智能输液输血加温仪的制作方法

1.本发明属于医疗器械领域，涉及电加热设备，尤其是一种智能输液输血加温仪。


背景技术：

2.体温是人体重要的生命体征之一，保持恒定的正常体温，是保证人体新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件。
3.输液、输血以及肠道内营养液输注在现代医疗手段中已经是不可缺少并极其重要的一种治疗手段。在输注液体的过程中，大量低于体温的液体输入患者体内，不仅会导致患者不适，还会导致患者体温下降，严重的可能导致低体温综合症。低体温综合症可导致多种并发症的发生，如导致麻醉药物代谢缓慢（药物毒副作用加强）、延长麻醉复苏时间、凝血障碍、免疫功能下降、心血管功能异常、术后出血量增加、伤口感染率增加、参与诱发全身炎症反应综合症、脏器功能下降或紊乱、术后寒战及死亡率增加等。
4.对于军队野战、野外急救、突发自然灾害或户外突发事件等产生的大量创伤患者的救治，输液、输血也是临床抢救和治疗的重要措施之一。针对战场或野外复杂、多变、寒冷、简陋的自然条件，迫切需要一款体积小巧、便于携带，可长时间供电且高效、安全、可靠的输液输血加温设备，从而提升应急及卫勤保障能力，在应对战争以及突发自然灾害或户外突发事件等时，减少伤亡率。
5.现有对输液输血进行加温的装置，在临床使用中普遍存在加热路径短，加热效率低，局部加热温度过高从而破坏输注的血液及药液，不能对流经加热装置输出的液体温度进行连续、精准的动态控制，不能使输出的液体温度稳定的达到预设温度。
6.使用基于物联网（the internet of things，iot）的远程移动支付和控制技术及近场通信技术的智能化医疗设备是未来医疗行业的主要发展方向，有利于社会医疗资源的优化和配置。可以提供具有个性服务、全面感知、智能监控等特点的智能医疗设备，满足了多场景、多用途、多用户对医疗设备的现实需求。
7.通过检索，未发现与本专利申请相同的公开专利文献。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于，针对目前临床需要并克服现有产品存在的局限性及技术不足，而发明的一种智能输液输血加温仪。该智能输液输血加温仪安全可靠、小巧便携、加热迅速、精准稳定、操作简单、易于维护、无易耗品、使用成本低，满足了多场景（如手术室、icu、病房及野外急救等）、多用途（如静脉输液、输血、覆膜透析、冲洗、灌注及营养液等）、多用户（如各级医疗机构各科室、病房、患者和家属以及军队、急救等野外环境用户）对输液输血加温设备的现实需求。
9.本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
10.一种智能输液输血加温仪，它包括：电源、控制器、滴速检测模块和加热套管。其中。
11.所述控制器包括。
12.显示控制面板，是控制器中的人机接口，通过用户对面板上按键的操作生成用户指令，并将该用户指令发送给控制模块，同时接收控制模块反馈的显示、提示或报警信息，并将上述信息实时显示给用户。
13.控制模块（含环境温度检测模块）接收所述显示控制面板的用户指令及通过所述天线和通讯模块传输的远程后台指令，并结合相应模块采集到的加热套管输入端温度、输出端温度、滴速及环境温度等实时信息根据特定算法进行计算，从而控制加热电能经所述输入输出接口及连接馈线传输给所述加热套管，用于对所述加热套管内包裹的输液管中流经的液体进行加热，同时将显示及提示信息发送给所述显示控制面板，如所述控制模块经计算产生报警条件，则将向所述报警模块发送相应指令，通过声光方式发出相应级别的报警提示信息，并对加热套管的加热进行相应的控制，同时通过所述通讯模块以及天线将显示、提示或报警信息实时传输给远程后台控制系统及用户终端。
14.通讯模块包含物联网模组、蓝牙模组以及nfc近场通信模组，此三个模组可根据需求组合或者单独使用。其中：所述通讯模块可完成物联网远程支付、nfc近距离非接触式支付以及远程控制和实时信息传输。用户可通过手机扫描所述设备外壳上的二维码进入手机端应用程序，选择相应项目并支付，当用户远程支付成功后，后台会通过所述天线和物联网模组的传输向所述控制模块发送相应的远程后台指令，所述控制器按指令工作。或者使用支持nfc的设备或卡片，在无需网络的条件下支付完成后，所述通讯模块直接向所述控制模块发送指令，所述控制器按指令工作。同时，所述控制器通过所述通讯模块以及天线将显示、提示或报警信息实时传输给远程后台控制系统及用户终端或相应配套的护士站提示系统。
15.天线，连接通讯模块，用于其与物联网后台、蓝牙或nfc设备的连接并实时传输数据。
16.报警模块，如所述控制模块经计算产生报警条件，则将向所述报警模块发送相应指令，通过声光方式发出相应级别的报警提示信息。
17.输入输出接口，连接馈线，用于控制器、电源、滴速检测模块和加热套管之间电能及数据的连接与传输。
18.而且，所述电源为电源适配器或者电池组件。
