[發明專利]一種基于機器視覺的輸液監測方法與系統

在審

• 申請號: 202010069758.6
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111214724A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 高常青;吳紹聰;李陽;董輝;聶源基
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: A61M5/168
• 分類號: A61M5/168
• 代理公司: 濟南幫友知識產權代理事務所(普通合伙) 37269
• 代理人: 王永建

1.一種基于機器視覺的輸液監測方法，包括的步驟如下：

步驟一：接通電源，開啟攝像設備；

步驟二：根據輸液瓶規格設定輸液瓶液面高度報警限定閥值Vmin，確定輸液瓶發生變化時引起像素變化的總像素最小值Smin以及確定引起像素變化的總像素最大值Smax；設置輸液過程中藥液速度的最大值Vmax以及最小值Vmin。

步驟三：圖像獲取模塊中的攝像設備獲取輸液瓶的圖像，并推送圖像至中央處理模塊；

步驟四：央處理模塊對獲取的圖像自動定位輸液瓶的區域，獲取輸液瓶的液位線以及輸液瓶最低端的下沿線；

獲取方法為：識別連續像素數目中所在水平位置較高的一行；通過對比計算液面與輸液瓶底部的距離H，當液面值H小于輸液瓶液面高度報警限定閥值Vmin，則通過無線通信方式向護士站發送報警信息并控制報警模塊報警，監測結束，否則，進行步驟一五；

步驟五：中央處理模塊針對獲取的圖像進行分析并計算出輸液過程中藥液的速度，對計算出來的藥液速度進行判斷，判斷輸液速度是否處于正常或者輸液速度異常，并將數據發送至護士監測終端。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的輸液監測方法，其特征在于，步驟五中，對獲取的圖像進行分析并計算的具體步驟為：首先，中央處理模塊針對時間間隔內獲取的輸液瓶視頻按相同的時間單元進行圖像截取，并對截取的每一幀的圖像進行灰度處理，針對灰度處理后的圖像，需要對前后每一幀的圖像進行差分處理，對相鄰的圖像處于相同位置的灰度值進行求差，得到差分圖像；根據閾值分割方法對差分圖像進行二值化處理，使圖像成為白色和黑色組成的處理圖像，統計黑白圖像中為白色的總像素值S；針對獲取的總像素值S與中央處理模塊中預設的引起像素變化的總像素最小值Smin以及確定引起像素變化的總像素最大值Smax進行比較：

若SSmin或者SSmax，則判斷為輸液異常，針對以上兩種情況均放棄對數據進行記錄以及發送；

如果S處于兩者之間則判斷為總數值正常，根據單元時間以及上一幀和下一幀像素點對應的差值計算出輸液過程中藥液速度，最終發送至護士監測終端。

3.根據權利要求2所述的一種基于機器視覺的輸液監測方法，其特征在于，在步驟五中，該時間單元為0.01s至0.1s；其中，為了排除多余顏色區域的干擾，需要進一步的去除噪點像素。

4.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的輸液監測方法，其特征在于，在步驟一中，當光線不足時，人為開啟電源反應燈進行照明。

5.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的輸液監測方法，其特征在于，在步驟二中，對于第二步中數據的設定在護士監控終端的PC機中進行，通過無線通信方式將設定的初始數據發送至監測端的中央處理模塊；最后再通過中央處理模塊根據預設信息對圖像獲取模塊獲取的數據進行處理。

6.一種基于機器視覺的輸液監測系統，包括圖像獲取模塊、中央處理模塊、報警模塊、顯示模塊、電源反應燈和電源模塊，其特征在于，

所述圖像獲取模塊用于對輸液瓶液位的數據提取，

所述中央處理模塊對獲取的輸液瓶的液位圖片進行分析和計算，

所述顯示模塊用于顯示所需時間與完成進度；

所述電源反應燈用于輔助照明；

所述報警模塊用于發出警報；

所述電源用于供電；且

所述圖像獲取模塊中的攝像設備正對輸液瓶，該攝像設備能夠達到拍攝圖像中輸液瓶最上端和最下端，所述攝像設備和電源反應燈均通過有線連接的方式與中央處理模塊中的嵌入式系統處理器連接，最終中央處理模塊在分別連接報警模塊以及顯示模塊。

7.根據權利要求6所述的一種基于機器視覺的輸液監測系統，其特征在于，所述顯示模塊位于護士監測端。

8.根據權利要求6所述的一種基于機器視覺的輸液監測系統，其特征在于，所述攝像設備中的攝像頭通過夾持裝置固定在輸液架上。

9.根據權利要求6所述的一種基于機器視覺的輸液監測系統，其特征在于，中央處理模塊采用藍牙Bluetooth，Wi-Fi技術或者是Zigbee無線通信方式進行信號的傳輸。