CN108697845A - 用于监测、调节或控制流体流动的设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于调节流体流动的设备、系统和方法。用于将流体输注到患者体内的设备包括壳体、管接触构件、旋转臂和管保持盖。该壳体具有在壳体的前侧上的开口。该开口被设定尺寸以接收具有入口管和出口管的滴注室。当插入到该开口中时，所述管接触构件接触滴注室的入口管和出口管中的一个。所述旋转臂联接到管接触构件，并且被构造成沿轴线旋转。所述管保持盖被构造成在滴注室最初装载到该开口中时关闭。

Description

用于监测、调节或控制流体流动的设备
相关申请的交叉引用
本申请是非临时申请，其要求2016年1月28日提交的发明名称为“System,Method,and Apparatus for Monitoring,Regulating,or Controlling Fluid Flow”(代理人案卷号R06)的美国临时专利申请No.62/288,132和2016年5月25日提交的发明名称为“System,Method,and Apparatus for Monitoring,Regulating,or Controlling Fluid Flow”(代理人案卷号R68)的美国临时专利申请No.62/341,396的权益，上述美国临时申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及监测、调节或控制流体流动。更具体地，本公开涉及一种用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和设备，例如，用在诸如静脉输注疗法、透析、输血疗法、腹膜输注疗法、大剂量输送(bolus delivery)、肠内营养疗法、胃肠外营养疗法、血液灌流疗法、液体复苏疗法或胰岛素输送等的医疗应用中。
背景技术
在许多医疗环境中，一种常见的医学处理模式涉及将流体输送到诸如人、动物或宠物的患者体内。可能需要将流体快速输注到患者体内、将流体准确地输注到患者体内和/或将流体缓慢地输注到患者体内。盐水和乳酸林格氏液是通常使用的流体的例子。这种流体可用于维持或升高血压并促进充分灌注。在休克创伤情形或脓毒性休克中，液体复苏通常是维持或改善血压的一线疗法。
通过使用插入到患者体内的重力式供给管线(或管)，可便于将流体输送到患者体内。典型地，流体贮存器(例如IV袋)悬挂在杆上并连接到流体管。该流体管有时联接到用于捕获空气和估计流体流量的滴注室。该流体管下方可以是用于调节流体流量的手动致动阀。例如，通过计算在一定时间内在滴注室中形成的液滴的数量，护理人员能够计算流过滴注室的流体的速率，并调节所述阀(如果需要)以实现所期望的流量。
某些治疗要求流体输送系统严格遵守由护理人员设定的流量。典型地，这样的应用使用了输液泵，但这种泵可能无法用于所有情形或环境。
发明内容
简略地并且概括地说，本公开涉及一种用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和设备，例如，用在诸如静脉输注疗法、透析、输血疗法、腹膜输注疗法、大剂量输送、肠内营养疗法、胃肠外营养疗法、血液灌流疗法、液体复苏疗法或胰岛素输送等的医疗应用中。更具体地，本公开涉及用于监测与患者相关联的流体流量的流体流量计、用于调节与患者相关联的流体流量的阀、和/或联接到阀(例如，布置在闭环、开环或反馈构造中)以监测、调节和/或控制与患者相关联的流体的使用的流体流量计。
在本公开的实施例中，用于将流体输注到患者体内的设备包括壳体、管接触构件、旋转臂和管保持盖。该壳体具有在所述壳体的前侧上的开口。该开口被设定尺寸以接收具有入口管和出口管的滴注室。所述管接触构件在插入到该开口中时接触滴注室的入口管和出口管中的一个。所述旋转臂联接到管接触构件并且被构造成沿轴线旋转。所述管保持盖被构造成在滴注室最初装载到所述开口中时关闭。
在示例性实施例中，所述旋转臂可以是分体式旋转臂。该分体式旋转臂可以包括臂部分和管接合部分。该管接合部分可以包括所述管接触构件。该臂部分可以包括第一锁扣件和第二锁扣件。
所述设备可以包括具有销的滑架，该销被构造成与所述第一锁扣件和第二锁扣件接合。该滑架可以联接到所述管保持盖，以根据滑架的致动而打开或关闭所述管保持盖。扭转弹簧可以将所述管接触部分抵靠着分体式旋转臂的所述臂部分旋转地偏压。该设备可以包括滑动夹钥匙孔，使得当滴注室最初被装载时，旋转臂旋转到第一方向。
背光源可以定位在滴注室后方，以将光指向滴注室的开口。该背光源将光照射通过滴注室并从所述壳体的开口向外射出。
背景图案可以布置在所述壳体的开口内的内壁上，并且背景灯可以构造成照亮该背景图案。背光源可以定位在滴注室后方，以将光指向滴注室的开口。调制电路可以配置成对该背景灯和背光源进行调制。该背景灯和背光源可以被彼此异相地调制。
该设备可以包括布置在该设备的顶部上的顶灯。该顶灯可以是在该设备的顶部上形成层的漫射灯。该设备可以包括：窗口，该窗口布置在所述壳体上；和标志，该标志被构造成当所述管保持盖关闭以保持滴注室时显示在所述窗口中。
在一些实施例中，该设备包括被构造成保持所述壳体的坞站。电池可以布置在所述壳体内。该坞站可以包括磁联接器，并且该电池联接到充电联接器，并且该坞站被构造成当所述壳体被对接在坞站内时将能量从磁联接器传送到充电联接器。
该坞站还可以包括经由A/C线缆联接到A/C电源和磁联接器的电源，以将能量从磁联接器传送到充电联接器。该坞站可以包括被配置成无线通信的收发器，并且可以包括倾角传感器，以确定该坞站的倾角并将该倾角传送到该设备内的处理器。
根据本公开的实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体。该滴注室可以包括联接到壳体的顶帽以及在壳体的与顶帽相反的端部处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口以及联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口(driporifice)。该滴注室可以包括联接到底帽并与壳体的流体室流体连通的下游管。该滴注室还可以包括套筒，该套筒邻近所述下游管的一部分布置并且包括布置在该套筒内的多根平行线。
在一些实施例中，该套筒可以布置在下游管的外周上。在一些实施例中，该套筒可以布置在下游管的内周上。在一些实施例中，所述多根线可以平行于下游管。在一些实施例中，所述多根线可以是金属的。在一些实施例中，所述多根线可以是非金属的。在一些实施例中，所述多根线可以嵌入在该套筒内。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体和联接到该壳体的顶帽。该滴注室可以包括在壳体的与顶帽相反的端部处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口。该滴注室可以包括联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口。该滴注室可以包括联接到底帽并与壳体的流体室流体连通的下游管。该滴注室还可以包括套筒，该套筒邻近下游管的一部分布置并包括布置在该套筒内的盘绕线。
在一些实施例中，该套筒可以布置在下游管的外周上。在一些实施例中，该套筒可以布置在下游管的内周上。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体。该滴注室可以包括联接到壳体的顶帽以及在壳体的与顶帽相反的端部处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口以及联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口。该滴注室可以包括联接到底帽并与壳体的流体室流体连通的下游管。该滴注室还可以包括防夹构件，该防夹构件布置在下游管的一部分上，并且被构造成防止在下游管内形成点接触。
