浅谈医用输液分析仪的设计与应用

摘 要：随着医疗技术的发展、药物品类的增加和临床的需要，对输液精度的要求越来越高，对医用可以控制输液量与流速的设备也日趋增加。输液泵是一种能够准确控制输液滴数或输液流速，保证药物能够速度均匀、准确并且安全地进入病人体内发挥作用的一种仪器。输液泵可以减轻医护人员的工作负担，在临床上的应用也越来越广泛，在使用输液泵前，对输液泵输液速度准确性的控制和检测至关重要。本文通过分析计算，设计出可以用于输液泵输液速度的标定及检测的输液分析仪，采用输液分析仪可以大大降低检验员的工作量，降低人为操作误差，可严格检测输液泵的产品质量。

关键词：输液泵；输液速度；准确性；检测；输液分析仪

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

0 绪论

在临床使用中，对于重症患者、老幼患者根据药物和患者的体质情况，可以用输液泵代替传统的重力输液方式达到精确控制输液速度。使用同一台输液泵，相同的设置，不同的输液器对输液速度的影响很大，因此必须用所用的输液器对输液泵进行标定和检测，确保输液泵的输液速度准确，否则会危及患者的生命安全。一般方法，采用量筒、压力表、天平检测输液泵的输液速度、输液量、阻塞压力的准确性。本文主要讲述了如何采用输液分析仪来检测输液泵的输液速度和压力，以及采用的检测方法、工作原理、检测内容和实际应用。

1 输液分析仪的检测方法

通常，输液泵速度准确性的检测方法有两种：一种是通过体积检测，另一种是通过重量检测。

（1）体积检测法，是用一个标准体积的容器对所测液体进行测量，然后再根据一定时间内测量的体积计算出液体的速度。此种方法占用空间少，操作简单，查看方便，检测效率高。如输液分析仪。

（2）重量检测法，是用一个标准的能测量液体重量的仪器对所测液体进行测量，然后再根据一定时间内测量的重量计算出液体的速度。此种方法占用空间大，测量较低速度时的测量精度高，相对检测效率低。如天平。

2 输液分析仪的组成及工作原理

（1）输液分析仪的组成。输液分析仪是由玻璃管、玻璃管固定腔、玻璃管切换腔、压力传感器、电磁阀、检测电路板、外壳、显示电路板等零件组成。输液分析仪不仅可以检测输液速度，还能标定输液速度、标定和检测输液泵的阻塞压力。输液分析仪采用模块式结构，一个模块可以检测一台输液泵，为提高效率可以用多个模块检测多台输液泵。单个模块的输液分析仪内部结构图，如图1所示。

（2）输液分析仪的工作原理。阻塞压力标定和检测：主要采用压力传感器对阻塞压力进行标定和检测。标定时，将压力传感器检测到的压力值反馈到内部程序，并保存。检测时，利用压力传感器检测到的压力值与内部保存的值对比，判断阻塞压力是否准确。

输液速度标定和检测：主要采用玻璃管，再加上玻璃管切换腔、切换阀、检测电路板以及内部单向阀的配合对输液速度进行标定和检测。玻璃管的尺寸按照要求严格加工，高度和内径是一定的。标定时，通过检测电路板检测流经玻璃管内液体的液面高度，内部程序计算单位时间内通过玻璃管的液体的速度，速度不准，程序将速度反馈给输液泵，输液泵根据反馈的数据调整输液速度，直到速度准确，并保存。同理，检测时，也是对输液速度进行对比判断。

进入到玻璃管的液体需要排出，为了提高效率，使用两根玻璃管交替进液出液。输液分析仪检测输液泵的水路示意图，如图2所示。

3 输液分析仪主要部件的选用

（1）玻璃管尺寸：玻璃管的内径和长度决定所能检测的输液泵最大流速，输液泵的最高速度1000ml/h，最低速度1ml/h，初步选定以1000ml/h的速度充满玻璃管需要19.84S。玻璃管内的水充满后，靠水的高度及自重排出，排水大概需要时间3S。材料选用抗腐蚀性、抗冲击性、强的机械性、容易清洗的玻璃管。

（2）检测电路板上检测元器件的焊接位置：和玻璃管配合，检测输液泵的最小流量，决定输液分析仪的精度，检测元器件的焊接位置相距1.5mm，确定了检测到的最小流量为42.39微升，精度高于最低速度1ml/h±5%。

（3）检测电路板上的光栅：由于电路板上的检测元器件位置相距太近，可能会干扰相互间的信号，影响检测效果。利用光栅可以避免相互间的干扰问题，光栅上的开槽位置与检测元器件的焊接位置一致。材料选用挡光性好，强度高，加工性好，薄的金属薄板。

（4）压力传感器：压力传感器的量程决定输液分析仪所能检测的最大压力，大于所检测的输液泵的泵压和阻塞压力。压力传感器的量程选用大于1MPa的。

（5）三通和两通电磁阀：用于切换进水和出水电磁阀的使用压力不能太小，高于充满液体玻璃管内的压力。

4 输液分析仪的主要结构

（1）切换阀的安装结构。有1个三通电磁阀2个两通电磁阀。输液分析仪进水后，用三通电磁阀来回切换水分别进入两根玻璃管，使水充满左边玻璃管后切换到右边玻璃管。2个两通电磁阀分别用来排出两根玻璃管的水。电磁阀安装在一个固定块上，此块内部有多道孔，用于水的进出，此块的材料选用防锈、加工性好的金属块或塑料块。在结构设计时，特别注意，每根玻璃管的进水和出水是相通的，必须要在玻璃管的进水处增加一个单向阀，确保玻璃管进水时，只能从入水口处进水，排水时只能从排水口排出，玻璃管内的水不会倒流到入水口。

（2）玻璃管的安装结构。为节省检测时间，需用2根玻璃管互相切换检测。在玻璃管的两侧有检测电路板、检测光栅、进出水接头。这些零部件安装在一个长条块上，此块内部有多道孔，用于2根玻璃管进出水，此块材料选用防锈、加工性好的金属块或塑料块。在结构设计时，重点考虑玻璃管的安装方法及密封性。玻璃管从顶部穿入，玻璃管上有密封装置，与长条块的上下孔内壁配合压缩密封。在加工长条块时，要严格控制孔内壁的粗糙度，上下孔的同轴度。

5 输液分析仪的实测数据

（1）用傳统阻塞检测方法测得阻塞报警值和输液分析仪检测阻塞报警值对比检测条件：某品牌输液泵、某品牌的输液器、检测速度25ml/h、压力表（量程0.6Mpa）、输液分析仪用传统方法测得阻塞报警值如表1，用输液分析仪测得阻塞报警值如表2。

（2）用传统精度检测方法测得精度和输液分析仪检测精度对比。检测条件：某品牌输液泵、某品牌输液器、某一检测速度（10ml/h、200ml/h、1000ml/h）、天平（量程500g）、输液分析仪、温度25℃

用天平测得输液精度如表3，用输液分析仪测得输液精度如表4。

6 结论

通过以上输液分析仪的工作原理、结构、实测数据可以看到，用输液分析仪检测输液泵的阻塞和精度，具有模块化、操作简单、精度高、节省时间、携带方便等优点，且有效的标定和检测输液泵输液精度，输液分析仪的使用具有现实意义。在设计中尚存在着不足，对某些方面的细节考虑还有着一定的欠缺，需要进一步的提炼与改善。

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作者简介：薛秀英（1985-），女，山西大同人，本科，工程师，主要从事医疗器械的机械结构设计开发工作。