[發明專利]基于多傳感器融合的無線輸液監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201610214795.5
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105771033B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李理敏;侯旭波;周秋愛;陳孝敬;曾國強;袁雷明;陳熙
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: A61M5/168
• 分類號: A61M5/168
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種基于多傳感器融合的無線輸液監測系統及監測方法，包括輸液監測節點、輸液監控中心以及移動終端；輸液監測節點實現對輸液進度及速度的綜合監測，輸液監控中心實現對各監測節點數據的綜合處理及管理，移動終端接入監控中心實時查詢病人的輸液情況，三個部分均通過無線連接的方式。本發明輸液監測節點同時采用重量傳感器和紅外對射光傳感器采集藥液數據，相比于單一傳感器不僅具有更高的精度，而且可以同時得到總體的進度信息以及具體的滴速信息。輸液監測節點和輸液控制中心采用ZigBee無線通信方式，ZigBee具有低功耗、低成本、大容量等優點。本發明利用卡爾曼濾波進行兩個傳感器的融合處理方法可以得到更為精確的輸液監測結果。

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，尤其涉及一種基于多傳感器融合的無線輸液監測系統及監測方法。

背景技術

靜脈輸液是臨床治療中一種非常重要的給藥方式。目前由于缺少經濟有效的自動輸液監測裝置，病人在輸液過程中需要專人隨時觀察藥品的滴注情況，長時間輸液的過程極易導致患者以及陪護人員的疏忽，當藥液滴注完成或滴速不當等情況不能被及時發現時，可能對病人的治療過程產生延誤，而且嚴重威脅了病人的生命財產安全，增加了醫療事故發生的隱患。當然在市場上也出現了一些諸如輸液泵等自動輸液裝置，但這些設備復雜昂貴，無法在醫院大面積使用，而且不便于集中管理。

發明內容

針對現有技術在靜脈輸液過程中存在的不足，本發明提出基于多傳感器融合的無線輸液監測系統及監測方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一種基于多傳感器融合的無線輸液監測系統，包括輸液監測節點、輸液監控中心以及移動終端；所述液監測節點、輸液監控中心以及移動終端均通過無線連接；所述的輸液監測節點包括單片機、電源、重量傳感器、紅外對射光電傳感器、手動報警按鍵、聲光報警器和ZigBee發射模塊；所述電源、重量傳感器、紅外對射光電傳感器、手動報警按鍵、聲光報警器和ZigBee發射模塊均與單片機相連；所述的輸液監控中心包括ZigBee接收模塊、計算機和服務器；所述ZigBee接收模塊與輸液監測節點的ZigBee發射模塊通過無線相連；所述ZigBee接收模塊與計算機相連，所述計算機與服務器相連；所述移動終端通過無線與服務器相連。

進一步的，所述的移動終端為手機、平板電腦或筆記本電腦。

進一步的，所述紅外對射光電傳感器由發射管和接收管兩部分組成。

一種利用上述的系統的監測方法，具體包括如下步驟：

(1)根據輸液袋的重量，初始化單片機；重量傳感器采集輸液袋的重力信號，紅外對射光電傳感器采集電脈沖信號；

(2)單片機接收步驟1中重量傳感器的重力信號，并將重力信號與初始數據進行對比，得到藥液的剩余量；單片機同時接收步驟1中紅外對射光電傳感器的電脈沖信號，根據電脈沖信號的變化頻率得到輸液速度以及是否已經滴完；當單片機檢測到藥液滴落速度值超限或檢測不到藥液滴落，則啟動聲光報警器，提醒輸液者發生異常狀況，同時向監控中心發生報警信息，通知醫生人員及時進行處理；在輸液過程中，如果病人需要其它幫助，通過手動報警按鍵向監控中心發送求助消息；

(3)單片機將藥液的剩余量信息和輸液速度以及是否已經滴完信息通過ZigBee發射模塊傳輸到輸液監控中心；

(4)輸液監控中心的ZigBee接收模塊接收各個輸液監測節點發送來的輸液數據，并將這些數據傳送到計算機；計算機以重量傳感器和紅外對射光電傳感器采集數據作為觀測值，利用卡爾曼濾波方法對輸液進度和輸液速度進行估計，從而實現對輸液狀態的精確監測。

5、根據權利要求4所述的系統的監測方法，其特征在于，所述步驟4中的卡爾曼濾波方法具體如下：