智能點(diǎn)滴系統(tǒng)可行性實(shí)施計(jì)劃書

1、可行性報(bào)告立項(xiàng)的背景和意義（一）立項(xiàng)背景隨著科技的進(jìn)步，越來越多的地方需要用到對(duì)液體的溫度、流量或者滴速進(jìn)行控制，如人工腎機(jī)的透析液儲(chǔ)液罐中透析液儲(chǔ)量、自動(dòng)洗胃機(jī)中沖洗液的液量、中藥使用的藥浴機(jī)中煎藥鍋中的水位等，醫(yī)療保健領(lǐng)域中藥液的輸液量與輸液速度需要精確的控制以達(dá)到更好治療效果。如今，靜脈輸液是醫(yī)院常用的治療手段。靜脈輸液是一種經(jīng)靜脈注入大量無菌溶液或藥物的治療方法，它作為一種非常重要的給藥途徑廣泛應(yīng)用于醫(yī)院及醫(yī)療事業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)住院情況可知，病人的輸液率能夠高達(dá)70%80%但患者在輸液過程中，往往由于自身體質(zhì)虛弱、不清醒或醫(yī)務(wù)人員不能及時(shí)了解到關(guān)于輸液過程中的動(dòng)態(tài)信息，而導(dǎo)致在輸液時(shí)出現(xiàn)不良

2、的后果。目前醫(yī)院普遍使用的是人工監(jiān)控輸液裝置，依靠軟管夾來控制速度，藥物的有無、流速和溫度將會(huì)威脅病人的生命安全。若滴速設(shè)置不當(dāng)，不僅會(huì)影響藥物療效，嚴(yán)重時(shí)將威脅到病人的生命；在輸液完畢時(shí)，若不及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致血液回流甚至是形成空氣栓塞而猝死。但若處理過早，又會(huì)造成藥液的浪費(fèi)等弊處。因此常引來病人的不滿甚至投訴，使醫(yī)護(hù)人員工作量大而且辛苦。而醫(yī)院方面也因?yàn)檫@個(gè)而造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，不利于醫(yī)療事業(yè)的健康發(fā)展。另外，低溫輸液反應(yīng)也是困擾醫(yī)護(hù)人員多年的難題。當(dāng)?shù)蜏厮幰哼M(jìn)入靜脈后，極易使患者出現(xiàn)冰冷、酸脹麻痛等不適的感覺。揚(yáng)中市會(huì)引發(fā)血管痙攣、寒戰(zhàn)、胸悶、氣促等癥狀。尤其是術(shù)后的患者、嬰兒、老年患者、

3、發(fā)燒患者、低溫大容量輸液會(huì)造成凝血機(jī)能障礙、傷口愈合緩慢、住院時(shí)間延長(zhǎng)、藥物代速度降低等多種并發(fā)癥的發(fā)生。嚴(yán)重的甚至?xí)＜吧?。以前醫(yī)護(hù)人員和家屬大都采用在進(jìn)針部位熱敷的方法補(bǔ)救。這種方法不但使用不便。而且藥液溫度忽高忽低，對(duì)藥性的穩(wěn)定性和療效有一定負(fù)面影響?；谝陨锨闆r，本項(xiàng)目以單片機(jī)AT89C5切核心，輔以紅外傳感器、溫度傳感器、數(shù)碼管、蜂鳴器、加熱器等電子元件，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方法實(shí)現(xiàn)輸液情況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來解決上述問題。（二）立項(xiàng)意義本設(shè)計(jì)根據(jù)醫(yī)院實(shí)際存在情況，設(shè)定液位警戒位置和液體微加熱功能。同時(shí)具備報(bào)警的功能，使用紅外傳感器，達(dá)到安全、無毒、使用方便的標(biāo)準(zhǔn)。使得傳統(tǒng)醫(yī)療走向自動(dòng)化或半

