输液高度示警与阻断装置及输液高度示警与阻断方法

技术领域

本发明涉及一种输液高度示警与阻断装置及其输液高度示警与阻断方法，尤其是涉及一种可利用重力传感器精准判断输液高度差，而有效针对不同输液高度差进行不同操作，以维持流速并避免回流或流速过快的输液高度示警与阻断装置及其输液高度示警与阻断方法。

背景技术

在医疗过程中常用的输液装置(如打点滴)经常会因为患者在施打时，因针留在血管中不舒服而活动或带着输液架移动(上厕所或散步)，使得被输液的手或手臂位置与输液瓶高低差少于某一距离(如少于75～90厘米)，造成输液流速变慢、针管阻塞甚至静脉血液回流，不仅容易造成输液疗程不顺，也会额外增加护理人员换针工作，并增加患者不适。

针对上述问题，现有技术采用射频信号结合半障蔽金属来尝试解决，其原理在于患者手部高于一定高度后，手部发出射频信号可跨过半障蔽金属被射频接收器接收而判断手部高度过高。然而，现有做法缺乏先警示再阻断二阶段作动而不具弹性，且实际上射频信号阻断不易，即使已利用障蔽金属阻挡特定方向的射频信号，但容易在经过多次反射后，仍让接收器接收到信号，造成虽被输液与输液瓶位置虽有足够高低差，但接收器仍然收到其他方向的反射信号造成误警报。

有鉴于此，现有技术实有改进的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种可利用重力传感器精准判断输液高度差，而有效针对不同输液高度差进行不同操作，以维持流速并避免回流或流速过快的输液高度示警与阻断装置及其输液高度示警与阻断方法。

本发明揭露一种输液高度示警与阻断装置用于一输液架，包含有一通讯模块，用来由至少一重力传感器接收至少一感测信号；以及一处理单元，用来根据该至少一感测信号，计算一开始位置与一使用位置的一输液高度差，并根据该输液高度差及至少一高度差门槛值，产生至少一高度指示信号。

本发明另揭露一种输液高度示警与阻断方法，用于一输液架，包含有由至少一重力传感器接收至少一感测信号；根据该至少一感测信号，计算一开始位置与一使用位置的一输液高度差；以及根据该输液高度差及至少一高度差门槛值，产生至少一高度指示信号。

附图说明

图1为本发明实施例一输液高度示警与阻断系统及一输液者穿戴环的示意图；

图2至图4为本发明实施例输液高度示警与阻断系统及输液者穿戴环用于一输液架的操作示意图；

图5为本发明实施例一重力传感器在图3所示的操作下，一处理单元计算输液高度差的示意图；

图6为本发明实施例一输液高度示警与阻断流程的示意图。

符号说明

10:输液高度示警与阻断系统

12:输液者穿戴环

100:输液高度示警与阻断装置

102,104:重力传感器

106:通讯模块

108:处理单元

110:输液阻断器

112:流速感测计

S1,S2:感测信号

H1,H2:高度指示信号

FS:流速感测信号

F1,F2:流速指示信号

20:输液架

200:输液软管

X,Y,Z:初始轴向

X’,Y’,Z’:轴向

A:加速度

θ:角度

A cosθ:垂直加速度

60:流程

602～630:步骤

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例一输液高度示警与阻断系统10及一输液者穿戴环12的示意图。如图1所示，输液高度示警与阻断系统10包含一输液高度示警与阻断装置100及至少一重力传感器102、104。输液高度示警与阻断装置100用于一输液架，包含有一通讯模块106、一处理单元108、一输液阻断器110以及一流速感测计112。简单来说，重力传感器102、104可侦测加速度、重力方向、时间等信息产生至少一感测信号S1、S2，通讯模块106可由重力传感器102、104接收至少一感测信号S1、S2(如通过蓝牙、WiFi等无线传输方式或通过有线传输方式)，处理单元108可根据感测信号S1、S2，计算一开始位置(如设置于输液架的输液瓶出口)与一使用位置(约为输液者穿戴环12的位置)的一输液高度差，并根据输液高度差及至少一高度差门槛值，产生至少一高度指示信号H1、H2。

详细来说，处理单元108可于该输液高度差小于该至少一高度差门槛值中一第一高度差门槛值(如75～90厘米)时，产生高度指示信号H1进行警示(如通过声音或灯号警示垂直距离不足)，使得输液者或护理人员可增加高度差以维持流速。此外，处理单元108于该输液高度差小于该至少一高度差门槛值中一第二高度差门槛值(如10厘米)或大于该至少一高度差门槛值中一第三高度差门槛值(如100厘米)时，产生高度指示信号H2指示输液阻断器110阻断一输液软管以停止输液(输液阻断器110可为机械压夹装置，压迫阻断输液软管内药液流动)，以避免阻塞回流或流速过快(造成患者心脏过分负荷)。如此一来，本发明可根据重力传感器102、104所产生的感测信号S1、S2，精准判断开始位置与使用位置的输液高度差，而有效针对不同输液高度差进行不同操作，以维持流速并避免回流或流速过快。

