金升陽：智能注射泵的崛起及醫(yī)療專用電源的誕生

　　隨著科技的發(fā)展，各類智能醫(yī)療設(shè)備涌入市場，這些設(shè)備通常直接與人體(患者或者操作者)接觸，因此對于安規(guī)有著嚴(yán)格的要求，這一點(diǎn)在醫(yī)療認(rèn)證EN 60601-1,3rd中有著明確的要求。在整機(jī)系統(tǒng)中隔離電源對爬電距離和漏電流等安規(guī)要求起著關(guān)鍵性的作用，因此這也就要求電源模塊需要緊跟智能醫(yī)療的要求，進(jìn)一步的提升隔離性能，甚至滿足2個(gè)MOPP的隔離防護(hù)要求。

　　1、概述：

　　傳統(tǒng)輸液方式出現(xiàn)醫(yī)療事故主要原因有：1、護(hù)士未能在輸液完成時(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn);3、患者身體對藥液可能會(huì)有過敏等異常反應(yīng)，未得到及時(shí)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(jī)械或電子的控制裝置，它通過作用于輸液導(dǎo)管達(dá)到控制輸液速度和用量的目的，常用于需要嚴(yán)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(shí)。

　　隨著注射泵應(yīng)用越來越廣泛，其整機(jī)系統(tǒng)對安全的要求也越來越嚴(yán)格。而電源模塊的高隔離性能對整個(gè)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：

　　圖1：單通道注射泵方案框圖

　　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(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。而詳細(xì)的劃分又可以將其劃分為：主控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、壓力檢測系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。最基礎(chǔ)的工作原理為：控制部件通過控制步進(jìn)電機(jī)來推動(dòng)機(jī)械部件的操作，同時(shí)會(huì)有專門的傳感器模塊實(shí)時(shí)的檢測實(shí)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：

　　圖2 ：智能注射泵電氣部分原理框圖

　　(1)主控系統(tǒng)：如圖2中的計(jì)算機(jī)軟件控制模塊，主要實(shí)現(xiàn)對各個(gè)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(fù)責(zé)完成設(shè)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(shí)現(xiàn)外部電源及內(nèi)部電源供電兩種方式，當(dāng)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：主要為機(jī)械部件通過步進(jìn)電機(jī)的移動(dòng)完成注射器的移動(dòng)。

　　(4)壓力檢測系統(tǒng)：壓力檢測系統(tǒng)負(fù)責(zé)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(jìn)行進(jìn)一步的響應(yīng)。

　　(5)自動(dòng)報(bào)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(bào)警。

　　3、供電需求特性及推薦產(chǎn)品

　　電源模塊需要為整個(gè)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(xì)的供電框圖如下：

　　圖3：注射泵系統(tǒng)供電原理

　　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(jìn)電機(jī)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(jìn)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(shí)，液晶顯示屏、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器通過主板CPU的初始化后進(jìn)入正常工作。當(dāng)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(jìn)電機(jī)控制器，通過驅(qū)動(dòng)信號去控制電機(jī)的推進(jìn)速度，電機(jī)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(jī)，并且同時(shí)將信號傳給CPU、步進(jìn)電機(jī)控制器，實(shí)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(diǎn)：

　　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(hù)等級要求相對普通的工業(yè)設(shè)備更高，通常需要滿足隔離耐壓3000VAC，防護(hù)等級2個(gè)MOOP的要求，但是很多嚴(yán)格要求的場合也會(huì)提出要求滿足2個(gè)MOPP的隔離防護(hù)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：

　　4、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(shè)計(jì)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(chǔ)上滿足了第三版醫(yī)療認(rèn)證EN 60601-1,3rd，自身的短路、過流保護(hù)功能、超寬的電壓范圍和優(yōu)異的EMC性能大大增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性，為廣大使用者的安全帶來新的保障。