导管脱落检测装置、系统及方法技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种导管脱落检测装置、系统及方
法。
背景技术
随着医学的发展，临床各种疾病治疗过程中使用的导管种类越来越多，非计划拔
管的问题也随之日益增多。非计划拔管如果发现不及时或处理不当，有可能成为患者的致
死原因。
目前对导管脱落问题采取的措施主要集中在如何在事前做好防范，例如被约束肢
体距离导管保持安全距离，用固定器代替胶布对导管进行固定，增加护理人员，加强巡视及
交接班制度等等。
加强防范措施的同时，如何在导管脱落发生后，第一时间将报警信息及位置传达
给护理人员，从而有助于护理人员快速采取导管脱落应急处理是目前亟待解决的问题。目
前国内外尚没有关于导管脱落检测、定位及报警系统研究的消息报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导管脱落检测装置、系统及方法，以解决上
述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种导管脱落检测装置，应用于导管，所述导管脱落检测装置包括检测敏感元件、
信号调理电路和微控制器；
所述检测敏感元件设置在导管固定处，用于在导管发生脱落时产生并发送触发信
号至所述信号调理电路；
所述信号调理电路，用于接收所述触发信号，将所述触发信号转换成对应的电压
信号，并发送所述电压信号至所述微控制器；
所述微控制器，用于接收所述电压信号，判断所述电压信号是否超出阈值，如果所
述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成并发送报警信号。
进一步地，所述检测敏感元件为压电薄膜传感器，则所述触发信号为电荷。
进一步地，所述信号调理电路包括电荷放大器、电压放大器、去噪电路和模数转换
器，所述电荷放大器分别与所述压电薄膜传感器和所述电压放大器电性连接，所述去噪电
路分别与所述电压放大器和所述模数转换器电性连接，所述微控制器和所述模数转换器电
性连接；
所述电荷放大器，用于接收所述压电薄膜传感器发送的电荷，将所述电荷转换成
与所述电荷成正比的电压信号，并将所述电压信号发送至所述电压放大器；
所述电压放大器，用于接收所述电荷放大器发送的电压信号，对所述电压信号放
大，并将放大后的电压信号发送至所述去噪电路；
所述去噪电路，用于接收所述电压放大器发送的放大后的电压信号，对所述放大
后的电压信号进行滤波，获得有效电压信号并将所述有效电压信号发送至所述模数转换
器；
所述模数转换器，用于接受所述去噪电路发送的有效电压信号，将所述有效电压
信号转换为有效电压数字信号，并将所述有效电压数字信号发送至所述微控制器。
进一步地，所述导管脱落检测装置还包括与外接设备进行通信的无线通信模块，
所述无线通信模块与所述微控制器电性连接。
一种导管脱落检测系统，包括基站网关、服务器、Web展示装置和上述的导管脱落
检测装置；
所述基站网关，用于发送广播信号，所述广播信号包括发送所述广播信号的基站
网关的基站节点号；
所述无线通信模块，用于接收所述微控制器发送的报警信号和所述基站网关发送
的广播信号，并记录接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站
节点号，并将所述报警信号、所述接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基
站网关的基站节点号发送至所述基站网关；
所述基站网关，还用于接收并发送所述报警信号、所述无线通信模块接收到的广
播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点号至所述服务器；
所述服务器，用于预存多个采样位置、所述无线通信模块在各所述采样位置接收
到所述基站网关发送的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点
号，以建立信号强度指纹电子地图；
所述Web展示装置用于预存采样位置电子地图；
所述服务器，还用于接收所述基站网关发送的所述无线通信模块接收到的广播信
号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点号，并与预存的所述无线通信模
块在各采样位置接收到所述基站网关发送的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的
基站网关的基站节点号进行对比，判断所述无线通信模块的采样位置，将所述报警信号及