在一些实施例中，该防夹构件可以布置在下游管的外周上。在一些实施例中，该防夹构件可以布置在下游管的内周上。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体。该滴注室可以包括联接到壳体的顶帽以及在壳体的与顶帽相反的端部处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口以及联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室还可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口、以及联接到底帽并与壳体的流体室流体连通的下游管。该下游管的一部分可以包括布置在该下游管的所述部分内的多个细长螺纹。
在一些实施例中，所述多个细长螺纹可以通过挤压而形成。在一些实施例中，所述多个细长螺纹可以沿着下游管的所述部分的内壁布置。
根据本公开的又一个实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体。该滴注室可以包括联接到壳体的顶帽以及在壳体的与顶帽相反的端部处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口、以及联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口。该滴注室可以包括联接到底帽并与壳体的流体室流体连通的下游管。多个锥形通道可以形成在该下游管的内表面上。
在一些实施例中，所述锥形通道中的每一个都渐缩成一个点。
根据本公开的又一个实施例，用于将流体输注到患者体内的设备可以包括壳体，该壳体具有在壳体的前侧上的开口。该开口可以被设定尺寸以接收滴注室并限定内部空间。该设备可以包括用于将滴注室固定到所述壳体的联接器。该设备可以包括布置在所述内部空间的第一侧上的屏幕，该屏幕被配置成显示背景图案。该设备可以包括图像传感器，该图像传感器被定位成观察所述屏幕和滴注室。
在一些实施例中，所述屏幕可以是电子墨屏幕(e-ink screen)。在一些实施例中，所述屏幕可以配置成在第一时段内显示串流检测模式并在第二时段内显示液滴检测模式。在一些实施例中，所述屏幕可以配置成在处理器使用来自图像传感器的数据而确定的感兴趣的区域中自适应地显示液滴检测模式。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体。该滴注室可以包括联接到壳体的顶帽，该顶帽具有同心地布置在顶帽的第一侧上的第一凹口和同心地布置在顶帽的第二侧上的第二凹口。第一侧可以与第二侧相反。该滴注室可以包括在壳体的与顶帽相反的端部处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口、以及联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室还可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口。
在一些实施例中，该第一凹口和第二凹口可以限定弹簧指状物。在一些实施例中，第一凹口的端部大致可以限定中空的圆。在一些实施例中，顶帽的邻近第一凹口的外周可以限定向内突出的凹口，该向内突出的凹口被构造成与联接器的固定突起协作地配合。在一些实施例中，顶帽的邻近第一凹口的外周可以限定压力释放凹口，该压力释放凹口被构造成允许所述外周的至少一部分弯曲，由此减小第一凹口的横截面尺寸。在一些实施例中，顶帽可以构造成在沿横向轴线旋转时被从所述联接器释放。该横向轴线可以平行于顶帽的顶表面。
根据本公开的另一个实施例，用于将流体输注到患者体内的设备可以包括壳体，该壳体具有在壳体的前侧上的开口。该开口可以被设定尺寸以接收滴注室并限定内部空间。该设备可以包括布置在该开口的上部分上的联接器。该滴注室还可以包括具有顶帽的滴注室。顶帽可以包括水平表面、布置在该水平表面的顶部上的引导件、以及从该引导件的第一端延伸出的两个臂。这两个臂中的每一个均可以朝向该引导件的第二端延伸。这两个臂中的每一个均可以包括各自的靠近第一端的活动铰链。
在一些实施例中，这两个臂可以距所述水平表面预定距离。在一些实施例中，每个臂均可以包括从所述臂向外延伸的倒钩。在一些实施例中，该倒钩可以限定第一斜面和第二斜面，该第一斜面和第二斜面被构造成用于将滴注室卡扣配合到所述联接器中。在一些实施例中，所述联接器可以包括两个销，这两个销被构造成分别与所述两个臂协作。在一些实施例中，该引导件的第一端可以是倒圆的。在一些实施例中，该第一端可以是倒圆的并且与所述水平表面的外周的一部分相同地延伸(coextensive)。在一些实施例中，所述开口可以限定轨道以接收所述两个臂。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括顶帽。该顶帽可以包括水平表面、布置在该水平表面的顶部上的引导件、以及从该引导件的第一端延伸出的两个臂。所述两个臂中的每一个均可以朝向该引导件的第二端延伸。所述两个臂中的每一个均可以包括各自的靠近第一端的活动铰链。
在一些实施例中，所述两个臂可以距水平表面有预定距离。在一些实施例中，每个臂均可以包括从所述臂向外延伸的倒钩。在一些实施例中，该倒钩可以限定第一斜面和第二斜面，该第一斜面和第二斜面被构造成用于将滴注室卡扣配合到联接器中。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括限定流体室的壳体。该滴注室可以包括联接到壳体的顶帽。该滴注室可以包括在壳体的与顶帽相反的一端处联接到壳体的底帽。该滴注室可以包括联接到顶帽并与流体室流体连通的入口端口。该滴注室可以包括联接到底帽并与流体室流体连通的出口端口。该滴注室可以包括联接到顶帽并流体地联接到入口端口的滴注孔口。该滴注室可以包括联接到底帽并与壳体的流体室流体连通的下游管。该滴注室还可以包括防夹构件，该防夹构件布置在下游管的一部分上，并且被构造成防止在下游管内形成点接触。
在一些实施例中，该防夹构件可以是下游管的具有多个平行导管的部分。在一些实施例中，该防夹构件可以是下游管的具有多个泪滴形导管的部分，每个泪滴形导管均具有指向该下游管的中心轴线的点。在一些实施例中，该防夹构件可以是具有中心导管以及与该中心导管流体连通的多个侧导管的、下游管的部分。在一些实施例中，每个侧导管均可以在与中心导管相反的一端处具有倒圆端。在一些实施例中，每个侧导管均可以在与中心导管相反的一端处具有平坦端。
根据本公开的又一个实施例，用于将流体输注到患者体内的设备可以包括马达，该马达具有用于在伸出位置和缩回位置之间致动的线性轴。该设备可以包括具有第一端和第二端的杠杆。该线性轴可以与第一端滑动地接合。该设备可以包括具有端部执行器(effector)和从动端的柱塞。该从动端可以与杠杆的第二端滑动地接合。
在一些实施例中，该杠杆的第一端可以包括第一引导件。在一些实施例中，该第一引导件可以是狭槽。在一些实施例中，所述线性轴可以包括销，该销布置在所述狭槽内从而与所述狭槽滑动地接合。在一些实施例中，该柱塞的从动端可以包括第二引导件。在一些实施例中，第二引导件可以是狭槽。在一些实施例中，该杠杆可以包括在第二端上的销，该销布置在所述狭槽内从而与所述狭槽滑动地接合。
在一些实施例中，该设备还可以包括限定孔的壳体、和布置在该壳体内的填充物。在一些实施例中，所述柱塞可以构造成通过该孔接合壳体内的填充物，从而当接合该填充物时以可操作方式使壳体内的填充物变形。在一些实施例中，该填充物可以具有至少两个不同刚度的层。在一些实施例中，该填充物的至少两个不同刚度的层可以包括第一层、第二层、第三层和第四层。在一些实施例中，第一层和第二层可以在由壳体形成的空腔的第一部分内。在一些实施例中，第三层和第四层可以在由壳体形成的该空腔的第二部分内。
根据本公开的另一个实施例，滴注室可以包括顶帽，该顶帽具有被构造成联接到流体管线的入口端口、流体地联接到该药物入口端口的阀、以及流体端口。该滴注室可以包括联接到顶帽的圆柱形室。所述流体端口可以与该圆柱形室流体连通。