另一方面，流速感测计112可侦测一输液软管的一目前流速(如夹持在输液软管上，以超音波等非接触方式侦测并计算流速)，以产生一流速感测信号FS，且处理单元108根据流速感测信号FS及至少一流速门槛值，产生至少一流速指示信号F1、F2。在此情况下，处理单元108可于目前流速大于或小于该至少一流速门槛值中一第一流速门槛值一特定比率时(如大于或小于最初开始输液时的基础流速的25％)，产生流速指示信号F1进行警示(如通过声音或灯号警示输液速度异常)，使得输液者或护理人员可增减高度差或调整输液软管(如解开缠绕或弯折)以维持流速。此外，处理单元108于该目前流速小于该至少一流速门槛值中一第二流速门槛值(如目前流速为0或逆流)时，产生流速指示信号F2指示输液阻断器110阻断输液软管以停止输液(输液阻断器110可为机械压夹装置，压迫阻断输液软管内药液流动)，以避免阻塞回流。如此一来，本发明可根据流速感测计112所产生的流速感测信号FS，精准判断输液软管的目前流速，而有效针对不同目前流速进行不同操作，以维持流速并避免阻塞回流。

具体而言，请参考图2至图4，图2至图4为本发明实施例输液高度示警与阻断系统10及输液者穿戴环12用于一输液架20的操作示意图。首先，护理人员依照一般操作方式为患者进行输液注射(此时输液瓶与被输液患部垂直距离约为75～90厘米)，并完成输液时必要的流速调整。接着，如图2所示，将输液者穿戴环12配戴于被输液患部，并将输液高度示警与阻断装置100夹持一输液软管200，此时输液软管200会经过输液阻断器110与流速感测计112，同时流速感测计112可侦测输液软管200的目前流速供处理单元108设定为一基础流速。接下来，如图3所示，将重力传感器104从开始位置取下后(在其它实施例中也可将重力传感器102取下)，重力传感器104即持续传递侦测加速度数据所产生的感测信号S2至处理单元108，而于重力传感器104设置在输液者穿戴环12的一使用位置时，处理单元108即可根据感测信号S2持续计算开始位置与使用位置的一输液高度差，其中，输液高度示警与阻断装置100可对重力传感器102、104进行充电，因此重力传感器104可于从开始位置取下而停止充电时开始持续传递感测信号S2。

在此情况下，如图4所示，若输液者因活动或带着输液架20移动，而造成使用位置上下移动，由于重力传感器104持续传递感测信号S2至处理单元108且处理单元108持续计算开始位置与使用位置的输液高度差，因此处理单元108可于输液高度差小于75～90厘米时，通过声音或灯号警示垂直距离不足，使得输液者或护理人员可增加高度差以维持流速。此外，处理单元108可于输液高度差小于10厘米或大于100厘米时，指示输液阻断器110阻断输液软管200以停止输液，以避免阻塞回流或流速过快，之后于状况排除使得输液高度差大于10厘米或低于100厘米时，指示输液阻断器110停止阻断输液软管200以重新开始输液。

另一方面，处理单元108可于输液软管200中目前流速大于或小于基础流速25％(或其它特定比率)时，通过声音或灯号警示输液速度异常，使得输液者或护理人员可增减高度差或调整输液软管200(如解开缠绕或弯折)以维持流速。此外，处理单元108可于目前流速为0或逆流时，指示输液阻断器110阻断输液软管200以停止输液，以避免阻塞回流或流速过快。须注意，在处理单元108未通过声音或灯号警示垂直距离不足或输液高度差未小于10厘米时，若处理单元108判断目前流速为0或逆流，而指示输液阻断器110阻断输液软管200，则表示目前流速的问题并非输液高度差不足所造成(可能因输液软管200缠绕或弯折)，需护理人员检查输液软管200状况并排除无法输液问题。之后，在状况排除使得流速正常后，输液阻断器110停止阻断输液软管200以重新开始输液，重力传感器104不需回到开始位置归零。

值得注意的是，上述实施例主要在于可根据重力传感器102、104所产生的感测信号S1、S2，精准判断开始位置与使用位置的输液高度差，而有效针对不同输液高度差进行不同操作，以维持流速并避免回流或流速过快。本领域具通常知识者当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，在上述实施例中，由于输液架20都会有上下调整高度的功能使得开始位置为可调整，此时虽然被输液者没有移动而使用位置固定，但设置于开始位置的重力传感器102会随着输液架20上下调整而移动，所以也会回报相关加速度信息的感测信号S1给处理单元108，将输液架20上下调整后的高度加入原本的输液瓶与被输液患部的垂直距离上计算开始位置与使用位置的输液高度差。在其它实施例中，在输液架20不调整高度而开始位置为固定的情况下，由于重力传感器104先设置于开始位置再设置于使用位置，因此处理单元108也可仅根据感测信号S2，计算开始位置与使用位置的输液高度差(即仅需配置重力传感器104，但是实务上输液架20常会调整高度且重力传感器102、104常交替使用并通过输液高度示警与阻断装置100充电，因此通常会配置两个重力传感器102、104)。

