摘要： 为节省医护人员劳动力，根据现医疗行业人员以及患者比例分析，研究一种可以自动消毒、提醒吃药、实时体温检测的智能医疗点滴输液架。选用SolidWorks软件建立设备三维建模以及受力分析。设备整体装置由支架升降装置、紫外消毒装置、顶部照明装置、带轮子的底座、显示触摸屏、药物储藏柜、药液加温装置、红外线测温装置、自动换药装置、拔针提醒装置10大部分组成。整体运行由支架升降模块、紫外线消毒模块、传感器模块以及药液更换提醒模块、语音模块、照明模块、触控交互模块、自动药液更换模块8大部分组成。研究结果表明，所设计的装置结构合理、功能完善、性能稳定，提高了患者输液过程的 舒适性，降低了医患接触次数和医务劳动强度。

引言：伴随着科技的不断发展，智慧医疗也逐步成为医疗技术发展的趋势，而在医疗救治措施中，静脉输液治疗作为一种高度专业技术，广泛地用于肠道外输液、营养支持、用药与输液的治疗。通过调研分析，临床上多数医疗机构均以人工操作为主，静脉输液虽作为一种有效的医疗救治手段，但其辅助工具输液架在临床应用上也具有较多痛点，归纳如下：输液架高度固定，医护更换麻烦多。输液架功能单一，移动不方便，拓展性差等。现阶段人们就医手续多、难以有人员陪护，医护人员需要一对多照顾病人，医护人员的工作复杂。为了解决这些问题，需要对输液架进行改造，以此配合医护人员的工作。由于智慧医疗的不断发展，智能输液架的设计与应用研究具有十分重要的实际意义。

为提高医护人员的工作效率，更好地帮助病人，解决病人住院时照顾自己难的问题。设计了这款智能输液架，可实现支架自动升降、紫外线消杀、红外线测温、药液加热、病人吃药提醒等功能。将需医护人员解决的问题变成能由智能输液架解决的问题，实现病人住院时的方便化、简易化、舒适化。

可解决的问题：医护人员的身高不一，不同的身高对于换药瓶的难度不同，老式输液架需要将药瓶举起挂在输液架的吊钩上，对于身高稍矮的医护人员非常不友好。将输液架改为可升降类型的输液架，可调整输液架顶端悬挂药瓶处的高度，方便医护人员悬挂药瓶，避免了难以悬挂药瓶的现象发生。医护人员悬挂好药瓶后，可将输液架升高到合适高度，使药瓶放在高处,药液在输液管内形成药柱,药柱在重力作用下,以针头处为截面产生一定的压强,抵消血压在针头处产生的压强,血就不会流出。可与老式输液架高度一致，不会影响到病人输液。

体温异常这一现象是多种疾病发生的预兆，时刻了解病人体温变化情况有助于医护人员对疾病的预防、诊断和治疗。此智能输液架装配有红外线体温检测装置，红外测温原理是物体表面对外辐射热量的大小，热敏感传感器获取不同热量差，通过电子技术和软件技术的处理，呈现出明暗或色差各不相同的图像，将辐射源表面热量通过热辐射算法运算转换后，实现了热像与温度之间的换算，从而测量出病人的体温。此装置存在于智能输液架的下半固定部分的储药箱中，，可实时测量病人体温并显示在触摸屏上，也可以测量后语音播报给医护人员，方便医护人员记录病人的体温，实时关注病人体温变化，提前干预，降低体温异常情况发生频率。

病人都携带有不同种类的病毒，为了避免病人之间的相互感染、保障医护人员的身体健康需要经常对病房进行消毒，以此减少病房类有害菌种的数量。但医院一般采用过氧化氢也就是双氧水消毒，需要罐装在喷壶中，用来喷洒。这种方法需要耗费的人力大，且效率偏低。智能输液架上装有紫外线消杀装置，紫外线灯管缠绕在智能输液架的下半固定部分，在病房里无人时可开启进行病房内的消杀。紫外线消杀与双氧水消毒相比有很大优势，紫外线消杀是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA (脱氧核糖核酸)或RNA (核糖核酸)的分子结构，改变细胞的遗传转录特性，使生物体丧失蛋白质的合成和复制繁殖能力造成生长性细胞死亡和 (或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。装置开启一个小时，就可以杀灭大部分的病菌，另外，紫外线有的带有臭氧功能的，杀菌效果更加好，就是紫外线照不到的地方也能够有效杀菌。此装置在很大程度上可以减少医护人员资源的消耗，可以让医护人员在更为重要的位置工作。且紫外线消毒为物理消毒，可以保持病房的干燥条件。

