CN105536093A - 智能输液系统以及使用智能输液系统的输液方法 - Google Patents

智能输液系统以及使用智能输液系统的输液方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能输液系统，所述系统包括：定位装置，用于确定坐标原点；成像装置，用于拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像；处理装置，将所述第一图像和所述第二图像进行对比，从而确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据；计算装置，从所述一个或多个处理对象中选择目标对象，并且根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标；以及控制装置，控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处，以进行药液输入。

Description

智能输液系统以及使用智能输液系统的输液方法
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，并且更具体地涉及智能输液系统以及使用智能输液系统的输液方法。
背景技术
目前，现有的输液设备通常依赖于医务人员的手动操作。由于医务人员的经验不同并且不同病人的血管粗细不一样，利用现有的输液设备进行药液输入时可能会存在多次失败的情况。现有的输液设备会增加病人的痛苦，让病人对医疗机构产生反感。
此外，由于医疗模式正朝着以综合医疗机构为主流，社区医疗机构为分支，家庭医疗、康复、预防为补充的方向快速发展。越来越多的患者群体需要在出院后使用各种家用医疗用品进行持续性治疗。这一切都给家用医疗器械领域带来了巨大的商机，以保健、调理为主要功能的家用医疗器械和以辅助治疗慢性病痛为主要功能的家庭医疗用品市场发展前景广阔。
并且，随着互联网医疗的日益发展，人们对于在家里接受专业医疗服务的需求日益增强。通常情况下，现有的输液设备必须由具有专业经验的医务人员操作，普通患者无法自行或由患者的家人进行输液。因此，现有的输液设备加大了医疗的成本并且减小了医疗的效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种智能的系统，自动检测血管，自动分析选择合适血管，然后扎针开始输液。
根据本发明的一个方面，提供一种智能输液系统，所述系统包括：
定位装置，用于确定坐标原点；
成像装置，用于拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像；
处理装置，将所述第一图像和所述第二图像进行对比，从而确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据；
计算装置，从所述一个或多个处理对象中选择目标对象，并且根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标；以及
控制装置，控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处，以进行药液输入。
优选地，所述控制装置产生第一控制信息并且将所述第一控制信息发送给所述机械手臂，使得所述机械手臂进入药液输入区域。
优选地，所述控制装置产生第二控制信息并且将所述第二控制信息发送给安装在所述机械手臂末端的输液执行器，所述输液执行器末端安装有所述输液针，所述输液执行器接收到所述第二控制信息时，将所述输液针移动到第二位置的坐标处，以在第二位置的坐标处进行药液输入。
优选地，所述输液执行器包括输液针驱动装置和液体控制装置。
优选地，所述输液针驱动装置用于根据目标对象在第二位置处的延伸方向以及目标对象在第二位置处的粗细程度，调整位于输液执行器上的输液针的角度和方向，并且控制所述输液针的末端移动到第二位置的坐标处，从而进行药液输入。
优选地，所述液体控制装置用于控制药液输入的速度和/或时间。
优选地，所述系统还包括安装于所述机械手臂末端的止血执行器，在输液执行器撤出输液针后，在第三位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。
优选地，所述系统还包括另一机械手臂并且将所述止血执行器安装在另一机械手臂末端，以及在输液执行器撤出输液针后，所述所述止血执行器在第三位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。
