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Bomba de infusión médica inteligente y su aplicación
1. Introducción
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, cada vez más campos requieren un control preciso del flujo de fluido o velocidad, como la detección y análisis de elementos químicos traza en el campo de la química. En el campo médico, a veces es necesario controlar con precisión el flujo y la velocidad de los medicamentos líquidos.
La infusión intravenosa es uno de los métodos de tratamiento clínico más utilizados y también es una técnica de tratamiento con medicamentos habitualmente utilizada en la profesión de enfermería. Clínicamente, la velocidad de infusión adecuada debe adaptarse según las diferentes condiciones del fármaco y del paciente. La infusión demasiado rápida puede provocar intoxicación y, en casos más graves, edema e insuficiencia cardíaca;
Si la infusión es demasiado lenta, puede provocar una dosis insuficiente o una extensión innecesaria del tiempo de infusión, afectando el tratamiento y aumentando el número de pacientes y cargas innecesarias en la prestación de cuidados. La infusión clínica de rutina generalmente utiliza botellas colgantes para la infusión y la inspección visual, y se basa en abrazaderas manuales para controlar la velocidad de goteo del fármaco. Es difícil controlar con precisión la velocidad de infusión y requiere una gran carga de trabajo.
La quimioterapia para pacientes con cáncer y el tratamiento de rescate para pacientes críticos requieren una infusión uniforme de medicamentos. Al ajustar la velocidad y el tiempo de entrada, los medicamentos de quimioterapia se pueden inyectar de manera uniforme y continua, lo que no solo puede lograr el mejor efecto de la quimioterapia, sino también minimizar los efectos secundarios de los medicamentos de quimioterapia.
Las personas con diabetes necesitan inyectarse una determinada cantidad de insulina a una velocidad determinada. En el pasado, se inyectaban grandes dosis de insulina básicamente de una sola vez, lo que no sólo era un desperdicio sino que también tenía un efecto breve. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de un dispositivo de administración continua de fármacos con caudal y caudal controlables para administrar una pequeña cantidad de fármaco y controlar con precisión su velocidad de administración y caudal.
Cuando se administran algunos medicamentos especiales a ancianos, niños y enfermos, como anestésicos, medicamentos antihipertensivos como nitroprusiato de sodio, NPT, etc., es especialmente necesario controlar con cuidado y precisión la velocidad de infusión y dosis, de lo contrario causará graves consecuencias.
La sangre es muy fácil de coagular y es fácil bloquear el tubo de infusión durante la transfusión de sangre. Asegúrese de que la velocidad del flujo sanguíneo sea mayor que un cierto valor para que la transfusión de sangre pueda realizarse sin problemas.
Además, los equipos de infusión ordinarios, ya sea que se utilicen para infusión o transfusión de sangre, no pueden emitir alarmas automáticamente por fallas accidentales como burbujas y obstrucciones que ocurren después o durante la infusión, y no pueden cortar el canal de infusión a tiempo. lo que tendrá consecuencias adversas. Debe tratarse con prontitud para evitar el reflujo de sangre u otras consecuencias.
Por lo tanto, es necesario utilizar bombas de infusión inteligentes para controlar el suministro de líquidos medicinales y dar alarmas anormales.
2. Funciones de las bombas de infusión inteligentes
Las bombas de infusión médicas inteligentes pueden satisfacer las necesidades de múltiples funciones. En resumen, la bomba de infusión puede lograr las siguientes funciones:
(1) Puede medir y controlar con precisión la velocidad de infusión;
(2) Puede medir y controlar con precisión la volumen de infusión;
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(3) El flujo de líquido tiene buena linealidad y no tiene pulsaciones.
(4) Puede detectar burbujas, líquido vacío, fugas o anomalías; frecuencia cardíaca, bloqueo del tubo de infusión y otras situaciones anormales, y corta automáticamente el canal de infusión;
(5) Realice un control inteligente de la infusión.
3. Estructura del sistema de bomba de infusión médica inteligente
El sistema de bomba de infusión inteligente consta principalmente de las siguientes partes:
Sistema de microcomputadora, dispositivo de bomba, dispositivo de detección , Dispositivos de alarma y dispositivos de visualización de entradas. La Figura 1 es el diagrama de bloques de la estructura del sistema de la bomba de infusión inteligente.
1. Sistema de microcomputadora: Es el "cerebro" de todo el sistema, que controla y gestiona de forma inteligente todo el sistema y procesa las señales de detección. Generalmente se utiliza un sistema de microcomputadora de un solo chip.
2. Dispositivo de bombeo: Es el “corazón” de todo el sistema y la fuente de energía para el transporte de líquidos. Actualmente hay muchos tipos de dispositivos de bomba disponibles, que se describirán en detalle más adelante.