老年人的记忆力普遍较差，经常会出现忘记服药时间、次数、剂量等问题。医护人员逐一提醒太过于麻烦，且浪费时间。该装置上存在吃药提醒装置，医护人员可在装置上设置对应病人的吃药时间、次数以及每次吃药的剂量等，按确定键后，装置就可以在设定的时间点通过储药箱上灯带的颜色变化来提醒病人吃药。一定程度上减少了医护人员的工作量，可让医护人员将重心放在更为重要的管理上，更好地维持医院各项事情的运行和医院的正常运转。

在气温较低时，药液的温度偏低，有时会产生因温度不适带来的静脉输液不良反应。为了避免这种情况的发生，在智能输液架上部可伸缩部分安装了药液加热器，将输液管放到加温槽内就可以对药液进行加热，药液加热装置应用了PTC热敏电阻，加电后自热升温使阻值进入跃变区，恒温加热PTC热敏电阻表面温度将保持恒定值，该温度只与PTC热敏电阻的居里温度和外加电压有关，加温功能通过内部温度应器感受水温，控制底部加热盘电流的通断，把水加热到设定温度，当温度低于设定值之后会再次加热，使药液保持恒定温度。可为寒冷季节和地区的患者及时将药液加温到合适的温度，缓解因温度不适带来的静脉输液不良反应。

    大多数的药液有一定的催眠效果，当病人一个人就医输液时，在身体状况不佳和药液催眠的双重影响下很容易睡着，从而无法关注吊瓶内药液的剩余量情况，在医院病人较多情况下医护人员也很难关注每一位病人的输液情况。若不及时更换吊瓶或者拔针很容易造成血液回流，若时间过久血液凝固，则需再次扎针。为解决这一问题在智能输液架上加上了自动换药装置，输液瓶放置完成后，由医护人员确认无误后按下触摸屏上的启动按钮，输液瓶升降电机下降运行，开始插针动作，插针完成后医护人员可以开始将针头插入人体，调节输液流速，至此完成全部输液准备工作，患者开始正常输液。当该输液瓶内药液输完后，液位传感器预警后，输液瓶升降模块上升，使针头与输液瓶脱离，完成退针动作，针头旋转电机开始转动至第2卡位，完成下一输液瓶插针动作，重复上述步骤，直至 4 瓶药液全部输液完毕。该自动换药装置需要配合拔针提醒装置使用，在病人输液时将输液管放入到测量槽中，通过光线即可测量药液是否输完，根据光线测量的结果提醒医护人员更换拔针。从而避免了血液回流情况的发生。

多数情况下一间病房内会有多名患者，不同患者的生活作息和换药频率不同。在夜晚病人需要起夜或者需要换药时，可开启智能输液架上的照明装置，避免打扰到同一病房内的其他病人休息，在阴雨天气等光线不足的情况下也可以开启照明装置来补光。且此装置存在于下部固定部分，可调节其高度作为台灯使用，也可以通过语音或者触摸屏控制其开关，更加简化了使用步骤。

此智能输液架装有触摸屏，放置于储药箱处。通过触摸屏可以完成支架伸缩、紫外线消杀、录入服药要求、灯光控制等操作。默认界面还可以时刻显示病人当时的体温，易于医护人员对体温的记录，方便医护人员和病人完成对智能输液架的操作。

语音控制模块，可以通过语音完成支架伸缩、紫外线消杀等功能。语音采集模块主要完成信号调理和信号采集等功能，它将原始语音信号转换成语音脉冲序列，因此该模块主要包括声/电转换、信号调理和采样等信号处理过程。语音前级处理模块的主要功能是滤除干扰信号、提取语音特征矢量，并将提取的语音特征矢量量化成标准语音特征矢量，因此该模块主要包括语音预处理、特征提取、矢量量化等语音信号处理过程。

在此智能输液架的底部增加了五个轮子，可以自由移动该输液架，使操作更加便利。

结论：

目前医院里的输液架大都不容易移动为固定输液架，而本设计的智能输液架在输液架底部加上了五个轮子，可以自由移动。并且有自动更换药液、自由移动、红外线测量体温、药液加温、提醒病人吃药、以及紫外线消毒、语音控制等功能，以此增加病人打点滴时的智能性，在一定程度上减少了医护人员和病人之间的接触次数和医护人员的劳动强度。节省了医护人员在每一个病人身上所花的时间，针对传统输液架存在的问题在此智能输液架上进行了改进，对传统输液架进行了优化升级，以满足医务工作的需求。研究结果表明，设计的智能输液架能够很好地完成既定目标，提升了医疗工作对静脉输液的满意度，而且还在输液架上增加了多种特殊功能，更好的配合医护人员的工作，值得在临床中应用和推广。