优选地，在喷洒冷镇痛喷雾剂之后，所述成像装置拍摄待检测对象处于第一状态的第三图像，根据第三图像确定是否已经止血。
优选地，在确定已经止血时，所述控制装置控制机械手臂撤出药液输入区域。
优选地，其中将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据包括：
通过对比第一图像和第二图像的颜色变化，确定一个或多个处理对象并且确定每个处理对象的线性形态及粗细程度。
优选地，所述系统还包括收紧装置，所述收紧装置用于作用到待检测对象以使处理对象的图像更清晰。
优选地，所述系统还包括检测装置，用于检测输液器中液体的剩余量。
优选地，所述检测装置还用于检测输液流速、血液流速和心脏频率。
优选地，所述系统还包括显示装置，用于显示以下内容中的一个或多个：输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率。
优选地，输液器中液体的剩余量低于阈值时，所述控制装置发送第三控制信息给输液执行器，使得输液执行器将输液针从第二位置撤出，以停止药液输入。
根据本发明的另一方面，提供一种使用智能输液系统的输液方法，所述方法包括：
确定坐标原点；
拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像；
将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据；
从所述一个或多个处理对象中选择目标对象，并且根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标；以及
控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处。
优选地，还包括产生第一控制信息并且将所述第一控制信息发送给所述机械手臂，使得所述机械手臂进入药液输入区域。
优选地，还包括产生第二控制信息并且将所述第二控制信息发送给安装在所述机械手臂末端的输液执行器，所述输液执行器在接收到所述第二控制信息时，将其末端安装的输液针移动到第二位置的坐标处。
优选地，还包括根据目标对象在第二位置处的延伸方向以及目标对象在第二位置处的粗细程度，调整位于输液执行器上的输液针的角度和方向，并且控制所述输液针的末端移动到第二位置的坐标处。
优选地，还包括在输液执行器撤出输液针后，在第三位置的坐标处喷洒喷雾剂。
优选地，还包括在输液执行器撤出输液针后，使用安装在另一机械手臂末端的止血执行器在第三位置的坐标处喷洒喷雾剂。
优选地，还包括在喷洒喷雾剂之后，所述成像装置拍摄待检测对象处于第一状态的第三图像，根据第三图像确定是否完成处理。
优选地，还包括在确定已经完成处理时，控制机械手臂撤出药液输入区域。
优选地，其中将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据包括：
通过对比第一图像和第二图像的颜色变化，确定一个或多个处理对象并且确定每个处理对象的线性形态及粗细程度。
优选地，所述方法还包括作用到待检测对象以使处理对象的图像更清晰。
优选地，还包括检测输液器中液体的剩余量。
优选地，还包括检测输液流速、血液流速和心脏频率。
优选地，还包括显示以下内容中的一个或多个：输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率。
优选地，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，发送第三控制信息给输液执行器，使得输液执行器将输液针从第二位置撤出。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1示出了根据本发明实施方式的智能输液系统的结构示意图；
图2示出了根据本发明实施方式的位置确定方式的示意图；
图3示出了根据本发明实施方式的智能输液设备的结构示意图；
图4示出了根据本发明实施方式的智能输液设备的另一结构示意图；以及
