[發明專利]智能輸液椅及方法

有效

• 申請號: 201710578898.4
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107432812B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 王志美;欒朝輝;王成雙;王洪燕
• 申請（專利權）人: 青島市中心醫院
• 主分類號: A61G15/00
• 分類號: A61G15/00;A61G15/10;A61M5/14;A61B5/11;H04N7/18;G08B21/04;G06K9/00;G06K9/40;G06K9/46
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

1.一種智能輸液椅，其特征在于，所述輸液椅包括：

輸液椅主體；

數據存儲設備，用于預先存儲預設幅度閾值、預設軀干面積閾值和各個基準軀干姿態；

圖像捕獲設備，用于對輸液椅上患者進行拍攝以捕獲高清患者圖像和灰色患者圖像；

修正分析設備，用于基于所述高清患者圖像和所述灰色患者圖像對輸液椅上患者進行軀干姿態分析，以獲得并輸出患者軀干姿態；

信號轉換設備，用于接收所述患者軀干姿態，并將所述患者軀干姿態轉換為對輸液椅執行相應操作的控制指令；

操作執行設備，用于接收所述控制指令，并基于所述控制指令對輸液椅執行相應操作；

無線通信設備，用于接收所述患者軀干姿態和所述控制指令，并將所述患者軀干姿態和所述控制指令無線發送給遠端的醫院服務中心；

液晶顯示設備，用于接收所述患者軀干姿態和所述控制指令，并實時顯示所述患者軀干姿態和所述控制指令；

其中，所述液晶顯示設備還用于實時顯示輸液椅的各種狀態參數；

CMOS傳感器，用于對輸液椅上患者進行高清圖像數據采集，以獲得高清患者圖像；

黑白攝像頭，用于對輸液椅上患者進行深度圖像數據采集，以獲得灰色患者圖像；

加速度測量儀，設置在輸液椅上患者身上，用于對輸液椅上患者的加速度值進行檢測，并當輸液椅上患者的加速度值大于預設加速度閾值時，發出加速度預警信號，當輸液椅上患者的加速度值小于等于預設加速度閾值時，發出加速度正常信號；

偏角檢測設備，設置在輸液椅上患者身上，用于對輸液椅上患者的偏角值進行檢測，并當輸液椅上患者的偏角值大于預設偏角閾值時，發出偏角預警信號，當輸液椅上患者的偏角值小于等于預設偏角閾值時，發出偏角正常信號；

直方圖均衡設備，與所述CMOS傳感器連接，用于接收所述高清患者圖像，對所述高清患者圖像進行直方圖均衡處理以獲取直方圖均衡圖像；

邊緣增強設備，與所述直方圖均衡設備連接，用于接收所述直方圖均衡圖像，對所述直方圖均衡圖像進行邊緣增強處理以獲得增強圖像；

復合濾波設備，與所述邊緣增強設備連接，用于接收所述增強圖像，分析所述增強圖像中噪聲幅度均值大于預設幅度閾值的一種以上噪聲類型，基于所述一種以上噪聲類型建立復合濾波器，使用所述復合濾波器對所述增強圖像執行濾波操作以獲得復合濾波圖像，所述基于所述一種以上噪聲類型建立復合濾波器包括：基于各個噪聲類型對應的噪聲幅度均值確定復合濾波器的濾波參數；

軀干檢測設備，與所述復合濾波設備連接，用于接收所述復合濾波圖像，對所述復合濾波圖像進行軀干分析，并將分析到的軀干從所述復合濾波圖像處分割出來，以獲得軀干子圖像；

背景剝離設備，與所述黑白攝像頭連接，用于接收所述灰色患者圖像并將所述灰色患者圖像中的背景成分剝離出去，將剝離了背景成分的灰色患者圖像作為前景圖像輸出；

目標形狀檢測設備，與所述背景剝離設備連接，用于接收所述前景圖像，針對所述前景圖像中的每一個像素點，判斷其周圍像素值是否全為0或全為255，是，則針對的像素點為內部點，否，則針對的像素點為形狀點，將所述前景圖像中的所有形狀點組成的多個封閉區間進行面積判斷，當封閉區間的面積與預設軀干面積閾值相差的絕對值小于等于預設面積差閾值時，確定該封閉區間為人體區間；

所述修正分析設備分別與所述軀干檢測設備和所述目標形狀檢測設備連接，用于將所述人體區間與所述軀干子圖像進行匹配，匹配成功時，則基于所述人體區間對所述軀干子圖像進行形狀修正，將修正后的軀干子圖像作為判定對象圖像，將所述判定對象圖像與各個基準軀干姿態進行逐一匹配，將匹配成功的基準軀干姿態對應的軀干姿態作為患者軀干姿態輸出；

摔倒分析設備，分別與所述加速度測量儀和所述偏角檢測設備連接，用于在接收到所述加速度預警信號且接收到所述偏角預警信號時，發出摔倒報警信號，否則，發出非摔倒狀態信號；

其中，所述CMOS傳感器是一種典型的固體成像傳感器，包括像敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控制邏輯、AD轉換器、數據總線輸出接口和控制接口幾部分,這幾部分被集成在同一塊硅片上；所述CMOS傳感器的工作過程分為復位、光電轉換、積分和讀出幾部分，在所述CMOS傳感器芯片上還集成AD轉換器、自動曝光量控制、非均勻補償、白平衡處理、黑電平控制和伽瑪校正相關處理器件。

