深圳圣诺医疗设备股份有限公司
摘要：为医院护士站设计一种带机械过载保护装置的电子称，用于准确称量各病房中病人的排液量。采用机械保护装置，减少运输和使用过程中的电子秤称量超重和碰撞损坏系列问题，以保证产品质量。在护士站,护士可以通过无线电子称测量病人的实时排液量,提高测量的准确性。通过实践应用,该系统具有使用简单、成本低、实用性强等特点。
关键词：机械过载保护装置;电子秤;排液量
1引言
尿量监测是检测患者多种指标中的一项重要内容，它是反映肾脏血流灌注水平的最直接最敏感的生理指标，对于重症患者来说，尿量常常能够在血肌酐升高之前预示肾功能的紊乱。根据AKIN国际共识制定的积习难改肾衰竭分层诊断标准——RIFLE标准，尿量是重要的分层诊断指标。连续每小时尿量监测可以及时评判肾功能状态，提示临床及早干预，阻止肾功能的进一步恶化[1]。
特别是休克、心脏手术、大面积烧伤及肾功能不全等病人监测每小时尿量非常重要，它能够及时反映人体有效循环血量及肾脏功能。尿量的严密监测对于密切观察患者病情，了解机体生命状况，判断病情的转归和预后有着重要的临床意义[2]
2技术发展现状
随着临床科学技术水平的发展，各种先进的自动化设备的应用，几乎所有的生命体征以及新的监测指标都不断得到自动化的监测和应用。患者的各种常见的重症并发症都得到了很好的控制，发病率及死亡率得到了明显的下降[3]。但是，长久以来对于尿量这个能够及时反映人体有效循环血量及肾脏功能的重要参数，临床上监测数据的准确性及时性都远远不够，更谈不上安全自动监测。目前，国内在临床上对于重症患者的尿量监测一直是手工间断性静态监测[4]。
目前在医院各个病房采用电子秤测量尿液的非常少，除非病人有大量的渗液才需要，少量的都是估量。临床上大多采用一次性储尿袋来收集并测量尿量，储尿袋是一个带有刻度的排水带，可以直接读取袋子上面的刻度。储尿袋呈长方形布袋状，容量1000ml，以100ml为间距并呈平均分割[5]。引流过程中，随着尿液的逐渐增多，液平面的面积也随之增大，接近储尿袋顶端时，液平面又逐渐减少，这就存在着实际尿量与测得尿量的严重不符，误差较大的问题，不能客观真实地显示尿量，因而也影响了病情的估计与治疗[6]
3主要研究内容
本文研究的电子秤是针对目前临床的现状及需求，可以实现尿量的实时动态监测，无线数据传输，自动计算记录累计尿量，无需人员干预，不需要每小时接触尿液，测量准确实时，误差不超过10%，同精密尿袋相比结果更准确，还可查询既往尿量信息，足以满足临床需要，同时大大简化了测量尿量的流程，降低了护士的工作负荷，减少了污染的几率。另外，目前市场上电子称已经有不少产品的出现，由于各种因素的制约，产品在使用过程中时常会有超重和碰撞的现象，导致产品损坏。而此产品的设计能够在超重或碰撞的时候起到保护作用，防止电子称计量器件损坏。
4设计方案
4.1系统方案
图1是电子秤的结构设计图，包括可以3个称重挂钩，一个显示屏，可以实现对病人尿量实时动态监测，无线数据传输，自动计算记录累计尿量。电子秤原理示意图如图2所示，三个通道重量采集通过SPI接口与主控MCU通讯；无线模块采用ZigBee无线通讯模块与主机通讯；电池管理系统对电池充放电进行管理；电源采用适配器方式，220VAC输入，12VDC输出，通过DC-DC模块转换为5VDC和3.3VDC。重量采集模块实时采集尿液重量数据。数码管显示和按键实现人机交互。
4.2软件通信方式
电子秤上的单片机采用C语音编写，系统采用Zigbee通讯协议，无线通讯模块的接口采用串口设计，串口设置波特率为57600，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。主控电脑通过RS232串口外接无线模块，实现与电子秤设备的无线通信。为保证通信的顺利完成,通信双方必须采用一致的祯格式、波特率、奇偶校验等。
5产品功能
5.1功能特点
?能实时无线传输数据，测量范围1～4000g，精度±1％；
?具有超过量程的保护功能；
?具有三通道独立测量称重的功能，可称重尿液、引流、渗出等；
?内置备用电池，可以使用6~8个小时；
?可固定式脚轮。
5.2临床特点
?彻底改变传统尿袋测量不准及工作繁琐的现状；
?减少由于频繁的接触潜在感染性尿液而带来的环境污染及交叉感染；
?减轻医护人员的工作负担，提高护理的质量及效率；
?自动智能时时监测，避免因人工失误造成的误记漏记等临床问题；
?基于对尿量时时的准确的反应，有助于改善整体治疗效果。
5.3临床应用
临床适用科室范围：适用于需要留置导尿管严密监测尿量患者的各综合科室。如包括肾脏科，麻醉科，各种ICU重症监护室，小儿科，烧伤科，心血管内外科等。电子秤在实际临床上的一些应用主要有：
?针对ICU重症患者，液体复苏中体液平衡出入量的管理；
?尿流速可展现病人尿量趋势，可间接反映病人一段时间内病情变化；
?尿流速预见性指导输液，临床常见于如纠正重度烧伤低血容量性休克等；
?在体外循环手术中，有助于麻醉用药和关注流量的控制管理。
6实验结果
为验证本电子秤工作的准确性，进行4组测试，对比称重的准确性，测试结果如下：
7结论
本研究通过设计一种带机械过载保护装置的电子称，用于称量各病房中病人的排液量，实时无线数据传输，大大的提高了病人排液量的准确性。实现了护士站对患者的高效管理,方便了医患双方。通过多次实验证明,该产品通信实时准确、性能稳定、操作简单,具有良好的扩展性。因此本系统具有一定的推广前景。
参考文献:
[1]蔡慧,倪春燕,王志红,等.一次性使用马桶盖式测尿量器的设计和应用[J].护理实践与研究,2016(8).
[2]张淑芬,曹琳.新型尿液排放计量装置的研究[J].齐鲁护理杂志,2004,10(10):797-797.
[3]葛丽英.巧用一次性输液筒准确监测患者的尿量[J].杭州医学高等专科学校学报,2000,21(4).
[4]中国误诊学杂志2007年11月第7卷第26期（ChinJMisdiagn,Nov2007Vol7No.26）文章标题：正确记录尿袋尿量的探讨作者：李福菊,詹毅,丁淑华)
[5]刘九卿.浅谈称重传感器技术动向、发展趋势和产业方向[J].衡器,2005,34(6):1-5.
[6]朱庆豪.基于ZigBee的井下人员定位系统研究[J].现代电子技术,2016(6):147-149.