图5示出了根据本发明实施方式的使用智能输液系统进行输液的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1示出了根据本发明实施方式的智能输液系统100的结构示意图。如图1所示，智能输液系统100包括但不限于：定位装置101、成像装置102、处理装置103、计算装置104、控制装置105、检测装置106、显示装置107、一个或多个机械手臂108、输液执行器109以及止血执行器110。优选地，智能输液系统100先根据图像处理技术进行图像数据对比分析，以判断出目标对象的皮肤表层血管的分布情况，然后根据图像数据计算出血管的粗细信息。进一步地，智能输液系统100设定图像数据的初始原点坐标，并且根据初始原点坐标确认进行输液的血管最佳位置坐标。然后，智能输液系统100根据血管的走向及粗细程度，调整输液针进行输液时的角度和方向，并且据此进行扎针动作。优选地，输液针进行输液时的角度为输液针与手背平面的夹角。通常，在进行输液时，用户的手背处于水平状态。优选地，输液针进行输液时的方向为输液针在手背所处平面的投影与血管延伸方向的关系。即，输液针进行输液时的方向要与血管延伸方向一致。优选地，智能输液系统100基于中央处理单元CPU的计算和控制工作来完成上述内容。
此外，智能输液系统100能够实时监测输液器中的液体剩余量，并且当确定输液器中的液体剩余量小于阈值时，将输液针从目标对象撤出。优选地，在输液针从目标对象撤出后，智能输液系统100根据扎针位置的坐标确定止血位置的坐标，并且止血位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。当根据图像处理技术对图像数据进行分析后确定已经止血时，智能输液系统100进行复位操作，例如，将机械手臂复位。
优选地，智能输液系统100可以为小型化、智能化且网络化的终端系统或设备。智能输液系统100可以设置在家庭中，使得用户对于简单的输送生理盐水等操作可以自己完成。并且智能输液系统100完全可以在家庭内完成输液的治疗任务。
优选地，定位装置101用于确定坐标原点。坐标原点是用于确定智能输液系统100进行一系列输液处理时所使用的多个位置的坐标的基准。例如，当智能输液系统100获取了待检测对象(例如，进行药液输入的人员的手，通常为手背)的一个或多个图像时，在一个或多个图像中确定相同的坐标原点。并且，将坐标原点用作确定稍后用到的多个位置的基准。
优选地，成像装置102用于拍摄待检测对象处于不同状态时的图像以及拍摄不同放大或缩小程度的图像。例如，在确定待检测对象上的一个或多个处理对象(例如，一个或多个血管)时，成像装置102拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像。通常，第一状态为待检测对象的松弛状态，而第二状态为待检测对象的收紧状态。例如，第一状态是待输液人员的手的放松平置状态，而第二状态是待输液人员的手的握紧拳头状态。可以了解的是，当待检测对象处于第一状态和第二状态时，由于收缩或舒缓的原因导致血管在图像中显示效果不同。本发明根据这种显示效果不同的情况，确定手背上一条或多条血管的图像数据，即一个或多个处理对象的图像数据。其中，图像数据包括血管的位置、线性形态及粗细程度等信息。
优选地，成像装置102还用于拍摄成像放大图。例如，当智能输液系统100进行药液输入时，通常会需要获取输入位置处的放大图像，以实现更为精确的药液输入。此外，智能输液系统100结束药液输入后，通常会需要进行止血操作。在止血操作中，成像装置102需要获取以药液输入点(即，下面将会介绍的第二位置)为中心的放大图像，以确定止血药物喷洒的位置以及在喷洒止血药物之后是否实现止血。例如，成像装置102连续获取以药液输入点为中心的多幅放大图像，并且通过比较多幅放大图像来确定是否实现止血。优选地，当比较多幅放大图像时，发现药液输入点处出现红肿或出血点扩散等情况时，确定没有实现止血；否则确定已经实现止血。优选地，成像装置102可以在结束药液输入的一段时间后获取以药液输入点为中心的多幅放大图像，并且通过确定药液输入点处是否出现红肿或出血点扩散等情况时，来确定是否实现止血。优选地，上述一段时间可以是任何合理的时间。优选地，成像装置102可以是各种图像获取设备，例如摄像头等。
优选地，处理装置103将所述第一图像和所述第二图像进行对比，从而确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据。具体地，通过对比第一图像和第二图像的颜色变化，确定一个或多个处理对象并且确定每个处理对象的线性形态及粗细程度。处理装置103根据第一图像和第二图像的比较结果进行分析，确定待检测对象上处理对象的数量。即，确定手上血管的数量。处理装置103在确定一个或多个处理对象之后，还要确定每个处理对象的图像数据。其中，图像数据包括血管的位置、线性形态及粗细程度等信息。