4、自動(dòng)化，讓護(hù)理人員能夠全面綜合地照顧病人，這將會(huì)是讓醫(yī)療器械加速自動(dòng)化與半自動(dòng)化進(jìn)程，提高醫(yī)護(hù)質(zhì)量。這設(shè)備能在醫(yī)療問題突出的今天，相應(yīng)國(guó)家醫(yī)療安全的相關(guān)規(guī)定，緩解醫(yī)患關(guān)系。該設(shè)備可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院的各種科室和手術(shù)室，適用于重癥加強(qiáng)護(hù)理病房輸液治療，也可以適用于家庭輸液。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，所以對(duì)液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控器的研究設(shè)計(jì)十分有意義。該課題設(shè)計(jì)容接近生活，實(shí)用性強(qiáng)。是單片機(jī)技術(shù)的一個(gè)很綜合的應(yīng)用，因此可以通過該設(shè)計(jì)課題進(jìn)一步掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，從而將理論知識(shí)和實(shí)踐能力有個(gè)更好的結(jié)合，達(dá)到本科階段綜合能力的培養(yǎng)和提高。目前單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，作為工科大學(xué)生也應(yīng)該具備這方面的知識(shí)和應(yīng)用能力，才

5、能更好的滿足社會(huì)需求，進(jìn)一步向工程等更高的地方發(fā)展，同時(shí)此課題也具有廣泛的民用開發(fā)前景。二、項(xiàng)目介紹（主要研究開發(fā)（產(chǎn)品開發(fā)）容、工作原理、技術(shù)關(guān)鍵以及科研創(chuàng)新的主要方式）（一）產(chǎn)品開發(fā)容1）功能設(shè)計(jì)a）液位檢測(cè)模塊為了避免輸液完畢后沒有及時(shí)處理以及處理過早造成的藥物浪費(fèi)，利用光電式紅外裝置對(duì)不同介質(zhì)折射率不同這一特性，在滴瓶瓶口3cm處放置光電式紅外裝置并與單片機(jī)連通，以便實(shí)時(shí)監(jiān)控。此位置為藥液警戒線。b）預(yù)警模塊在滴瓶液面低于警戒線時(shí)，紅外傳感器會(huì)傳遞預(yù)警信號(hào)至單片機(jī)，此時(shí)預(yù)警鈴聲響起，警示燈開啟，通知醫(yī)護(hù)人員前來處理，若醫(yī)護(hù)人員未點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，則鈴聲會(huì)間斷響起，直至處理完畢。c）點(diǎn)滴滴速

6、檢測(cè)模塊由于傳統(tǒng)輸液都采用墨菲式管的輪夾，輸液速度難以精確，本項(xiàng)目采用對(duì)小滴壺進(jìn)行測(cè)速的方式，精確控制。采用紅外對(duì)管發(fā)射接收測(cè)量輸液點(diǎn)滴速度。該方案的基本原理是在點(diǎn)滴落下時(shí)阻擋了接收管接收紅外線，產(chǎn)生高電平的脈沖信號(hào)。為了提高抗干擾能力，可以采用兩對(duì)紅外傳感器一發(fā)一收。d）點(diǎn)滴滴速控制模塊當(dāng)點(diǎn)滴滴速超過一定圍后，自動(dòng)調(diào)整點(diǎn)滴速度。通過調(diào)整滴瓶的高度H根據(jù)滴瓶的高度與滴速成正比的關(guān)系，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)儲(chǔ)液瓶使儲(chǔ)液瓶上升或下降改變高度H,從而調(diào)節(jié)點(diǎn)滴速度。e）通信模塊在醫(yī)護(hù)人員的監(jiān)控室可以看到發(fā)生預(yù)警的座位號(hào)數(shù)，方便快速地處理。f）溫控模塊在輸液管上安裝溫度傳感器，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上并傳給單

7、片機(jī)，當(dāng)超出所設(shè)定圍后，自行進(jìn)行調(diào)整。（二）系統(tǒng)工作原理1）總的思路:、單片機(jī)AT89C524-A*a）液位檢測(cè)模塊b）預(yù)警模塊紅外檢測(cè)蜂鳴器響起、LED燈點(diǎn)亮c）點(diǎn)滴滴速檢測(cè)模塊J紅外檢測(cè)滴速、""1數(shù)碼管顯示.速度反饋d）點(diǎn)滴滴速控制模塊J電機(jī)升降控速,e）通信模塊J數(shù)碼管顯示J按鍵響應(yīng)）溫控模塊-»加熱器加熱本項(xiàng)目是以單片機(jī)AT89C52為核心設(shè)計(jì)的一款點(diǎn)滴注射系統(tǒng)，可通過對(duì)輸液瓶液面高度的實(shí)時(shí)監(jiān)控并包括輸液結(jié)束或換液預(yù)警，以及與醫(yī)護(hù)人員的通信；同時(shí)，利用電機(jī)對(duì)輸液速度進(jìn)行控制，使輸液速度保持在一定安全圍；并且本項(xiàng)目還會(huì)對(duì)進(jìn)入患者的藥業(yè)溫度進(jìn)行控制，避免低溫

