[发明专利]一种基于视频图像的输液监控装置

权利要求书

1.一种基于视频图像的输液监控装置，其特征在于：包括输液瓶监控探头（1）、滴斗监控探头（2）、输液监控终端（3）、信号线（4）、网络接口（5）和直流变换器（6），其中输液瓶监控探头（1）包括第一摄像头（1-1）和第一LED灯（1-2），滴斗监控探头（2）包括第二摄像头（2-1）和第二LED灯（2-2），输液监控终端（3）包括嵌入式系统处理器（3-1）；输液瓶监控探头（1）设置在正对输液瓶的位置，滴斗监控探头（2）设置在正对输液滴斗的位置，输液瓶监控探头（1）和滴斗监控探头（2）均通过信号线（4）与嵌入式系统处理器（3-1）连接；输液监控终端（3）的电源输入端通过直流变换器（6）接通电源，且输液监控终端（3）通过网络接口（5）与护士控制台相连。

2.根据权利要求1所述的基于视频图像的输液监控装置，其特征在于：所述输液监控终端（3）还包括键盘（3-2）、LCD屏（3-3）、蜂鸣器（3-4）和第三LED灯（3-5），且键盘（3-2）、LCD屏（3-3）、蜂鸣器（3-4）、第三LED灯（3-5）均与嵌入式系统处理器（3-1）连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于视频图像的输液监控装置，其特征在于：所述输液瓶监控探头（1）上面设有第一固定支架（1-3），输液瓶监控探头（1）通过第一固定支架（1-3）固定在正对输液瓶的位置，第一固定支架（1-3）包括水平设置的左支架和右支架，左支架和右支架的末端均向外张开并具有粘性，使得输液瓶与输液瓶监控探头（1）两者保持固定。

4.根据权利要求1或2所述的基于视频图像的输液监控装置，其特征在于：所述滴斗监控探头（2）上面设有第二固定支架（2-3），滴斗监控探头（2）通过第二固定支架（2-3）固定在正对输液滴斗的位置，第二固定支架（2-3）包括上下放置的上支架和下支架，上支架和下支架的末端为弹性小夹，分别固定在输液滴斗上、下部位的输液管外。

5.一种基于视频图像的输液监控装置的监控方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：装置通过直流变换器（6）接通电源，并进行初始化，设定输液瓶液面高度门限值H_min，发生一次液面震动引起像素变化的总像素值低门限R_LT和总像素值高门限R_HT，正常输液速度的最快值V_max和正常输液速度的最慢值V_min；

第二步：开始监控过程，当光源不足时，打开第一LED灯（1-2）和第二LED灯（2-2）；

第三步：第一摄像头（1-1）获取输液瓶视频图像，第二摄像头（2-1）获取输液滴斗视频图像，这两个图像分别通过信号线（4）传送至输液监控终端（3）的嵌入式系统处理器（3-1）；

第四步：嵌入式系统处理器（3-1）读取输液瓶视频图像并进行输液进程处理分析，判断输液是否即将完成，如果输液即将完成则发出输液结束报警信息；

第五步：嵌入式系统处理器（3-1）读取输液滴斗视频图像并进行输液速度处理分析，判断输液速度正常、过快或过慢，如果过快或者过慢，则发出输液速度报警信息；

第六步：将第四步与第五步的报警信息通过网络接口（5）传送至护士控制台。

6.根据权利要求5所述的基于视频图像的输液监控装置的监控方法，其特征在于，第四步所述的输液进程处理分析具体步骤为：嵌入式系统处理器（3-1）自动定位输液瓶区域，获取液面线和输液瓶底部轮廓线，计算液面与输液瓶底部的距离H，当H<H_min时，发出输液即将完成的告警信息。

7.根据权利要求5所述的基于视频图像的输液监控装置的监控方法，其特征在于，第五步所述的输液速度处理分析具体为：

（1）嵌入式系统处理器（3-1）以相同的时间间隔△t读取各帧输液滴斗视频图像，并对读取的输液滴斗视频图像作灰度化处理，其中0.1s<△t<0.2s；

（2）应用帧间差分法对灰度化后的相邻两帧输液滴斗视频图像做差分处理，对两帧图片相同位置的图像灰度值求差，并取绝对值，得到差分图像；

（3）根据阈值对差分图像进行二值化处理得到黑白图像，统计黑白图像中为白色的总像素值R；

（4）将总像素值R与预先设定的总像素值低门限R_LT和总像素值高门限R_HT相比较：

若R_LT<R<R_HT，记录该输液滴斗视频图像的帧号，并减去上一次记录的输液滴斗视频图像的帧号，得到帧号之差△n，根据时间间隔△t和帧号之差△n计算得到液滴速度即输液速度V，V=1min/(△t×△n)，并转入（5）；

若R<R_LT或R>R_HT，则不记录该输液滴斗视频图像的帧号，返回（1）继续读取滴斗视频图像；

（5）判断（4）中得到的输液速度V，如果V>V_max或者V<V_min，则发出输液速度报警信息。