国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，屬于醫(yī)療器械【技術領域】。采用該系統(tǒng)能夠精確記錄患者尿量，且測量過程中無需人工參與，安全可靠，能夠有效提高醫(yī)療護理質量和效率。該系統(tǒng)包括超聲波收發(fā)單元、控制單元及盛裝尿液的容器；所述盛裝尿液的容器為中心對稱結構，在該容器頂部沿其中心對稱布置四個以上超聲波收發(fā)單元；每個超聲波收發(fā)單元均與控制單元相連；當需要測量容器內尿液體積時，啟動布置在其頂部的超聲波收發(fā)單元發(fā)出發(fā)射波，發(fā)射波到達液面后返回形成反射波被超聲波收發(fā)單元接收；所述控制單元測得超聲波收發(fā)單元發(fā)送發(fā)射波和接收反射波的時間間隔便可進一步獲得容器內液體的體積。
【專利說明】基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]發(fā)明涉及一種尿量測量系統(tǒng)，具體涉及一種基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，屬于醫(yī)療器械【技術領域】。
【背景技術】
[0002]尿量監(jiān)測是反映腎臟血流灌注水平最直接最敏感的生理指標，特別是針對休克、心臟手術、大面積燒傷及腎功能不全等病人，尿量能及時反映有效的循環(huán)血量及腎臟功能，可以在血肌酐升高之前預示腎功能的紊亂，為醫(yī)務人員提供可靠的臨床診斷和治療依據(jù)。
[0003]臨床現(xiàn)對于尿量監(jiān)測的準確性和及時性遠遠不夠，多數(shù)醫(yī)院仍采用以下三種方法進行手工間斷性靜態(tài)監(jiān)測:
[0004](1)采用一次性儲尿袋來收集并測量尿量——誤差極大。
[0005](2)使用精密尿袋——精確度雖然有所提高，但需每小時觀察并記錄尿量，給醫(yī)護人員帶來很多工作上的不便。
[0006](3)護士手工容器計量一精確度要求達標，但極其繁瑣不便。在環(huán)境及交叉感染方面存在隱患，并極大占用護理資源和時間。
[0007]此外，臨床重癥護理工作繁重，多數(shù)重癥病人尿量信息往往由于各種原因如交接班等而造成人為的差錯；漏檢、漏記、記錄錯誤等時有發(fā)生，可能給臨床判斷造成延誤或嚴重過失。
[0008]因此，臨床現(xiàn)亟需一種可安全自動化測量并記錄尿量的裝置，以協(xié)助醫(yī)務人員進行相關疾病的診斷和治療，同時提高醫(yī)療護理質量和效率，保障患者安全。

【發(fā)明內容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，能夠精確記錄患者尿量，且測量過程安全可靠，節(jié)省醫(yī)療護理資源。
[0010]該系統(tǒng)包括:超聲波收發(fā)單元、控制單元及盛裝尿液的容器；所述盛裝尿液的容器為中心對稱結構，在該容器頂部沿其中心對稱布置四個以上超聲波收發(fā)單元；每個超聲波收發(fā)單元均與控制單元相連。
[0011]當需要測量容器內尿液體積時:
[0012]啟動布置在其頂部的超聲波收發(fā)單元發(fā)出發(fā)射波，發(fā)射波到達液面后返回形成反射波被超聲波收發(fā)單元接收；所述控制單元通過記錄每個超聲波收發(fā)單元發(fā)送發(fā)射波和接收反射波的時間間隔t，計算每個超聲波收發(fā)單元所測得的容器頂部與容器內液面之間距離的初始值R=ct/2;所述控制單元將獲得的四個以上初始值加權平均后得到容器頂部與容器內液面之間距離的最終值V ;則容器內液體的體積為:V=S(H-f );其中c為聲波的傳輸速度，H為容器的高度，S為容器的截面積。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述容器為圓筒形結構，以該圓筒形容器的軸線為中心，在其頂部布置兩圈以上超聲波收發(fā)單元；每個環(huán)形面上超聲波收發(fā)單元的個數(shù)相同，且均位于對應環(huán)形面的等分點上。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，在測量容器內尿液體積時，每個超聲波收發(fā)單元都發(fā)出三次以上發(fā)射波；由此，控制單元針對每個超聲波收發(fā)單元獲得三個以上初始值，所述控制單元對獲得的三個以上初始值進行濾波處理后，取剩余值的加權均值作為對應超聲波收發(fā)單元的測量值。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，盛裝尿液的容器由容器壁和與容器壁可拆卸連接的底部端蓋組成；在其底部端蓋上設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器將檢測到的壓力信號發(fā)送給控制單元，控制單元依據(jù)該壓力信號結合容器內尿液的體積得到容器內尿液的密度。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器實時測量容器內的溫度，并將測量結果實時發(fā)送給控制單元；所述控制單元依據(jù)該測量結果修正計算容器內液體體積時所米用的聲波的傳輸速度c。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，盛裝尿液的容器由非親水性材料制成。
