智能输液架

张思昊 赵淑萍 马宁

摘要：近几年来，随着环境的恶化、流感的盛行，医院时常发生护士因为病人太多导致给病人换瓶不及时，致使病人血液回流凝固，或部分病人因为玩手机，睡觉等其他原因忘记通知护士换瓶，致使药物输完后空气进入静脉血管，对病人造成不必要的伤害。针对这种现象我们研究了一种智能检测输液自动换瓶架，用于帮助护士进行换瓶工作。防止病人在输液时受到不必要的伤害。

关键词：医疗健康、智能控制

一、研究背景

从我国目前的市场现状和研究领域来看，涉及这方面的产品少之又少，而且市场需求很大。针对现有技术的不足，本团队提供了一种输液自动换瓶架，主要用于医院中由于病人太多护士人手不够造成输液时换瓶不及时情况，本产品可以检测瓶中液体有无，检测瓶中液体消失时自动进行换瓶。产品也可应用于手术室中，减轻高压状态下医生的压力。保证输液高峰期输液和换瓶的安全性、及时性，减轻护士的压力。由于目前市场上几乎没有与之类似的产品，所以本产品有十分广阔的市场空间。针对自动化时代的需求，几乎所有产品都趋向自动化，但是涉及到输液换瓶的自动化产品却少之又少。针对市场上的空缺与需求本团队研制出了输液自动换瓶产品。本产品的出现在市场上几乎没有与之类似的的产品与之竞争，但是传统输液架还是很大的竞争者，因为传统输液架造价相比本输液架造价更加低廉，它们也早已占据了整个市场。这势必会对本产品销售空间造成一定影响。但是本产品创新点新颖，结构也已完善，最主要是有一套可行的方案，并且其造价相对低廉，可实现产业化程度高，制造工艺难度低。本产品主要应用于医疗机构的病房输液和大型手术输液，其本质为减轻医护人员工作压力，提高病人输液安全性

二、设计与系统介绍

在考虑该本产品设计时，我们依据实际情况充分考虑实际情况与可行性，结合目前无法解决的医疗资源缺乏问题，完成该产品设计，本產品是一种输液自动换瓶架，该产品实现了病人输液时自动换瓶和输液完成后的自动报警功能。

根据实际的使用要求，以及参照《机械设计手册》、《单片机控制》等工具书，计算和设计出了整体的机械结构、程序控制等，以致达到最佳的使用效果、最低的误差率以及较低的使用成本。

本设计以STC89C52单片机为核心，以XKC-Y27-NSN为传感器，检测管中液体有无，将信号传到STC89C52单片机，单片机对信号有无来确定是否输出信号驱动42步进电机、舵机和微型推杆进行工作。当单片机接收到XKC-Y27-NSN为传感器信号时，单片机输出信号使电动推杆带动穿刺器拔出，然后42步进电机带动药瓶使下一瓶药瓶对准穿刺器，电动推杆再带动穿刺器扎入药品瓶。系统总体设计由STC89C52、按键、XKC-Y27-NSN传感器、42步进电机、微型推杆、舵机等构成，系统设置有2个按键。液体检测器通过对液面位置的实时检测，当输液管中液体流尽时液体检测器向单片机发送脉冲信号，当单片机接收到脉冲信号时控制推杆带动穿刺器拔出输液袋，穿刺器退出输液架后电机控制输液架完成换瓶操作，待换瓶操作完成时，推杆再次带动穿刺器刺入输液袋继续进行输液操作。本产品代替了人工换瓶，避免了病人十分多情况下换瓶延误，以及省去了大型手术过程中换瓶这项工作，减轻了护士日常工作量，使护士有更多时间在其他方面服务病人。提高流感高峰时医院输液换瓶的及时性、安全性以及可靠性。

三、市场前景和效益分析

产业生产的自动化以逐步完善，智能化程度也越来越高，自动化输液换瓶也将符合时代潮流。医院的护士每天都要给住院的大部分病人进行输液换瓶工作，目前常用的方法是护士进行手动换瓶工作，其工作流程是，在病人观察到瓶架上的点滴瓶或点滴袋中中的药液将要流尽时，病人会按动报警铃通知护士前来进行输液架换瓶工作。此方法虽是目前最常用的换瓶方法但过于传统，也存在一些漏洞。如因输液病人或陪护人员观察不及时导致忘记按动报警铃以致忘记进行换瓶工作而对病人造成二次伤害，又或碰上流感高发期，会导致护士人手不够，造成医护人员身心疲惫，无力工作等，所以基于此环境下，设计一款智能输液架可大大减少护士的工作时间，减少医护资源消耗，同样我们市场也十分广阔，依据调查结果显示，一家三甲医院每日输液病户可高达上千人次，依据目前医疗资源分配，仅仅在发达城市中就有近万的市场缺口，本产品操作简单而且安装方便且成本较低，使用年限长，上手简单，再此基础上分析我们拥有广大市场。

四、结语

我们产品的应用将大大减轻护士工作负担，以及有效避免了病人输液时因换瓶不及时造成的二次伤害，提高了病人输液的安全性，输液架冬季选择性加温功能也在一定程度上减轻了病人冬季输液的刺激性。在一定程度上缓和了如今紧张的护患关系。

参考文献：

[1] 邱双双.输液器固定装置的设计与应用[M].黑龙江：中华现代护理杂志，2016，22（20）

[2]周美玉.工业设计应用人类工程学[M].北京：中国轻工业出版社，2001：14-15，126-132.

[3]胡平.王成国.庄茁.虚拟工程与科学[M].北京：气象出版社，2001.