19.进一步地，所述电源中的电源适配器可以根据需求配置100-240v自适应交流电源适配器，用于医疗机构等室内环境使用；也可以根据需求配置12v/24v直流车用电源适配器，用于救护车等车载环境使用。
20.进一步地，所述电源还可以根据需求配置专用电池组件，用于野外无电源环境使用。
21.而且，所述滴速检测模块采用外挂于输液管滴斗处的方式，利用光学原理，以滴斗内相邻两滴液体滴下的间隔时间为周期，实时计算出每分钟液体滴数，并将滴速数据经连接馈线及输入输出接口实时传输给所述控制模块用以进行相关计算。
22.进一步地，所述滴速检测模块所检测到的滴速数据实时显示在所述显示控制面板上。
23.进一步地，所述滴速检测模块所检测到的滴速数据还可在远程后台控制系统及用
户终端或相应配套的护士站提示系统上实时显示。
24.而且，所述加热套管为柔性，截面呈类似c的形状。
25.进一步地，所述加热套管内腔用于包裹输液管，沿长度方向开有通槽，用于嵌入输液管。
26.进一步地，所述加热套管整体由硅胶作为基材，采用挤出及模压工艺制作。
27.进一步地，所述加热套管内部嵌有发热体，输入端温度传感器、输出端温度传感器、温度保护开关和线路。
28.进一步地，所述加热套管内所嵌发热体，由多股碳纤维丝按特定的顺序或排列方式规则的嵌于所述加热套管内部。
29.本发明的优点和有益效果在于。
30.1、本智能输液输血加温仪采用了模块化集成电路及便携式设计，治疗仪安全可靠、小巧便携、加热迅速、精准稳定、操作简单、易于维护、无易耗品、使用成本低，并可按不同用途组合相应模块使用，满足了多场景（如手术室、icu、病房及野外急救等）、多用途（如静脉输液、输血、覆膜透析、冲洗、灌注及营养液等）、多用户（如各级医疗机构各科室、病房、患者和家属以及军队、急救等野外环境用户）对输液输血加温设备的现实需求。
31.2、本智能输液输血加温仪使用了基于物联网的远程移动支付和控制技术及近场通信技术。可完成物联网远程支付、nfc近距离非接触式支付以及远程控制和实时信息显示。患者及家属可通过手机扫描二维码或使用支持nfc的设备或卡片，自主完成支付使用本设备。并且设备的实时温度、设置温度、滴液速度、加热时间等相关信息以及温度过低、温度过高、滴速异常以及输液结束等相应报警信息都将显示在用户手机端或相应配套的护士站提示系统上，并可在远程后台控制系统进行备份。这样可极大的减轻护理人员的工作强度，更有利于护理人员合理的安排工作时间。
32.3、本智能输液输血加温仪采用非接触的光学方式对流经输液管滴斗的液体滴速进行检测，对输液管内液体没有任何影响，安全性高，可靠性高，检测精确度高。
33.4、本智能输液输血加温仪既可以根据需求配置用于医疗机构等室内环境使用的电源适配器，也可以配置用于救护车等车载环境使用的电源适配器。还可以使用专用电池组件供电，不受野外无电源环境及地理位置的影响，便于携带，可长时间供电，满足军队野战、野外急救、突发自然灾害或户外突发事件等对伤病者野外输液输血加温的救护需求。
34.5、本智能输液输血加温仪的柔性硅胶加热套管，采用特定工艺制作，结构巧妙，加热路径长，加热效率高，升温迅速且稳定。与液体的非接触式加热设计，安全性高，使用中无易损易耗品，使用成本低，适合广泛使用。
35.6、本发明提供的智能输液输血加温仪的控制方法，基于采集到的加热套管输入端温度、输出端温度、滴速以及环境温度等实时数据，应用pid（比例微积分）闭环控制算法，对流经加热套管输出的液体温度进行连续、精准的动态控制，以使其稳定的达到预设温度。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计
方案和附图。
37.图1为本智能输液输血加温仪的逻辑框图。
38.图2为本智能输液输血加温仪的系统流程图。
39.图3为本智能输液输血加温仪加热套管的结构示意图。
40.图4为本智能输液输血加温仪加热套管中段的截面示意图。
41.图5为本智能输液输血加温仪滴速检测模块的结构示意图。
42.图中：1—输液管、2—加热套管上端、3—加热套管中段、4—加热套管下端、5—加热套管通槽、6—输入端温度传感器、7—输出端温度传感器、8—温度保护开关、9—加热套管连接馈线、10—加热套管发热体、11—加热套管内空腔、12—滴速检测模块、13—输液管滴斗、14—滴斗内液滴、15—滴斗内液面最佳位置、16—光学发射组件、17—光学接收组件、18—滴速检测模块连接馈线。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，只是描述性的，不是限定性的，并不用于限定本发明的保护范围。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
44.实施例。
45.参见图1—5，一种智能输液输血加温仪，它包括：电源、控制器、滴速检测模块和加热套管。
