[發(fā)明專利]一種用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711444976.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN107952140A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮新慶;馮羽亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京哈特凱爾醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61M5/142
• 分類號(hào): A61M5/142;A61M5/172;A61M1/00;A61B5/20
• 代理公司: 北京東方匯眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11296
• 代理人: 張淑賢

1.一種用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，包括存放輸入液體的儲(chǔ)液袋、存放排出尿液的尿液袋，儲(chǔ)液袋與人體之間設(shè)置有進(jìn)液管路，尿液袋與人體之間設(shè)置有尿液管路，其特征在于，所述進(jìn)液管路上設(shè)置有平衡泵和用于檢測(cè)進(jìn)液管內(nèi)液體輸送狀況的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)單元；運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)單元包括用于檢測(cè)系統(tǒng)晃動(dòng)狀態(tài)的三軸加速傳感器；

所述袋上設(shè)置有袋重量檢測(cè)傳感器，尿液袋上設(shè)置有尿液袋重量檢測(cè)傳感器；

還包括微處理器單元，微處理器單元與平衡泵、三軸加速傳感器、儲(chǔ)液袋重量檢測(cè)傳感器、尿液袋重量檢測(cè)傳感器電連接；微處理器單元包括數(shù)據(jù)處理模塊、液體速度計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)比較模塊和平衡泵控制模塊；微處理器單元接收儲(chǔ)液袋重量數(shù)據(jù)、尿液袋重量數(shù)據(jù)、三軸加速傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊結(jié)合三軸加速傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)儲(chǔ)液袋重量數(shù)據(jù)和尿液袋重量數(shù)據(jù)，液體速度計(jì)算模塊接收校準(zhǔn)后的儲(chǔ)液袋重量數(shù)據(jù)和尿液袋重量數(shù)據(jù)計(jì)算出進(jìn)液速率和排出尿液速率，數(shù)據(jù)比較模塊接收進(jìn)液速率、排出尿液速率進(jìn)行比較，泵控制模塊接收比較器模塊的比較結(jié)果并輸出控制平衡泵的流速大小；

微處理器單元還包括運(yùn)行監(jiān)控模塊，微處理器單元接收三軸加速傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)行監(jiān)控模塊判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，平衡泵控制模塊接收運(yùn)行監(jiān)控模塊的輸出信號(hào)并輸出控制平衡泵運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.如權(quán)利要求1所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)行檢測(cè)單元還包括設(shè)置在平衡泵電機(jī)輸出端的電機(jī)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器、設(shè)置在進(jìn)液管路上管路阻塞壓力檢測(cè)傳感器和氣泡檢測(cè)傳感器。

3.如權(quán)利要求2所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器、管路阻塞壓力檢測(cè)傳感器和氣泡檢測(cè)傳感器均與微處理器單元電連接，微處理器單元接收電機(jī)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)、管路阻塞壓力檢測(cè)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)、氣泡檢測(cè)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)或三軸加速傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，由運(yùn)行監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)判斷液體輸送狀態(tài)后輸出檢測(cè)結(jié)果，平衡泵控制模塊接收液體輸送狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果并輸出控制平衡泵運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.如權(quán)利要求3所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，還包括警報(bào)單元，運(yùn)行監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)判斷液體輸送狀態(tài)后輸出控制警報(bào)單元發(fā)出警報(bào)。

5.如權(quán)利要求2所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述管路阻塞壓力檢測(cè)傳感器為觸力傳感器，觸力傳感器的外部設(shè)有管路卡槽，進(jìn)液管路卡入所述管路卡槽中，管路表面與觸力傳感器的觸力面接觸。

6.如權(quán)利要求2所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器輸出與電機(jī)轉(zhuǎn)速呈比例的方波脈沖信號(hào)。

7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，還包括能夠使系統(tǒng)裝置連接到無限局域網(wǎng)的Wi-Fi模塊，所述微處理器單元還包括網(wǎng)絡(luò)控制模塊用于控制Wi-Fi模塊的啟用和關(guān)閉。

8.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，還包括內(nèi)部電源和外接電源接口，所述微處理器單元還包括電源控制模塊，所述內(nèi)部電源和外接電源接口與微處理器單元點(diǎn)連接；系統(tǒng)正常接通外接電源工作時(shí)，電源控制模塊控制外接電源接口連通外接電源，當(dāng)外接電源停止供電后，電源控制模塊啟用內(nèi)部電源維持系統(tǒng)工作；當(dāng)系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電源控制模塊能夠計(jì)算出內(nèi)部電源電量，顯示單元顯示內(nèi)部電源電量值。

