不能把握合理安全的滴速，过快或过慢不能及时更正。１．３输液过程无法全程监控由于护士相对缺少，进入正常输液状态后，护士一般会离开为其他患者服务，无法全程陪护。

１．４异常情况不能预先报警输液过程中，患者经常不能主动观察输液阶段，容易造成监护过程中信息沟通不及时，尤其在液体输完而又未能及时处理时，轻则给病人造成痛苦，重则严重危及患者生命安全，甚至发生不可弥补的医疗事故。

１．５服务难到位病人求助困难，常需及时按铃或大声呼喊，导致护士无法第一时间出现。

１．６输液过程的数据无法保存护理质量管理信息不能实时记录，如病人的注射时间、每瓶的接瓶时间、输液结束时间等。护士只在输液吊瓶的输液贴瓶单标签上签名记录配药人员、校对人员、校对时间等基本信息，而输完液的吊瓶只保留一个星期。如发生医疗纠纷，医院在输液过程方面将难以举证“－ＺＪＯ

传感器检测液位和液滴信号，液滴速：址码的数据帧发送数据或命令，从站度通过数码管显示，当意外导致液位｝全部接收，并将接收到的地址码与本低于预设的高度，或实际的液滴速度

地地址码比较，不同则将数据全部丢

过快／过慢时，液位和液滴检测电路向：掉，不做任何响应；地址码相同，则单片机发送报警信号，使得蜂呜器报。证明数据是给本地的，从站根据传过警或通过继电器进行有线报警；并通ｉ过串口通讯发射模块进行无线报警，无线接收器接收到有效报警信号后，通过计算机端的数据采集软件将报警．信息保存到数据库，ＰＤＡ定时刷新数ｉ

来的数据或命令进行不同的响应，将响应的数据发送回去。

３．２数据采集与处理电路信号检测与处理电路见图２，图中“ＹＷ”、“ＤＳ”分别是液位采集数据、滴数采

据，检测到报警信息后ＰＤＡ将报警直：集数据的输入端。输液滴数、液位数到护士做出响应。护士ＰＤＡ软件也可发送指令对输液控制器进行操作，如

据由光电耦合电路采集，所采集的数据通过单片机处理。当输液滴数达到

读当前剩余输液体积、读输液滴数：预警数值时，发出预警信号，当输液等，系统结构框图见图１［；３－４１。

滴数到达报警数据时，单片机通过有线、无线、声音和发光管的方式发出

３硬件设计

３．１无线通讯模块ＳＴＲ一３０的通信信道为半双工工作，最适合点对多点的

报警信号，无线报警信号由护士工作站接收并存储在数据库，并实时发送到当班护士ＰＤＡ悔一７１，收到返回信息

通信方式，设计中，将护士站服务器．后结束报警。（无线接收器）设置成主站，病房数’据采集点（输液监控器）设为从站，

３．３

ＰＤＡ的选择在研究、设计、试用

过程中，用户对ＰＤＡｔ生能、数据库连

所有站都编一个唯一的地址。通信的ｊ接、无线网络的稳定性、带宽等技术协调完全由主站控制，主站采用带地；

问题进行了充分研究。

２总体设计

静脉输液自动监控系统由硬件监控器和应用管理软件两部分组成，其中硬件设计分为输液监控器和无线接收器两部分，软件设计分为数据采集软件和ＰＤＡ移动应用软件两部分。

输液监控器采用微控制器ＡＴ８９Ｃ５２作为控制和数据处理的核心，由光电２８

图１系统组成框图

Ｓｙｓｔｅｍ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ系ａｎ统研ｄ

■ｌＡｐ发与ｐｌｉｃａ应用ｔｉｏｎ－Ｉ

时报警和提示各种突发和危险情况等功能，实现了对患者输液过程进行２４小时自动监控。

４．３数据帧结构无线数据通信的信息包含静脉注射的滴数、液位、体温以及报警等数据。数据帧结构见图４。数据中的帧头和帧尾包括“握手”信令、下位机身份信息、排队信息、前后数据帧之间的约束信息等。当收到帧头时，系统首先识别“握手”信令、“身份”及数据类型等信息，确认后即接受后续信息并做相应数据处理。当收到帧尾信息时，系统将接收信息保存同时恢复信令给下位机，本

图２信号检测与处理电路

帧信息接收完毕。

ＰＤＡ种类繁多，在选择过程中，ｉ议将传入的数据帧解析成可理解的信ｌ

‘

蔓：

重点应考虑以下因素：ＣＰＵ配置适当ｉ息，并将数据保存到数据库。同时，超前，内存配置１２８ＭＢ以上；触摸ｉ根据操作者发送的指令根据数据帧协ｉ

一住

缸据

一致

救嚣

丑ｋ

教妊

礁每

曲教联舟

授ｋ

教据

厶

Ｍ

数掘

屏显示效果要好，触摸操作不应太灵｛议翻译成输液监控器可理解的数据帧｛

敏或太迟钝；电源配置应确保能长时ｌ指令，通过无线接收器发送到相应的：间运行，充电要方便：要坚固，防；目标输液监控器，从而控制目标输液；震、防摔、防高温、防潮，能承受多ｌ监控器的操作。次跌落的冲击，能在高温或潮湿、多｛

