[发明专利]一种基于机器视觉的静脉注射液滴流速的测量方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的静脉注射液滴流速的测量方法。首先拍摄样本视频，视频逐帧转为静态图像；然后将滴管视为运动目标。提取前景目标，并进行二值化处理；再提取含有液滴的帧号，设置阈值Th,当某一帧像素值为255的和Sum＞Th，则认为这一帧是含有液滴帧。否则认为这一帧不存在液滴。根据V＝fps/ΔN计算流速。本发明克服了现有测定技术复杂、监管不便、耗时、费用大的不足的缺点。为更加准确高效便捷的测量静脉注射液滴流速，减轻医务人员的工作量提供支持；本发明对视频的抖动进行了相关的处理，允许拍摄过程中的不稳定，不需要刻意的固定拍摄设备。给算法移植到移动端，以及结果的准确性带来了突破。

技术领域

本发明属于图像处理与智能识别领域，具体涉及一种基于机器视觉的静脉注射液滴流速的测量方法。

背景技术

迄今为止，静脉输液技术已发展近600年，但其真正形成一套完整的输液体系是在20世纪，目前已成为最有效、直接和常用的临床医学治疗手段之一。静脉滴注是通过输液管将大量的液体和药物由静脉输入体内的方法。对于不易吸收的药物，以及呕吐、昏迷的病人，均可采用静脉滴注的方法给药。其优点是吸收迅速，剂量准确，作用可靠，药物不经过胃肠和肝脏而直接进入组织和体液中，作业快捷，很适用于急救和不能口服药物的病人。

在临床医学中，输液耗时较多，白天夜间都可能进行，而输液状况特别是静脉滴速，需要及时观测，以便根据药物类型控制滴速、更换药物、输液结束时及时拔针等，滴速测量医护人员带来了繁重的负担，实现输液的自动监控成为临床应用的迫切需求。

因此，静脉滴注测速对于临床治疗和医学研究都有显著意义。传统的静脉滴注测流速的方式主要有以下几种：(1)机械称重式输液检测；(2)红外光电式输液检测；(3)电容计量式输液检测。

传统的静脉滴注测速主要依靠医护人员人工测量，而人工测量存在许多缺点：(1)检测速度过慢，需要耗费大量人力；(2)检测结果不精确，医护人员往往依靠个人经验或简单的计时器检测静脉滴注速度，结果可能不够准确。因此，传统人工检测的方法难以适应临床医学研究的发展，采用新的、自动化程度较高的检测方法变得必要起来。

随着数字图像处理技术的发展，其在医学领域也有着越来越广泛的应用，利用数字图像处理方法来进行静脉滴注测速，不仅能够提高检测效率，增加检测结果的精确度，同时成本低廉，自动化程度较高。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于机器视觉的静脉注射液滴流速测量方法，其特征在于，包括：

步骤1，拍摄样本视频，视频逐帧转为静态图像；

步骤2，将滴管视为运动目标。提取前景目标，并进行二值化处理；

步骤3，提取含有液滴的帧号，设置阈值Th,当某一帧像素值为255的和Sum＞Th，则认为这一帧是含有液滴帧。否则认为这一帧不存在液滴。记录含有液滴的帧号。不同的静脉注射，由于开关控制型号的不同，流速各不相同。所以出现同一滴液滴的帧不止一帧或者有漏掉的情况，记录每一帧符合含有液滴帧阈值的编号。然后遍历这些编号，当出现编号连续情况，则认为是同一帧，计算连续编号的均值

步骤4，根据V＝fps/ΔN计算流速。首先由上述步骤计算的出现液滴的均值帧号则液滴帧相邻差值则帧间差的均值为ΔN₁，ΔN₂，ΔN₃，…的平均值，则流速fps为视频的帧率。

在上述的一种基于机器视觉的静脉注射液滴流速测量方法所述步骤2的具体处理步骤基于两种测速方法，包括：

测速方法一，模板匹配法，具体包括：