[0018]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述控制單元通過通信接口 IIC，USART或SPI與上位機相連。
[0019]有益效果:
[0020](I)從軟件上對每個測量單元多次測量求均值減少誤差，從硬件上對稱布置傳感器，然后將每一個測量單元的測量值加權平均，測量誤差小，結果精確可靠，避免人為操作的誤差；同時節(jié)省人力成本， 減輕醫(yī)護人員負擔，并消除環(huán)境以及交叉感染方面的隱患
[0021](2)對超聲波傳播速度進行溫度補償，同時采用非親水性材料做桶壁，進一步提供測量結果的精確性。
[0022](3)利用容器底部的壓力傳感器，結合體積可以精確分析尿液密度，作為臨床診斷的另一個重要指標。
[0023](4)系統(tǒng)采用標準通用化接口與上位機相連，便于后續(xù)的數(shù)值化處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為該測量系統(tǒng)的結構示意圖；
[0025]圖2為超聲波收發(fā)單元的布局示意圖。
[0026]其中:1-圓筒形容器，2-超聲波收發(fā)單元
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0028]本發(fā)明提供了一種基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)能夠對患者的尿量進行精確監(jiān)測與記錄，且測量過程中無需人工參與，安全可靠，能夠有效提高醫(yī)療護理質量和效率。
[0029]該測量系統(tǒng)的結構如圖1所示，該系統(tǒng)采用圓筒形容器作為載體，該圓筒形容器由環(huán)形容器壁和與該環(huán)形容器壁螺紋連接的底部端蓋組成。所述環(huán)形容器壁采用非親水性材料制成，從而最大限度減少容器壁上吸附的尿液，提升測量精度。
[0030]在圓筒形容器的頂部對稱布置12組超聲波收發(fā)單元，超聲波收發(fā)單元置的布局如圖2所示:以該圓筒形容器的軸線為中心，在其頂部布置布置兩個同心圓，通過3條直徑將所述同心圓分為六等份，在所述3條直徑與每個同心圓的交點處設置一個超聲波收發(fā)單元。由于超聲波收發(fā)單元對稱分布，無論容器中的液面往哪個方向浮動，將所有超聲波收發(fā)單元測定的距離取平均后作為測量值，可以大大的的降低測量誤差，提升測量精度。
[0031]采用該系統(tǒng)進行尿量測量的原理為:
[0032]當容器內盛有尿液時,啟動布置在其頂部的超聲波收發(fā)單兀發(fā)出發(fā)射波,發(fā)射波到達液面后返回形成反射波被超聲波收發(fā)單元接收；根據(jù)聲波反射原理，已知聲波傳輸速度C，控制單元通過測定發(fā)送發(fā)射波和接收反射波的時間間隔t，便可得到發(fā)射點和反射點的距離R=ct/2，該距離即為容器頂部與其內部液面之間的距離。所述控制單元將獲得的12個距離值加權平均后得到容器頂部與容器內液面之間距離的最終值V ;容器的高度H及截面積S已知，則容器內液體的體積為:V=S(H-R')。
[0033]為提升測量精度，消除容器內液面浮動對測量結果的影響，對每個超聲波收發(fā)單元都采用多次測量，由此每個超聲波收發(fā)單元都有一組測量值，所述控制單元分別對每組測量值進行濾波處理后，取剩余值的加權均值作為對應超聲波收發(fā)單元的測量值。
[0034]超聲波在氣體中傳播時，壓強、溫度和濕度都會引起密度的變化，從而引起傳播速度的改變，導致測量精度下降。由于該測量系統(tǒng)和大氣相通，其超聲波收發(fā)單元工作環(huán)境壓強等于大氣壓強，基本保持不變；但是由于尿液溫度接近體溫但又高于室溫，同時尿液的揮發(fā)使裝置內濕度高于外界環(huán)境濕度，為提升測量精度，需對溫度和濕度對速度造成的影響進行補償。聲波振動是機械的，聲波傳播中帶有機械能量，其能量在傳播的途中逐漸轉變?yōu)闊崮埽瑥亩S著距離增加而逐漸衰減，聲波的頻率越高，衰減的的越厲害，傳播距離越短，在給定的頻率下，衰減是濕度的函數(shù)，但是本系統(tǒng)中聲波傳播距離很短，所以可以忽略衰減的影響，不對濕度進行補償。而溫度對超聲波在氣體中傳播的速度影響較大，因此需在系統(tǒng)中設置實時采集容器內溫度的溫度傳感器，通過溫度傳感器的測量結果對聲波的傳播速度進行修正和補償，從而進一步提升測量精度。
