输液泵脉动补偿方法和系统

摘要

一种输液泵脉动补偿方法，包括以下步骤：获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据；将输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时刻进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据；将补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度；将驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵的速度中。从而消除实际上输液速度与理想输液速度之间的差异，使得实际输液速度无限接近理想的输液速度，即均匀的输液速度。此外还提供一种输液泵脉动补偿系统。

权利要求

1.一种输液泵脉动补偿方法，包括以下步骤：

获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据；

将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时刻进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据；

将所述补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度；

将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵的速度中；

所述将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵速度中的步骤为：获取补偿前输液泵转动一周时电机的速度；

将所述补偿速度-时间数据中的速度所对应的驱动补偿速度与所述补偿前输液泵转动一周时电机的速度叠加。

2.根据权利要求1所述的输液泵脉动补偿方法，其特征在于，所述获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据的步骤为：获取补偿前输液泵转过固定位置两次所需的时间，记为输液泵转动周期；

测量补偿前输液泵在转动周期内各时间点的速度；根据所述输液泵转动周期及所述输液泵在转动周期内各时间点的速度绘制所述补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据，其中，所述输液速度-时间数据具体采用输液速度曲线图表示。

3.根据权利要求1所述的输液泵脉动补偿方法，其特征在于，所述将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时刻进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据的步骤为：记录所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度作差后的速度值；

根据记录的速度值与所述理想速度图对应的时间绘制补偿速度-时间数据。

4.根据权利要求1所述的输液泵脉动补偿方法，其特征在于，所述将所述补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度的步骤为：获取电机驱动输液泵转动时电机驱动速度与输液泵转动速度的对应关系；

根据所述对应关系将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成所述驱动补偿速度。

5.一种输液泵脉动补偿系统，其特征在于，包括数据获取模块、数据处理模块、转换模块及补偿模块；

所述获取模块用于获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据；

所述数据处理模块用于将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时间的速度进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据；

所述转换模块用于将所述补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度；

所述补偿模块用于将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵速度中；

所述补偿模块包括速度获取模块和速度叠加模块；

所述速度获取模块用于获取补偿前输液泵转动一周时电机的速度；

所述速度叠加模块用于将所述补偿速度-时间数据中的速度所对应的驱动补偿速度与所述补偿前输液泵转动一周时电机的速度叠加。

6.根据权利要求5所述的输液泵脉动补偿系统，其特征在于，获取模块包括周期获取模块、测量模块、第一绘制模块；

所述周期获取模块用于获取补偿前输液泵转过固定位置两次所需的时间，记为输液泵转动周期；

所述测量模块用于测量补偿前输液泵在转动周期内各时间点的速度；

所述第一绘制模块用于根据所述输液泵转动周期与所述输液泵在转动周期内各时间点的速度绘制补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据，其中，所述输液速度-时间数据具体采用输液速度曲线图表示。

7.根据权利要求5所述的输液泵脉动补偿系统，其特征在于，所述数据处理模块包括数据记录模块和第二绘制模块；

所述数据记录模块用于记录所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度作差后的速度值；

所述第二绘制模块用于根据记录的速度值与所述理想速度图对应的时间绘制补偿速度-时间数据。

8.根据权利要求5所述的输液泵脉动补偿系统，其特征在于，转换模块包括对应关系获取模块和速度转换模块；

所述对应关系获取模块用于获取电机驱动输液泵转动时电机驱动速度与输液泵转动速度的对应关系；

所述速度转换模块用于根据所述对应关系将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成所述驱动补偿速度。

说明书

输液泵脉动补偿方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及输液泵速度控制方法，特别是涉及一种输液泵脉动补偿方法和一种输液泵脉动补偿系统。

背景技术

[0002] 输液泵是一种能够准确控制输液滴数或输液流速，保证药物能够速度均匀，药量准确并且安全地进入病人体内发挥作用的一种仪器。同时，输液泵还能提高临床给药操作的效率和灵活性，降低护理工作量。输液泵通常是机械或电子的控制装置，它通过作用于输液导管达到控制输液速度的目的。常用于需要严格控制输液量和药量的情况，如在应用升压药物，抗心律失常药药物，婴幼儿静脉输液或静脉麻醉时。在具体应用中，输液泵由电机周期性的驱动指压式蠕动泵的泵片挤压输液器管路内药液，由于输液泵中的蠕动泵存在固有的周期性波动，导致输液滴数或输液流速与理想状态不一致，使得药物输注速度不能均匀地进入病人体内。特别地，对于半衰期比较短的药物，这种固有波动性对病人是具有伤害性的。

