淺談醫(yī)用輸液分析儀的設計與應用

摘 要：隨著醫(yī)療技術的發(fā)展、藥物品類的增加和臨床的需要，對輸液精度的要求越來越高，對醫(yī)用可以控制輸液量與流速的設備也日趨增加。輸液泵是一種能夠準確控制輸液滴數(shù)或輸液流速，保證藥物能夠速度均勻、準確并且安全地進入病人體內(nèi)發(fā)揮作用的一種儀器。輸液泵可以減輕醫(yī)護人員的工作負擔，在臨床上的應用也越來越廣泛，在使用輸液泵前，對輸液泵輸液速度準確性的控制和檢測至關重要。本文通過分析計算，設計出可以用于輸液泵輸液速度的標定及檢測的輸液分析儀，采用輸液分析儀可以大大降低檢驗員的工作量，降低人為操作誤差，可嚴格檢測輸液泵的產(chǎn)品質(zhì)量。

關鍵詞：輸液泵；輸液速度；準確性；檢測；輸液分析儀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.121

0 緒論

在臨床使用中，對于重癥患者、老幼患者根據(jù)藥物和患者的體質(zhì)情況，可以用輸液泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的重力輸液方式達到精確控制輸液速度。使用同一臺輸液泵，相同的設置，不同的輸液器對輸液速度的影響很大，因此必須用所用的輸液器對輸液泵進行標定和檢測，確保輸液泵的輸液速度準確，否則會危及患者的生命安全。一般方法，采用量筒、壓力表、天平檢測輸液泵的輸液速度、輸液量、阻塞壓力的準確性。本文主要講述了如何采用輸液分析儀來檢測輸液泵的輸液速度和壓力，以及采用的檢測方法、工作原理、檢測內(nèi)容和實際應用。

1 輸液分析儀的檢測方法

通常，輸液泵速度準確性的檢測方法有兩種：一種是通過體積檢測，另一種是通過重量檢測。

（1）體積檢測法，是用一個標準體積的容器對所測液體進行測量，然后再根據(jù)一定時間內(nèi)測量的體積計算出液體的速度。此種方法占用空間少，操作簡單，查看方便，檢測效率高。如輸液分析儀。

（2）重量檢測法，是用一個標準的能測量液體重量的儀器對所測液體進行測量，然后再根據(jù)一定時間內(nèi)測量的重量計算出液體的速度。此種方法占用空間大，測量較低速度時的測量精度高，相對檢測效率低。如天平。

2 輸液分析儀的組成及工作原理

（1）輸液分析儀的組成。輸液分析儀是由玻璃管、玻璃管固定腔、玻璃管切換腔、壓力傳感器、電磁閥、檢測電路板、外殼、顯示電路板等零件組成。輸液分析儀不僅可以檢測輸液速度，還能標定輸液速度、標定和檢測輸液泵的阻塞壓力。輸液分析儀采用模塊式結構，一個模塊可以檢測一臺輸液泵，為提高效率可以用多個模塊檢測多臺輸液泵。單個模塊的輸液分析儀內(nèi)部結構圖，如圖1所示。

（2）輸液分析儀的工作原理。阻塞壓力標定和檢測：主要采用壓力傳感器對阻塞壓力進行標定和檢測。標定時，將壓力傳感器檢測到的壓力值反饋到內(nèi)部程序，并保存。檢測時，利用壓力傳感器檢測到的壓力值與內(nèi)部保存的值對比，判斷阻塞壓力是否準確。

輸液速度標定和檢測：主要采用玻璃管，再加上玻璃管切換腔、切換閥、檢測電路板以及內(nèi)部單向閥的配合對輸液速度進行標定和檢測。玻璃管的尺寸按照要求嚴格加工，高度和內(nèi)徑是一定的。標定時，通過檢測電路板檢測流經(jīng)玻璃管內(nèi)液體的液面高度，內(nèi)部程序計算單位時間內(nèi)通過玻璃管的液體的速度，速度不準，程序將速度反饋給輸液泵，輸液泵根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)調(diào)整輸液速度，直到速度準確，并保存。同理，檢測時，也是對輸液速度進行對比判斷。

進入到玻璃管的液體需要排出，為了提高效率，使用兩根玻璃管交替進液出液。輸液分析儀檢測輸液泵的水路示意圖，如圖2所示。

3 輸液分析儀主要部件的選用

（1）玻璃管尺寸：玻璃管的內(nèi)徑和長度決定所能檢測的輸液泵最大流速，輸液泵的最高速度1000ml/h，最低速度1ml/h，初步選定以1000ml/h的速度充滿玻璃管需要19.84S。玻璃管內(nèi)的水充滿后，靠水的高度及自重排出，排水大概需要時間3S。材料選用抗腐蝕性、抗沖擊性、強的機械性、容易清洗的玻璃管。