[0035]同時在圓筒形容器的底部端蓋上設置有用于測量容器內液體質量的壓力傳感器，容器的環(huán)形容器壁與底部端蓋采用螺紋式連接，可便于壓力傳感器的矯正和安裝。所述壓力傳感器能夠實時測量容器內尿液的質量m，結合測量的容器內尿液的體積V可以得到尿液的密度P0 = m/V，得到的尿液密度可以作為臨床診斷的另一項指標。
[0036]在上述系統(tǒng)中通過控制單元對超聲波收發(fā)單元及壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行運算，并依據(jù)溫度傳感器的測量結果對超聲波傳播速度進行補償。最后控制單元將處理得到的容器內尿液的體積、密度通過IIC，USART, SPI等通用的通信接口發(fā)送給上位機，便于計算機自動化處理。
[0037]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，包括:超聲波收發(fā)單元、控制單元及盛裝尿液的容器；所述盛裝尿液的容器為中心對稱結構，在該容器頂部沿其中心對稱布置四個以上超聲波收發(fā)單元；每個超聲波收發(fā)單元均與控制單元相連； 當需要測量容器內尿液體積時: 啟動布置在其頂部的超聲波收發(fā)單元發(fā)出發(fā)射波，發(fā)射波到達液面后返回形成反射波被超聲波收發(fā)單元接收；所述控制單元通過記錄每個超聲波收發(fā)單元發(fā)送發(fā)射波和接收反射波的時間間隔t，計算每個超聲波收發(fā)單元所測得的容器頂部與容器內液面之間距離的初始值R=ct/2 ;所述控制單元將獲得的四個以上初始值加權平均后得到容器頂部與容器內液面之間距離的最終值V ;則容器內液體的體積為:V=S(H-f );其中c為聲波的傳輸速度，H為容器的高度，S為容器的截面積。
2.如權利要求1所述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，所述容器為圓筒形結構，以該圓筒形容器的軸線為中心，在其頂部布置兩圈以上超聲波收發(fā)單元；每個環(huán)形面上超聲波收發(fā)單元的個數(shù)相同，且均位于對應環(huán)形面的等分點上。
3.如權利要求1或2所述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，在測量容器內尿液體積時，每個超聲波收發(fā)單元都發(fā)出三次以上發(fā)射波；由此，控制單元針對每個超聲波收發(fā)單元獲得三個以上初始值，所述控制單元對獲得的三個以上初始值進行濾波處理后，取剩余值的加權均值作為對應超聲波收發(fā)單元的測量值。
4.如權利要求1或2所 述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，盛裝尿液的容器由容器壁和與容器壁可拆卸連接的底部端蓋組成；在其底部端蓋上設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器將檢測到的壓力信號發(fā)送給控制單元，控制單元依據(jù)該壓力信號結合容器內尿液的體積得到容器內尿液的密度。
5.如權利要求1或2所述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器實時測量容器內的溫度，并將測量結果實時發(fā)送給控制單元；所述控制單元依據(jù)該測量結果修正計算容器內液體體積時所采用的聲波的傳輸速度C。
6.如權利要求4所述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器實時測量容器內的溫度，并將測量結果實時發(fā)送給控制單元；所述控制單元依據(jù)該測量結果修正計算容器內液體體積時所采用的聲波的傳輸速度C。
7.如權利要求1或2所述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，盛裝尿液的容器由非親水性材料制成。
8.如權利要求1或2所述的基于超聲波的智能尿量測量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過通信接口 IIC，USART或SPI與上位機相連。
【文檔編號】G01F22/00GK103876754SQ201410146741
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權日:2014年4月11日
【發(fā)明者】文建國, 王瓊, 李博, 王萍, 李昭, 金書晗 申請人:李博