发明内容

[0003] 基于此，有必要针对输液泵中的蠕动泵存在固有的周期性波动而导致输液速度不均匀的问题，提供一种能够补偿输液速度使得输液速度均匀的输液泵脉动补偿方法。

[0004] 一种输液泵脉动补偿方法，包括以下步骤：

[0005] 获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据；

[0006] 将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时刻进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据；

[0007] 将所述补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度；

[0008] 将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵的速度中。

[0009] 在其中一个实施例中，所述获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据的步骤为：

[0010] 获取补偿前输液泵转过固定位置两次所述需的时间，记为输液泵转动周期；

[0011] 测量补偿前输液泵在转动周期内各时间点的速度；

[0012] 根据所述输液泵转动周期及所述输液泵在转动周期内各时间点的速度绘制所述补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据，其中，所述输液速度-时间数据具体采用输液速度曲线图表示。

[0013] 在其中一个实施例中，所述将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据的步骤为：

[0014] 记录所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度作差后的速度值；

[0015] 根据记录的速度值与所述理想速度图对应的时间绘制补偿速度-时间数据。

[0016] 在其中一个实施例中，所述将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成电机驱动输液泵转动驱动补偿速度的步骤为：

[0017] 获取电机驱动输液泵转动时电机驱动速度与输液泵转动速度的对应关系；

[0018] 根据所述对应关系将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成电机驱动补偿速度。

[0019] 在其中一个实施例中，所述将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵速度中的步骤为：

[0020] 获取补偿前输液泵转动一周时电机的速度；

[0021] 将所述补偿速度-时间数据中的速度所对应的驱动补偿速度与所述补偿前输液泵转动一周时电机的速度叠加。

[0022] 此外，还提供一种能够补偿输液速度使得输液速度均匀的输液泵脉动补偿系统。

[0023] 一种输液泵脉动补偿系统，包括数据获取模块、数据处理模块、转换模块及补偿模块；

[0024] 所述获取模块用于获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据；

[0025] 所述数据处理模块用于将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时间的速度进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据；

[0026] 所述转换模块用于将所述补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度；

[0027] 所述补偿模块用于将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵速度中。

[0028] 在其中一个实施例中，获取模块包括周期获取模块、测量模块、第一绘制模块；

[0029] 所述周期获取模块用于获取补偿前输液泵转过固定位置两次所述需的时间，记为输液泵转动周期；

[0030] 所述测量模块用于测量补偿前输液泵在转动周期内各时间点的速度；

[0031] 所述第一绘制模块用于根据所述输液泵转动周期与所述输液泵在转动周期内各时间点的速度绘制补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据，其中，所述输液速度-时间数据具体采用输液速度曲线图表示。

[0032] 在其中一个实施例中，所述数据处理模块包括数据记录模块和第二绘制模块；

[0033] 所述数据记录模块用于记录所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度作差后的速度值；

[0034] 所述第二绘制模块用于根据记录的速度值与所述理想速度图对应的时间绘制补偿速度曲线图-时间数据。

[0035] 在其中一个实施例中，转换模块包括对应关系获取模块和速度转换模块；

[0036] 所述对应关系获取模块用于获取电机驱动输液泵转动时电机驱动速度与输液泵转动速度的对应关系；

[0037] 所述速度转换模块用于根据所述对应关系将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成电机驱动补偿速度。

[0038] 在其中一个实施例中，补偿模块包括速度获取模块和速度叠加模块；

[0039] 所述速度获取模块用于获取补偿前输液泵转动一周时电机的速度；

[0040] 所述速度叠加模块用于将所述补偿速度-时间数据中的速度所对应的驱动补偿速度与所述补偿前输液泵转动一周时电机的速度叠加。

[0041] 上述输液泵脉动补偿方法及系统，通过获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图的差异，并将该差异转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度，然后将驱动补偿速度叠加到补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵速度中，从而消除实际上输液速度与理想输液速度之间的差异，使得实际输液速度无限接近理想的输液速度，即均匀的输液速度。