所述无线通信模块的采样位置发送至所述Web展示装置；
所述Web展示装置，还用于接收所述报警信号和所述无线通信模块的采样位置，根
据报警信号进行报警，并在预存的采样位置电子地图的对应位置显示所述无线通信模块的
采样位置。
进一步地，所述无线通信模块和所述基站网关集成有ZigBee模块。
进一步地，所述无线通信模块和所述服务器集成有WiFi模块。
进一步地，所述Web展示装置包括登录模块、采集模块和检验模块；
所述登录模块，用于用户登录；
所述采集模块，用于预存采样位置电子地图，发送采集指令至所述服务器，控制所
述服务器建立信号强度指纹电子地图；
所述检验模块，用于发送检验指令至所述服务器，接收所述服务器发送的所述报
警信号和所述无线通信模块的采样位置，根据报警信号进行报警，并在预存的采样位置电
子地图的对应位置显示所述无线通信模块的采样位置。
一种导管脱落检测方法，应用于导管脱落检测装置，所述导管脱落检测装置包括
压电薄膜传感器、信号调理电路和微控制器，所述信号调理电路分别与所述压电薄膜传感
器和所述微控制器电性连接，所述方法包括：
所述压电薄膜传感器设置在导管固定处，用于在导管发生脱落时产生电荷并发送
至所述信号调理电路；
所述信号调理电路，用于接收所述压电薄膜传感器发送的电荷，将所述电荷转换
成电压信号，并将所述电压信号发送至所述微控制器；
所述微控制器，用于接收所述电压信号，并判断所述电压信号是否超出阈值，如果
所述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成并发送报警信号。
一种导管脱落检测方法，应用于导管脱落检测系统，所述导管脱落检测系统包括
基站网关、服务器及Web展示装置和导管脱落检测装置，所述导管脱落检测装置包括压电薄
膜传感器、信号调理电路、微控制器和无线通信模块，所述信号调理电路分别与所述压电薄
膜传感器和所述微控制器电性连接，所述无线通信模块与所述微控制器电性连接，所述服
务器预存有多个采样位置、所述无线通信模块在各所述采样位置接收到所述基站网关发送
的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点号，建立有信号强度指
纹电子地图，所述Web展示装置预存有采样位置电子地图，所述方法包括：
所述压电薄膜传感器设置在导管固定处，在导管发生脱落时产生电荷并发送至信
号调理电路；
所述信号调理电路接收所述压电薄膜传感器发送的电荷，将所述电荷转换成电压
信号，并将所述电压信号发送至所述微控制器；
所述微控制器在接收到所述电压信号，判断所述电压信号是否超出阈值，如果所
述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成并发送报警信号至所述无线通信模块；
所述基站网关发送广播信号，所述广播信号包括发送所述广播信号的基站网关的
基站节点号；
所述无线通信模块接收所述微控制器发送的报警信号和所述基站网关发送的广
播信号，并记录接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点
号，并将所述报警信号、所述接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网
关的基站节点号发送至所述基站网关；
所述基站网关接收并发送所述报警信号、所述无线通信模块接收到的广播信号的
信号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点号至所述服务器；
所述服务器接收所述基站网关发送的所述无线通信模块接收到的广播信号的信
号强度和发送所述广播信号的基站网关的基站节点号，并与预存的所述无线通信模块在各
采样位置接收到所述基站网关发送的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网
关的基站节点号进行对比，判断所述无线通信模块的采样位置，将所述报警信号及所述无
线通信模块的采样位置发送至所述Web展示装置；
所述Web展示装置接收所述报警信号和所述无线通信模块的采样位置，根据报警
信号进行报警，并在预存的采样位置电子地图的对应位置显示所述无线通信模块的采样位
置。
本发明提供的导管脱落检测装置，在导管固定处设置有检测敏感元件，在导管发
生脱落时产生触发信号，所述触发信号经信号调理电路转换成对应的电压信号，微控制器
判断所述电压信号是否超出阈值，如果所述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成
并发送报警信号，从而实现了实现导管脱落检测和报警，有助于护理人员快速采取导管脱