在一些实施例中，所述阀可以是volcano阀(volcano valve)。在一些实施例中，该volcano阀可以包括入口端口、出口端口、以及在入口端口和出口端口上的膜。在一些实施例中，所述流体端口可以构造成联接到活塞泵、空气泵和波纹管中的一个。在一些实施例中，该圆柱形室可以联接到药物出口端口。在一些实施例中，流体管线可以联接到该药物出口端口并接收下游封堵器(occluder)。在一些实施例中，该下游封堵器可以是止回阀。
附图说明
参照附图，从以下对本公开的各种实施例的详细描述中，这些和其他方面将变得更加明显，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的、用于调节流体流动的系统的框图；
图2示出了根据本公开的实施例的、用于曝光图像传感器的方法的流程图；
图3示出了根据本公开的实施例的、说明图2的方法的实施例的时序图；
图4A-4B示出了根据本公开的实施例的、由滴注室的流量计捕获的图像数据(即，图像)的图示，以示出根据图3的时序图的、图2的用于曝光图像传感器的方法的实施例；
图5示出了根据本公开的实施例的流量计和阀的图，该流量计和阀被集成在一起，用于联接到滴注室和IV袋；
图6是根据本公开的实施例的、用于对滴注室成像的流量计的成像系统的框图；
图7是根据本公开的实施例的、由图6的系统的图像传感器捕获的图像的图示；
图8是根据本公开的实施例的流量计的成像系统的框图，该成像系统用于利用背景图案对滴注室成像；
图9是根据本公开的实施例的、当存在自由流动条件时由本文公开的流量计的图像传感器捕获的图像的图示；
图10是根据本公开的实施例的、由流量计的图像传感器捕获的用作背景图像的图像的图示；
图11是根据本公开的实施例的、当在滴注室内形成液滴时由图像传感器捕获的图像的图示；
图12是根据本公开的实施例的、由图像传感器捕获的用作背景图像的图像的图示；
图13是根据本公开的实施例的、通过附加处理(additional processing)的图11和12的图像之间的差异的图示；
图14是根据本公开的实施例的、为确定是否存在自由流动条件而使用图11-13执行的一些图像处理的图形表示；
图15是根据本公开的实施例的、当存在自由流动条件时由图像传感器捕获的图像的图示；
图16是根据本公开的实施例的、由图像传感器捕获的用作背景图像的图像的图示；
图17是根据本公开的实施例的、通过用于检测自由流动条件的一些附加处理的图15和16的图像之间的差异的图示；
图18是根据本公开的实施例的、为确定是否存在自由流动条件而使用图15-17执行的一些图像处理的图形表示；
图19示出了根据本公开的实施例的、用于图案匹配以确定是否存在自由流动条件的模板；
图20是根据本公开的实施例的、参考图像和包含用边缘检测和线检测处理的流的图像之间的差异的图示，用于检测自由流动条件；
图21是根据本公开的实施例的、当存在自由流动条件时由图像传感器捕获的滴注室的图像的图示；
图22是根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的成像系统的框图，该成像系统具有带有条纹的背景图案和从与图像传感器邻近的位置照射到所述条纹上的光源；
图23是根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的成像系统的框图，该成像系统具有带有条纹的背景图案和相对于图像传感器的相反端从背景图案后方照射到所述条纹上的光源；
图24示出了根据本公开的实施例的、当液滴使图23的背景图案扭曲时来自图像传感器的图像；
图25是根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的成像系统的框图，该成像系统具有带有棋盘图案的背景图案和相对于图像传感器的相反端从背景图案后方照射到条纹上的光源；
图26示出了根据本公开的实施例的、当液滴使背景图案扭曲时来自图25的图像传感器的图像；
图27-28示出了根据本公开的实施例的、用于估计滴注室内的液滴体积的方法的流程图；
图29-31示出了根据本公开的实施例的、由流量计使用或生成的图像，以使用图27-28所示的方法来估计滴注室内的液滴体积；
图32示出了根据本公开的实施例的、用于根据图27-28的方法来识别多个感兴趣的像素的伪代码；
图33-36示出了根据本公开的实施例的、由流量计使用或生成的附加图像，以使用图27-28所示的方法来估计滴注室内的液滴体积；
图37示出了根据本公开的实施例的伪代码，用于确定多个感兴趣的像素中的、对应于液滴的像素子集；
图38示出了根据本公开的实施例的、图示了模糊圈的直径的光路图(raydiagram)，以示出本文中公开的成像系统的图像传感器的各方面；
图39是示出了根据本公开的实施例的、用于本文中公开的成像系统的图像传感器的各种透镜到焦平面间距和透镜到图像间距的所计算的模糊圈的图形；
图40是示出了根据本公开的实施例的当使用本文中公开的成像系统的图像传感器的20毫米焦距透镜时、模糊圈除以像素尺寸的图形；
图41是示出了根据本公开的实施例的当使用本文中公开的成像系统的图像传感器的40毫米焦距透镜时、模糊圈除以像素尺寸的图形；
图42示出了示出根据本公开的实施例的、用于本文中公开的成像系统的两种构造的角部(corners)的围绕光轴的对应视场的表格；
图43示出了根据本公开的实施例的联接到滴注室的流量计；
图44示出了根据本公开的实施例的、门打开的图43的流量计和滴注室；
图45示出了根据本公开的实施例的联接到滴注室的流量计；
图46示出了根据本公开的实施例的流量计和夹管阀，该夹管阀联接到流量计的主体，以控制到患者体内的流体的流量；
图47示出了根据本公开的实施例的、图46的联接到流量计的主体的夹管阀的特写视图；
图48示出了根据本公开的另一个实施例的流量计和夹管阀，其中，该流量计包括两个图像传感器；
图49示出了根据本公开的实施例的流量计和阀，该阀包括两个弯曲的细长支撑构件，以控制到患者体内的流体的流量；
图50A-50B示出了根据本公开的实施例的、图49的阀的特写视图；
图51A-51D示出了根据本公开的实施例的流量计的数个视图，该流量计具有监测客户端、阀、滴注室、IV袋和流体管，其中，该流量计包括接收部，以接收所述阀；
图52A-52D示出了根据本公开的实施例的另一个流量计的数个视图，该流量计具有阀、滴注室和管，其中，该流量计具有接收部，以接收所述阀；
图53A示出了根据本公开的实施例的、图51A-51D和52A-52D的阀的另一视图；
图53B-53C示出了根据本公开的实施例的、图53A的阀的两个分解视图；
图54示出了根据本公开的实施例的、手动使用的图53的阀；
图55示出了根据本公开的实施例的包括两个柔性构件的阀；
图56A-56C示出了根据本公开的实施例的、具有两个弯曲的细长支撑构件的阀的数个视图，其中一个细长支撑构件具有适于与管接合的多个脊；
图57A-57C示出了根据本公开的实施例的阀的数个视图，该阀具有与连接构件接合的棘轮；
图57D-57E示出了根据本公开的实施例的、图57A-57C的阀的两个分解视图；
图58A-58D示出了根据本公开的另一个实施例的阀的数个视图，该阀具有两个细长支撑构件、连接构件和螺旋式致动器；
图59A-59C示出了根据本公开的实施例的阀的主体的数个视图；
图59D-59G示出了根据本公开的实施例的、与图59A-59C所示的主体一起使用的旋钮的数个视图；
图59H示出了根据本公开的实施例的组装好的阀，该阀包括图59A-59C所示的联接到图59D-59G的旋钮的主体；
图60示出了根据本公开的实施例的具有引导突起的阀；
图61示出了根据本公开的实施例的、用于联接到图60的阀的马达和阀固定结构；
图62示出了根据本公开的实施例的、固定到图61的马达和阀固定结构的图60的阀；
图63示出了根据本公开的实施例的、用于联接到图60的阀的另一马达和阀固定结构；
图64A示出了根据本公开的实施例的、用于调节通过流体管线的流体流动的具有套环和数个指状物的阀；
