基于单片机医用智能输液泵的研究与设计.doc

目 录 第一章 绪 论 1 1.1 引言 1 1.2 智能输液泵可实现的功能 2 1.3 输液泵在临床医疗应用的现状 2 1.4 智能输液泵与莫菲氏点滴法的区别及优点 2 第二章 方案论证 4 2.1 总体方案论证 4 2.2 方案比较 4 第三章 硬件系统设计 8 3.1 AT89C51单片机管脚特性及相应参数 8 3.2 传感器控制检测 11 3.3 步进电机控制电路 12 3.4 滴数换算方法 13 3.5 键盘和显示部分 14 3.6 与上位机的通信 16 第四章 软件设计 18 4.1初始化模块 19 4.2步进电机控制 20 4.3键盘和显示子程序 28 4.4 与上位机通信模块 31 结束语 38 参考文献 39 致 谢 40  第一章 绪 论 引言随着科技的发展，越来越多的领域需要对流体的流量或流速进行精确控制，如化工领域对微量元素的检测和分析常需要精确控制流量，机械领域也常常涉及到精确流量的控制。除此之外，医疗保健领域中对各种药液的流量与流速也需要精确控制。静脉输液室一种最常用的临床治疗方法，使护理专业的一项常用给药治疗技术。临床上应根据药物和患者情况不同配以适当的输液数量和速度。如输液过快，可能导致中毒，更严重时会导致水肿和心力衰竭;输液过慢则可能发生药量不够或无谓地延长输液时间，使治疗效果受影响并给患者和护理工作增加不必要的负担。常规临床输液。普遍采用莫菲氏挂瓶输液，并用眼睛观察，依靠手动夹子来控制药滴速度，不易精确控制输液速度，而且护理人员工作量大，不适于大型医院及战地医疗的护理。癌症病人的化疗和病危病人的抢救治疗需要使药物以恒定的速度灌注，通过调节输入的速度和时间将化疗药物均匀地注入，既达到化疗的效果，又能最大限度地降低化疗药物的副作用。糖尿病人遭受病痛的折磨，需要以一定的速度给他们注射一定剂量的胰岛素。以往的做法基本上是一次注射较大剂量的胰岛素，这不仅造成巨大的浪费，而且药效作用时间也较短，一次极需一种流量和流速能控制的持续输送装置，来输送少量的药物并控制其输送速度和流量。对老人儿童和体质较弱者输送某些特殊药物，如麻醉药，降压药硝普钠，TPN(三磷酸吡啶核苷酸)等时，输液速度和用药量尤其需要认真精确控制，否则会产生严重的后果。血液非常容易凝固，输血时很容易阻塞输液管。要保证血流速大于某一值，才能顺利输血。另外，不管是输液还是输血，普通输液器对输液完毕和输液过程中偶然遇到的故障，如气泡，阻塞等都不能自动报警，也不能及时切断输液通路，从而产生不良后果。应该及时处理，以避免血液倒流或其它后果。因此需要用智能输液泵来控制药液的输送，并进行异常报警 1.2 智能输液泵可实现的功能智能型医用输液泵可满足多种功能的需求，归纳起来，输液泵可实现以下功能：可精确控制输液的速度 可精确测定和控制输液量 输液速度控制范围可精确到5—1000ml/h能对气泡，输液完毕等异常情况进行报警。实现智能控制输液控制误差： 3% 1.3 输液泵在临床医疗应用的现状输液治疗是现代医药学中最常执行的操作，也是病人衡量护理技术操作水平的重要依据，它直接影响病人的安全和病人满意度以及康复的结果。据某医院2003年1月～2004年12月调查资料表明，该院20个临床科室发生护理缺陷58例，有关输液治疗的护理缺陷26例，占45%，致病人投诉3例。发生输液护理缺陷的护理人员工龄1～2年的17人次，占65%;工龄2～5年的7人次，占27%;工龄5年以上的2人次，占8%。如此大规模的误操作，必定汇给病人和医院本身带来无法预计的后果，并且在现代医学护理中，根据患者病情的不同，使用的药物及所需要的滴注速度也不相同。为改变输液时仅凭护理人员不断地查看滴速是否异常、输液是否完毕然后手动调节的原始方法，需研制出一种智能型输液泵。这类输液泵在市场上已经有所应用，但目前在医院中使用的静脉输液泵价格均比较昂贵，一般在1~2万元之间，所以在医院中大多只用于危重病人的监护输液，而普通病人的静脉输液多数仍采用手动方式、人工看护。为了改变这种现状，使普通病人的静脉输液也能自动得到监视和报警，减轻医护人员的负担，保证树叶的精确性、安全性，并且便于集中管理，我设计了一种低价位、高性能的智能医用输液泵。1.4 智能输液泵与莫菲氏点滴法的区别及优点传统的临床护理中，多采用莫菲氏滴管输液法 ，莫菲氏点滴法问世至今已有一百多年的历史，该法在治病救人中起到了无可替代的作用，但使用中存在着诸多不便，尤其在战地和野外救护中更为突出。如：要靠高度差才能输液，否则，不但不能输液，还会导致血液倒流，造成危险。随着大规模数字集成电路的发展，数字电路在各行各业的应用也日益普及，医疗输液泵在对病人的治疗领域成为不可缺少的仪器，它可以在输液过程中