落应急处理，保护了患者的人身安全。
本发明提供的导管脱落检测系统，包括上述的导管脱落检测装置，并建立有信号
强度指纹电子地图和采样位置电子地图，不仅能实现导管脱落检测和报警，还能对发生导
管脱落的位置进行定位，便于护理人员远程监控，避免了因护理人员不在场而未发现患者
导管脱落的情况，保护了患者的人身安全。
本发明提供的导管脱落检测方法，应用于上述的导管脱落检测装置或导管脱落检
测系统，因而具有类似的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种导管脱落检测装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种导管脱落检测系统的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种导管脱落检测方法的流程图。
图4为本发明实施例提供的另一种导管脱落检测方法的流程图。
图标：10-导管脱落检测装置；11-检测敏感元件；12-信号调理电路；13-微控制器；
14-无线通信模块；121-电荷放大器；122-电压放大器；123-去噪电路；124-模数转换器；1-
导管脱落检测系统；20-基站网关；30-服务器；40-Web展示装置；50-无线热点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通
常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护
的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1，本发明实施例提供一种导管脱落检测装置10，应用于导管，所述导管
脱落检测装置10包括检测敏感元件11、信号调理电路12和微控制器13。
所述检测敏感元件11设置在导管固定处，用于在导管发生脱落时产生并发送触发
信号至所述信号调理电路12。所述检测敏感元件11可以是加速度传感器、压电薄膜传感器、
位移传感器等。可选地，在本实施例中，所述检测敏感元件11为压电薄膜传感器，则所述触
发信号为电荷。压电薄膜传感器作为一种动态应变传感器，当压电薄膜传感器受应力时，就
会产生电荷，并且所述电荷的大小同应力的大小成比例。在具体使用时，所述压电薄膜传感
器较为柔软且自带双面胶，方便粘贴在各类导管固定处。
所述信号调理电路12，用于接收所述触发信号，将所述触发信号转换成对应的电
压信号，并发送所述电压信号至所述微控制器13。可选地，在本实施例中，所述信号调理电
路12包括电荷放大器121、电压放大器122、去噪电路123和模数转换器124。所述电荷放大器
121分别与所述压电薄膜传感器和所述电压放大器122电性连接，所述去噪电路123分别与
所述电压放大器122和所述模数转换器124电性连接，所述微控制器13和所述模数转换器
124电性连接。所述电荷放大器121，用于接收所述压电薄膜传感器发送的电荷，将所述电荷
转换成与所述电荷成正比的电压信号，并将所述电压信号发送至所述电压放大器122。所述
电压放大器122，用于接收所述电荷放大器121发送的电压信号，对所述电压信号放大，并将
放大后的电压信号发送至所述去噪电路123。所述去噪电路123，用于接收所述电压放大器
122发送的放大后的电压信号，对所述放大后的电压信号进行滤波，获得有效电压信号并将
所述有效电压信号发送至所述模数转换器124。所述模数转换器124，用于接受所述去噪电
路123发送的有效电压信号，将所述有效电压信号转换为有效电压数字信号，并将所述有效
电压数字信号发送至所述微控制器13。
所述微控制器13，用于接收所述电压信号，判断所述电压信号是否超出阈值，如果
所述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成并发送报警信号。所述微控制器13可以
是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如单片机。
可选地，在本实施例中，所述导管脱落检测装置10还包括与外接设备进行通信的
无线通信模块14，所述无线通信模块14与所述微控制器13电性连接。
请参阅图2，本发明实施例还提供一种导管脱落检测系统1，所述导管脱落检测系
统1包括Web展示装置40、基站网关20、服务器30和上述的导管脱落检测装置10。所述导管脱
落检测装置10包括检测敏感元件11、信号调理电路12、微控制器13和无线通信模块14。所述
信号调理电路12分别与所述检测敏感元件11和所述微控制器13电性连接，所述无线通信模
