一种智能胸/腹腔引流控制与监视系统

本发明涉及一种智能胸/腹腔引流控制与监视系统，属于医疗单位使用的医疗器 械。

胸腔引流广泛应用于血胸、气胸、脓胸等的引流及开胸术后，对于疾病的起着 十分重要的作用，具体做法是将引流导管一端置入胸腔内，在低于胸腔位置接入水封瓶，以 便排出气体或收集胸腔内的液体，使得肺组织重新张开而恢复功能。腹腔引流是在腹腔内 放置引流导管将液体引流到体外，预防血液、消化液、渗出液等在腹腔内积聚。胸/腹腔引流 在操作技术上有很多共性的特征，同时现有的引流技术也存在诸多共性的缺憾，这些共性 的缺憾包括但不限于：（1）引流过程中管路容易堵塞，需每1-2小时挤压管路1次，护理劳动 强度大；（2）引流液需要人工计量，引流量、引流量与流速度无法自动控制；（3）无法实现引 流压力的动态监测和自动控制；（4）引流液颜异常（变红或绿）时无法及时警示医护 人员处置。

本发明提出一种智能胸/腹腔引流控制与监视系统，主要由核心处理器、流量控制 装置、滴数传感器、压力传感器、颜识别传感器、管路挤压装置、通讯模块、人机交互界面、 射频识别装置组成，其中：

所述的核心处理器采用单片机，单片机与信号处理模块、存储器等电子元件构建集成 电路。

所述的流量控制装置与核心处理器联通工作，用于控制单位时间内的引流量与引 流速度；流量控制装置不仅可以通过调整引流管路内部通路的大小，控制液体流量与流速， 同时可以控制管路的开放或者关闭，实现定时开放引流或者定量引流后关闭管路。流量控 制装置可以采用电机驱动涡轮/蜗杆、挤压管路内部通路大小方式实现流量调节。

所述的滴数传感器与核心处理器联通工作，用于监测引流管路中液体的流量与流 速。滴数传感器常用的是红外液滴传感器，一般由一对红外发射管和接收管组成，将发射管 和接收管安装在引流管路外周，当有红外线从发射管射出时，接收管会因接收到红外光而 产生电信号；在有液滴落下经过发射管和接收管之间时，由于红外线穿透液滴会导致光强 衰减掉一部分，因此，此时红外接收管的电信号会发生变化，经由信号放大、AD转换后经过 核心处理器滴数与体积的乘积换算，计算出患者的液体的流量与流速。具体方案是，在配套 引流管路中设置有一个流量测定窗口，在流量测定窗口的上方位置设置流量控制装置，流 量测定窗口外周设置一个滴数传感器；核心处理器发出引流管路开放指令时，流量控制装 置根据核心处理器给出的流量与流速缓慢打开，液体缓慢滴落，滴数传感器开始计算单位 时间内的液滴数量，并将光电信号发送给核心处理器计算并读出液体引流量与引流速度。

所述的颜识别传感器与核心处理器联通工作，用于监测辨识液体的颜变化。 颜识别传感器设置于透明的引流管路的外周，动态监测引流液体的颜并与核心处理器 内置颜比对参数进行比对，一旦检测感知液体颜异常时能及时发出声光电警示信息。 比如引流液呈现血提示患者可能胸/腹腔内积血流出或者出血；如果检测感知液体颜 呈现咖啡或墨绿米汤样，则可能胸/腹腔内感染。