优选地，计算装置104从所述一个或多个处理对象中选择目标对象。计算装置104根据每个处理对象的图像数据从所述一个或多个处理对象中选择目标对象。即，计算装置104根据每条血管的血管位置、线性形态及粗细程度等信息，从一条或多条血管中选择最适于进行药液输入的血管，以将其作为目标对象。优选地，计算装置104通过参照医疗数据或者通过图像判断，从一个或多个处理对象中选择目标对象。优选地，计算装置104还可以通过医疗数据与图像判断相结合的方式从一个或多个处理对象中选择目标对象。然后，计算装置104根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标。即，确定了目标对象之后，计算装置104还要根据血管的线性形态及粗细程度等信息，选择血管上适合进行药液输入的第一位置。例如，适合进行药液输入的第一位置可以是血管上粗细度为较粗的位置、血管上距皮肤表层最近的位置、或根据医疗统计数据得出的适合进行药液输入的位置。
优选地，计算装置104还根据第一位置来计算第二位置。根据本发明的优选实施方式，在进行药液输入时，首先将输液针放置于第一位置。其中第一位置与输液针进行药液输入的点具有一定距离，而第二位置是输液针进行药液输入时与皮肤接触的精确位置。通常，在进行药液输入时，首先将输液针移动到第一位置，然后由更为精密的设备将输液针移动到第一位置附近的第二位置以在第二位置处进行药液输入。优选地，计算装置104还根据第二位置计算第三位置。其中第三位置是在输液完成后，止血执行器(稍后介绍)喷洒冷镇痛喷雾剂时的中心位置。即以第三位置为中心进行冷镇痛喷雾剂的喷洒。其中，第三位置在第二位置附近，使得止血执行器对第三位置喷洒冷镇痛喷雾剂时能够完全覆盖第二位置(输液针与皮肤接触的位置)。止血执行器进行止血操作时，会让喷洒在手背上的冷镇痛喷雾剂具有以第三位置为中心的固定半径范围。优选地，智能输液系统100可以设置任意合理的固定半径范围。优选地，止血执行器进行止血操作时，会让冷镇痛喷雾剂的喷洒具有合适的喷射角度，以使得冷镇痛喷雾剂能够覆盖第三位置为中心的固定半径范围。
优选地，控制装置105用于控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处，以进行药液输入。通常，在不使用的情况下，一个或多个机械手臂108不在药液输入区域中。当要进行药液输入时，控制装置105产生第一控制信息并且将所述第一控制信息发送给一个或多个机械手臂108，使得一个或多个机械手臂108进入药液输入区域。其中，一个或多个机械手臂108进入药液输入区域后，可以分别或独自完成药液输入和止血功能，在下面的部分将会详细介绍。
优选地，检测装置106用于检测输液器中液体的剩余量。通常，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，例如低于5ml时，应当停止输液并且要输液针从目标对象撤出。应当了解的是，所属领域技术人员可以将阈值设置为任何合理的数值。此外，检测装置106还用于检测输液流速、血液流速和心脏频率等参数。
优选地，显示装置107用于显示以下内容中的一个或多个：输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率。显示装置107可以是任何类型的显示设备，在此不进行累述。显示装置107能够为用户实时显示输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率，使得用户能够及时了解相关信息。
优选地，一个或多个机械手臂108用于执行药液输入和止血处理。根据一个实施方式，智能输液系统100包括一个机械手臂108，并且将输液执行器和止血执行器安装在所述机械手臂的末端。其中输液执行器用于执行药液输入，并且止血执行器用于进行止血操作，下面将会详细介绍输液执行器和止血执行器。根据另一个实施方式，智能输液系统100包括多个机械手臂108。以两个机械手臂108为例，将输液执行器安装在第一机械手臂的末端，并且将止血执行器安装在第二机械手臂的末端。
优选地，机械手臂108受控制装置105的控制，以进入或退出药液输入区域。并且，机械手臂108可以在控制装置105的控制下移动到上面提到的第一位置和第三位置。
优选地，输液执行器109安装在机械手臂末端并且用于使用输液针进行药液输入。具体地，控制装置105产生第二控制信息并且将所述第二控制信息发送给输液执行器109。输液执行器109将输液针移动到第二位置的坐标处，以在第二位置的坐标处进行药液输入。其中基于第一位置确定第二位置，并且根据坐标原点确定第二位置的坐标。此外，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，所述控制装置105发送第三控制信息给输液执行器，使得输液执行器109将输液针从第二位置撤出，以停止药液输入。优选地，在停止药液输入后，输液执行器109进行复位以回到初始位置。