块14与所述微控制器13电性连接。
所述基站网关20，用于发送广播信号，所述广播信号包括发送所述广播信号的基
站网关20的基站节点号。
所述无线通信模块14，用于接收所述微控制器13发送的报警信号和所述基站网关
20发送的广播信号，并记录接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关
20的基站节点号，并将所述报警信号、所述接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播
信号的基站网关20的基站节点号发送至所述基站网关20。
所述基站网关20，用于发送广播信号，所述广播信号包括发送所述广播信号的基
站网关20的基站节点号。可选地，在本实施例中，所述基站网关20集成有ZigBee模块和WiFi
模块。所述无线通信模块14集成有ZigBee模块，所述无线通信模块14和所述基站网关20通
过ZigBee技术通信。
所述无线通信模块14，用于接收所述微控制器13发送的报警信号和所述基站网关
20发送的广播信号，并记录接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关
20的基站节点号，并将所述报警信号、所述接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播
信号的基站网关20的基站节点号发送至所述基站网关20。
所述基站网关20，还用于接收并发送所述报警信号、所述无线通信模块14接收到
的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关20的基站节点号至所述服务器30。
所述服务器30集成有WiFi模块，所述服务器30和所述基站网关20通过WiFi技术通信。可选
地，在本实施例中，所述导管脱落检测系统1还包括无线热点50，所述服务器30和所述基站
通过无线热点50通信。
所述服务器30，用于预存多个采样位置、所述无线通信模块14在各所述采样位置
接收到所述基站网关20发送的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关20的
基站节点号，以建立信号强度指纹电子地图。
所述Web展示装置40，用于预存采样位置电子地图。所述采样位置电子地图可以是
包括病房号和/或病床号的医院的楼层平面图。采样位置可以是指各个病床内、病床周围、
病房内、病房周围中至少一个。
所述服务器30，还用于接收所述基站网关20发送的所述无线通信模块14接收到的
广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关20的基站节点号，并与预存的所述无
线通信模块14在各采样位置接收到所述基站网关20发送的广播信号的信号强度和发送所
述广播信号的基站网关20的基站节点号进行对比，判断所述无线通信模块14的采样位置，
将所述报警信号及所述无线通信模块14的采样位置发送至所述Web展示装置40。
所述Web展示装置40，用于接收所述报警信号和所述无线通信模块14的采样位置，
根据报警信号进行报警，并在预存的采样位置电子地图的对应位置显示所述无线通信模块
14的采样位置。再具体应用时，所述Web展示装置40可以将发生导管脱落的病房号和/或病
床号在医院的楼层平面图上显示，例如亮红灯，并发出报警声。
Web展示装置40主要负责数据展示、访问服务器30，及从服务器30中获取存储的数
据。可选地，在本实施例中，所述Web展示装置40包括登录模块、采集模块和检验模块。所述
Web展示装置40可以设置在护士台。所述登录模块，用于用户登录。在登录模块输入不同的
用户名与密码可进入采集模块或者检验模块。所述采集模块，用于预存采样位置电子地图，
发送采集指令至所述服务器30，控制所述服务器30建立信号强度指纹电子地图。预先部署
基站网关20后，设定采集时间，控制所述服务器30采集无线通信模块14在不同采样位置接
收的基站网关20发送的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关20的基站节
点号，以建立信号强度指纹电子地图。无线通信模块14设置在所述导管脱落检测装置10内，
则无线通信模块14的位置即为导管脱落检测装置10的位置。而导管脱落检测装置10设置在
导管固定处，则导管脱落检测装置10的位置即为导管的位置。所述检验模块，用于发送检验
指令至所述服务器30，接收所述服务器30发送的所述报警信号和所述无线通信模块14的采
样位置，根据报警信号进行报警，并在预存的采样位置电子地图的对应位置显示所述无线