４．４

圈４串行通信数据帧结构图

ＰＤＡ开发工具本课题ＰＤＡ软件

开发采用ＷｉｎｄｏｗｓＭｏｂｉｌｅ６．１，数据库采用ＳＱＬＳＥＲＶＥＲ２０００，开发工具采用ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉ０２００８（Ｃ＃）＋．ＮＥＴ３．５，无线网络为Ａｒｕｂａ无线网络

尘的环境中正常运作ｉ符合医疗安全ｆ

要求，可用酒精消毒；具有ＲＦｌＤ功ｌ能，至少应支持一维和二维条码扫描｝

产品呻１。

４．５

ＰＤＡ应用软件ＰＤＡ程序流程图见

功能：ＷＬＡＮ无线模块应支持ＩＥＥＥ｝

８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等模式，数据传输速ｌ

图５，软件主要功能：通过ＲＦｌＤ识别医嘱条码和输液监测设备条码进行配对，根据医嘱信息提取相关信息（包括患者姓名、住院号、床号、输液容量等），创建监控对象；创建监控对象后，将输液容量发送到监测设备随即进

率最好能达到５４Ｍｂｐｓ，支持多工作ｌ信道通讯；操作系统采用Ｗｉｎｄｏｗｓ｛

Ｍｏｂｉｌｅ５．０以上平台。

４软件设计

４．１数据采集软件数据采集软件在护ｌ

士工作站计算机上运行，主要具有数｜

圉３数据采集软件程序结构围

入监控状态；定时查询输液情况，并将信息反映蛰ＪＰＤＡ屏幕上，护士根据ＰＤＡ屏幕提示，作相应的处理。

为保证ＰＤＡ应用软件的实时、精

据采集、数据通讯、上下两层数据协；４．２报警双保险设计系统集光电检ｌ

议相互转换等功能。软件程序结构图！测、无线通信、ＰＤＡ等多项技术的结ｌ简、高效，设计中只对一个主要业务见图３。主要功能有接收无线通信模ｌ合，通过与预存值的比较，对墨菲氏！数据表进行定时查询操作来完成全部

块通过ＲＳ２３２串行口，将报警数据传｛滴管的动、静态检测等方法成功实现ｉ

监控操作，各类报警信息、输液进度

输给主计算机，由主机根据数据帧协Ｉ了非接触式的双重探测、双重保险实ｌ更新信息在ＰＣ端数据采集软件解释处

２９

第６卷第２期

旧慧然ｅ与应ｓｅａｒ用ｃｈａｎｄ却ｐＨｃ毗。ｎ

ＰＤＡ在此模式取得成功的基础上，还可以扩展到体温、脉搏、血压等人体生理信号的无线采集、自动传送，方便医护工作者对病患者进行有效的管理和监护，提高医疗质量，给予病患者更多服务和关怀，提高其对

医院的满意度“…。９

参考文献

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Ⅱ１．医疗卫生装备，２０１０，３１（３）：９１—９２．

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ＰＤＡ程序流程圈

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【４】马骏，胡顺福．基于无线网络和ＰＤＡ的门诊输液系统的应用实践Ｕ】．中国数字医

理并保存在该表中，数据的创建、修改等操作通过调用服务器存储过程来

性，提高了工作效率。在已有的ＰＤＡ医疗应用功能基础上实现了医院信息

完成，主要业务数据表的部分数据结：系统（ＨＩＳ）扩展和延伸，优化了护理构见表１。

工作流程。

开发中所用到的产品我们都将选择

学，２００９，４（１）：８３—８５．

１５】５粱维铭．输液速度自动测控系统Ⅱ】．广西科学院学报，２００２，（１１）：３５－３８．

【６】何立民ＭＣＳ一５１单片机应用系统设

５应用前景

本课题研究的静脉输液自动监控

！先进、成熟、价格便宜产品进行实验，

系统在设计上采用高度灵活的方式，

系统已初步调试完毕并在病区进行试：各子系统独立开发，独立运行，互不影运行，实现了对输液医嘱执行情况的：响，系统间通过接口联接。设计理念先全过程跟踪，解决了传统静脉输液方＋进、经济、实用性强，各级医疗单位可

计——系统配置与接口技术ＩＭ】．北京：北京航空航天大学出版社，１９９９．

【７１７孙媛媛，赵秋生，肖静敏．新型自控输液器

式存在的不足，提高静脉输液的安全按经济能力选择系统应用。

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表１输液监控表数据结构说明

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【收稿日期：２０１０—１２—３０】

（责任编辑：刘华）

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南（）卷第２期

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/egzm.html