本发明至少设有一个压力传感器，所述的压力传感器与核心处理器联通工作，用 于测量配套引流管路或引流液容器内的压力值。压力传感器可以设置在PCB线路板上，通过 压力传感器的监测窗口设置专用延长管路与引流管路连通；也可以将压力传感器设置在引 流管路内，通过导联线将压力传感器与核心处理器联通工作。优选方案是，设置1个压力传 感器，并将压力传感器设置于引流液容器内壁，压力传感器能够动态监测引流液容器内的 压力变化，根据临床需要与负压控制阀配合工作，实现负压引流、或常压引流、或正压引流 的的动态监测与控制。负压控制阀可以采用手动控制调节，也可以采用电子自动化联动控 制；负压控制阀采用电子自动控制时，将负压控制阀与核心处理器联通工作，核心处理器根 据压力传感器的动态监测结果，自动调节负压控制阀的输出通路大小，实现引流管路内的 动态压力控制。所述的管路挤压装置与与核心处理器联通工作，根据系统设定的控制程序 自动挤压引流管路，控制程序包括且不限于动作间隔时间、每次动作的时长、挤压模式，避 免引流管路堵塞。管路挤压装置采用包括且不限于电机带动凸轮轴转动、或者电机驱动推 杆/或滚轮。优选的方案是，管路挤压装置采用指状蠕动泵作为动力源，配套的引流管路中 设置一段弹性泵管；工作时将弹性泵管置入指状蠕动泵的蠕动腔内，电机带动凸轮轴转动， 使滑块按照一定顺序和运动规律上下往复运动,像波一样依次挤压弹性泵管,使弹性泵管 中的液体或空气以设定的方向流动。根据临床需要，管路挤压装置工作模式可以自主设定， 管路挤压装置工作模式包括且不限于原位挤压、正向挤压、逆向挤压、正向/逆向交替挤压。 具体地说，管路挤压装置通过电机在原位对管路加压、松开实现原位挤压；管路挤压装置还 可以通过电机驱动凸轮正转、驱动引流软管中的液体或空气正向流动（由体内向外流动）， 实现正向挤压；管路挤压装置还可以通过电机驱动凸轮反转、驱动引流软管中的液体或空 气逆向流动（由体外向内流动），实现反向挤压；管路挤压装置还可以通过电机驱动凸轮正 转/反转交替动作实现引流软管中的液体或空气正向/逆向交替流动。管路挤压装置的工作 模式可以在操作界面自主设定；也可以将管路挤压装置的控制程序直接写入控制系统内， 在系统规定的间隔时间、每次动作的时长、挤压模式实现自动工作。比如，管路挤压装置每 间隔0.5-1小时自动运行一次，每次持续动作时间1-3分钟，挤压模式为正向/逆向交替挤 压。

所述的通讯模块与核心处理器联通工作，用于监测与控制信息的发送输出。通讯 模块采用有线通讯与无线通讯方式不限，优选的是采用2.4G或5G的Wifi通讯模块，与医护 工作站的医疗信息管理系统（HIS等）进行信息交互，将患者引流信息动态上传医疗信息管 理系统内。

所述的人机交互界面包括显示屏幕、控制界面等，主要功能包括监测信息/警示信 息的显示读出、功能设定及操作控制。控制界面设有包括但不限于流速控制、管路挤压装置 动作控制、引流压力设置三个功能键。其中流速控制键用于设定液体的排放速度，一般采用 计量“滴数/分钟”进行控制，避免排放速度过快造成胸/腹腔内瞬间失压；管路挤压装置动 作控制设定键用于设定管路挤压装置动作的间隔时间、每次动作的时长、挤压方向；引流压 力设置键用于设定对引流管路内施加的引流压力值，可根据临床需要设定为负压引流值或 常压引流。为了避免引流管路堵塞，利用压力传感器动态监测引流液容器内的引流压力值， 配合负压控制阀的电子自动控制，本发明还可以实现相对恒定值负压引流。具体做法是：引 流压力设置键设定负压引流值，并与负压控制阀自动化联动工作，当压力传感器监测到引 流液容器内设定的负压值衰减时，负压控制阀自动调大负压源的负压输出，当压力传感器 监测到引流液容器内设定的负压值增加时，则自动减少负压源的负压输出，使引流液容器 内设定的负压值保证动态稳定，实现相对恒定的负压值进行引流，保证引流管路的畅通。

