智能注射泵的崛起及醫(yī)療專用電源的誕生
1、概述:
統(tǒng)輸液方式出現(xiàn)醫(yī)療事故主要原因有:1、護士未能在輸液完成時立刻拔針而造成患者血液回流;2、患者在輸液過程中,輸液速度過快或者有針管堵塞現(xiàn)象,未能及時發(fā)現(xiàn);3、患者身體對藥液可能會有過敏等異常反應,未得到及時處理等,而新型的智能注射泵則能很好的規(guī)避這些問題。
注射泵通常是機械或電子的控制裝置,它通過作用于輸液導管達到控制輸液速度和用量的目的,常用于需要嚴格控制輸液量和藥量的情況,如注射升壓藥物,抗心律失常藥物,嬰幼兒靜脈輸液或靜脈麻醉時。
隨著注射泵應用越來越廣泛,其整機系統(tǒng)對安全的要求也越來越嚴格。而電源模塊的高隔離性能對整個系統(tǒng)安全工作起到了至關(guān)重要的作用,它可以幫助系統(tǒng)規(guī)避相關(guān)的安全隱患??梢哉f注射泵的崛起催生了高隔離性能的隔離電源的誕生。
2、注射泵結(jié)構(gòu)框圖:
上圖1為最常見的單通道注射泵方案框圖,大體上可以分為軟件系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。而詳細的劃分又可以將其劃分為:主控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、壓力檢測系統(tǒng)、自動報警系統(tǒng)。最基礎的工作原理為:控制部件通過控制步進電機來推動機械部件的操作,同時會有專門的傳感器模塊實時的檢測實際情況并反饋給控制部件。簡單講,注射泵的電氣部分的工作原理如下圖2:
(1)主控系統(tǒng):如圖2中的計算機軟件控制模塊,主要實現(xiàn)對各個部件的控制,如屏顯的控制、壓力檢測的控制等等。
(2)電源系統(tǒng):電源系統(tǒng)主要負責完成設備內(nèi)部所有部件的供電,通常由常規(guī)的開關(guān)電源和電池組成。從而可以實現(xiàn)外部電源及內(nèi)部電源供電兩種方式,當外部電源斷電后內(nèi)置的電池可以提供供電,以免出現(xiàn)故障。
(3)電機驅(qū)動系統(tǒng):主要為機械部件通過步進電機的移動完成注射器的移動。
(4)壓力檢測系統(tǒng):壓力檢測系統(tǒng)負責通過傳感器檢測流量等常態(tài)或故障信號,從而反饋回控制系統(tǒng),進行進一步的響應。
(5)自動報警系統(tǒng):包含注射脫落、管道堵塞、供電是否正常等等的問題報警。
3、供電需求特性及推薦產(chǎn)品
電源模塊需要為整個系統(tǒng)的部件供電,如控制芯片、備用電池、傳感器和通訊芯片等等。詳細的供電框圖如下:
圖3為智能注射泵控制系統(tǒng)供電原理框圖,系統(tǒng)工作情況如下:
系統(tǒng)供電說明:AC/DC電源輸出15V電壓,分別給電池充電電路、步進電機和電壓轉(zhuǎn)換芯片供電,通過穩(wěn)壓和電源轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成12V、5V、3.3V、1.8V電壓分別給功放電路、編碼器以及CPU進行供電。
工作過程:接通交流電源,在無交流電源情況下由內(nèi)置電池供電。系統(tǒng)上電時,液晶顯示屏、步進電機、步進電機控制器通過主板CPU的初始化后進入正常工作。當人按鍵操作顯示屏按鈕,顯示屏將信號反饋給主板CPU ,CPU將接受的指令內(nèi)部處理,然后將處理后的信號傳給步進電機控制器,通過驅(qū)動信號去控制電機的推進速度,電機將轉(zhuǎn)軸信息傳給編碼器,編碼器將接受的反饋信號傳給電機,并且同時將信號傳給CPU、步進電機控制器,實現(xiàn)控制、編碼、顯示等一系列閉環(huán)控制的過程。
電源選型關(guān)鍵點:
由以上工作框圖可知,注射泵是通過觸摸屏與操作者接觸,通過輸液管與患者接觸,因此安全防護等級要求相對普通的工業(yè)設備更高,通常需要滿足隔離耐壓3000VAC,防護等級2個MOOP的要求,但是很多嚴格要求的場合也會提出要求滿足2個MOPP的隔離防護等級。金升陽科技有限公司推出的專門針對醫(yī)療行業(yè)的電源,便可以很好的滿足這些要求。
推薦產(chǎn)品型號及規(guī)格:
小結(jié):
在智能注射泵系統(tǒng)中,控制模塊是系統(tǒng)的核心控制部分,要求電源必須具備高性能、高可靠性才能滿足系統(tǒng)設計的要求。金升陽公司的LO25-13Bxx及URH_P-6WR3系列產(chǎn)品在小體積的基礎上滿足了第三版醫(yī)療認證EN 60601-1,3rd,自身的短路、過流保護功能、超寬的電壓范圍和優(yōu)異的EMC性能大大增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性,為廣大使用者的安全帶來新的保障。
參考文獻:
EN 60601-1,3rd
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