人体便携式自动输液器的可靠性及安全性研究

摘要

便携式智能输液设备以微型电机代替普通的重力输液，能够精确控制输液速度和输液量；对输液过程进行监测，当出现如管路堵塞、有危险气泡等异常情况时，能够迅速地自动关断输液通路，防止输液事故的发生；输液结束后自动停机，并通过声光报警提醒病人或护理人员；具有携带方便，操作简单等特点。在精确输液，战场救护，紧急抢救等情况下，便携式智能输液设备能够大大提高安全性、精确性和工作效率，减轻护理人员的工作强度，是一种性价比很高的医疗设备。
　　本文在分析了便携式自动输液器的基本工作原理的基础上，对输液器系统进行了可靠性及安全性方面的研究。
　　首先，根据系统的功能与组成系统的单元之间在可靠性功能上的联系，建立了便携式自动输液系统的可靠性模型。采用改进型模糊分配方法对系统进行了可靠度的分配，得到了客观准确的结果。针对输液器的两个失效率较大的单元：输液速度控制单元和气泡监测单元，建立了它们的故障树，并采用故障树工程加权分析法对其可靠度进行了定量计算。采取了相应的措施来提高单片机控制系统和气泡监测系统的可靠性。
　　其次，通过实验验证了输液器人机界面系统的安全性。通过控制键盘和LCD，使用者可以方便地对输液器进行参数设置，避免了错误操作；报警提示功能提高了系统的安全性。
　　然后，针对输液器输液精度不高，影响输液精度的参数较多的状况，运用田口方法进行了方案的优化；采用最小二乘法多项式拟合法确定了步进电机驱动脉冲数目与输液速度之间的函数关系，改进了输液速度控制程序；将步进电机由恒速运行方式改为加减速运行的控制方式，提高了输液精度；通过实验，分析了输液时间和药液浓度对输液精度的影响；分析了影响超声波气泡监测精度的主要因素，验证了气泡监测系统的安全性；最后对输液器上所用材料的安全性进行了论证。

目录

人体便携式自动输液器的可靠性及安全性研究

RELIABILITY AND SECURITY RESEARCH ON PORTABLE AUTOMATICAL TRANSFUSION FACILITY FOR HUMAN BODY

摘 要

Abstract

目 录

绪论

1.1 引言

1.2 课题研究的目的和意义

1.2.1 课题研究的目的

1.2.2 课题研究的意义

1.3 可靠性理论的发展及其在医疗设备中的应用

1.4 便携式自动输液器的研究现状

1.4.1 便携式输液的实现途径

1.4.2 医用输液泵的简介及其发展趋势

1.5 课题主要研究内容

第2章 便携式自动输液器的基本结构与可靠性模型

2.1 便携式自动输液器的基本组成和工作过程

2.1.1 便携式自动输液器的基本组成

2.1.2 便携式自动输液器的工作过程

2.2 系统的可靠性模型

2.2.1 可靠性模型概述

2.2.2 人体便携式自动输液系统可靠性模型的建立

2.3 本章小结

第3章 便携式自动输液系统的可靠性分析

3.1 系统的可靠性分配

3.1.1 可靠性分配方法概述

3.1.2 便携式自动输液系统的可靠性分配

3.2 系统的故障树分析

3.2.1 故障树的基本概念

3.2.2 输液器系统故障树的建立

3.2.3 输液器系统的故障树工程加权分析

3.3 便携式自动输液系统可靠性的提高

3.3.1 单片机系统可靠性的提高

3.3.2 气泡监测系统可靠性的提高

3.4 本章小结

第4章 基于田口方法的影响输液精度参数的优化

4.1 田口方法概述

4.2 影响输液精度的参数的优化

4.2.1 系统的优化过程

4.2.2 效果

4.3 设计的改进

4.4 本章小结

第5章 便携式自动输液系统的安全性研究

5.1 人机界面的安全性

5.1.1 控制键盘

5.1.2 LCD显示

5.1.3 报警及提示功能

5.2 输液精度的保证

5.2.1 输液速度控制程序的改进

5.2.2 步进电机速度控制方法的改进

5.2.3 输液时间和药液浓度对输液精度的影响。

5.3 气泡监测系统的安全性

在输液过程中进行气泡监测时，需要确定用来检测的超声波是否会产生空化作用从而影响输液过程。影响超声波空化的因素主要有：

5.4 材料的安全性

5.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