通信模块14的采样位置。
请参阅图3，本发明实施例还提供一种导管脱落检测方法，应用于上述的导管脱落
检测装置10，所述检测敏感元件11为压电薄膜传感器，所述方法包括：步骤S101、步骤S1012
和步骤S103。
步骤S101，所述压电薄膜传感器设置在导管固定处，在导管发生脱落时产生电荷
并发送至所述信号调理电路12。
步骤S102，所述信号调理电路12接收所述压电薄膜传感器发送的电荷，将所述电
荷转换成电压信号，并将所述电压信号发送至所述微控制器13。
步骤S103，所述微控制器13接收所述电压信号，并判断所述电压信号是否超出阈
值，如果所述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成并发送报警信号。
请参阅图4，本发明实施例还提供一种导管脱落检测方法，应用于上述的导管脱落
检测系统1，所述检测敏感元件11为压电薄膜传感器，所述服务器30预存有多个采样位置、
所述无线通信模块14在各所述采样位置接收到所述基站网关20发送的广播信号的信号强
度和发送所述广播信号的基站网关20的基站节点号，建立有信号强度指纹电子地图。所述
Web展示装置40预存有采样位置电子地图。所述方法包括：步骤S101、步骤S102、步骤S103、
步骤S104、步骤S105、步骤S106、步骤S107和步骤S108。
步骤S101，所述压电薄膜传感器设置在导管固定处，在导管发生脱落时产生电荷
并发送至信号调理电路12。
步骤S102，所述信号调理电路12接收所述压电薄膜传感器发送的电荷，将所述电
荷转换成电压信号，并将所述电压信号发送至所述微控制器13。
步骤S103，所述微控制器13在接收到所述电压信号，判断所述电压信号是否超出
阈值，如果所述电压信号超出阈值，则判定导管发生脱落，生成并发送报警信号至所述无线
通信模块14。
步骤S104，所述基站网关20发送广播信号，所述广播信号包括发送所述广播信号
的基站网关20的基站节点号。
步骤S105，所述无线通信模块14接收所述微控制器13发送的报警信号和所述基站
网关20发送的广播信号，并记录接收到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站
网关20的基站节点号，并将所述报警信号、所述接收到的广播信号的信号强度和发送所述
广播信号的基站网关20的基站节点号发送至所述基站网关20。
步骤S106，所述基站网关20接收并发送所述报警信号、所述无线通信模块14接收
到的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关20的基站节点号至所述服务器
30。
步骤S107，所述服务器30接收所述基站网关20发送的所述无线通信模块14接收到
的广播信号的信号强度和发送所述广播信号的基站网关20的基站节点号，并与预存的所述
无线通信模块14在各采样位置接收到所述基站网关20发送的广播信号的信号强度和发送
所述广播信号的基站网关20的基站节点号进行对比，判断所述无线通信模块14的采样位
置，将所述报警信号及所述无线通信模块14的采样位置发送至所述Web展示装置40。
步骤S108，所述Web展示装置40接收所述报警信号和所述无线通信模块14的采样
位置，根据报警信号进行报警，并在预存的采样位置电子地图的对应位置显示所述无线通
信模块14的采样位置。
本发明提供的导管脱落检测装置10，在导管固定处设置有检测敏感元件11，在导
管发生脱落时产生触发信号，所述触发信号经信号调理电路12转换成对应的电压信号，微
控制器13判断所述电压信号是否超出阈值，如果所述电压信号超出阈值，则判定导管发生
脱落，生成并发送报警信号，从而实现了实现导管脱落检测和报警，有助于护理人员快速采
取导管脱落应急处理，保护了患者的人身安全。
本发明提供的导管脱落检测系统1，包括上述的导管脱落检测装置10，并建立有信
号强度指纹电子地图和采样位置电子地图，不仅能实现导管脱落检测和报警，还能对发生
导管脱落的位置进行定位，便于护理人员远程监控，避免了因护理人员不在场而未发现患
者导管脱落的情况，保护了患者的人身安全。
本发明提供的导管脱落检测方法，应用于上述的导管脱落检测装置10或导管脱落
检测系统1，因而具有类似的有益效果。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可
以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在
本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。