8、輸液反應(yīng)的發(fā)生。2）工作流程框圖:開始3）工作原理a）液位檢測(cè)模塊紅外發(fā)送接收方式通過設(shè)置輸液瓶的最低液面，將紅外接收發(fā)送對(duì)管固定于警戒線的水平線上，利用紅外線穿過有無液體的輸液瓶所接收到的數(shù)據(jù)的不同來判定液位是否低于警戒線。b）預(yù)警模塊當(dāng)液面低于警戒線后，啟動(dòng)預(yù)警模塊，這個(gè)模塊包含醫(yī)護(hù)人員控制室的蜂鳴器、LED燈、數(shù)碼管顯示器。當(dāng)預(yù)警模塊啟動(dòng)后，數(shù)碼管顯示需處理的病人座位號(hào)。c）點(diǎn)滴滴速檢測(cè)模塊同液面檢測(cè)模塊的紅外接收方式一樣，預(yù)先設(shè)定一分鐘應(yīng)滴落的點(diǎn)滴數(shù)的圍，在點(diǎn)滴小壺兩側(cè)固定紅外接收發(fā)送對(duì)管，計(jì)算在一分鐘所滴落的點(diǎn)滴數(shù)。并顯示在數(shù)碼管顯示屏上。d）點(diǎn)滴滴速控制模塊當(dāng)一分鐘所滴落的點(diǎn)滴數(shù)不

9、在設(shè)定的圍時(shí)，利用點(diǎn)滴瓶與輸液位置的高度差可控制滴速的原理，使用電機(jī)拉動(dòng)點(diǎn)滴瓶進(jìn)行調(diào)速。e）通信模塊當(dāng)預(yù)警模塊啟動(dòng)后，監(jiān)控室醫(yī)護(hù)人員適用按鍵作為受理的響應(yīng)，醫(yī)護(hù)人員按下按鍵后，蜂鳴器關(guān)閉、LEW熄滅、數(shù)碼管顯示清空。f）溫控模塊溫度傳感器間歇性采集數(shù)據(jù)并傳給單片機(jī)，單片機(jī)將得到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)藥業(yè)溫度超出圍時(shí)，單片機(jī)通過引腳輸出低或高電平，經(jīng)三極管S9013反相連接至NMO管的柵極，從而控制加熱電路的導(dǎo)通或斷開。（二）技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)單片機(jī)AT89C51及各元件之間的應(yīng)用紅外傳感器原理與設(shè)計(jì)靜脈注射相關(guān)原理數(shù)碼管、驅(qū)動(dòng)電路等電子元器件的控制（三）科研創(chuàng)新的主要方式a）反饋方式的創(chuàng)新通過

10、對(duì)單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更自動(dòng)化的醫(yī)患之間的通信。這種通信方式避免了人力物力上的浪費(fèi)，也減少了醫(yī)患之間發(fā)生矛盾的幾率。b）合作雙贏由于整個(gè)裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，操作簡(jiǎn)單，安裝方便，成本低，更利于推廣實(shí)現(xiàn)。并達(dá)到安全、無毒、使用方便的標(biāo)準(zhǔn)。使得傳統(tǒng)醫(yī)療走向自動(dòng)化或半自動(dòng)化，讓護(hù)理人員能夠全面綜合地照顧病人，這將會(huì)是讓醫(yī)療器械加速自動(dòng)化與半自動(dòng)化進(jìn)程，提高醫(yī)護(hù)質(zhì)量。三、項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)（主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、應(yīng)用前景）（一）主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)本項(xiàng)目主要是開發(fā)一個(gè)基于單片機(jī)AT89C51技術(shù)的點(diǎn)滴預(yù)警系統(tǒng),用以解決在輸液過程中的滴速問題及輸液完成后不處理或處理過早問題，實(shí)現(xiàn)更自動(dòng)化的操作。從我們使用的技術(shù)設(shè)備和當(dāng)前市

