人体便携式自动输液器的研制

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。
　　本文在分析目前常用输液泵的优缺点的基础上，选择DG-1盘状蠕动泵，并进行了结构改进；选择步进电机作为输液泵的驱动电机，为缩小整体的体积，将步进电机的驱动电路、按键、LCD和报警电路集成到单板上。硬件电路采用C8051F005单片机作为控制核心，利用集成芯片L297和L298对步进电机实现斩波驱动，通过按键控制步进电机的转速和转数实现对输液速度和输液量控制。步进电机与输液泵之间通过橡胶连接头实现连接，可缓解输液时由步进电机震动引起的脉动。
　　在分析常用的气泡探测器特点的基础上，针对输液管气泡检测的具体要求，选用超声波气泡探测器传感器进行气泡检测，并对其可行性进行了原理性的分析和论证。设计了超声波换能器的结构和信号处理电路，能够实现二重气泡监测功能。
　　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；电源监测和报警提示功能提高了系统的可靠性和安全性；温度补偿功能减轻了药液温度过低时给输液者带来的不适；参数设置记忆功能显示了系统设计的人性化特点。
　　通过实验结果，分析了影响输液精度的主要因素，采用拟合曲线法修改了控制方案，提高了输液精度；分析了影响超声波气泡探测器检测精度的主要因素，提出了改进方案；论证了输液器辅助功能具有较好的可靠性，满足设计要求。

目录

人体便携式自动输液器的研制

DEVELOPMENT OF PORTABLE AUTOMATICAL TRANSFER FACILITY FOR HUMAN BODY

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 国内外研究现状和分析

1.4 课题主要研究内容

第2章 气泡监测方法的研究与实现

2.1 气泡监测方案选择

2.2 超声波气泡探测器的研制

2.3 本章小结

第3章 输液器动力装置设计

3.1 输液泵的选择及改进

3.2 输液器驱动系统硬件设计

3.3 输液泵驱动系统程序设计

3.4 本章小结

第4章 输液器辅助功能设计

4.1 控制键盘的设计

4.2 LCD显示的设计

4.3 加热器的设计

4.4 电源管理的实现

4.5 报警及提示功能设计

4.6 参数记忆功能设计

4.7 本章小结

第5章 实验结果分析及设计改进

5.1 超声波气泡探测器实验结果及分析

5.2 输液速度实验数据分析及设计改进

5.3 辅助功能实验结果

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

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哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致 谢