（2）檢測電路板上檢測元器件的焊接位置：和玻璃管配合，檢測輸液泵的最小流量，決定輸液分析儀的精度，檢測元器件的焊接位置相距1.5mm，確定了檢測到的最小流量為42.39微升，精度高于最低速度1ml/h±5%。

（3）檢測電路板上的光柵：由于電路板上的檢測元器件位置相距太近，可能會干擾相互間的信號，影響檢測效果。利用光柵可以避免相互間的干擾問題，光柵上的開槽位置與檢測元器件的焊接位置一致。材料選用擋光性好，強度高，加工性好，薄的金屬薄板。

（4）壓力傳感器：壓力傳感器的量程決定輸液分析儀所能檢測的最大壓力，大于所檢測的輸液泵的泵壓和阻塞壓力。壓力傳感器的量程選用大于1MPa的。

（5）三通和兩通電磁閥：用于切換進水和出水電磁閥的使用壓力不能太小，高于充滿液體玻璃管內(nèi)的壓力。

4 輸液分析儀的主要結構

（1）切換閥的安裝結構。有1個三通電磁閥2個兩通電磁閥。輸液分析儀進水后，用三通電磁閥來回切換水分別進入兩根玻璃管，使水充滿左邊玻璃管后切換到右邊玻璃管。2個兩通電磁閥分別用來排出兩根玻璃管的水。電磁閥安裝在一個固定塊上，此塊內(nèi)部有多道孔，用于水的進出，此塊的材料選用防銹、加工性好的金屬塊或塑料塊。在結構設計時，特別注意，每根玻璃管的進水和出水是相通的，必須要在玻璃管的進水處增加一個單向閥，確保玻璃管進水時，只能從入水口處進水，排水時只能從排水口排出，玻璃管內(nèi)的水不會倒流到入水口。

（2）玻璃管的安裝結構。為節(jié)省檢測時間，需用2根玻璃管互相切換檢測。在玻璃管的兩側有檢測電路板、檢測光柵、進出水接頭。這些零部件安裝在一個長條塊上，此塊內(nèi)部有多道孔，用于2根玻璃管進出水，此塊材料選用防銹、加工性好的金屬塊或塑料塊。在結構設計時，重點考慮玻璃管的安裝方法及密封性。玻璃管從頂部穿入，玻璃管上有密封裝置，與長條塊的上下孔內(nèi)壁配合壓縮密封。在加工長條塊時，要嚴格控制孔內(nèi)壁的粗糙度，上下孔的同軸度。

5 輸液分析儀的實測數(shù)據(jù)

（1）用傳統(tǒng)阻塞檢測方法測得阻塞報警值和輸液分析儀檢測阻塞報警值對比檢測條件：某品牌輸液泵、某品牌的輸液器、檢測速度25ml/h、壓力表（量程0.6Mpa）、輸液分析儀用傳統(tǒng)方法測得阻塞報警值如表1，用輸液分析儀測得阻塞報警值如表2。

（2）用傳統(tǒng)精度檢測方法測得精度和輸液分析儀檢測精度對比。檢測條件：某品牌輸液泵、某品牌輸液器、某一檢測速度（10ml/h、200ml/h、1000ml/h）、天平（量程500g）、輸液分析儀、溫度25℃

用天平測得輸液精度如表3，用輸液分析儀測得輸液精度如表4。

6 結論

通過以上輸液分析儀的工作原理、結構、實測數(shù)據(jù)可以看到，用輸液分析儀檢測輸液泵的阻塞和精度，具有模塊化、操作簡單、精度高、節(jié)省時間、攜帶方便等優(yōu)點，且有效的標定和檢測輸液泵輸液精度，輸液分析儀的使用具有現(xiàn)實意義。在設計中尚存在著不足，對某些方面的細節(jié)考慮還有著一定的欠缺，需要進一步的提煉與改善。

參考文獻：

[1]滕鵬飛，程佳，揚其華，王文林，黃震威.活塞式輸液泵分析儀檢定裝置的研究[J].傳感器與微系統(tǒng)，2012，31（12）：16-18.

[2]陳彤.醫(yī)用輸液泵的工作原理與質(zhì)量控制[J].計量與測試技術，2012，39（05）：16-17.

[3]邱睿.輸液泵的質(zhì)量檢測[J].醫(yī)療裝備，2016（15）：33-34.

[4]鄧振進.輸液泵流速準確性檢測方法的探討[J].中國醫(yī)療設備，

2015，30（04）：110-111.

[5]GB 9706.1-2007醫(yī)用電氣設備第1部分：安全通用要求[S].

作者簡介：薛秀英（1985-），女，山西大同人，本科，工程師，主要從事醫(yī)療器械的機械結構設計開發(fā)工作。