图64B示出了根据本公开的实施例的、图64A的阀的截面图；
图65示出了根据本公开的实施例的、用于调节通过流体管的流体流动的具有两个弯曲表面的阀的截面图，这两个弯曲表面用于将流体管定位在两个弯曲表面之间；
图66A-66G示出了根据本公开的实施例的、具有旋钮的阀的数个视图，该旋钮用于移动在旋钮移动之后被锁定就位的连接构件；
图67示出了根据本公开的实施例的曲线图，该曲线图示出了阀的致动与流量的关系；
图68A示出了根据本公开的实施例的使用二元光学器件的流量计；
图68B示出了根据本公开的实施例的、用于图68A的电路；
图69A-69I示出了根据本公开的实施例的、可以与流量计一起使用的安全阀的数个视图；
图70示出了根据本公开的实施例的流程图，该流程图示出了估计滴注室内的液滴生长和/或流量的方法；
图71A-71E示出了根据本公开的实施例的、由其中覆盖有模板的流量计拍摄的图像，以示出图70的方法；
图72示出了根据本公开的实施例的、可模块化的背光源组件；
图73A-73C示出了根据本公开的实施例的管恢复设备(tube-restoringapparatus)的数个视图；
图74示出了根据本公开的实施例的、使用具有两个柔性带的阀来调节流体流动的系统；
图75示出了根据本公开的实施例的、图74的阀；
图76A示出了根据本公开的实施例的阀，该阀利用了基于流体的囊；
图76B示出了根据本公开的实施例的、图76A的组装好的阀的截面图，该阀具有两个弹性体填充物；
图77示出了根据本公开的实施例的、使用具有可由线性致动器致动的两个柔性带的阀来调节流体流动的系统；
图78示出了根据本公开的实施例的、具有被致动的阀的图77的系统；
图79示出了根据本公开的实施例的、图77-78的阀的特写视图；
图80示出了根据本公开的实施例的、如图78中被致动的阀的特写视图；
图81示出了根据本公开的实施例的、用于示出图82A-82B所示的估计液滴生长和/或流体流动的方法的数个图像；并且
图82A-82B示出了根据本公开的实施例的流程图，该流程图示出了估计液滴生长和/或流体流动的方法；
图83示出了根据本公开的实施例的、用于减少由冷凝导致的噪声的方法的流程图；
图84示出了根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的另一个阀；
图85A示出了根据本公开的实施例的、处于打开位置的另一个阀的透视图；
图85B示出了根据本公开的实施例的、处于关闭位置的图85A的阀的透视图；
图85C示出了根据本公开的实施例的图85A的阀的视图，其中移除了阀壳体和柱塞引导件；
图86示出了根据本公开的实施例的、当处于关闭位置时的图85A-85C的阀壳体和填充物的截面图；
图87A示出了根据本公开的实施例的、门关闭的设备的前视图，该设备用于控制经过与管连接的滴注室的流体流动；
图87B示出了根据本公开的实施例的、门打开的图87A的设备的透视图，以突出显示所述阀；
图87C示出了根据本公开的实施例的、门打开的图87A的设备的透视图，以突出显示安全切断机构；
图87D示出了根据本公开的实施例的、图87A的设备的仰视图；
图88A示出了根据本公开的实施例的、用于控制经过与管连接的滴注室的流体流动的另一设备的透视图，其中，该设备的门已打开；
图88B示出了根据本公开的实施例的、仅来自图88A的阀的透视图；
图88C示出了根据本公开的实施例的、来自图88B的阀的内部工作原理(innerworkings)；
图88D示出了根据本公开的实施例的简化图，示出了阀切断机构在门关闭位置的操作；
图88E示出了根据本公开的实施例的简化图，以示出处于门打开位置的阀切断机构；
图89A-89B示出了根据本公开的实施例的、用于控制通过滴注室的流体流动的方法的流程图；
图90示出了根据本公开的实施例的、用于控制通过滴注室的流体流动的系统的图；
图91示出了根据本公开的实施例的、被构造成控制经过与管连接的滴注室的流体流动并与RFID询问器通信的设备；
图92示出了根据本公开的实施例的、被阻塞的滴注室，其可能使得图像传感器难以获得滴注室的精确图像；
图93示出了根据本公开的实施例的、用于获得滴注室的图像的方法的流程图；
图94示出了根据本公开的实施例的、当每个液滴在滴注室内生长并随后下落时由图像传感器看到的液滴的图形表示；
图95示出了根据本公开的实施例的、用于传送装置的状态的系统的图形表示；
图96A-96X示出了根据本公开的实施例的、用于控制流体流动的设备的数个视图；
图97A-97AC示出了根据本公开的实施例的、用于控制流体流动的设备的数个视图；
图98示出了根据本公开的实施例的、可以由图97A-97G的设备使用的卡扣配合式滴注室(snap-fit drip chamber)的顶部透视图；
图99示出了根据本公开的实施例的、图98的滴注室的俯视图；
图100示出了根据本公开的实施例的、插入到图97A-97G的设备中的图99的滴注室的顶部截面图；
图101示出了根据本公开的实施例的、固定在图97A-97G的设备内的图99的滴注室的顶部截面图；
图102示出了根据本公开的实施例的、插入到图97A-97G的设备的开口中的图98的滴注室的顶帽的特写视图；
图103示出了根据本公开的实施例的、图97A-97G的设备的截面图，其中，滴注室的顶帽被固定在该设备中；
图104-105示出了根据本公开的实施例的、带有滴注室的顶帽的图97A-97G的设备的截面图，以示出滴注室从该设备的释放；
图106示出了根据本公开的实施例的、使用机械共振进行液滴检测的滴注室的实施例；
图107示出了根据本公开的实施例的、使用光学光源和悬臂梁进行液滴检测的滴注室的实施例；
图108A示出了根据本公开的实施例的具有作为防夹构件的内套筒的滴注室，该内套筒具有平行线(wire)；
图108B示出了根据本公开的实施例的、图108A的防夹构件的截面图；
图109A示出了根据本公开的实施例的、具有作为防夹构件的外套筒的滴注室，该外套筒具有平行线；
图109B示出了根据本公开的实施例的、图109A的防夹构件的截面图；
图110A示出了根据本公开的实施例的、具有作为防夹构件的外套筒的滴注室，该外套筒具有螺旋线；
图110B示出了根据本公开的实施例的、图110A的防夹构件的截面图；
图111A示出了根据本公开的实施例的、具有作为防夹构件的内套筒的滴注室，该内套筒具有螺旋线；
图111B示出了根据本公开的实施例的、图111A的防夹构件的截面图；
图112示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有作为防夹构件的一段管道；
图113-116示出了根据本公开的数个实施例的、作为图112的防夹构件的所述一段管道的数个实施例的数个截面图；
图117-120示出了根据本公开的实施例的卡扣配合式滴注室的数个视图；
图121-122示出了根据本公开的实施例的、固定在流量计内的图117-120的卡扣配合式滴注室；
图123示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有用于图像传感器以确定滴注室位置的基准点；
图124示出了根据本公开的实施例的、图123的滴注室的开口的特写视图；
图125示出了根据本公开的实施例的具有翼部的滴注室，每个翼部均包括基准点；
图126-127示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有被构造成在内部照亮滴注室的室壁的照明元件；
图128示出了根据本公开的实施例的具有固体条带(solid stripe)的滴注室；
图129示出了根据本公开的实施例的具有翼部的滴注室，该翼部上嵌入了二维条形码；
图130-131示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室被键合(Keyed)并且包括背景图案，该背景图案经由穿过该背景图案的边缘照射的光而被照亮；
图132示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有带倒钩的钉(barbedspike)；
