输液泵研究现状的综述

输液泵的研究现状综述

摘要：本文主要叙述输液泵的原理和设计方法，讨论气泡检测、堵塞检测、漏血检测和流量检测的方法。同时，对输液泵的普遍要求、主要参数、价格等加以概述，分析输液泵的研究方向。 关键字：输液泵，检测方法，参数 引言

输液泵已经普遍适用于临床治疗，在国内已广发用于麻醉、镇痛、抗生素治疗、肿瘤化疗、心脑血管疾病治疗、高血压、糖尿病的治疗。输液泵的应用，降低了治疗的患者的治疗风险，减少了护理工作人员的工作量，大大的降低了传统输液方法在重病患者治疗过程中产生的给药风险。

医疗器械质量安全是医院管理的重中之重，因此希望有一种高性能、智能化的自动输液装置。智能输液泵具有传统重力输液无法比拟的优点，它可以精确测量和控制输液速度，输液量流线良好，能对气泡、阻塞、漏血等异常进行检测，并具有报警功能和自动切断输液通路。确保了患者的安全，减少了医疗事故的发生。

中国报告网发布的《2011-2015年中国输液泵市场调研与投资前景预测报告》介绍了输液泵产业相关概述、中国输液泵行业发展环境等，分析了中国输液泵产业运行的现状，然后介绍了中国输液泵行业市场竞争格局。随后，报告对中国输液泵做了重点企业经营状况分析，最后分析了中国输液泵市场前景与投资预测。

一、输液泵的系统机构和原理

1.1、系统结构

输液泵系统主要由以下部分组成：微机系统（单片机控制系统）、泵装置、检测装置、报警系统以及显示系统[1]。 1.2、微机系统

微机系统是整个系统的“大脑”，对整个输液装置系统进行控制管理，并对检测信号进行处理分析。赵清林在《医用微量输液泵的设计》[2]一文中采用美国ATMEL公司的AT89C52单片机，89C52内部带有8kb的Flash存储器，因此不用外扩程序存储器，是系统机构简化，成本降低。采用P0口用于LCD字符型液晶显示器的控制端口；4×4键盘与P1口相连，用于参数输入和命令输入；P3口用于步进电机的驱动和状态检测；P2口控制蜂鸣器和状态显示。系统原理框图如下：

图1 系统原理框图

1.3、气泡检测

李宝连，王剑钢在《基于单片机的智能输液泵的研制》[3]一文中提到输液泵大多用超声波检测气泡，超声测量的方法主要有多普勒和时间传播法，多普勒法对液体中的气泡和颗粒敏感，但是输液泵输送血液制品时用多普勒法检测气泡就会因为血液中颗粒物质远远高于药液而出现误报警，因此大多采用传播时间法。在气泡时候顺流和逆流超声通过时间相等，只要检查这个时间差的存在状态就能判断出有无气泡。

除了用超声波检测气泡外，还可以使用红外法检测气泡。其原理是：红外线没有液体遮挡和有液体遮挡时候，接受端获得的信号是不同的。红外线的频道主要是0.75~1000微米之间的波段，采用调制的红外信号可增强抗干扰能力，选择远红外50微米的窄脉冲震荡就可以满足其要求。 1.4、流量、堵塞及漏血检测

红外滴数传感器负责对液体流速和流量检测，压力传感器负责堵塞及漏血的检测。这些信号经过放大处理之后，送入微机系统进行信号处理，然后进行相应

的控制操作。

1.5、 报警装置

报警装置可采用光电报警（发光二极管）和声音报警（扬声器和蜂鸣器）。传感器检测到的信号经微机处理之后，得到的报警信号，引起报警装置进行报警响应。

1.6、输入及显示装置

输入部分主要负责设定输液的各种参数，如输液量和输液速度等，采用的是键盘输入。显示部分主要负责显示各参数和当前的工作状态等，多采用LED数码管显示和LCD液晶显示。