附图说明

[0042] 图1为输液泵脉动补偿方法的流程图；

[0043] 图2为输液泵的结构示意图；

[0044] 图3为一个实施例中补偿前输液泵的输液速度-时间数据；

[0045] 图4为图3中补偿后的输液泵的输液速度-时间数据；

[0046] 图5为又一个实施例中补偿前输液泵的输液速度-时间数据；

[0047] 图6为图5中补偿后的输液泵的输液速度-时间数据；

[0048] 图7为输液泵脉动补偿系统的结构示意图。

具体实施方式

[0049] 如图1所示，为输液泵脉动补偿方法的流程图。一种输液泵脉动补偿方法，包括以下步骤：

[0050] 步骤S110，获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据。

[0051] 具体地步骤S110包括：①获取补偿前输液泵转过固定位置两次所述需的时间，记为输液泵转动周期。

[0052] ②测量补偿前输液泵在转动周期内各时间点的输液速度。

[0053] ③根据所述输液泵转动周期与所述输液泵在转动周期内各时间点的输液速度绘制补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据。

[0054] 在本实施例中，输液速度-时间数据具体采用输液速度曲线图表示。

[0055] 在本实施例中，补偿前是指输液泵按照自身固有性质，在电机204的驱动下输出药液的状态。输液泵206转过固定位置两次所述需的时间记为输液泵转动周期，实际上，输液泵206会从某个特定的位置开始转动，给这个特定的位置标记一个检测标志，当光电开关202检测到输液泵206转过检测标志两次时，记录所需的时间，即为输液泵206的转动周期。具体地，请结合图2。电机204通过驱动轴驱动输液泵206的泵片挤压输液管208，从而达到控制输液管208的输液速度。光电开关202在第一次检测到输液泵206的起始位盘时记录此时的时间，在光电开关202第二次检测到输液泵206的起始位盘时记录此时的时间，因而，两次时间的间隔即为输液泵206的转动周期。

[0056] 在本实施例中，将输液泵206的转动周期分为若干个时间段，通过检测输液管208输出药液的速度来反应补偿前输液泵206在转动周期内各时间段的输液速度。因此，将各时间段对应的输液速度与一个周期内的时间对应就能够绘制补偿前输液泵206转动一周的输液速度-时间数据。

[0057] 步骤S120，将所述输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度在对应时刻的速度进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据。

[0058] 具体地步骤S120包括：①记录输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度作差后的速度值。

[0059] ②根据记录的速度值与理想速度图对应的时间绘制补偿速度-时间数据。

[0060] 在本实施例中，由于输液泵中的蠕动泵自身固有的周期性波动，因此，输液泵转动一周各时间段中输液速度与理想的恒定输液速度不同，有时会高于恒定输液速度，有时会低于恒定输液速度，从而绘制出来的输液泵输液速度-时间数据是呈波浪形的。特别地，是在恒定输液速度的上下波动。因此，将输液泵转动一周的输液速度图与理想速度图对应时间的速度进行作差，得到的就是在各时间点需要补偿的输液速度。例如，若得到的差值为正，则说明在该时间点的输液速度高于理想的输液速度，因此，要在该时间点改变电机的转速，使得输液泵输液速度减慢。若得到的差值为负，则说明在该时间点的输液速度低于理想的输液速度，因此，要在该时间点改变电机的转速，使得输液泵输液速度加快。将各时间点需要补充的输液速度与输液泵转动一周的时间点对应，就能绘制出各时间点需要补充的输液速度-时间数据。

[0061] 步骤S130，将所述补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度。

[0062] 具体地步骤S130包括：①获取电机驱动输液泵转动时电机驱动速度与输液泵转动速度的对应关系。

[0063] ②根据所述对应关系将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成电机驱动补偿速度。

[0064] 在本实施例中，输液泵的输液速度与电机驱动输液泵转动所需的驱动速度是具有对应关系的，由于不同的电机驱动速度不同，而对应的输液泵的输液速度也会不同。因此，获取电机驱动速度和对应的输液泵的输液速度的对应关系，可通过对不同的电机及其对应的输液泵进行试验而得出