2.一種輸液椅智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：

預先存儲預設幅度閾值、預設軀干面積閾值和各個基準軀干姿態；

對輸液椅上患者進行拍攝以捕獲高清患者圖像和灰色患者圖像；

基于所述高清患者圖像和所述灰色患者圖像對輸液椅上患者進行軀干姿態分析，以獲得并輸出患者軀干姿態；

接收所述患者軀干姿態，并將所述患者軀干姿態轉換為對輸液椅執行相應操作的控制指令；

接收所述控制指令，并基于所述控制指令對輸液椅執行相應操作；

接收所述患者軀干姿態和所述控制指令，并將所述患者軀干姿態和所述控制指令無線發送給遠端的醫院服務中心；

接收所述患者軀干姿態和所述控制指令，并實時顯示所述患者軀干姿態和所述控制指令；

實時顯示輸液椅的各種狀態參數；

所述對輸液椅上患者進行拍攝以捕獲高清患者圖像和灰色患者圖像包括：

使用CMOS傳感器，用于對輸液椅上患者進行高清圖像數據采集，以獲得高清患者圖像；

使用黑白攝像頭，用于對輸液椅上患者進行深度圖像數據采集，以獲得灰色患者圖像；

使用加速度測量儀，設置在輸液椅上患者身上，用于對輸液椅上患者的加速度值進行檢測，并當輸液椅上患者的加速度值大于預設加速度閾值時，發出加速度預警信號，當輸液椅上患者的加速度值小于等于預設加速度閾值時，發出加速度正常信號；

使用偏角檢測設備，設置在輸液椅上患者身上，用于對輸液椅上患者的偏角值進行檢測，并當輸液椅上患者的偏角值大于預設偏角閾值時，發出偏角預警信號，當輸液椅上患者的偏角值小于等于預設偏角閾值時，發出偏角正常信號；

使用直方圖均衡設備，與所述CMOS傳感器連接，用于接收所述高清患者圖像，對所述高清患者圖像進行直方圖均衡處理以獲取直方圖均衡圖像；

使用邊緣增強設備，與所述直方圖均衡設備連接，用于接收所述直方圖均衡圖像，對所述直方圖均衡圖像進行邊緣增強處理以獲得增強圖像；

使用復合濾波設備，與所述邊緣增強設備連接，用于接收所述增強圖像，分析所述增強圖像中噪聲幅度均值大于預設幅度閾值的一種以上噪聲類型，基于所述一種以上噪聲類型建立復合濾波器，使用所述復合濾波器對所述增強圖像執行濾波操作以獲得復合濾波圖像，所述基于所述一種以上噪聲類型建立復合濾波器包括：基于各個噪聲類型對應的噪聲幅度均值確定復合濾波器的濾波參數；

使用軀干檢測設備，與所述復合濾波設備連接，用于接收所述復合濾波圖像，對所述復合濾波圖像進行軀干分析，并將分析到的軀干從所述復合濾波圖像處分割出來，以獲得軀干子圖像；

使用背景剝離設備，與所述黑白攝像頭連接，用于接收所述灰色患者圖像并將所述灰色患者圖像中的背景成分剝離出去，將剝離了背景成分的灰色患者圖像作為前景圖像輸出；

使用目標形狀檢測設備，與所述背景剝離設備連接，用于接收所述前景圖像，針對所述前景圖像中的每一個像素點，判斷其周圍像素值是否全為0或全為255，是，則針對的像素點為內部點，否，則針對的像素點為形狀點，將所述前景圖像中的所有形狀點組成的多個封閉區間進行面積判斷，當封閉區間的面積與預設軀干面積閾值相差的絕對值小于等于預設面積差閾值時，確定該封閉區間為人體區間；

使用摔倒分析設備，分別與所述加速度測量儀和所述偏角檢測設備連接，用于在接收到所述加速度預警信號且接收到所述偏角預警信號時，發出摔倒報警信號，否則，發出非摔倒狀態信號；

其中，基于所述高清患者圖像和所述灰色患者圖像對輸液椅上患者進行軀干姿態分析，以獲得并輸出患者軀干姿態包括：使用修正分析設備，分別與所述軀干檢測設備和所述目標形狀檢測設備連接，用于將所述人體區間與所述軀干子圖像進行匹配，匹配成功時，則基于所述人體區間對所述軀干子圖像進行形狀修正，將修正后的軀干子圖像作為判定對象圖像，將所述判定對象圖像與各個基準軀干姿態進行逐一匹配，將匹配成功的基準軀干姿態對應的軀干姿態作為患者軀干姿態輸出；

其中，所述CMOS傳感器是一種典型的固體成像傳感器，包括像敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控制邏輯、AD轉換器、數據總線輸出接口和控制接口幾部分,這幾部分被集成在同一塊硅片上；所述CMOS傳感器的工作過程分為復位、光電轉換、積分和讀出幾部分，在所述CMOS傳感器芯片上還集成AD轉換器、自動曝光量控制、非均勻補償、白平衡處理、黑電平控制和伽瑪校正相關處理器件。