[发明专利]一种基于UHF RFID的输液过程监控装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于UHF RFID的输液过程监控装置及方法。本发明的装置主要由相位探测模块和相位计算模块通过无线连接；相位探测模块中的相位优化的RFID标签贴在滴管的侧面并且相位优化的RFID标签的下边缘与滴管内存留的药液的液面齐平，相位优化的RFID标签直接调制RFID的信息载波，读写器远程读取其载波相位变化。方法用于计算该装置接收获得的相位数据，计算当前药液滴下落的时间与当前输液频率、当前的输液状态。本发明保留UHF RFID标签存储药品信息的功能同时，可以对输液系统的输液进程进行实时的监控，具有易部署、成本低、无电源等特点，本装置兼容国际标准RFID变频读写协议，应用范围广。

技术领域

本发明涉及一种实时输液监控的装置和方法，尤其涉及一种基于UHF RFID的输液过程监控装置及方法。

背景技术

伴随着医疗技术的不断进步，对药物的规范化管理与精细化使用需求强烈。当前输液给药存在难以实时监控给药过程和量化用药的问题。UHF RFID技术由于其无源、远距离、低成本的特点，在医疗部门利用UHF RFID标签进行无接触药品识别与电子管理已经越来越广泛。

伴随着物联网的技术的应用，已经有一些应用研究结合了多种传感器提出了可能的输液监控方法。据目前报道来说，有使用光电传感器和电容传感器检测输液过程中药液滴落的方案，通过检测液滴对传感器产生影响来监测输液过程。这些方案需要电源和通信电路，体积笨重，成本高，使用不便。当前也存在报道基于药滴滴落影响RFID标签反射信号来检测输液。但普通标签检测药滴方案抗干扰性能弱、敏感度差、精度低，同时当前RFID输液监控研究全部基于定频RFID协议，缺乏变频国际RFID协议的相关研究。总的来看，在成本、精确度方面，大多数已有的应用研究都存在相当的问题与不足。

附近介质变化对标签的反射系数相位有显著影响。药滴滴落与药滴滴落引发的液位震荡都具有调制RFID的信息载波相位的可能，但显然液面震荡调制RFID的信息载波相位比药滴滴落的调制效果要明显。该方法通过RFID阅读器远程读取液面变化调制的RFID信息载波相位变化，该变化信息经过计算处理可获得输液滴液的频率、药液滴落时间、状态等信息。该方法无需电源和额外射频电路，结构简单，精度高，获取信息丰富，但目前未见相关报道。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于UHF RFID的输液过程监控装置及方法，本发明利用附近介质变化对标签的载波相位有显著偏置的特性，通过设计可贴在滴管上的相位优化的RFID标签，并将其放置于输液滴管液位变化区域，实现液面变化直接调制RFID信息载波相位，通过RFID阅读器远程读取其载波相位变化实现对输液过程实时监控。

本发明采取的技术方案如下：

一、一种基于UHF RFID的输液过程监控装置

装置包括无源RFID载波相位探测模块和RFID载波相位计算模块；无源RFID载波相位探测模块和RFID载波相位计算模块通过UHF射频波段无线连接；无源RFID载波相位探测模块包括输液瓶、医用输液器和相位优化的RFID标签；输液瓶与医用输液器相连，输液瓶中的药液以药液滴的形式流至医用输液器的滴管中，相位优化的RFID标签贴在滴管的侧面并且相位优化的RFID标签的下边缘与滴管内存留的药液的液面齐平；RFID载波相位计算模块包括平板天线、UHF RFID读写器和服务器；平板天线与UHF RFID读写器通过同轴馈线相连接，UHF RFID读写器与服务器通过双绞线相连接。

所述相位优化的RFID标签包括相位优化的RFID标签天线和UHF RFID标签芯片；UHF RFID标签芯片安装在相位优化的RFID标签天线中，相位优化的RFID标签天线包括T型阻抗匹配环和天线臂，T型阻抗匹配环设置在天线臂的中部，T型阻抗匹配环中安装有UHFRFID标签芯片；