全自动雾化网络的研制

【作 者】庄再兴，朱显武

温州医学院附属第二医院，浙江，温州，3251000

哮喘是一种严重危害人群健康的疾病，全世界约有近两亿人患哮喘，统计发病率因国别而异，大约在1%～5 %之间，其中儿童和妇女占有很大比例。随着工业化进程和环境污染的加剧，哮喘的发病率和并发症机率有上升趋势。哮喘已成为严重的社会问题，引起世界各国的重视。我国哮喘病人当中，儿童患者占三分之一，达一千万人左右。据调查，1990 年我国0～14 岁儿童哮喘平均患病率为0.9% ，2000 年平均患病率1.5%，较10 年前上升了60%[1]。因此，儿童哮喘的治疗在哮喘的治疗中占有重要地位。以往对儿童哮喘的治疗主要是通过口服或静脉注射b2受体激动剂和糖皮质激素，从1999 年起采用全乐宁(b2受体激动剂) 和普米克(吸入型糖皮质激素) 及其他药物进行雾化吸入治疗儿童哮喘，取得较好的临床效果。

我院是一家三级甲等医院，随着儿童哮喘病人的增加，我院雾化吸入室的工作也日益繁重。考虑现有些流程过于人工化，效率不高，并有出错的可能。现开发一种智能雾化系统，以期能缩短医院雾化吸入准备流程，也可以预防药物加错。该系统的设计要求病人刷卡后能直接进行雾化吸入治疗，不需要等待。

1 系统结构和工作原理

1.1 系统设计目标

该系统整体上相当于一个雾化网络，病人刷卡后马上可以到指定网点做雾化。该系统由HIS软件、注液部件、阀控部件、雾化部件和摇摆部件组成。

① HIS软件 读取就诊卡上药物信息，提取匹配药物，将其发送给输液泵，且提供人机界面。软件流程如图1所示。

图1 软件流程图Fig.1 Software Flow Chart

② 注液部件 读取HIS系统传送过来的药物信息，将其传送到相应的泵，该泵将其各种液体注射到雾化器上。

③ 阀控部件 接受上位机控制，对注液目标点进行控制，同时也控制雾化部件启动和关闭。

④ 雾化部件 将药物雾化后，供病人吸入治疗。

⑤ 摇摆部件 由于药物溶解在液体里，长时间静止或水平放置将导致药物沉降，所以需设计相应的摇摆部件，防止沉降。

1.2 HIS软件

软件部分采用PB进行编程，数据库采用HIS数据库。其功能如下：

(1) 登录界面：用户数据库采用医院医生库；

(2) 药物和泵号对应设置，图示方式；

(3) 药物提示框；

(4) 注液进度条：当确定相应泵号时，通过RS232和注液部件及阀控部件进行通信，对对应通道的对应目标点进行注液，并显示注液进度条；

(5) 输注完成后，控制雾化部件进行雾化。

1.3 注液部件

1.3.1 注液部件与HIS软件采用RS232和HIS进行系统通信，内部单片机得到RS232传送过来的注液信号时，发送指令给电机，电机以最大速度转动指定的圈数.传感器感应电机转动圈数，发送给单片机，单片机确认指定圈数完成后，停止电机动作，输注完成。单片机返回输注完成信号给HIS软件。电机驱动电路如图2所示。

图2 电机驱动电路Fig.2 schematic diagram of motor driving

电机转圈数采用光耦感应的方式，感应到的圈数信号传送给单片机，单片机通过内置的圈数和注射量的对应关系，决定何时停止指令传送。泵和上位机联网采用MAX232电平转换模块进行通信。微处理器编程可以采用C51进行编程，电路板采用PROTEL打印。

1.4 阀控部件

控制多个阀，进而控制输液目的点。阀控部件由单片机控制，3极管导通电磁阀。单片机接MAX232与HIS通讯，见图3。

图3 单片机与HIS系统通讯电路Fig.3 Communication of MCU and HIS

1.5 雾化部件

一是超声波雾化。超声波雾化利用电子高频震荡，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，不需加热或添加任何化学试剂。与加热雾化方式比较，能源节省了90%。另外在雾化过程中将释放大量的负离子，其与空气中漂浮的烟雾、粉尘等产生静电式反应，使其沉淀。

二是利用压缩机把通过抗菌网绵基滤过的洁净空气压缩为一股强大的气流，由喷气口喷出冲激药水杯内的液体，将其药水气化，再由出雾口喷出供口鼻吸入。由于我院现有中心供气，因此可以采用第二种方法。雾化部件的通断由开关通过电磁阀控制。

1.6 摇摆部件

摇摆部件用于防止沉降，因此需要做全方位摇摆，采用交流电机带动机械部件转动的方式进行，注液部件固定在摆动平台上，以达到液体摇摆的效果。

2 总结

我院雾化室原有护士多人，每天需要做加药，引导病人雾化等大量的重复劳动。该系统在我院儿童医院雾化室使用后，运行正常，效果显著，极大简化了我院雾化吸入治疗的流程，减少了病人等待时间，提高了我院雾化病人周转率。同时，提高了工作效率，使护士可以到更需要的地方。

[1] 袁贵荣, 等. 基于Labwindows/CVI雾化试验台测控系统设计[J].计算机测量与控制, 2008. 16(11): 1615-1618.

[2] 孙增沂. 智能控制理论与技术[M], 北京: 清华大学出版社, 2003.

[3] 徐小普, 等. 间歇式雾化控制器的研制[J]. 中国医疗器械杂志,2010.34(3): 207-208.