图133示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有带有照明元件以照亮背景图案的圆柱形室；
图134示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有带有照明元件以照亮背景图案的矩形室；
图135A-135C示出了根据本公开的实施例的、具有泵送机构的顶帽；
图136示出了根据本公开的实施例的具有多个照明元件的滴注室；
图137示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有多个内部脊，以便于冷凝液体在滴注室的内壁上流动；
图138示出了根据本公开的实施例的、经由弹簧联接到袋的流量计；
图139示出了根据本公开的实施例的滴注室的横截面；
图140示出了根据本公开的实施例的、联接到滴注室的流量计；
图141A-141B示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室在翼部上和滴注室内具有基准点；
图142A示出了根据本公开的实施例的具有条形码的滴注室；
图142B示出了根据本公开的实施例的、可用在滴注室上的数个示例性条形码；
图143示出了根据本公开的实施例的、具有RFID标签的滴注室；
图144示出了根据本公开的实施例的、使用鸭嘴止回阀的往复泵的示意图；
图145示出了根据本公开的实施例的往复泵的示意图；
图146示出了根据本公开的实施例的、使用联接到马达的偏心凸轮的往复泵的示意图；并且
图147示出了根据本公开的实施例的、使用活塞泵和止回阀的滴注室。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的实施例的、用于调节流体流动的系统1的框图。例如，系统1可以调节、监测和/或控制到患者3体内的流体的流动。系统1包括流体贮存器2，该流体贮存器2用于将包含在其内的流体输注到患者3体内。流体贮存器2经由流体管5利用重力向滴注室4中供给。流体贮存器2、滴注室4和患者3可以认为是系统1的一部分，或者可以认为是系统1的单独的或可选的工作要素(例如，任何流体贮存器2和滴注室4可用于治疗任何患者3)。
流量计7监测滴注室4，以估计流过滴注室4的液体的流量。来自滴注室4的流体被重力供给到阀6中。阀6通过调节从滴注室4到患者3的流体流动来调节(即，改变)从流体贮存器2到患者3的流体流动。阀6可以是本文所述的任何阀，包括具有两个曲线形构件的阀、具有两个柔性片的阀、在管的相当长的长度上夹紧(或均匀压缩)在该管上的阀等。阀6可以是反向波登管阀，其以波登管的相反方式工作，因为流体路径的变形会引起流体流动的变化，而不是流体流动引起流体路径的变形。
在替代实施例中，系统1可选地包括联接到流体管5的输液泵414(例如蠕动泵、指状泵、线性蠕动泵、旋转蠕动泵、基于盒体的泵、隔膜泵、其他泵等)。被标为414的轮廓框表示输液泵414的可选特性，例如，在一些实施例中可以不使用该输液泵。输液泵414可以使用流量计7作为反馈来控制流体通过流体管5的流动。输液泵414可以与流量计7无线通信，以从流量计7接收流量。输液泵414可以使用反馈控制算法(例如，图1的控制部件14)来调节流体的流量，例如比例积分微分(“PID”)控制系统、继电(bang-bang)控制系统、神经网络控制系统和/或模糊逻辑控制系统。在该具体示例性实施例(即，具有输液泵414的实施例)中，阀6是可选的。然而，在其他实施例中，可以使用或不使用阀6，和/或阀6是可选的。输液泵414可以根据来自流量计7的测量量(例如流量、输注的体积、输注的总体积等)来调节凸轮和/或马达的旋转。另外或替代地，当流量计7将存在自由流动条件的信息传送给输液泵414时，输液泵414可以停止流体流动(例如，通过停止泵送动作)。在又一些另外的实施例中，监测客户端8控制输液泵414的操作(例如，通过无线连接)并接收来自流量计7的反馈。
在一些实施例中，流体贮存器2被加压以促进流体从流体贮存器2流入患者3体内，例如，在流体贮存器2(例如，IV袋)在患者3下方的情况下。这种加压提供了足够的机械能以使流体流入患者3体内。各种压力源(例如物理压力、机械压力和气动压力)可以施加到流体贮存器2的内部或外部。在一个这样的实施例中，这种加压可以由缠绕在IV袋上的橡皮筋提供。
流量计7和阀6可以形成闭环系统来调节到患者3的流体流动。例如，流量计7可以通过使用收发器9、10进行通信而从监测客户端8接收目标流量。也就是说，收发器9、10可用于流量计7和监测客户端8之间的通信。收发器9、10可以使用调制信号来编码各种类型的信息(例如数字数据或模拟信号)，以在彼此之间通信。所使用的一些调制技术可以包括使用带有FM调制的载波频率、使用AM调制、使用数字调制、使用模拟调制等。
流量计7估计通过滴注室4的流量，并调节阀6以实现从监测客户端8接收的目标流量。阀6可以由流量计7直接从与阀6的致动器联接的通信线路或者通过从流量计7到阀6的机载电路(onboard circuitry)的无线链路来控制。阀6的机载电子器件可用于经由与其联接的致动器来控制阀6的致动。流量计7和阀6的该闭环实施例可以利用任何控制算法，包括PID控制算法、神经网络控制算法、模糊逻辑控制算法等，或者它们的一些组合。
流量计7联接到支撑构件17，该支撑构件17经由联接器16联接到滴注室4。支撑构件17也支撑背光源18。背光源18包括向流量计7提供照明的LED 20的阵列。在一些特定实施例中，背光源18包括背景图案19。在其它实施例中，背光源18不包括背景图案19。在一些实施例中，背景图案19仅存在于背光源18的下部分中，并且在背光源18的顶部(例如，远离地面)上没有背景图案19。
流量计7包括图像传感器11、自由流动检测器部件12、流量估计器部件13、控制部件14、曝光部件29、处理器15和收发器9。流量计7可以是电池操作的，可以由AC插座供电，可以包括超级电容器，并且可以包括机载电源电路(未明确示出)。
图像传感器11可以是CCD传感器、CMOS传感器或其它图像传感器。图像传感器11捕获滴注室4的图像，并将与捕获的图像相对应的图像数据传送给处理器15。
处理器15还联接到自由流动检测器部件12、流量估计器部件13、控制部件14和曝光部件29。自由流动检测器部件12、流量估计器部件13、控制部件14和曝光部件29可以被实现为处理器可执行指令，这些指令可由处理器15执行，并且可以存储在存储器中，例如非暂时性的处理器可读存储器、ROM、RAM、EEPROM、硬盘、硬盘驱动器、闪存驱动器等。
处理器15可以执行自由流动检测器部件12的指令，以通过分析来自图像传感器11的图像数据来确定滴注室4内是否存在自由流动条件。下面描述用于检测自由流动条件的自由流动检测器部件12的各种实施例。响应于所检测到的自由流动条件，处理器15可以对控制部件14进行函数调用，以向阀6发送信号，从而完全停止向患者3的流体流动。也就是说，如果自由流动检测器部件12确定存在自由流动条件，流量计7可以指示阀6停止流体流动，可以指示监测客户端8停止流体流动(其可以与阀6或泵414通信)，和/或可以指示泵414停止泵送或使用内部安全封堵器阻塞流体流动。
流量估计器部件13使用来自图像传感器11的图像数据估计流过滴注室4的流体的流量。处理器15将所估计的流量传送给控制部件14(例如，通过函数调用)。下面描述估计该流量的各种实施例。如果流量估计器部件13确定流量大于预定阈值或在预定范围之外，则流量计7可以指示阀6停止流体流动(其可以与阀6或泵414通信)，可以指示监测客户端8停止流体流动(其可以与阀6或泵414通信)，和/或可以指示泵414停止泵送或使用内部安全封堵器阻塞流体流动。
