詹凡【科技立項】

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1、校學編號：西安郵電大學大學生科技創(chuàng)新活動項目申請表項目名稱：便攜式醫(yī)用輸液器項目負責人：詹凡項目指導老師：唐垚項目類別：B項目來源：網(wǎng)絡項目申報單位：通信與信息工程協(xié)作單位：申報時間：2014-05-02西安郵電大學團委制2014年3月12一、研究目的及意義對于需要自助式服務的病人來說，尤其是由于手術后，晚期癌癥，分娩等原因所致的慢性疼痛的病人，往往需要一種可以有病人自己操作，自主定時，定量向病人進行輸液的智能自動輸液器，已達到治療和鎮(zhèn)靜的作用。為此，我們設計了一種便攜式醫(yī)用自動輸液器。該儀器采用電池作為供電電源，并具有功耗小

2、，體積小，質(zhì)量小等優(yōu)點?？蓾M足便攜式需求。此外，該儀器安全性高，計量準確。自動化程度高，可適應現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的需要。二、和本課題有關的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析（包括發(fā)展水平和存在的問題等）該裝置能在輸液過程中自動、準確、及時地向護士值班室（護士站）發(fā)出換瓶與拔針信息。一改現(xiàn)行的靠人工觀察和報告輸液時換瓶、拔針信息的落后方法，使護士能及時準確地執(zhí)行換液、拔針操作，徹底解決醫(yī)院長期以來輸液更換藥瓶和拔針時刻難以把握的“老、大、難”問題，從而明顯降低護士勞動強度，提高工作效率，減輕病人、陪人及醫(yī)護人員的精神負擔，有效地避免因輸液換藥瓶或拔針

3、不及時引起的醫(yī)療事故與糾紛，為實現(xiàn)醫(yī)院護理工作自動化、信息化，提高醫(yī)護質(zhì)量開辟一條新的途徑。與現(xiàn)有技術對比：12　　目前，國內(nèi)尚無此類裝置，部分醫(yī)院現(xiàn)有的呼叫裝置，普遍存在著明顯缺陷：即按鈴、對講系人工操作，對于缺乏輸液知識的病人或陪人來講很難把握好發(fā)信號的時間，特別是夜間輸液時，病人和陪人睡著后，此類呼叫裝置就形同虛設。開發(fā)程度與市場前景分析：　　此裝置國內(nèi)尚未開發(fā)生產(chǎn)，市場前景廣闊，我國目前擁有的病床數(shù)約為４個／千人。生產(chǎn)設備簡單，技術難度小，啟動資金５萬元即可進行規(guī)模生產(chǎn)，按每個純利２０－３０元計，產(chǎn)一萬個可獲利潤0-3

4、萬元。三、研究內(nèi)容和方法硬件電路設計3.1采樣部分電路設計。如圖所示，系統(tǒng)首先將點滴信號通過光電紅外對管（由一個起發(fā)射作用的紅外二極管和一個起接收作用的三極管組成）轉換成可處理的電信號，再經(jīng)過斯密特觸發(fā)器和單穩(wěn)多諧振蕩器整形后形成矩形信號進人單片機進行處理，最后利用數(shù)碼管將測量結果直觀的顯示出來。123.2信號處理和顯示部分設計本系統(tǒng)選用87C51單片機。87C51以8051單片機為內(nèi)核，內(nèi)置中央處理單元、128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、32個雙向輸入/輸出(I/O)口2個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通

5、信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。數(shù)碼管顯示采用MAX7219驅(qū)動，MAX7219集成電路連接只用三根I/O口就可以完成多個數(shù)碼管（共陰極）的輸出顯示。而三聯(lián)體的3LED數(shù)碼管（共陰極）的選用減少連接線路且有效縮減空間進而減小板子體積3.3報警模塊的設計由一個黃色指示燈、一個綠色指示燈和一個蜂鳴器構成。當病人感到不適時按下按鍵時，指示燈交替閃爍，蜂鳴器按同樣的頻率發(fā)出聲音，同時可以調(diào)整報警方式，以不同的頻率閃爍和鳴叫。當輸液速度超出上限和下限時，指示燈交替閃爍且蜂鳴器發(fā)出聲音。4.軟件設計4.1程序流程圖（如圖2所示）12首先，為了提高

6、系統(tǒng)的可靠性，電路的焊接質(zhì)量一定要過關。在實驗中軟件無問題的前提下，一定要注意檢查是否存在硬件故障。其次，采用模塊化的設計的思路，盡量將主程序分塊實現(xiàn)?？紤]將整個系統(tǒng)分為三大處理狀態(tài)，單片機根據(jù)系統(tǒng)當前的狀態(tài)作出相應的處理。整個系統(tǒng)的狀態(tài)分為：正常工作狀態(tài)、調(diào)整上限狀態(tài)和報警方式選擇狀態(tài)。同時主函數(shù)的處理過程主要包括鍵盤處理和數(shù)碼管顯示。在每個處理步驟中同樣需要根據(jù)系統(tǒng)當前狀態(tài)來判斷需要執(zhí)行的操作。這樣整個程序思路清晰、所有處理過程一目了然。再者，點滴速度的測量是根據(jù)給定時間內(nèi)點滴的數(shù)目與給定時間求商得到，每次得到的點滴速度與

7、前四次點滴速度再求算術平均，得到的結果通過數(shù)碼管顯示。最后，定時器的使用非常關鍵。幾乎每一步操87C51的定時器只有122個，因此需要進行擴展。最為簡便的一種方法就是：設置定時的基本單元1ms，實現(xiàn)10ms、0.5s和3s控制均設為1ms的倍數(shù)。另外一個定時器用于計數(shù)外部脈沖，實現(xiàn)鐘滴數(shù)的實時顯示。本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)全部采用C語言編寫，已直接下載到單片機仿真調(diào)試，通過增量式開發(fā)的方法，逐步的加入功能模塊并調(diào)試，最后完成了完整的系統(tǒng)調(diào)試。四：創(chuàng)新之處和可預期的創(chuàng)造性成果創(chuàng)新之處：l該儀器采用電池作為供電電源，并具有功耗小，體積小，

8、質(zhì)量小等優(yōu)點。l代替?zhèn)鹘y(tǒng)輸液器，充分實現(xiàn)了智能，便捷的理念。大大提高了護士的工作效率。l當完成輸液或出現(xiàn)異常時，自動進入報警系統(tǒng)，提高了輸液的安全性。創(chuàng)造性成果：此裝置國內(nèi)尚未開發(fā)生產(chǎn)，市場前景廣闊，我國目前擁有的病床數(shù)約為４個／千人。生產(chǎn)設備簡單，技術難度小，啟動資金５萬元