一種基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警方法 及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在病人輸液過程中，患者或陪護(hù)人員需要對輸液過程進(jìn)行有效監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)輸液 滴完、輸液中止等情況時(shí)，患者或陪護(hù)人員必須及時(shí)提醒醫(yī)護(hù)人員。一般情況下，患者輸液 時(shí)間較長，輸液期間醫(yī)護(hù)人員、患者或陪護(hù)人員需要隨時(shí)關(guān)注輸液狀況，會大量損耗相關(guān)人 員的體力精力。為減輕醫(yī)護(hù)人員、病人和陪護(hù)者的負(fù)擔(dān)，人們發(fā)明了多種輸液自動報(bào)警技 術(shù)。
[0003] 目前輸液自動報(bào)警相關(guān)技術(shù)主要包括=大類:第一類主要利用光電檢測技術(shù)。光 電檢測裝置(如紅外對管等)被安裝在輸液瓶的底部或者滴壺緩沖瓶處。當(dāng)輸液瓶或滴壺內(nèi) 部沒有液體時(shí)，光電信號可W非接觸式探測藥滴的動態(tài)，觸發(fā)電路工作，從而發(fā)出報(bào)警信 息。但運(yùn)種技術(shù)存在如下不足：（1)光電檢測裝置必須夾在瓶子或者滴管上，更換液體和瓶 子的時(shí)候操作繁瑣；（2)輸液瓶大小不一，實(shí)際使用時(shí)需要不同型號的光電檢測裝置；（3)有 很多是袋裝藥液，不使用輸液瓶，光電檢測裝置難W附著。近年來，出現(xiàn)了新型光電檢測技 術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對輸液管的監(jiān)測，探測的精細(xì)化得到大幅提高。第二類是稱重技術(shù)。運(yùn)種技術(shù) 利用稱重傳感器，當(dāng)藥液輸完后剩下的輸液袋或輸液瓶的重量在某一重量之下時(shí)，控制電 路自動發(fā)出報(bào)警信息。它的缺點(diǎn)是：（1)稱重裝置安裝在茂菲氏滴管上(安裝在輸液管外）， 給護(hù)±更換藥液帶來麻煩；（2)稱重裝置準(zhǔn)確性不足，易誤報(bào)；（3)需要針對不同重量的空輸 液瓶進(jìn)行調(diào)整初始參數(shù)。第=類是電容技術(shù)。其抗干擾能力不足，應(yīng)用較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警方 法及其裝置。該方法利用視頻檢測滴壺、滴壺內(nèi)液面是否異常和藥液滴速信息，自動觸發(fā)報(bào) 警，實(shí)時(shí)性和可靠性好，醫(yī)護(hù)人員操作簡便。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0006] -種基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警方法，包括：
[0007] 步驟（1):獲取輸液器的視頻信息，并檢測輸液器的視頻信息中是否存在滴壺，若 存在，則進(jìn)入下一步，否則，輸出報(bào)警指令；
[000引步驟(2):對輸液器的視頻信息中的滴壺進(jìn)行投影處理，獲取滴壺的水平和垂直定 位信息;根據(jù)滴壺的水平和垂直定位信息進(jìn)行獲取滴壺內(nèi)的液位信息，并將獲取的滴壺內(nèi) 液位信息與預(yù)設(shè)液位范圍比較，若前者在后者范圍內(nèi)，則進(jìn)入下一步;否則，輸出報(bào)警指令；
[0009] 步驟(3):根據(jù)滴壺內(nèi)液位信息及視頻帖采樣率進(jìn)行計(jì)算滴速，若滴速在預(yù)設(shè)滴速 范圍內(nèi)，則輸液正常;否則，輸出報(bào)警指令。
[0010] 在所述步驟(1)中，檢測輸液器的視頻信息是否存在滴壺的過程為：
[0011] 步驟(I. I):對輸液器的視頻信息依次進(jìn)行闊值化操作、二值化和垂直方向投影的 處理；
[0012] 步驟(1.2):檢測并獲取視頻信息的垂直方向投影值的最大值，若視頻信息的垂直 方向投影值的最大值小于視頻信息的垂直方向投影值的均值與預(yù)設(shè)倍數(shù)的乘積，則判斷液 器的視頻信息中不存在滴壺;否則，存在滴壺。
[0013] 在所述步驟(2)中，對視頻帖沿垂直方向進(jìn)行投影，計(jì)算沿垂直方向最大投影所對 應(yīng)的縱坐標(biāo)，得到滴壺的水平定位信息。
[0014] 在所述步驟(2)中，對視頻帖沿水平方向進(jìn)行投影，計(jì)算沿水平方向最大投影所對 應(yīng)的橫坐標(biāo)，得到滴壺的垂直定位信息。
[0015] 在所述步驟(2)中，檢測滴壺內(nèi)的液位信息的過程為：
[0016] 將當(dāng)前視頻帖的水平投影與上一視頻帖的水平投影進(jìn)行差分，若獲取的差分?jǐn)?shù)值 中存在超過闊值的數(shù)值，則超過闊值的數(shù)值所對應(yīng)的橫坐標(biāo)為滴壺內(nèi)的液位信息。
[0017] 在所述步驟(3)中，計(jì)算滴速的過程為：
[0018] 將當(dāng)前視頻帖的水平投影與上一視頻帖的水平投影進(jìn)行差分，若獲取的差分?jǐn)?shù)值 中存在超過闊值的數(shù)值，則記錄當(dāng)前視頻帖帖號，計(jì)算上一次差分中存在超過闊值的數(shù)值 的視頻帖帖號與當(dāng)前視頻帖帖號的視頻帖帖號差；
[0019] 再通過求取視頻采樣率與視頻帖帖號差的比值，進(jìn)而獲得滴速。
[0020] -種基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警裝置，包括：