处理器15控制LED 20的阵列，以为图像传感器11提供足够的光。例如，曝光部件29可以由处理器15使用或与处理器15结合使用，以控制LED 20的阵列，使得图像传感器11捕获足以供自由流动检测器部件12和流量估计器部件13使用的图像数据。处理器15可以执行由曝光部件29存储的曝光算法(参见图2)，以在生成图像数据时控制图像传感器11的照明条件和/或曝光。另外或替代地，曝光部件29可以被实现为电路、集成电路、CPLD、PAL、PLD、基于硬件描述语言的实施方案、和/或软件系统。
控制部件14根据来自流量估计器部件13的估计流量来计算对阀6进行的调节。例如，并且如前所述，控制部件14可以执行PID控制算法来调节阀6，以实现目标流量。
在一些实施例中，监测客户端8监测系统1的操作。例如，当自由流动检测器部件12检测到自由流动条件时，监测客户端8可以将信号无线地传送到阀6，以中断向患者3的流体流动。
流量计7可以另外包括各种输入/输出装置(例如各种扫描仪)，以便于患者的安全，并且可以利用收发器9而与电子医疗记录、药物错误减少系统和/或设施服务(例如库存控制系统)通信。
在具体示例性实施例中，流量计7具有扫描仪，例如询问附接到流体贮存器2的RFID标签的RFID询问器或者扫描流体贮存器2的条形码的条形码扫描仪。该扫描仪可用于确定正确的流体是否在流体贮存器2内、流体贮存器2是否是正确的流体贮存器2、被编程到流量计7中的治疗是否对应于流体贮存器2内的流体和/或流体贮存器2和流量计7对于特定患者是否是正确的(例如，根据患者的条形码、患者的RFID标签或其他患者标识来确定)。
例如，流量计7可以扫描流体贮存器2的RFID标签，以确定被编码在RFID标签内的序列号或流体类型是否与存储在流量计7内的编程的治疗所指示的相同。另外或替代地，流量计7可以向流体贮存器2的RFID标签询问序列号并向患者3的RFID标签询问患者序列号，并且还使用收发器9询问电子医疗记录，以确定附到流体贮存器2的RFID标签内的、流体贮存器2的序列号是否匹配于如电子医疗记录所指示的、附到患者3的RFID标签内的患者的序列号。
另外或替代地，监测客户端8可以扫描流体贮存器2的RFID标签和患者3的RFID标签，以确定正确的流体在流体贮存器2内、流体贮存器2是正确的流体贮存器2、被编程到流量计7中的治疗对应于流体贮存器2内的流体和/或流体贮存器2对于特定患者是正确的(例如，根据患者的条形码、RFID标签、电子医疗记录或其他患者标识或信息来确定)。另外或替代地，监测客户端8或流量计7可以询问电子医疗记录数据库和/或药房，以验证处方或下载处方，例如使用流体贮存器2上的条形码的序列号或附到流体贮存器2的RFID标签。
图2示出了根据本公开的实施例的、用于曝光图像传感器(例如，图1的图像传感器11)的方法21的流程图。方法21包括动作22、23、24和25。方法21可以由图1的处理器15(例如，作为曝光部件29)执行，并且可以在硬件、软件等或它们的某种组合中被实现为处理器执行的方法、实现为被配置成由一个或多个处理器执行的指令集。
动作22选择感兴趣的区域。例如，再次参考图1，图像传感器11包括包含滴注室4的视场。然而，滴注室4可能未占据图像传感器11的整个视场。动作22仅选择图像传感器11的例如示出了滴注室4的像素。
动作23确定像素是否在感兴趣的区域23内。如果动作23的像素是对例如滴注室4成像的像素，则动作23确定它在感兴趣的区域内。同样，在本示例中，如果动作23的像素是不对滴注室4成像的像素，则动作23确定该像素不在感兴趣的区域内。
如果该像素在感兴趣的区域内，则动作24激活背光源，例如图1的背光源18。图像传感器的像素可以在不同的时间期间被曝光。因此，仅当感兴趣的区域内的像素被曝光时，背光源18才可以被激活。例如，一些图像传感器包括垂直同步信号和水平同步信号。该背光源可以与这些信号同步，以在感兴趣的像素被曝光时点亮。
在本公开的一些实施例中，背光源的LED子集(例如，可以是二维阵列的LED阵列20的子集)可以被点亮。如果像素在感兴趣的区域内，则该子集可以是足以充分照亮所曝光的像素的子集。
动作25曝光该像素。如果在动作23中确定该像素在感兴趣的区域内，则在动作25中该像素将在背光源的至少一部分点亮的情况下被曝光。此外，如果在动作23中确定该像素不在感兴趣的区域内，则在动作25中该像素将在背光源的至少一部分没有点亮的情况下被曝光。
图3示出了根据本公开的实施例的、说明图2的方法的实施例的时序图29。时序图29包括轨迹26、27和28。轨迹26是来自图像传感器的垂直同步信号，并且轨迹27是来自图像传感器(例如，图1的图像传感器11)的水平同步信号。电路或软件例程(例如，在图1的流量计7中发现的曝光部件29)可以使用同步轨迹26、27来生成背光源启用信号28，该背光源启用信号28用于激活背光源或其子集。
图4A-4B示出了根据本公开的实施例的流量计7的图像数据的图示，以示出根据图3的时序图的、图2的方法的实施例。图4A示出了在不使用图2和3所示的曝光算法的情况下由流量计(例如图1的流量计7)获取的图像数据；图4B示出了在使用图2和3所示的曝光算法的情况下由该流量计获取的图像数据。因为更少地使用背光源，所以，在捕获图4B的图像期间提供照明所需的功率比为捕获图4A的图像提供照明所需的功率少。
图5示出了根据本公开的实施例的流量计67和阀71的示意图，该流量计67和阀71被集成在一起，用于联接到滴注室409和IV袋69。流量计67包括接收来自IV袋69的流体的光学液滴计数器68。光学液滴计数器68可以是一个图像传感器、一对图像传感器、电容液滴计数器和/或类似物。流量计67联接到管70，该管70联接到由马达72控制的辊夹(rollerclamp)71。马达72联接到丝杠机构73，以通过与交互构件74的相互作用来控制辊夹71。
马达72可以是伺服马达，并且可以用于调节通过管70的流量。也就是说，流量计67也可以用作流量计和调节器。例如，流量计67内的处理器75可以调节马达72，从而实现由光学液滴计数器68测量的期望流量。处理器75可以使用光学液滴计数器68作为反馈来实现控制算法，例如PID控制回路，其输出被提供给马达72，并且从光学液滴计数器68接收反馈。
在替代实施例中，马达72、丝杠机构73和辊夹71可以被挤压该管70的致动器替换和/或补充(例如，使用由马达驱动的凸轮机构或连杆)，或者它们可以被由马达驱动的任何足够的辊、螺杆或滑块替换。例如，在本公开的一些实施例中，辊夹71可以被本文所述的任何阀替换，包括具有两个C形构件的阀、具有两个曲线形支撑构件的阀、具有两个柔性片的阀、在管的相当长的长度上夹在该管上的阀等。
流量计67还可以可选地包括显示器。该显示器可用于设定目标流量、显示当前流量和/或提供按钮(例如触摸屏按钮)以停止流量。
图6是根据本公开的实施例的、用于对滴注室成像的流量计的成像系统78的框图。如图6所示的成像系统78可以用在本文所述的任何流量计中，包括图1的流量计7和/或图5的流量计67。
图6的成像系统78包括图像传感器63、均匀背光源79和红外(“IR”)滤光片80，该均匀背光源79发光以至少部分地穿过滴注室59，该红外(“IR”)滤光片80接收来自均匀背光源79的光。
系统78还包括处理器90，其可以以可操作方式联接到图像传感器63和/或均匀背光源79。处理器90实现算法以确定何时存在自由流动条件和/或估计流量(例如，使用图1的自由流动检测器部件12或流量估计器部件13)。处理器90可以与处理器可读存储器91(例如，非暂时性的处理器可读存储器)可操作地通信，以接收一个或多个指令来实现所述算法，从而确定是否存在自由流动条件和/或估计流量。来自处理器可读存储器91的一个或多个指令被配置成由处理器90执行。
均匀背光源79可以是具有相同或不同颜色的发光二极管(“LED”)的阵列、灯泡、接收环境光的窗口、白炽灯等。在一些实施例中，均匀背光源79可以包括一个或多个点光源灯。
处理器90可以根据图像传感器63来调制均匀背光源79。例如，处理器90可以激活均匀背光源79达到预定量的时间，并向图像传感器63发信号以捕获至少一个图像，然后发信号通知均匀背光源79关闭。来自图像传感器63的一个或多个图像可以由处理器90处理，以估计流量和/或检测自由流动条件。例如，在本公开的一个实施例中，系统78监测在滴注室59内形成的液滴的大小，并对在预定量的时间内流过滴注室59的液滴的数量进行计数；处理器90可以对一段时间内来自各个液滴的周期性流量求平均值，以估计流量。例如，如果分别具有体积Y的X个液滴在时间Z内流过滴注室，则流量可以计算为(X*Y)/Z。