11、場(chǎng)需求分析來看，我們的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是相當(dāng)可觀的。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：1.仿真的預(yù)期效果1）液位檢測(cè)低于警戒線后啟動(dòng)預(yù)警模式。2）滴速超出設(shè)定圍后自行進(jìn)行調(diào)速。3）當(dāng)多位同時(shí)預(yù)警時(shí)，響應(yīng)后，兩分鐘不處理再次預(yù)警，此時(shí)判斷依據(jù)為小滴壺是否還有點(diǎn)滴下落。2 .運(yùn)行可用率本產(chǎn)品在非人破壞情況下，均可以正常使用。成品可用率可以達(dá)到99.2%,產(chǎn)品使用壽命可達(dá)3年以上。正常情況下使用220V交流電，在外部斷電緊急情況下，可以自動(dòng)啟動(dòng)門禁自備電池，供電可持續(xù)3天。3 .產(chǎn)品應(yīng)用圍及特色我們的產(chǎn)品是基于單片機(jī)AT89C51技術(shù)的點(diǎn)滴預(yù)警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)輸液監(jiān)控方式相比較，更加方便、安全。產(chǎn)品應(yīng)用圍也

12、十分廣泛，可以使用在牧場(chǎng)牲畜飲水池、蓄水池等等。（二）產(chǎn)品前景該醫(yī)院輸液監(jiān)控系統(tǒng)裝置不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的控制問題，他還涉及到醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、傳感器應(yīng)用、單片機(jī)控制、程序設(shè)計(jì)等諸多問題。該裝置將多門學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來，并成功的應(yīng)用到實(shí)際的問題中。該裝置有針對(duì)性強(qiáng)、使用方便、操作簡(jiǎn)單、成本低廉、價(jià)格合理、利于推廣等優(yōu)點(diǎn)。可以利用醫(yī)院已有的報(bào)警裝置，不需要醫(yī)院重新布線，從而合理利用已有資源。并且該裝置調(diào)節(jié)速度快、功能齊全、性能指標(biāo)優(yōu)良，最大相對(duì)誤差僅有2%。四、項(xiàng)目實(shí)施方案（一）人員分配根據(jù)小組成員對(duì)不同技術(shù)的掌握程度，將本項(xiàng)目分為電路的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊，各成員首先進(jìn)行相關(guān)資料查閱，主要研究

13、自己所負(fù)責(zé)的功能模塊。然后共同完成軟件的編寫，系統(tǒng)調(diào)試，仿真過程，文檔編寫等工作。在整個(gè)方案實(shí)施過程中我們會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作，互助互補(bǔ)，不斷地進(jìn)步，一起攻克我們?cè)陧?xiàng)目中遇到的難題。（二）仿真技術(shù)設(shè)備AT89C51I片機(jī)、光電式紅外傳感器、步進(jìn)電機(jī)、加熱設(shè)備（三）關(guān)鍵技術(shù)指導(dǎo)在整個(gè)方案實(shí)施過程中我們小組6人團(tuán)隊(duì)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作，互助互補(bǔ)，不斷地學(xué)習(xí)進(jìn)步，一起攻克我們?cè)陧?xiàng)目中遇到的難題。最大限度的利用網(wǎng)絡(luò)，圖書館和學(xué)院設(shè)備等可及的資源，在遇到無法克服問題時(shí)尋求老師的指導(dǎo)。五、計(jì)劃進(jìn)度安排時(shí)間估計(jì)項(xiàng)目主要容階段目標(biāo)及成果第一階段2月各成員通過網(wǎng)絡(luò)，圖書館，相關(guān)公司等途徑了解與本項(xiàng)目有關(guān)的知識(shí)，搜集并學(xué)習(xí)相關(guān)資料，搭建所需劃、境，提出可能遇到的問題，做好準(zhǔn)備工作。為整個(gè)項(xiàng)目做好前期的知識(shí)、環(huán)境及材料的準(zhǔn)備，寫出室外機(jī)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)方案和會(huì)遇到的問題，以便日后逐步解決。第二階段3月購(gòu)買項(xiàng)目所需材料，著手電路的設(shè)計(jì)與代碼框架為實(shí)際的點(diǎn)滴系統(tǒng)的開