优选地，输液执行器109包括输液针驱动装置和液体控制装置，图中未示出。具体地，输液针驱动装置用于根据目标对象在第二位置处与水平线的倾角以及目标对象在第二位置处的粗细程度，调整位于输液执行器上的输液针的角度和方向，并且控制所述输液针的末端移动到第二位置的坐标处，从而进行药液输入。此外，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，所述控制装置105发送第三控制信息给输液执行器109，使得输液执行器109的输液针驱动装置将输液针从第二位置撤出，以停止药液输入。液体控制装置用于控制药液输入的速度和/或时间。根据待输液人的年龄、性别和血管粗细程度等因素，液体控制装置会选择不同的药液输入速度和/或时间，以显示药液输入的动态调整。
优选地，止血执行器110安装在机械手臂末端并且用于喷洒冷镇痛喷雾剂。优选地，在输液执行器撤出输液针后，止血执行器110在第三位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。其中基于第二位置确定第三位置，并且根据坐标原点确定第三位置的坐标。优选地，在喷洒冷镇痛喷雾剂之后，所述成像装置102拍摄待检测对象处于第一状态的第三图像，根据第三图像确定是否已经止血。例如，当分析第三图像时发现，第二位置并未发现出血点扩大的情况下，则可以确定已经止血。此外，在确定已经止血时，止血执行器110进行复位以回到初始位置。随后，控制装置105控制一个或多个机械手臂108撤出药液输入区域。
优选地，智能输液系统100还包括收紧装置(图1中未示出)。优选地，收紧装置用于扎紧上臂以使血管隆起。通常，在进行药液输入时，为了更清楚地识别血管，医务人员使用橡皮筋在用户的上臂进行扎紧以使血管隆起。优选地，本发明的智能输液系统100使用收紧装置来扎紧上臂以使血管隆起。通常，收紧装置可以采用气压扎紧、束缚扎紧等方式进行上臂的扎紧。
图2示出了根据本发明实施方式的位置确定方式的示意图。如图2所示，成像装置102拍摄了手201的图像。根据本发明的实施方式，在手201的图像中确定了坐标原点204、血管的数量以及每条血管的血管位置、线性形态及粗细程度等信息，如手202所示。成像放大图203示出了血管的局部放大图，其中扎针点205的坐标为(12.5，10)。图2中以手处于松弛状态进行说明，而根据本发明的优选实施方式，在某些情况下，手处于收紧状态(图中未示出)。如上面所述的，第一状态是待输液人员的手的放松平置状态，而第二状态是待输液人员的手的握紧拳头状态。可以了解的是，当待检测对象处于第一状态和第二状态时，由于收缩或舒缓的原因导致血管在图像中显示效果不同。本发明根据这种显示效果不同的情况，确定手背上一条或多条血管的图像数据，即一个或多个处理对象的图像数据。其中，图像数据包括血管的位置、线性形态及粗细程度等信息。
图3示出了根据本发明实施方式的智能输液设备300的结构示意图。如图3所示，智能输液设备300包括外壳301、底座302、机械手臂305、输液执行器306和止血执行器307。其中，输液执行器306和止血执行器307分别安装在两个机械手臂305中的一个的末端。优选地，外壳301用于容置机械手臂305和摄像头309。如图3所示，机械手臂305处于进入输液区域的状态。当机械手臂305复位时会回到与外壳301横截面垂直的位置。底座302用于支撑手臂并且容纳与智能输液相关的电路和设备。如图3所示，机械手臂305末端的输液执行器306对手臂303中的血管304进行药液输入，并且机械手臂305末端的止血执行器307喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。优选地，冷镇痛喷雾剂可以从输入口308进行输入。
图4示出了根据本发明实施方式的智能输液设备400的另一结构示意图。图4是图3中示出的智能输液设备300的侧视图。其中，智能输液设备400包括外壳407、底座406、机械手臂401、输液执行器402和止血执行器403。
图5示出了根据本发明实施方式的使用智能输液系统进行输液的方法500的流程图。优选地，方法500能够根据图像处理技术进行图像数据对比分析，以判断出目标对象的皮肤表层血管的分布情况，并且根据图像数据计算出血管的粗细信息。进一步地，方法500设定图像数据的初始原点坐标，并且根据初始原点坐标确认进行输液的血管最佳位置坐标。然后，方法500根据血管的走向及粗细程度，调整输液针进行输液时角度和方向，并且据此进行扎针动作。优选地，方法500基于中央处理单元CPU的计算和控制工作来完成上述步骤。