[0021 ]視頻采集模塊，其采集輸液器的視頻信息并傳送至輸液器檢測模塊;所述輸液器 檢測模塊對接收到視頻信息進(jìn)行處理獲取滴壺的水平和垂直定位信息，并將所述滴壺的水 平和垂直定位信息傳送至液位檢測模塊;所述液位檢測模塊根據(jù)滴壺的水平和垂直定位信 息進(jìn)行檢測滴壺內(nèi)液位信息，并將滴壺內(nèi)液位信息傳送至滴速計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算滴速；
[0022] 所述輸液器檢測模塊、液位檢測模塊和滴速計(jì)算模塊均與報(bào)警模塊相連，所述報(bào) 警模塊接收和分析所述輸液器檢測模塊、液位檢測模塊和滴速計(jì)算模塊傳送來的相應(yīng)指令 進(jìn)行報(bào)警。
[0023] 所述報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器。
[0024] 所述液位檢測模塊和滴速計(jì)算模塊還分別與參數(shù)輸入模塊相連，用于分別輸入預(yù) 設(shè)液位范圍和滴速范圍。
[0025] 所述參數(shù)輸入模塊為鍵盤陣列。
[0026] 本發(fā)明的有益效果為：
[0027] 本發(fā)明采用非接觸式技術(shù)，該方法利用視頻檢測滴壺、滴壺內(nèi)液面是否異常和藥 液滴速信息，自動觸發(fā)報(bào)警，實(shí)時(shí)性和可靠性好，能夠提高非避光式輸液報(bào)警的效率和準(zhǔn)確 性，改善患者的治療過程，提高醫(yī)護(hù)人員工作效率。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警方法的實(shí)施例流程示意圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的原始輸液器視頻信息；
[0030] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的闊值化的輸液器視頻信息；
[0031 ]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的二值化的輸液器視頻信息；
[0032] 圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的二值化視頻中灰度的垂直投影；
[0033] 圖6是本發(fā)明的實(shí)施例的滴壺垂直定位視頻；
[0034] 圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的對壺垂直定位視頻后處理的結(jié)果；
[0035] 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例的滴壺水平定位視頻；
[0036] 圖9是對本發(fā)明實(shí)施例的對垂直定位視頻后處理的結(jié)果水平投影；
[0037] 圖10是對本發(fā)明的實(shí)施例的滴壺水平定位視頻的垂直投影。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0039] 本發(fā)明的基于視頻的非避光式輸液自動報(bào)警方法，包括=個(gè)步驟，即輸液器檢測 與報(bào)警、液位檢測與報(bào)警，W及滴速計(jì)算與報(bào)警。在本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中，視頻采樣率為30帖/秒， 分辨率為720X1280。同時(shí)為便于滴壺檢測與定位，通過調(diào)整攝像頭位置，使得滴壺影像位 于視頻上部中間位置。
[0040] 本發(fā)明的該方法流程圖如圖1所示。具體方案如下：
[0041] (1)輸液器檢測與報(bào)警：
[0042] (al)啟動攝像頭；
[0043] (a2)讀取攝像頭視頻；
[0044] 令獲取的當(dāng)前視頻帖寬度為W，高度為H，其中，H，W均為大于0的整數(shù)。視頻為256個(gè) 灰度等級，如圖2所示。
[0045] (a3)輸液器檢測及滴壺定位；
[0046] 目前輸液器按顏色分為非避光式輸液器和避光式輸液器。非避光式輸液器無色透 明，在視頻中亮度很高;而避光式輸液器通常用于某些特殊藥物(如抗腫瘤藥物)的注射，顏 色呈深棟色，在視頻中亮度很低。本發(fā)明根據(jù)上述特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)非避光式輸液器檢測和顏色類 型識別，其具體做法是：
[0047] (a3.1)對攝像頭視頻進(jìn)行闊值化操作，如圖3所示，即
饑
[0049] 運(yùn)里（i，j)表示像素點(diǎn)，i表示像素點(diǎn)（i，j)的橫坐標(biāo)，j表示像素點(diǎn)（i，j)的縱坐 標(biāo)，P(i，j)表示視頻帖在（i，j)的像素值，Phigh(i，j)表示闊值化操作后視頻帖在（i，j)的像 素值，ThJii曲表示設(shè)定的灰度闊值。
[0050] (a3.2)對闊值化操作后的視頻進(jìn)行二值化，如圖4所示，即
[0化2]其中，化/)
[0053] (a3.3)對二值化操作后的視頻進(jìn)行垂直方向的投影，即 (2)
[0054]滬w〇>:ip;L 化 *為 W (3)
[005引其中Pver(j)表示第j列的投影值，如圖5所示。
[0056] (a3.4)對投影值進(jìn)行最大值檢測，即
[0057] Pver_max = max[Pver(j), j = l,2, . . . ,W] (4)
[005 引其中，Pver_max 表示 Pver(j)的最大值，maX[Pver(j)，j = l，2, . . .，W]表示對 Pver(j)取 最大值的運(yùn)算符。
[0059] (a3.5)進(jìn)行輸液器檢測；
[0060] 令Pmean表示Pver ( j )的均值，若Pver_max< 2Pmean，則認(rèn)為視頻