感應式點滴控制系統
An induction intravenous drip control system
黃錫泉 Hsi-Chuan Huang¹ 巫明隆 Ming-Long Wu¹ 梁家豪 Chia-Hao Liang¹
1建國科技大學自動化工程系暨機電光系統研究所
Department of Automation Engineering And Institute of Mechatronoptic Systems, Chienkuo Technology University
一、中文摘要
為提升醫療品質與看護效能，本研究主要研 發一套感應式點滴控制系統，系統包括一組感測 器及閃爍警示裝置，當點滴藥液導入要管時，浮 標會懸浮於上端，直到藥液降低到一定程度時，
藥管中浮標將被通過感測器，感應訊號立即啟動 閃爍警告指示燈或蜂鳴器，提醒看護人員同時連 結護理站顯示點滴液需要更換。本系統之運作可 達到自動檢測藥液量之目的，未來該裝置搭配電 池即可居家使用，亦可結合各個醫院的護理站形 成一套輔助看護的醫療警示系統，在照顧病患上 增加安全性及便利性。
關鍵詞： 點滴、自動、看護 Abstract
For the purpose of improving the medical service quality and the nursing potency, this research is mainly focus on developing such an induction intravenous drip control system. There are a set of sensor device and blinking warning indicating lamp or the buzzer being used in this kind of automated infusion control system. When the dose of intravenous drip medication starts giving to the intravenous lines, the buoy will stay at the extreme upper position eventually. The buoy will activate a sensor device when the intravenous drip medication has been reduced to a certain extent. And this action will trigger off a signal to switch on the warning indicating lamp or the buzzer immediately. It really can used to remind nurses of replacing the intravenous drip medication. Or, its signal can also be linked to the infusion control monitoring device at nursing stations to show that the intravenous drip medication needs replacing eventually. automated infusion quantity control can be done by the operation f this system apparently. Beside of that, by using the portable battery, this kind of intravenous drip medication control system can become a home use device of course. And furthermore, it can be linked with those nursing stations, which are owned by several different hospitals, to form a set of medial
caution system of auxiliary nursing works. And it truly can improve the performance of the safety and the convenience of taking care of patients a lot consequently.
Keywords: Intravenous drip, Automation, Health aide
二、緣由與目的
近年來生醫檢測系統在醫療機構中逐漸受到 重視，然而病人在打點滴時，需家屬、看護或醫 護人員隨時注意藥瓶中剩餘藥液量，當點滴中藥 液已輸完時，而家屬、看護或醫護人員又因忙碌 或疏忽，導致血液逆流或空氣進入血管中造成氣 體的栓塞，使血液無法流到血管而缺血壞死，因 此成為醫護站嚴重的安全隱憂。
在自動檢測藥瓶中藥液是否滴定完與即將滴 完，有研究者利用非接觸式感應技術改變傳統形 式的吊點滴裝置，結合主動式與被動式的感測模 式，用上下界線將感測元件訊號進行分析與處 理，以無線傳輸感測訊號或控制命令發送狀態至 使用者手機，讓使用者即時掌握狀況資訊，然而 生醫訊號本身相當微弱，不同於一般的電訊號 [1-3]。
因此，有研究者利用積體化的系統設計，透 過運算放大電路將感測器訊號放大至希望的電壓 範圍，不只縮小體積還可減少消耗功率，而低功 率消耗應用在攜式醫療儀器上，進而發展出一套 整合型系統用於輔助傳統的醫療流程[4-6]。
另外，有研究者針對設計光源閃爍頻率與導 通率變化的電路，將處理過的訊號送至 NE555 當 作載波產生器以載波的形式達到光源閃爍控制以 作為警訊[7-9]。
為此，本研究將以對照式感測器偵測點滴剩 餘量，並透過運算放大器放大比較，在以邏輯閘 方式需同時兩組以上感測器導通，才在病患身邊 發出警示信號，並將信號發送給醫護站。除了提 醒看護人員外，亦可讓護理人員得知哪裡需要更 換點滴，不需多花心思，一直等待輸液完畢。讓 看護人員安心休息，同時減低醫護人員之時間與 精力，並提昇醫院作業效率與醫療服務品質。
三、材料與方法
本研究係一種感應式點滴控制系統，其中包 括 三 組 單 一 收 發 對 照 式 感 測 器 以 及 一 顆 IC LM339 內含四個獨立的電壓比較器，其訊號經比 較後再送至另一顆 IC DM7408，將各自訊號以邏 輯電路及閘(AND Gate)的功能，導通電容充放閃 爍電路並啟動蜂鳴器聲響。
本研究將感應式點滴裝置於傳統點滴上，並 按壓遙控器開始鈕，此時顯示綠燈訊號為開始檢 測藥管內浮標的位置，隨著藥液逐漸下降當藥管 中的浮標到達感測區域範圍時，此時會啟動病床 上方閃爍警告指示燈，同時傳遞一訊號至護理站 以聲響方式告知護士，而結束點滴只需按遙控器 上關閉鈕即可。本系統之主視示意圖如圖一所示。
圖一、系統之主視示意圖 四、結果與討論
本系統感應點滴儀為一般對照式感測器如圖 二所示，當藥管中的浮標沒有到達感測範圍，此 時光線照射感測器的接收二極體而形成導通狀 態，此時感測電路輸出信號是 0 V 到 3.8V，因信 號小於 4 V 進入比較放大電路如圖三所示其輸出 信號為 1.2 V 到 1.6 V。反之，當浮標到達感測範 圍時，感測器的接收二極體會形成不導通狀態，
此時感測電路輸出信號是 4.2 V 到 4.4V，因感測 電路輸出信號大於 4 V，而比較放大電路會呈現階
梯式的輸出信號上升為 3.9 V 到 4 V。另外，運用 邏輯電路中及閘(AND Gate)的功能，使三組對照 式感測器至少兩組以上偵測到訊號才啟動閃爍指 示燈和警告聲，如此既可防止單一感測器發生故 障及訊號干擾產生誤判斷，提高了傳統點滴的安 全性與可靠性。除此之外，本研究考慮到當藥管 中浮標隨著時間逐漸下降至感測範圍後還係會一 直往下至最低點，此時浮標在感測電路之下，迫 使感測器的接收二極體認為已更換新點滴，而輸 出低電位信號停止閃爍指示燈和警告聲，爲了安 全起見在閃爍警示電路之前加入一組單穩態電路 如圖四所示，在無人切斷警報信號之前繼續保持 閃爍指示燈和警告聲工作狀態。
圖二、對照式感測器
圖三、比較放大電路及閘(AND Gate)電路
圖四、單穩態電路
五、結論
由本研究之結果可得知一種感應式點滴系 統，能自動檢測藥管中藥液是否即將滴完，並且 可以調整剩餘多少藥液量時發出蜂鳴器鳴叫及閃 爍警示燈，提醒護士站人員注意點滴剩餘量，而 形成一套完整的醫療警示系統，該裝置搭配電池 即可居家使用，亦可將發出的訊號與無線信號相 連接而撥至接收人的手機或者傳呼機中，增加在 照顧病患上安全性及便利性。
六、 參考文獻
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