另外或替代地，系统78可以确定IV流体何时串流流过滴注室59(即，在自由流动条件期间)。均匀背光源79将光照射通过滴注室59，以为图像传感器63提供足够的照明，从而对滴注室59成像。图像传感器63可以捕获滴注室59的一个或多个图像。
可以使用系统78的其他取向和构造来说明均匀背光源79的取向和输出特性、图像传感器63的灵敏度和取向、以及环境光条件。在本公开的一些实施例中，处理器90实现利用由图像传感器63收集的图像的均匀性的算法。均匀背光源79可以促进该均匀性。例如，当使用均匀背光源79时，图像传感器63可以捕获一致的均匀图像。
环境照明可能导致从图像传感器63接收的图像的不一致；例如，直接太阳能照明提供不一致的照明，因为太阳可能会被云层间歇地遮蔽，并且太阳的亮度和照明角度取决于一天中的时间。因此，在本公开的一些实施例中，红外滤光片80可选地用于滤除一些环境光，以减轻由图像传感器63捕获的图像的变化。红外滤光片80可以是置于图像传感器63前面的窄带红外滤光片；并且均匀背光源79可以发射与滤光片80的通带的中心频率大约相同波长的光。红外滤光片80和均匀背光源79可以具有约850纳米的中心频率。在一些实施例中，成像系统78可以被视觉上半透明但阻挡红外线的外壳包围。在替代实施例中，系统78中可以使用其他光学频率、带宽、中心频率或滤光片类型。
在一些实施例中，处理器90可以使用模板来执行滴注室59内的水团(pool ofwater)的模板匹配。可以在该模板匹配操作之前执行任何预处理。另外，如果照相机63布置得高于优选位置，则可以使用反射镜，使得照相机63的视角是滴注室59的优选视角。峰值模板匹配的位置可以与水团的位置相关联，且因此与水团的体积相关联。
如果水团太低，所述设备可能会触发安全阀(下文所述)，因为水正在离开该水团并且以不安全的速率流向患者。背光源79可以开启或关闭，这取决于本实施例。可以监测该水团顶部的振荡，以确定水的共振频率。液滴撞击水团时该水团顶部的共振可以与水团的体积相关联。在其它实施例中，水团的突然变化可以与撞击水团的液滴相关联，使得处理器90可以统计每单位时间内的液滴的数量并估计通过其的流体流量。
在一些实施例中，可使用自动聚焦来找到水线。也就是说，焦线(focal line)可以被聚焦以确保整个图像是聚焦的。
在一些实施例中，处理器90可以联接到蚀刻在PCB板上的导线，从而使其成为软件无线电(software radio)。这允许处理器90向能够在足够频率下操作的另一装置传送信息。
图7是根据本公开的实施例的、由图6的系统78的图像传感器63捕获的图像81的图示。图像81是滴注室59的图像，该滴注室59具有冷凝物82和由滴注室59内的自由流动条件引起的流83。在一些实施例中，可以使用边缘检测来确定流83和/或冷凝物82的位置。另外或替代地，可以使用背景图像或背景图案。
图8是根据本公开的实施例的、用于对滴注室成像的流量计的成像系统84的框图。成像系统84可以与本文中公开的任何流量计一起使用，包括图1的流量计7和图5的流量计67。
系统84包括在滴注室59后方的不透明的线85的阵列。系统84使用线85的阵列来检测自由流动条件。自由流动检测算法(例如，图1的自由流动检测器部件12)可以利用液滴的存在或不存在来确定是否存在串流条件(例如，自由流动条件)。
在一些特定实施例中，线85仅出现在图像的一部分上(例如，该背景图案仅占据背光源18的一部分，或者二元光学器件仅导致该图案出现在图像的一部分中，例如下半部或上半部)。例如，图像的下部分可以包括条纹的背景图案。
现在参考图9，示出了根据本公开的实施例的、当滴注室59中存在自由流动条件时由图8的图像传感器63捕获的图像86的图示。图像86示出了滴注室59经历自由流动条件的情况，并且示出了流体流87充当正柱面透镜的效果。也就是说，如图9所示，与非自由流动条件时相比，由图像传感器63捕获在图像中的线85的阵列被示出为与线85的阵列相反的反向线图案88。随着光接近图像传感器63，当光穿过流体流87时，光的变化导致了反向线图案88的出现。
在本公开的一些实施例中，通过具有约850纳米的光学波长的光进行的照明可用于产生图像86。一些材料在可见光谱中可以是不透明的，而在约850纳米的近红外光谱中可以是透明的，因此可以用于产生线85的阵列。可以使用各种快速原型塑料来产生线85的阵列。例如，可以使用快速原型结构来产生线85的阵列，该快速原型结构被印刷有红外不透光墨(infrared-opaque ink)或者覆有金属以制造线85的阵列。另外或替代地，在本公开的一些实施例中，另一种产生线85的阵列的方法是产生具有用铜铺设的线的电路板。在另一个实施例中，通过在均匀背光源79上铺设一条带状电缆来产生线85的阵列；该带状电缆中的导线对于红外光谱是不透明的，但绝缘物是透明的，使得导线的间距可以形成在成像期间由图像传感器63使用的线(见图8)。在又一些另外的实施例中，可以使用一片薄的EDMed金属。金属对光是不透明的，并且金属材料沉积物之间的空间可以在制造期间被非常精细地控制，以允许红外光穿过这些空间。
处理器90实现算法以确定何时存在自由流动条件(例如，使用图1的自由流动检测器部件12)。处理器90可以与处理器可读存储器91(例如，非暂时性的处理器可读存储器)操作地通信，以接收一个或多个指令来实现所述算法，从而确定是否存在自由流动条件。来自处理器可读存储器91的所述一个或多个指令被配置成由处理器90执行。
再次参考图8，系统84可以使用血液。例如，当使用图像传感器63、红外滤光片80和均匀背光源79时，系统84可以确定何时存在血液的自由流动条件，该均匀背光源79被构造成例如使用波长为850纳米或780纳米的光，例如当使用牛血液时。与用水拍摄的图像相比，该血液可能显得不透明。
由处理器90实现并从处理器可读存储器91接收的以下算法可用于确定何时存在自由流动条件：(1)建立背景图像89(参见图10)；以及(2)从当前图像中减去背景图像89。另外，可以对所得到的图像执行处理。
在本公开的一些实施例中，图10的背景图像89可以由处理器90动态生成。该动态背景图像可用于说明变化着的条件，例如滴注室59的表面上的冷凝物或飞溅物82(参见图7)。例如，在一个特定实施例中，对于由图像传感器(例如，图8的63)捕获的每个新图像，该背景图像的每个像素乘以0.96，并且当前图像(例如，最近捕获的图像)的相应的像素乘以0.04，之后，将两个值相加在一起以为该相应像素的新背景图像产生新值；可以对所有像素重复该过程。在又一个示例中，在一个特定实施例中，如果新图像的像素在x行和y列处，则在x行和y列处的新背景图像是前一背景图像在x行和y列处的值乘以0.96，该值被与新图像在x行和y列处的像素的值乘以0.04的积相加。
当系统84没有水流过滴注室59(参见图8)时，得到的减影(subtraction)应当几乎是全黑的(即，低像素级)，从而便于所述算法确定没有水流过滴注室59。
图11示出了当滴注室59内存在液滴时来自图像传感器63的图像92(参见图8)。图12示出了系统84所使用的背景图像93。当系统84具有如图11的图像92所示的液滴时，图8的系统84具有一些高对比度斑点，其中，所述线的阵列的图像由于液滴的透镜作用而扭曲，如图13的图像94所示。图13的图像94是通过以下方式生成的：对每个相应的像素，取图12的图像93与图11的图像92相减后的绝对值，并且如果该值高于预定阈值，则将每个相应的像素转换为白色像素，或者当该值低于预定阈值时，将像素转换为黑色像素。图13的图像94中的每个白色像素是图像92和93之该像素位置处的差值大于预定阈值的结果。