二、系统框图

声音报警 输入装置 显示装置 电源 微型计算机（单片机） 电机驱动系统 泵 光电报警 气泡 漏血 堵塞 流量 报警系统 检测系统 图2 系统框图

三、计算输液速度方法

在《输液速度计算公式修改及输液泵治疗的必要性》一文中提到传统的计算输液速度是按照公式：每分钟滴数=要求每小时输液量（ml）×15gtt/ml÷60（每小时分钟数）来计算的。但这是以所有输液器为15ggt/ml为前提的。如果所有的输液器都以此公式计算，则会引起很大的误差，有可能存在医疗风险。目前市售一次性输液器大都为20ggt/ml，上述文章的笔者将上述公式改为：每分钟滴数=要求每小时输入液量（ml）×20ggt/ml÷60（每小时分钟数）。

[4]

上述公式可简化为：每分钟滴数=要求每小时输入液量÷4，这方便直接口算出每分钟的滴数或者每小时输入液量。我国临床常用的输液器滴系数有１０、１５、２０滴/ml３种型号，根据输液器滴系数可进行如下公式推理，每小时输入的毫升数(ml/h)＝(滴/min)x６０(min/h)/滴系数(滴/ml)。

因此，当滴系数为１０、１５、２０滴/ml时，分别代入上述公式即可得出： (１)滴系数为１０滴/ml，则：每小时输入的毫升数＝（滴数/min）x６。 (２)滴系数为１５滴/ml，则：每小时输入的毫升数＝（滴数/min）x４。 (３)滴系数为２０滴/ml，则：每小时输入的毫升数＝（滴数/min）x３。

四、输液泵的要求、主要参数及价格

输液泵和输液控制器作为与患者安全息息相关的医疗器械，需要执行专标GB9706.27-2005《医用电气设备 第2-24部分：输液泵和输液控制器安全专用要求》[5]。该标准在通用标注的基础上提出对输液泵和输液控制器的更高要求，包括标记、随机文件、故障报警、机械危险、输液精度等。

我国医院现在使用的输液泵具有多国籍、多厂家、多规格、多标准的特点，而且输液泵和注射泵在我国普及快，规格多、品种多、厂家多，因此尚无统一的标准。

多功能输液泵重要技术参数[6]，输液器规格：普通标准PVC输液器（15,20滴、ml）和儿童输液器（60滴/ml），管径3.4~4.5mm；流速设定范围：1~999ml/h;滴速设定范围：1~333滴/ml，流速增量：0.1ml/h；输液流速精度：±5%（普通PVC标准输液器校准后±3%）；输液滴速精度：±1.5%；调速范围：±30%；快速输液速度：600ml/h；气泡检测方式：超声波；显示：超高亮彩色液晶显示屏；使用条件：温度+5℃~+40℃，相对湿度≤80%；使用范围：血管扩张剂、抗癌剂、催产剂、营养液等各种药液，微量及快速输液。

目前，美国一次性输液泵的生产成本约为10美元／个，市场零售价在30美元／个左右。这种一次性输液泵利用钮扣电池为驱动力，用完后即可丢弃。而通用型输液泵的生产成本和销售价比一次性输液泵高得多。进口泵基本全是要求专用输液器，其精度高，显示精度为±3%，价格一般上万元，最高的五万元左右。国产输液泵是经对使用的输液器进行校准，价格在三千到一万多不等。

五、展望

目前输液泵仅作为单纯的输液设备存在，在麻醉过程、手术过程、统计过程等方面不能同时使用，不能融入到HIS系统中，尚不能实现更为优化的控制。基于无线局域网WLAN的HIS系统是医院发展方向，输液泵的研发也要在无线通信、远程控制等智能化方面进行功能开发实现。

参考文献

[1]李朝伟，李晓东，输液泵一般原理和故障处理，中国医学装备，2006年6月，第6期，55-56页

[2]赵清林，医用微量输液泵的设计，计算机应用，2002年2月，46-47页 [3]李宝连，王剑钢，基于单片机的智能输液泵的研制，仪器仪表用户，2005年，第47-48

[4]杨立明，罗彩虹，输液速度计算公式修改及输液泵治疗的必要性，中国冶金工业医学杂志，2002年，第19卷第3期，191页

[5]李宁，陈涛等，GB9706.27-2005《医用电气设备 第2-24部分：输液泵和输液控制器安全专用要求》标准难点分析与解读，中国医疗器械信息，2011年，第17卷7期，53-54页

[6]佟建敏，李占山，浅析输液泵的规范化管理与用药安全，中国药师，2010，第13卷第2期，282-284页

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