此外，方法500能够实时监测输液器中的液体剩余量，并且当确定输液器中的液体剩余量小于阈值时，将输液针从目标对象撤出。优选地，在输液针从目标对象撤出后，方法500根据扎针位置的坐标确定止血位置的坐标，并且止血位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。当根据图像处理技术对图像数据进行分析后确定已经止血时，方法500进行复位操作，例如，将机械手臂复位。
优选地，在步骤501，确定坐标原点。坐标原点是用于确定一系列输液处理时所使用的多个位置的坐标的基准。例如，当获取了待检测对象(例如，进行药液输入的人员的手，通常为手背)的一个或多个图像时，在一个或多个图像中确定相同的坐标原点。并且，将坐标原点用作确定稍后用到的多个位置的基准。
优选地，在步骤502，拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像。例如，在确定待检测对象上的一个或多个处理对象(例如，一个或多个血管)时，拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像。通常，第一状态为待检测对象的松弛状态，而第二状态为待检测对象的收紧状态。例如，第一状态是待输液人员的手的放松平置状态，而第二状态是待输液人员的手的握紧拳头状态。可以了解的是，当待检测对象处于第一状态和第二状态时，由于收缩或舒缓的原因导致血管在图像中显示效果不同。本发明根据这种显示效果不同的情况，确定手背上一条或多条血管的图像数据，即一个或多个处理对象的图像数据。其中，图像数据包括血管的位置、线性形态及粗细程度等信息。
优选地，方法500还可以拍摄成像放大图。例如，当进行药液输入时，通常会需要获取输入位置处的放大图像，以实现更为精确的药液输入。此外，在结束药液输入后，通常会需要进行止血操作。在止血操作中，通常需要获取药液输入点附近的放大图像，以确定止血药物喷洒的位置以及在喷洒止血药物之后是否实现止血。
优选地，在步骤503，将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据。具体地，通过对比第一图像和第二图像的颜色变化，确定一个或多个处理对象并且确定每个处理对象的线性形态及粗细程度。根据第一图像和第二图像的比较结果进行分析，确定待检测对象上处理对象的数量。即，确定手上血管的数量。在确定一个或多个处理对象之后，还要确定每个处理对象的图像数据。其中，图像数据包括血管的位置、线性形态及粗细程度等信息。
在步骤504，从所述一个或多个处理对象中选择目标对象，并且根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标。根据每个处理对象的图像数据从所述一个或多个处理对象中选择目标对象。即，根据每条血管的血管位置、线性形态及粗细程度等信息，从一条或多条血管中选择最适于进行药液输入的血管，以将其作为目标对象。然后，根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标。即，确定了目标对象之后，还要根据血管的线性形态及粗细程度等信息，选择血管上最适合进行药液输入的第一位置。
优选地，方法500还包括根据第一位置来计算第二位置。根据本发明的优选实施方式，在进行药液输入时，首先将输液针放置于第一位置。其中第一位置与输液针进行药液输入的点具有一定距离，而第二位置是输液针进行药液输入时与皮肤接触的精确位置。通常，在进行药液输入时，首先将输液针移动到第一位置，然后由更为精密的设备将输液针移动到第一位置附近的第二位置以在第二位置处进行药液输入。优选地，方法500还包括根据第二位置计算第三位置。其中第三位置输液完成后，止血执行器(稍后介绍)喷洒冷镇痛喷雾剂时的中心位置。即以第三位置为中心进行冷镇痛喷雾剂的喷洒。
在步骤505，控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处。当要进行药液输入时，产生第一控制信息并且将所述第一控制信息发送给机械手臂，使得机械手臂进入药液输入区域。其中，机械手臂进入药液输入区域后，可以分别或独自完成药液输入和止血功能，在下面的部分将会详细介绍。