3. Equipo de detección:
Principalmente varios sensores, como el sensor infrarrojo de número de gotas (responsable de detectar la velocidad y el caudal del líquido), el sensor de presión (responsable de detectar obstrucciones y fugas). , Sensor ultrasónico (encargado de detectar burbujas), etc. , puede detectar la señal correspondiente, amplificarla y enviarla al sistema de microcomputadora para su procesamiento, obtener instrucciones de control y luego realizar las operaciones de control correspondientes.
4. Dispositivo de alarma:
Después de que la microcomputadora procesa la señal detectada por el sensor, se obtiene la señal de control de alarma y luego el dispositivo de alarma responde para atraer la atención de las personas y manejarlo correctamente. Existen principalmente alarmas fotoeléctricas (diodos emisores de luz) y alarmas sonoras (altavoces y zumbadores).
5. Equipo de entrada y visualización:
La parte de entrada es responsable de configurar varios parámetros de infusión, como volumen de infusión, velocidad de infusión, etc. La parte de visualización es responsable de mostrar varios parámetros y el estado de trabajo actual, etc. , utilizan principalmente una pantalla de tubo digital LED y una pantalla de cristal líquido LCE.
Cuarto, dispositivo de bombeo
Existen muchos tipos y clasificaciones de dispositivos de bombeo según el principio de accionamiento, se pueden dividir en bombas electromagnéticas, bombas neumáticas y bombas piezoeléctricas.
Desde el punto de vista estructural, existen bombas de impulsor centrífugo, bombas de engranajes y bombas peristálticas. Las bombas de infusión médica requieren un control preciso del flujo y la velocidad del líquido, lo que resulta difícil para algunos tipos de bombas. Además, considerando la conveniencia de instalar el tubo de infusión y el hecho de que el líquido no contaminará el dispositivo de bomba, se utilizan principalmente los siguientes tipos:
1. Bomba peristáltica de dedo
La bomba peristáltica en forma de dedo es una bomba ampliamente utilizada actualmente, también conocida como bomba peristáltica lineal.
Bomba peristáltica
), de tamaño pequeño, liviana, precisa en la cuantificación, fácil de usar y fácil de instalar en el tubo de infusión. Como se muestra en la Figura 2, este tipo de bomba tiene un árbol de levas con muchas levas (normalmente 12). Los patrones de movimiento de estas levas difieren en un cierto ángulo y cada leva está conectada a un "dedo" (es decir, un control deslizante). Durante el funcionamiento, el motor paso a paso hace girar el árbol de levas, lo que hace que el control deslizante se mueva hacia arriba y hacia abajo en un cierto orden y patrón de movimiento, apretando el tubo de infusión intravenosa secuencialmente como una onda, de modo que el líquido en el tubo de infusión fluya en una dirección. manera a cierta velocidad. Esta bomba es precisa y fácil de controlar. La pulsación no es deseable durante la infusión y se requiere linealidad de la bomba. La linealidad de la bomba está relacionada con el número de "dedos". Cuando el número de "dedos" supera los 8, hay una linealidad evidente y la pulsación se reduce significativamente.
2. Bomba peristáltica de disco
La bomba peristáltica tiene una carcasa de bomba con una superficie circunferencial interior en forma de arco y una rueda central en el borde de la rueda central. orificios instalados en una distribución axialmente simétrica hay una serie de ruedas de extrusión giratorias, y el tubo de infusión está intercalado entre las ruedas de extrusión y la superficie circunferencial interior en forma de arco de la carcasa de la bomba. Cuando se trabaja, el motor paso a paso hace girar la rueda central y luego hace girar las ruedas de compresión a su alrededor. La rueda central es como una "estrella" y la rueda de extrusión es como un "planeta". La rueda de extrusión gira alrededor de la rueda central y también gira alrededor de su propio eje. Múltiples ruedas exprimidoras aprietan secuencialmente el tubo de infusión a lo largo de la rueda central para hacer que el líquido fluya en una dirección determinada. Como se muestra en la Figura 3.
3. Bomba de chorro
Este tipo de bomba consta de un motor paso a paso y su controlador, tornillo y soporte. Tiene un tornillo y una tuerca alternativos, por lo que también se le llama bomba de tornillo. La tuerca está conectada al pistón de la jeringa y la jeringa se llena con líquido medicinal. Cuando está en funcionamiento, el sistema de microcontrolador envía pulsos de control para hacer girar el motor paso a paso. El motor paso a paso acciona el tornillo para cambiar el movimiento de rotación a movimiento lineal, empujando el pistón de la jeringa para inyectar el líquido de la jeringa en el cuerpo humano. El esquema se muestra en la Figura 4.