[0065] 假设根据对应关系可知，电机驱动速度为2r/s时，对应的输液泵的输液速度为0.1ml/s。同时假设理想的输液速度0.13ml/s。补偿速度-时间数据中对应的输液速度为在各时间点需要增加或减小的输液速度，假设在第10min的位置补偿速度-时间数据中的输液速度为0.03ml/s，那么就意味着，输液泵在这个的时候的输液速度为0.16ml/s，相对理想输液速度要减小0.03ml/s，对应的电机驱动速度也要减小，根据假设的电机驱动速度与输液泵的输液速度可以计算出，此时电机驱动速度要减小0.6r/s时，输液泵的输液速度为0.13ml/s。假设在第12min的位置补偿速度-时间数据中的输液速度为-0.2ml/s，那么就意味着，输液泵在这个的时候的输液速度为0.11ml/s，相对理想的输液速度要增加
0.2ml/s，根据假设的电机驱动速度与输液泵的输液速度可以计算出，此时电机驱动速度要增加0.4r/s。

[0066] 步骤S140，将所述驱动补偿速度加入到所述补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵的速度中。

[0067] 具体地步骤S140包括：①获取补偿前输液泵转动一周时电机的速度。

[0068] ②将所述补偿速度-时间数据中的速度所对应的驱动补偿速度与所述补偿前输液泵转动一周时电机的速度叠加。

[0069] 在本实施例中，假设根据电机驱动速度和输液泵的输液速度的对应关系可知，电机驱动速度为2r/s时，对应的输液泵的输液速度为0.1ml/s。同时假设理想的输液速度0.13ml/s，在第10min的位置补偿速度-时间数据中的输液速度为0.03ml/s，在第12min的位置补偿速度-时间数据中的输液速度为-0.2ml/s。那么对应的在第10min需要补偿的驱动补偿速度为-0.6r/s，在第12min需要补偿的驱动补偿速度为0.4r/s。而原来的电机驱动速度为2.6r/s，将需要补偿的驱动补偿速度补偿到输液泵转动一周时电机驱动输液泵所需的速度中后，可以得出，在补偿后第10min的电机驱动速度为2.6r/s-0.6r/s=2r/s，第
12min的电机驱动速度为2.6r/s+0.4r/s=3r/s。

[0070] 可以理解为，在第10min的位置时，输液泵中蠕动泵的自身固有的波动加快了输液速度，因此，在此时需要减小电机的驱动速度，从而抵消由于蠕动泵的波动而减慢的输液速度。同理，在第12min的位置时，输液泵中蠕动泵的自身固有的波动减慢了输液速度，因此，在此时需要增加电机的驱动速度，从而抵消由于蠕动泵的波动而减慢的输液速度。

[0071] 在另一个实施例中，对实际的输液速度采用比例乘法运算，使其无限的接近理想的输液速度。

[0072] 上述输液泵脉动补偿方法，通过获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图的差异，并将该差异转换成电机驱动输液泵转动的驱动补偿速度，然后将驱动补偿速度叠加到补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵速度中，从而消除实际上输液速度与理想输液速度之间的差异，使得实际输液速度无限接近理想的输液速度，即均匀的输液速度。

[0073] 基于上述所有实施例，采用上述输液泵脉动补偿方法对输液泵的输液速度进行补偿后，可以得到输液泵在一个周期内各时间点的补偿速度，进而得到电机驱动补偿速度，因此，能够绘制输液泵在一个周期内，电机的驱动补偿速度表。可以理解为，只要与采用上述方法对输液泵的输液速度进行补偿后，所有与该输液泵型号相同的输液泵都适用上述电机的驱动补偿速度表。