46.图1显示了本发明各组成部分以及各模块之间的逻辑关系。电源用于为所有模块及组件提供电能。控制器包括显示控制面板、控制模块（含环境温度检测模块）、通讯模块、天线、报警模块以及输入输出接口。控制模块接收显示控制面板的用户指令及通过天线和通讯模块传输的远程后台指令，并结合相应模块采集到的加热套管输入端温度、输出端温度、滴速及环境温度等实时信息根据特定pid算法进行计算，从而控制加热电能经输入输出接口及连接馈线传输给加热套管，以达到加热输液管内流经液体的目的，同时将显示及提示信息发送给显示控制面板，如控制模块经计算产生报警条件，则将向报警模块发送相应指令，通过声光方式发出相应级别的报警提示信息，并对加热套管的加热进行相应的控制，同时通过通讯模块以及天线将显示、提示或报警信息实时传输给远程后台控制系统及用户终端或相应配套的护士站提示系统。
47.图2显示了本发明的工作过程,包括以下几个步骤。
48.步骤一：按要求连接好电源线、电源、控制器、滴速检测模块及加热套管。打开电源开关，启动控制器，电源加电，系统自检正常后运行。
49.步骤二：控制器中的通讯模块加电后，通过天线传输数据与物联网远程支付控制
后台连接，用户通过其智能手机扫描控制器外壳上的二维码进入手机端应用软件，并根据自身需要选择相应的疗程项目并支付，当用户远程支付成功后，后台会根据用户选择的项目向通讯模块发送相应的远程后台指令，控制器按指令工作。或者使用支持nfc的设备或卡片，在无需网络的条件下支付完成后，通讯模块直接向控制模块发送指令，控制器按指令工作。
50.步骤三：用户操作控制器的显示控制面板上相应按键，控制模块依据用户的操作接收用户指令，再结合通过输入输出接口及连接馈线接收到的加热套管输入端温度、输出端温度、滴速以及环境温度等实时数据信息，应用pid闭环控制算法，对流经加热套管输出的液体温度进行连续、精准的动态控制。
51.步骤四：控制模块将实时温度、设置温度、滴液速度、加热时间等相关的显示及提示信息发送给显示控制面板。
52.步骤五：如控制模块经计算产生报警条件，则将向报警模块发送相应指令，通过声光方式发出相应级别的报警提示信息，在显示控制面板上显示相应报警信息，并对加热套管的加热进行相应的控制，同时通过通讯模块以及天线将显示、提示或报警信息实时传输给远程后台控制系统及用户终端或相应配套的护士站提示系统。
53.图3显示了本发明加热套管的结构，该加热套管整体由硅胶作为基材，采用挤出及模压工艺制作，加热套管整体为柔性，3—加热套管中段截面呈类似c的形状。11—加热套管内空腔用于包裹1—输液管，沿长度方向开有5—通槽，用于嵌入1—输液管，在上下两端分别设计有扩径部分2—加热套管上端和4—加热套管下端。2—加热套管上端内嵌有6—输入端温度传感器，用于检测1—输液管内流经液体输入温度。4—加热套管下端内嵌有7—输出端温度传感器以及8—温度保护开关，分别用于检测1—输液管内流经液体输出温度以及当输出温度过高时关闭加热。加热套管通过9—加热套管连接馈线与控制器输入输出接口连接。
54.图4显示本发明加热套管中段截面的结构，3—加热套管中段截面呈类似c的形状，11—加热套管内空腔用于包裹1—输液管，沿长度方向开有5—通槽，用于嵌入1—输液管，3—加热套管中段内所嵌10—加内套管发热体，由多股碳纤维丝按特定的顺序或排列方式规则的嵌于3—加热套管中段内部。
55.图5显示本发明滴速检测模块的结构，12—滴速检测模块采用外挂于13—输液管滴斗处的方式，利用光学原理，通过16—光学发射组件和17—光学接收组件检测13—输液管滴斗内相邻两滴14—滴斗内液滴滴下的间隔时间周期，实时计算出每分钟液体滴数，并将滴速数据经18—滴速检测模块连接馈线及输入输出接口实时传输给控制器内控制模块用以进行相关计算。
56.本发明的创新点在于。
57.本发明采用了模块化及便携式设计，使用了基于物联网的远程移动支付和控制技术及近场通信技术，安全可靠、小巧便携、加热迅速、精准稳定、操作简单、易于维护、无易耗品、使用成本低，并可按不同用途组合相应模块使用，满足了多场景（如手术室、icu、病房及野外急救等）、多用途（如静脉输液、输血、覆膜透析、冲洗、灌注及营养液等）、多用户（如各级医疗机构各科室、病房、患者和家属以及军队、急救等野外环境用户）对输液输血加温设备的现实需求。本发明还公开了智能输液输血加温仪的控制方法，基于相应模块采集到的
加热套管输入端温度、输出端温度、滴速以及环境温度等实时信息，应用pid（比例微积分）闭环控制算法，对流经加热套管输出的液体温度进行连续、精准的动态控制，以使其稳定的达到预设温度。
58.虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并非是用来限定本发明的，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自可当做各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本技术的权利要求保护范围所界定的为准。