优选地，方法500还包括检测输液器中液体的剩余量。通常，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，例如低于5ml时，应当停止输液并且要输液针从目标对象撤出。应当了解的是，所属领域技术人员可以将阈值设置为任何合理的数值。此外，方法500还包括检测输液流速、血液流速和心脏频率等参数。优选地，方法500还包括显示以下内容中的一个或多个：输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率，以使得用户能够及时了解相关信息。
优选地，方法500还包括产生第二控制信息并且将所述第二控制信息发送给安装在所述机械手臂末端的输液执行器，输液执行器将输液针移动到第二位置的坐标处，其中基于第一位置确定第二位置，并且根据坐标原点确定第二位置的坐标。
优选地，方法500还包括根据目标对象在第二位置处与水平线的倾角以及目标对象在第二位置处的粗细程度，调整位于输液执行器上的输液针的角度和方向，并且控制所述输液针的末端移动到第二位置的坐标处。
优选地，方法500当输液器中液体的剩余量低于阈值时，发送第三控制信息给输液执行器，使得输液执行器将输液针从第二位置撤出。优选地，方法500还包括在输液执行器撤出输液针后，在第三位置的坐标处喷洒喷雾剂，其中基于第二位置确定第三位置，并且根据坐标原点确定第三位置的坐标；或者，在输液执行器撤出输液针后，使用安装在另一机械手臂末端的止血执行器在第三位置的坐标处喷洒喷雾剂，其中基于第二位置确定第三位置，并且根据坐标原点确定第三位置的坐标。
优选地，方法500还包括在喷洒喷雾剂之后，所述成像装置拍摄待检测对象处于第一状态的第三图像，根据第三图像确定是否完成处理。其中在确定已经完成处理时，控制机械手臂撤出药液输入区域。
优选地，方法500还包括利用收紧装置扎紧上臂以使血管隆起。通常，在进行药液输入时，为了更清楚地识别血管，医务人员使用橡皮筋在用户的上臂进行扎紧以使血管隆起。优选地，本发明的方法500使用收紧装置来扎紧上臂以使血管隆起。通常，方法500可以采用气压扎紧、束缚扎紧等方式进行上臂的扎紧。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (30)

1.一种智能输液系统，所述系统包括：
定位装置，用于确定坐标原点；
成像装置，用于拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像；
处理装置，将所述第一图像和所述第二图像进行对比，从而确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据；
计算装置，从所述一个或多个处理对象中选择目标对象，并且根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标；以及
控制装置，控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处，以进行药液输入。
2.根据权利要求1所述的系统，所述控制装置产生第一控制信息并且将所述第一控制信息发送给所述机械手臂，使得所述机械手臂进入药液输入区域。
3.根据权利要求2所述的系统，所述控制装置产生第二控制信息并且将所述第二控制信息发送给安装在所述机械手臂末端的输液执行器，所述输液执行器末端安装有所述输液针，所述输液执行器接收到所述第二控制信息时，将所述输液针移动到第二位置的坐标处，以在第二位置的坐标处进行药液输入。
4.根据权利要求3所述的系统，所述输液执行器包括输液针驱动装置和液体控制装置。
5.根据权利要求4所述的系统，所述输液针驱动装置用于根据目标对象在第二位置处的延伸方向以及目标对象在第二位置处的粗细程度，调整位于输液执行器上的输液针的角度和方向，并且控制所述输液针的末端移动到第二位置的坐标处，从而进行药液输入。
6.根据权利要求4所述的系统，所述液体控制装置用于控制药液输入的速度和/或时间。
7.根据权利要求3所述的系统，所述系统还包括安装于所述机械手臂末端的止血执行器，在输液执行器撤出输液针后，在第三位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。
8.根据权利要求3所述的系统，所述系统还包括另一机械手臂并且将所述止血执行器安装在另一机械手臂末端，以及在输液执行器撤出输液针后，所述所述止血执行器在第三位置的坐标处喷洒冷镇痛喷雾剂以进行止血。
9.根据权利要求7或8所述的系统，在喷洒冷镇痛喷雾剂之后，所述成像装置拍摄待检测对象处于第一状态的第三图像，根据第三图像确定是否已经止血。
10.根据权利要求9所述的系统，在确定已经止血时，所述控制装置控制机械手臂撤出药液输入区域。