[0074] 如图3所示，为一个实施例中补偿前输液泵的输液速度-时间数据。在本实施例中，预设的输液速度为1ml/h，即为理想的输液速度。但在实际操作中，由于输液泵中的蠕动泵的自身固有波动的性质，导致输液速度的-时间数据不是一条直线，而是在1ml的位置上下波动的曲线，如图3所示的曲线。因此，采用输液泵脉冲补偿方法对如图3所示的输液速度-时间数据进行补偿，可以得出如图4所示的补偿后的输液泵的输液速度-时间数据。从图4中可以看出，补偿后的输液速度曲线相对于图3中的曲线波动明显小的很多，波动的趋势无限接近理想的输液速度曲线。

[0075] 如图5所示，为又一个实施例中补偿前输液泵的输液速度-时间数据。在本实施例中，预设的输液速度为25ml/h，即为理想的输液速度。但在实际操作中，由于输液泵中的蠕动泵的自身固有波动的性质，导致输液速度的-时间数据不是一条直线，而是在25ml的位置上下波动的曲线，如图5所示的曲线。因此，采用输液泵脉冲补偿方法对如图5所示的输液速度-时间数据进行补偿，可以得出如图6所示的补偿后的输液泵的输液速度-时间数据。从图6中可以看出，补偿后的输液速度曲线相对于图5中的曲线波动明显小的很多，波动的趋势无限接近理想的输液速度曲线。

[0076] 如图7所示，为输液泵脉动补偿系统的结构示意图。一种输液泵脉动补偿系统，包括数据获取模块702、数据处理模块704、转换模块706及补偿模块708。

[0077] 获取模块702用于获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据。

[0078] 数据处理模块702用于将输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度进行作差，得到作差后的补偿速度-时间数据；其中理想速度图为固定速度的直线。

[0079] 转换模块706用于将补偿速度-时间数据中的速度在各时刻转换成电机驱动输液泵转动所需的驱动补偿速度。

[0080] 补偿模块708用于将驱动补偿速度加入到补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵所需的速度中。

[0081] 上述输液泵脉动补偿系统通过将补偿前输液泵抓的一周的输液速度-时间数据与理想的输液速度-时间数据对应的速度进行作差，再将作差结果通过转换模块706转换成电机驱动输液泵输液所需的驱动补偿速度，然后将这个驱动补偿速度通过补偿模块708补偿给补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵所需的速度中。

[0082] 在本实施例中，获取模块702包括周期获取模块、测量模块、第一绘制模块。

[0083] 周期获取模块用于获取补偿前输液泵转过固定位置两次所述需的时间，记为输液泵转动周期。

[0084] 测量模块用于测量补偿前输液泵在转动周期内各时间点的速度。

[0085] 第一绘制模块用于根据所述输液泵转动周期与所述输液泵在转动周期内各时间点的速度绘制补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据。

[0086] 在本实施例中，输液速度-时间数据具体采用输液速度曲线图表示。

[0087] 数据处理模块704包括数据记录模块和第二绘制模块。

[0088] 数据记录模块用于记录输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图对应时间的速度作差后的速度值。

[0089] 第二绘制模块用于根据记录的速度值与理想速度图对应的时间绘制补偿速度-时间数据。

[0090] 转换模块706包括对应关系获取模块和速度转换模块。

[0091] 对应关系获取模块用于获取电机驱动输液泵转动时电机驱动速度与输液泵转动速度的对应关系。

[0092] 速度转换模块用于根据所述对应关系将所述补偿速度-时间数据中的速度转换成电机驱动补偿速度。

[0093] 补偿模块708包括速度获取模块和速度叠加模块。

[0094] 速度获取模块用于获取补偿前输液泵转动一周时电机的速度。

[0095] 速度叠加模块用于将所述补偿速度-时间数据中的速度所对应的驱动补偿速度与所述补偿前输液泵转动一周时电机的速度叠加。

[0096] 上述输液泵脉动补偿方法及系统，通过获取补偿前输液泵转动一周的输液速度-时间数据与理想速度图的差异，并将该差异转换成电机驱动输液泵转动所需的驱动补偿速度，然后将驱动补偿速度叠加到补偿前输液泵转动一周时电机驱动输液泵所需的速度中，从而消除实际上输液速度与理想输液速度之间的差异，使得实际输液速度无限接近理想的输液速度，即均匀的输液速度。

[0097] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。