此外，请参考图5，图5为本发明实施例重力传感器104在图3所示的操作下，处理单元108计算输液高度差的示意图。如图5所示，将重力传感器104从开始位置取下后，重力传感器104会持续受力并传递侦测加速度数据所产生的感测信号S2至处理单元108，处理单元108再根据感测信号S2所指示重力传感器104于移动过程中一垂直加速度计算输液高度差(在其它实施例中，若重力传感器102位置改变，则需一并考虑感测信号S1所指示的一垂直加速度)。举例来说，当重力传感器104受力由初始轴向X、Y、Z改变为轴向X’、Y’、Z’时，重力传感器104可侦测具有加速度A且加速度A与对地垂直方向具有一角度θ，因此垂直加速度为A cosθ，处理单元108再由

在此情况下，请一并参考图4及图5，在将重力传感器104设置在输液者穿戴环12的使用位置如手腕后，由于成人手臂长约1米(meter，m)，因此输液者因活动造成使用位置如图4所示上下移动时，可视为以手臂为半径以一圆弧移动，例如将手臂由平放到举至最高点再回到平放(即以一90度圆弧来回)的一移动距离为2×2×3.14×1/4＝3.14米，若上述90度圆弧来回的频率为每分钟60下(即每秒1下)，则每秒移动3.14米。如此一来，在重力传感器104所产生感测信号S2的每笔数据的间隔为1ms的情况下，重力传感器104等效每移动3.14mm会产生感测信号S2的一笔数据，在点滴架20的应用上处理单元108有足够的数据量判断重力传感器104的移动状况，而可在如图4所示输液者上下移动时，将垂直位移量进行加总得到输液高度差。依此类推，处理单元108也有足够的数据量可在如图5所示将重力传感器104从开始位置取下然后设置在使用位置时，将垂直位移量进行加总得到输液高度差。在一些实施例中，可依计算量和感测灵敏度的需求调整感测信号S2的取样频率。例如，重力传感器104所产生感测信号S2的每笔数据的间隔改为4ms，以达成降低处理单元108的计算量的目的；或是，重力传感器104所产生感测信号S2的每笔数据的间隔改为0.25ms，以提高感测灵敏度。

除此之外，请参考图6，图6为本发明实施例一输液高度示警与阻断流程60的示意图。如图6所示，护理人员完成调整而开始输液(步骤600)，并将输液高度示警与阻断系统10开机(步骤602)，此时先侦测重力传感器102、104是否在开始位置充电(步骤604)，若否，则警示重力传感器102、104未归位(步骤606)，若是，则目前流速设定为基础流速(步骤608)，接着输液高度示警与阻断系统10开始侦测(步骤610)。在高度侦测方面，重力传感器104取下并设置在输液注射位置旁的使用位置(步骤612)，重力传感器102、104回报加速度信息的感测信号S1、S2给处理单元108运算(步骤614)，以判断输液高度差是否大于75～90厘米(步骤616)，若是，则输液阻断器110开启输液软管(步骤618)，若否，则警示垂直距离不足(步骤620)。之后，判断输液高度差是否小于10厘米(步骤622)，若否，则持续警示垂直距离不足(步骤620)，若是，则输液阻断器110阻断输液软管(步骤624)。

在流速侦测方面，流速感测计112持续侦测输液软管200的目前流速(步骤626)，而处理单元108判断目前流速是否大于或小于基础流速25％(步骤628)，若否，则持续侦测输液软管200的目前流速(步骤626)，若是，则警示输液速度异常(步骤630)。此外，处理单元108判断目前流速是否为0或逆流(步骤632)，若否，则持续侦测输液软管200的目前流速(步骤626)，若是，则输液阻断器110阻断输液软管(步骤624)。有关输液高度示警与阻断流程60的细节，可参考之前相关说明，于此不再赘述以求简洁。

此外，输液高度示警与阻断装置100可另包含一存储单元。处理单元108可为一微处理器或一特殊应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。存储单元可为任一数据存储装置，用来存储一程序代码，并通过处理单元108读取及执行程序代码，以上述功能，进而完成输液高度示警与阻断流程60的各步骤。存储单元可为用户识别模块(subscriber identity module，SIM)、只读式存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random-access memory，RAM)、光盘只读存储器(CD-ROMs)、磁带(magnetictapes)、软盘(floppy disks)、光学数据存储装置(optical data storage devices)等等，而不限于此。

综上所述，本发明可根据重力传感器所产生的感测信号，精准判断开始位置与使用位置的输液高度差，而有效针对不同输液高度差进行不同操作，以维持流速并避免回流或流速过快。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。