[发明专利]输液液面视觉检测报警系统及其检测方法

说明书

本发明属于医疗设备技术领域，具体是一种输液液面视觉检测报警系统及其检测方法。包括视频采集卡、计算机、计算机显示屏、图像处理软件，以及声光电报警装置，视频采集卡安装在计算机的主机上并与摄像机连接，视频采集卡把视频图像传送给计算机，计算机显示屏显示视频图像，计算机与声光电报警装置连接。本发明采用的是视觉检测与分析技术，较已有的装置而言，具有稳定可靠，装置简单，组网灵活，便于管理等优势。摄像头对输液设备的实时监控，并通过图像处理对检测出的视频、图像模块进行具体分析，在输液装置出现异常时及时向医护人员报警。

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体是一种输液液面视觉检测报警系统及其检测方法。

背景技术

在医疗科技发达的今天，一些病房中的配置跟不上医疗科技的发展。由于病人输液时医护人员看管不当致使液体将要滴尽时也未能及时发现需要更换液体，给病人和病人家属造成不必要的伤害。与此同时，随着各种疾病发病率的增加，医护人员的压力和责任也越来越大，本项发明正是基于此，通过视觉处理技术，在输液器中液体达到某一临界值时通过传输装置及时通知医务人员，从而避免造成不必要的损失。

南京军区杭州疗养院海勤疗区曾经尝试过在墨菲试管上加载传感器和电路设计的方式检测液面流速（肖征，刘劲松，王雷，张轶男，等，输液面速实时监控系统的设计与实现齐齐哈尔大学学报，2005,21，（6）：55-57）其重点是区别于以往使用的电极法，侧重法等方式，利用红外线光传感器在墨菲试管处对液面进行检测，并计算出平均滴速。但如何使装置更为简便使用，测量结果更加准确他并没有进行改进。实验测量显示误差为2滴/分钟。实验采用分析与视频自动监控处理对比，说明液面滴落时需要更合适的光照，才可以使得液面图像更清晰的进入视野，在测试的试验中，分别在普通日照情景，日照情况有障碍物遮蔽情况，阴天情景，夜晚开灯与关灯情景下进行测量。其中部分光线较暗的情形得到的数据不准确，需要外加光源补充，日照情形下实验状况良好。该装置可以测量出输液容器的长宽高，以达到提前预计滴速和使用时间，用于统计各种装置下的情况。但在目前的研发过程中，针对不同形式的输液装置，很难找到一个具有公共特征的临界值点，从而为报警增加了难度。其次，由于液体流速的控制有很大一部分的人为因素干扰，对于测定透明液体液面也提出了挑战。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种输液液面视觉检测报警系统及其检测方法。

本发明采取以下技术方案：一种输液液面视觉检测报警系统，包括视频采集卡、计算机、计算机显示屏、图像处理软件，以及声光电报警装置，视频采集卡安装在计算机的主机上并与摄像机连接，视频采集卡把视频图像传送给计算机，计算机显示屏显示视频图像，计算机与声光电报警装置连接。

一种输液液面视觉检测报警系统的检测方法，包括以下步骤，

1）用摄像头正直对准一个正在进行输液的完整输液瓶，选取输液过程中间隔不小于5秒钟的两张图像；

2）提取彩色图像的红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B，对 R、G、B 分量图像进行算术运算；

3）采用Otsu算法确定阈值，对算数运算后的图像进行二值化处理，寻找瓶体像素范围，获得二值化图像；

4）根据瓶体横向像素长度选择合适的阀值，对步骤3）得到的二值化图像进行图像切割，去除输液管部分，得到最终的瓶体像素范围；

5）在原图的R分量上保留该瓶体像素范围的R分量，其余范围数值清零；

6）对步骤5）得到的图像的像素数值采用kmeans聚类算法将其分为4类，选择数值最低的那一部分灰度数值的最大值作为二值化的阀值，得到液体像素数值的范围，进而提取液体部分；

7）提取液位图像的液位高度并计算。

所述的步骤2）采取以下方法：