11.根据权利要求1-8和10中任意一项所述的系统，其中将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据包括：
通过对比第一图像和第二图像的颜色变化，确定一个或多个处理对象并且确定每个处理对象的线性形态及粗细程度。
12.根据权利要求1-8和10中任意一项所述的系统，所述系统还包括收紧装置，所述收紧装置用于作用到待检测对象以使处理对象的图像更清晰。
13.根据权利要求1-8和10中任意一项所述的系统，所述系统还包括检测装置，用于检测输液器中液体的剩余量。
14.根据权利要求13所述的系统，所述检测装置还用于检测输液流速、血液流速和心脏频率。
15.根据权利要求14所述的系统，所述系统还包括显示装置，用于显示以下内容中的一个或多个：输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率。
16.根据权利要求13所述的系统，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，所述控制装置发送第三控制信息给输液执行器，使得输液执行器将输液针从第二位置撤出，以停止药液输入。
17.一种使用智能输液系统的输液方法，所述方法包括：
确定坐标原点；
拍摄待检测对象处于第一状态时的第一图像以及所述待检测对象处于第二状态时的第二图像；
将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据；
从所述一个或多个处理对象中选择目标对象，并且根据目标对象的图像数据在目标对象上选择第一位置，并且根据坐标原点确定第一位置的坐标；以及
控制机械手臂进入药液输入区域，并且控制所述机械手臂将输液针移动到第一位置的坐标处。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括产生第一控制信息并且将所述第一控制信息发送给所述机械手臂，使得所述机械手臂进入药液输入区域。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括产生第二控制信息并且将所述第二控制信息发送给安装在所述机械手臂末端的输液执行器，所述输液执行器在接收到所述第二控制信息时，将其末端安装的输液针移动到第二位置的坐标处。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括根据目标对象在第二位置处的延伸方向以及目标对象在第二位置处的粗细程度，调整位于输液执行器上的输液针的角度和方向，并且控制所述输液针的末端移动到第二位置的坐标处。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括在输液执行器撤出输液针后，在第三位置的坐标处喷洒喷雾剂。
22.根据权利要求19所述的方法，还包括在输液执行器撤出输液针后，使用安装在另一机械手臂末端的止血执行器在第三位置的坐标处喷洒喷雾剂。
23.根据权利要求21或22所述的方法，还包括在喷洒喷雾剂之后，所述成像装置拍摄待检测对象处于第一状态的第三图像，根据第三图像确定是否完成处理。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括在确定已经完成处理时，控制机械手臂撤出药液输入区域。
25.根据权利要求17-22和24中任意一项所述的方法，其中将所述第一图像和所述第二图像进行对比，确定一个或多个处理对象以及每个处理对象的图像数据包括：
通过对比第一图像和第二图像的颜色变化，确定一个或多个处理对象并且确定每个处理对象的线性形态及粗细程度。
26.根据权利要求17-22和24中任意一项所述的方法，所述方法还包括作用到待检测对象以使处理对象的图像更清晰。
27.根据权利要求17-22和24中任意一项所述的方法，还包括检测输液器中液体的剩余量。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括检测输液流速、血液流速和心脏频率。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括显示以下内容中的一个或多个：输液器中液体的剩余量、输液流速、血液流速和心脏频率。
30.根据权利要求27所述的方法，当输液器中液体的剩余量低于阈值时，发送第三控制信息给输液执行器，使得输液执行器将输液针从第二位置撤出。
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