9.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器單元還包括顯示模塊用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

10.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的用于水化治療的進(jìn)出液體平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過掐頭去尾窗口平均濾波法以及低通濾波法濾除系統(tǒng)裝置位移時(shí)稱量晃動(dòng)產(chǎn)生的稱量誤差，校準(zhǔn)儲(chǔ)液袋重量數(shù)據(jù)和尿液袋重量數(shù)據(jù)；

其中掐頭去尾窗口平均濾波法具體包括：如系統(tǒng)發(fā)生水平位移，三軸加速傳感器模塊測(cè)定水平加速度值a_H，設(shè)定水平位移閾值a_H1和a_H2；

當(dāng)0≤a_H＜a_H1時(shí)，則判斷稱重平穩(wěn)，直接讀取稱重值；

當(dāng)a_H1≤a_H＜a_H2時(shí)，則判斷稱重時(shí)有輕微晃動(dòng)，此時(shí)，微處理器單元連續(xù)讀取24個(gè)稱重值并從小到大排位，丟棄最小的8個(gè)數(shù)值和最大的8個(gè)數(shù)值，再將中間8個(gè)數(shù)值取算術(shù)平均數(shù)，該算數(shù)平均數(shù)即是校準(zhǔn)后的稱重值；

當(dāng)a_H≥a_H2時(shí)，則判斷稱重時(shí)有嚴(yán)重晃動(dòng)，此時(shí)，丟棄此時(shí)所有稱重值數(shù)據(jù)，微處理器單元發(fā)出稱重嚴(yán)重不穩(wěn)的警報(bào)，或發(fā)出平衡泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)的指令；

如裝置發(fā)生垂直位移，三軸加速傳感器模塊測(cè)定垂直加速度值a_V，設(shè)定垂直位移閾值a_V1和a_V2；

當(dāng)0≤a_V＜a_V1時(shí)，則判斷稱重平穩(wěn)，直接讀取使用該時(shí)段的稱重值；

當(dāng)a_V1≤a_V＜a_V2時(shí)，則判斷稱重時(shí)有輕微晃動(dòng)，此時(shí)，微處理器單元連續(xù)讀取24個(gè)稱重值并從小到大排位，丟棄最小的8個(gè)數(shù)值和最大的8個(gè)數(shù)值，再將中間8個(gè)數(shù)值取算術(shù)平均數(shù)，該算數(shù)平均數(shù)即是校準(zhǔn)后的稱重值；

當(dāng)a_V≥a_V2時(shí)，則判斷稱重時(shí)有嚴(yán)重晃動(dòng)，此時(shí)，丟棄所有稱重值數(shù)據(jù)，微處理器單元發(fā)出稱重嚴(yán)重不穩(wěn)的聲、光報(bào)警，或發(fā)出平衡泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)的指令；

其中低通濾波法具體為：系統(tǒng)連接裝配完畢后，儲(chǔ)液袋內(nèi)液體的重量根據(jù)平衡泵的速度發(fā)生改變，假定平衡泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為s，10ml/h≤s≤1200ml/h，那么每一秒在理論上儲(chǔ)液袋的重量變化或減少s/3600g，及每一秒重量所發(fā)生變化的頻率應(yīng)為s/3600Hz，微處理器單元的數(shù)據(jù)處理模塊可把儲(chǔ)液袋重量變化過程中每秒s/3600Hz以外的變化頻率濾除，保證儲(chǔ)液袋稱量精度；

設(shè)定尿液袋的容量變化或增加每小時(shí)不超過V mL，800mL≤V≤1500mL。那么每一秒鐘尿液袋重量的變化或增加不超過V/3600g，即每一秒的變化頻率應(yīng)小于V/3600Hz，微處理器單元的數(shù)據(jù)處理模塊可把尿液袋重量變化過程中每秒大于V/3600Hz的變化頻率濾除，保證尿液稱量精度；

所述微處理器單元各個(gè)模塊的控制程序和數(shù)據(jù)處理程序是基于Linux平臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用的，各個(gè)模塊之間采用CAN總線協(xié)議進(jìn)行通信。