4. Bomba de infusión elástica
Esta bomba de infusión se basa en una fuerza mecánica y consta de un recipiente con balón, un tubo de infusión y un regulador de infusión, como se muestra en la Figura 5. El recipiente del globo es el cuerpo de la bomba y su membrana interior es de caucho elástico sintético (no de látex). Cuando trabaje, use una jeringa para inyectar el líquido medicinal en el cuerpo de la bomba, luego selle el cuerpo de la bomba para que haya presión positiva en el cuerpo de la bomba, abra el regulador de infusión y use el efecto de extrusión elástica del caucho sintético para continuar o Inyecte intermitentemente el líquido medicinal en el cuerpo humano. Este tipo de bomba es fácil de transportar y usar y, a menudo, se usa para infusiones intermitentes o a largo plazo.
Tendencias de introducción y desarrollo de productos de Verb (abreviatura de verbo)
Actualmente existen en el mercado varias bombas de infusión, clasificadas según diferentes estándares:
Fijas- bombas puntuales (estacionarias) y bombas no fijas (móviles);
Bombas estándar y bombas portátiles; bombas externas y bombas implantables;
Bombas mecánicas, bombas eléctricas y bombas de gravedad Bomba;
Bomba de volumen y bomba peristáltica, como se muestra en la Figura 6. La bomba fija tiene control preciso y alarmas completas, pero es de gran tamaño;
La bomba portátil es de tamaño pequeño y puede ser transportada por el paciente. Utiliza una batería como fuente de energía y solo es adecuada. para pequeñas cantidades de infusión;
Implantación La bomba mecánica es fácil de usar y el movimiento del paciente no afectará la infusión, pero requiere cirugía;
La bomba mecánica utiliza positivo presión para administrar medicamentos y líquidos, no requiere fuente de energía (batería o CA), es pequeño y fácil de transportar. Se utiliza principalmente para administrar infusiones de pequeño volumen, a largo plazo o intermitentes, generalmente para medicina química, analgesia o infusión antidrogas.
La velocidad de infusión de la bomba electrónica puede alcanzar los 999 ml/h y puede lograr un control inteligente.
Las bombas de infusión inteligentes se desarrollaron antes en otros países, como Japón, Estados Unidos y Alemania a finales de los años 1980.
La mayoría de los productos populares en el mercado son productos extranjeros con una amplia variedad y buen rendimiento, como la bomba de infusión OT-601 (precisión de control del 10%) y la bomba de jeringa SP-500 de la compañía japonesa JMS y Gemini de la estadounidense. Empresa IMED.
La bomba de infusión PC-2TX puede realizar un control de cuatro vías, así como el dispositivo de perfusión y Multifuse de B|BRAUN.
Tipo compacto (precisión de control hasta 2%), tipo Infusomat P e Infusomat.
fmS tiene muchos modelos e Israel también tiene los productos correspondientes.
El desarrollo de las bombas de infusión en mi país comenzó relativamente tarde, y la mayor parte de las investigaciones comenzaron a mediados de los años noventa. También hay algunas bombas de infusión domésticas en el mercado, como los productos de la serie ZNB de Beijing Kelifeng High-tech Development Co., Ltd. y los productos de bombas de infusión de Shenzhen Kangfu Company. Pero, en general, hay menos tipos y es necesario mejorar el rendimiento.
Las bombas de infusión se desarrollarán hacia la miniaturización, la portabilidad, un control más preciso y la seguridad y confiabilidad. Por ejemplo, las bombas de insulina utilizadas para el tratamiento de la diabetes ahora pueden llevarse consigo sin afectar la mayor parte de su vida diaria. Incluso puede ducharse o nadar con la bomba, como el producto 507 de MiniMed.
Las bombas de infusión también se están desarrollando en una dirección más inteligente. Por ejemplo, en el futuro se implantarán sistemas de medición continua de glucosa en sangre debajo de la piel de los pacientes diabéticos. El sistema incluye un pequeño sensor que detecta periódicamente fluidos corporales subcutáneos y obtiene datos de glucosa en sangre. El sistema hará sonar una alarma cuando el nivel de azúcar en sangre sea demasiado alto. La bomba de insulina mide el nivel de azúcar en sangre de los pacientes diabéticos basándose en el sensor de azúcar en sangre y luego controla automáticamente la bomba para inyectar insulina en el cuerpo del paciente para lograr una administración inteligente de medicamentos.
Conclusión del verbo intransitivo
La presente invención puede controlar con precisión el caudal y el caudal del líquido medicinal transportado, alertar sobre situaciones anormales durante el proceso de infusión y cortar automáticamente la infusión. canal en el momento oportuno. La aplicación de bombas de infusión inteligentes puede ayudar a reducir la intensidad del trabajo médico, mejorar la seguridad, la precisión y la eficiencia del trabajo, y mejorar el nivel de atención. Las bombas de infusión pueden usarse ampliamente en medicina interna, cirugía, pediatría, departamentos cardiovasculares, departamentos de emergencia, quirófanos, especialmente salas de UCI y CCU.
En el campo médico, las bombas de infusión inteligentes tendrán amplias perspectivas de desarrollo para controlar con precisión el flujo y la velocidad de los líquidos medicinales, y se convertirán en una magnífica maravilla en la infusión precisa.