所述的射频识别装置与核心处理器联通工作，用于患者身份识别、床位号识别以 及专用配套引流管路的识别与管理。射频识别装置采用RFID辨识器（也成为Reader），采用 外挂手持辨识器方式、或者将辨识器内置布局在本发明主机内，用于身份识别、床位号识别 时，只要将RFID辨识器对准患者手腕识别电子标签（Tag）或者床位号识别电子标签读出预 存信息，即可实现本发明设备与床位号、患者之间的信息绑定，并通过通讯模块将引流监护 信息与床位号/或患者信息绑定发送到医护工作站的医疗信息管理系统。射频识别装置用 于专用配套引流管路的识别与管理时，在专用配套引流管路的外包装或者产品任意部位外 周设置一个电子标签（Tag），产品电子标签内写入包括但不限于生产企业信息、注册证有效 期、产品有效期、产品使用时间（更换周期）等主要信息；在临床应用中，医护人员通过射频 识别装置将产品电子标签内信息读出后，核心处理器介入产品识别与管理，自动判定产品 是否合法并在有效期内，同时从产品使用之时开始计时，到达产品规定更换周期时自动给 出更换警示信息。进一步举例说明，假设采用的配套引流管路的有效期为2017年10月20日 至、产品更换周期规定为7天，射频识别装置将配套引流管路产品电子标签内信息读出后， 核心处理器自动判定产品是否失效（超过有效期）；如果配套引流管路产品失效，核心处理 器给出警示信息；如果配套引流管路产品在使用有效期内，核心处理器开始使用状态计时， 当配套引流管路产品使用时间将要到达更换时间时，核心处理器给出更换配套引流管路产 品的提示信息，并通过通讯模块将该提示信息与床位号/或患者信息绑定发送到医护工作 站的医疗信息管理系统，大大提高了配套医疗器械耗材的管理效能。

本发明的优点是：根据患者个体差异或临床需要，本发明本发明能通过滴数传感 器自动计量引流量，通过流量控制装置自主设定液体的排放速度；管路挤压装置能根据自 主设定或系统规定的间隔时间、每次动作的时长、挤压方向实现管路自动挤压；同时引流过 程中颜识别传感器发现液体颜异常时能及时发出警示信息；射频识别装置通过辨识床 位号电子标签/或患者身份电子标签后，核心处理器自动实现引流监视信息与患者信息的 快速绑定，通讯模块将绑定后的引流监视信息发送到医护工作站的医疗信息管理系统。同 时在此基础上射频识别装置还用于配套引流管路的识别与管理，射频识别装置将配套引流 管路产品电子标签内信息读出后，核心处理器自动判定产品是否失效，并根据产品使用更 换周期与实际使用时长及时提示产品更换时间。本发明不仅大大增强了胸/腹腔引流的安 全性，也大大降低了护理的工作强度，提高了医院信息化管理效能。

图1是本发明与配套管路组合后结构示意图。

图2本发明工作原理示意图：

图中所示：核心处理器（1）、流量控制装置（2）、滴数传感器（3）、压力传感器（4）、颜识 别传感器（5）、通讯模块（6）、引流软管（7）、管路挤压装置（8）、射频识别装置（9）、引流液容 器（10）、人机交互界面（11）、显示模块（12）。

下面结合附图和实施例具体地说明本发明。

实施例1：本发明的制备

如图2所示，各部件分别为：核心处理器（1）采用单片机，型号STC89C52，产地：STC公司； 流量控制装置（2）采用步进电机加推杆制成；滴数传感器（3）采用一组红外对管制成扫描光 栅；压力传感器（4）采用型号GZP6847微压力传感器，量程-50KPa~50KPa，产地：无锡芯感智； 颜识别传感器（5）采用型号TCS3200d，产地：深圳裕元；通讯模块（6）采用WiFi模块，型号 QCA9377，产地：高通公司；管路挤压装置（8）采用蠕动泵，型号BT100-2J，产地：保定兰格；射 频识别装置（9）采用RFID读卡模块，型号M5-EA-TH-00，产地：深圳莱卡；显示模块采用5寸液 晶显示屏；警示器采用采用常规蜂鸣器；操作功能键采用纽扣式电子按钮、外部采用医用PP 材料；存储模块采用常规存储芯片，三星HY27US08561A （32M）。

各部件检验合格后，根据图1所示结构和图2的工作原理，采用贴片、焊接、组装等 电子产品通用生产工艺制备PCB，电子产品常规技术生产。

上述附图及实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施

例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发 明的权利要求范围当中。对本发明的保护范围不构成任何限制。