例如，考虑图11、12和13中的分别具有x行和y列位置的三个像素。为了确定图13的图像94的x行和y列的像素，从图12的图像93的x行和y列处的像素中减去图11的图像92的x行和y列处的像素，然后取相减结果的绝对值；并且如果该结果的绝对值高于预定阈值(例如，高于灰度值128)，则图13的图像94在x行和y列的位置处的像素是白色的，否则，图13的图像94在x行和y列的位置处的像素是黑色的。
当确定在图13的图像94中存在一些高对比度斑点时，系统84的处理器90(参见图8)确定液滴正在滴注室59内形成，并且不存在自由流动条件。液滴的图像可以用于确定液滴的尺寸，以便如本文所述地估计流量。
图14是根据本公开的实施例的、为确定是否存在自由流动条件而可以使用图11-13执行的一些图像处理的图形表示。参考图14和13，每行的所有白色像素加在一起，并在图14中被示出为结果183。y轴表示行数，x轴表示每个相应行的白色像素的总数。
现在仅参考图14，如前文所提到的，每行的多个白色像素加在一起，并且被示出为结果183，该结果183用于确定是否存在或何时存在自由流动条件。在一些特定实施例中，当结果183的求和行(summed rows)的预定数量的连续值高于阈值184时，系统84的处理器90(参见图8)确定存在自由流动条件。例如，在结果183内，大致由185表示的多个连续行的范围具有高于阈值184的总值。当确定在结果183中存在高于预定阈值(例如，阈值184)的大于预定数量的连续求和行时，图8的处理器90确定存在自由流动条件。例如，如图14所示，多个连续求和行的范围185低于预定数量的连续求和行(即，范围185不够宽)，因此确定不存在自由流动条件。
图15示出了图像95，其示出了当存在自由流动条件时由图8的图像传感器63捕获的流。图16示出了背景图像96。图17示出了当绝对值被转换为白色像素(当差值的绝对值高于阈值时)或转换为黑色像素(当差值的绝对值低于阈值时)时，由图16的图像96和来自图15的图像95之间的差值的绝对值形成的图像97。如图17所示，由从上向下流动的所述流中的线的反向取向导致的高对比度斑点可以被处理器90检测到。图8的处理器90能够使用图像97来利用上述算法确定是否存在自由流动条件。
也就是说，如图18所示，结果186被示出为具有高于阈值188的结果186的连续范围187。因为求和行的连续范围187比高于阈值188的连续值的预定阈值数量大，所以处理器90(参见图8)确定存在自由流动条件。也就是说，结果186的高于阈值188的连续范围大于连续值的预定阈值范围；因此，当使用图18的结果186时，处理器90确定存在自由流动条件。
在本公开的又一个另外的实施例中，强度、强度平方或其它函数可以用于产生图14的结果183和/或图18的结果186。在又一个另外的实施例中，一个或多个数据平滑函数可以用于平滑该结果183和/或186，例如样条函数、三次样条函数、B样条函数、贝塞尔样条函数、多项式插值、移动平均值或其他数据平滑函数。
例如，可以从背景图像(例如，图16的图像96)中减去图8的图像传感器63的图像(例如，图15的图像95)来获得强度值。也就是说，可以从图16的图像96的x行和y列的像素中减去图15的x行和y列的像素，以产生在x行和y列处的强度值；可以对所有像素位置重复该操作，以获得所有强度值。每一行的强度值可以加在一起以获得结果183和/或186(分别参见图14和18)，使得：当强度值的求和行具有高于阈值的求和行的连续范围时，处理器90可以确定存在自由流动条件。在一些实施例中，强度值被转换成强度值的绝对值，并且强度值的绝对值的求和行被用于确定绝对值的求和行的连续范围是否高于连续值的阈值范围。另外或替代地，该强度可以被平方，然后处理器90可以对被平方的强度行求和，并确定强度平方值的求和行的连续范围是否超过连续值的阈值范围，以确定是否存在自由流动条件。
在一些实施例中，处理器90可以使用比强度值或强度平方值的求和行的阈值高的连续值的预定范围(例如，最小范围和最大范围)来确定图像内是否有液滴。例如，强度值(或强度平方值)的各行中的每一行可以相加在一起，并且相加值的范围可以高于阈值；如果连续值的范围在最小范围和最大范围之间，则处理器90可以确定高于预定阈值的连续值的范围是来自图像传感器63(参见图8)的视场内的液滴。在本公开的一些实施例中，可以对强度值或强度平方值的求和行进行归一化，例如归一化为具有0和1之间的值。
下面描述类似于三次样条(即三次样条型函数)的平滑函数，该函数可以在处理器90确定是否存在自由流动条件之前用于求和行、强度值的求和行或强度值平方的求和行。在一些特定实施例中，三次样条型函数可以用于识别块，如下所述，这可以便于处理器90识别自由流动条件。
三次样条型函数类似于三次样条，但它会平滑数据集，而不是忠实地模仿给定函数。在具有从[0,1]的区间上采样的数据(例如，沿着归一化的强度平方或强度行求和)的情况下，处理器90(参见图6或8)可以得到三次函数在区间[x0,x1],[x1,x2],...,[xN-1,xN]上的最佳拟合集，其中x0＝0，且xN＝1，其中全函数是具有连续导数和连续曲率的连续函数。
标准三次样条定义被示出为如下的方程(1)：
χ(x)＝Ai(x)yi+Bi(x)yi+1+Ci(x)y″1+Di(x)y″i+1xi≤x≤xi+1 (1),
其中函数Ai,Bi,Ci,Di在方程组(2)中被定义：
方程(1)和(2)保证连续性和曲率连续性。唯一可以自由选择的值是yi,y″0和y″N。请注意，方程(3)被选择如下：
y″0＝y″1＝0 (3),
即，该函数在0和1处是平坦的。其余的y″i必须满足下列方程组(4)：
方程组(4)可以改写为如下的方程组(5)：
进而，这变成矩阵方程(6)：
矩阵方程(6)可以改写为如下的方程组(7)：
Fydd＝Gy
ydd＝F-1Gy＝Hy (7)。
在所收集的数据上使用最小二乘准则选择向量y中的值被示出在如下的方程(8)中：
方程(8)是数据和样条之间的最小偏差，即，方程(8)是误差函数。选择y值以最小化方程(8)中定义的误差。预测值的向量可以写成如下的方程(9)所示：
方程(9)的括号中的矩阵的元素取决于与每个数据点对应的x值(但这是一个固定矩阵)。因此，可以使用该伪逆阵(pseudo-inverse)来确定最终方程。进而，该伪逆阵仅取决于数据集的x位置和三次样条曲线中的中断点的设定位置。这意味着，一旦选择了样条的几何形状和图像的尺寸，给定的一组测量值ym的y的最佳选择如以下方程(10)所示：
y＝(ATA)-1A·ym (10)。
然后，通过图像的总和强度平方函数的三次样条将由如下的方程(11)给出：
ycs＝A·y (11)。
因为三次样条的最大值是所关注的，所以三次样条的导数被确定并用于确定三次样条的最大值。三次样条导数由如下的方程(12)给出：
方程(12)可以写成如下的方程(13)：
一旦找到y的当前值，就能够计算出三次样条ycs及其导数y’cs。三次样条数据可以包括包含高于预定阈值的值的数据“块”。通过从管流出到滴注室59(参见图8)中的液体形成管道块(pipe block)，并且当液体聚集在滴注室59的重力端时形成水团块(poolblock)。
以下算法可应用于三次样条数据：(1)使用导数信息确定三次样条数据的局部最大值；(2)通过包括三次样条值高于阈值的所有点来确定围绕每个局部最大值的块；(3)合并所有相交的块；(4)计算关于数据块的信息，包括质心(强度)、质量(强度)的二阶矩、块的下x值、块的上x值、块中的强度平方数据的原始总和的平均值、块中的强度平方数据的原始总和的标准差、以及块中的高通滤波图像集合的平均强度；以及(5)解释所收集的数据以获得关于何时出现液滴以及系统何时存在串流的信息。
块中的高通滤波图像集合的平均强度用于确定由每个连续范围的样条数据形成的块是高频伪影(例如，液滴)还是低频伪影的结果。这将充当第二背景滤波器，该滤波器倾向于从图像中去除诸如冷凝物的伪影。也就是说，图像存储器缓冲器中的所有先前图像(例如，30个先前帧)用于确定数据是否是帧之间的高频运动的结果。如果该块是低频变化的结果，则移除该块，或者，如果它是高频变化的结果，则保留该块以供进一步分析。可以使用有限脉冲响应滤波器或无限脉冲响应滤波器。
每个块是在其物理范围内绘制的，其中高度等于该块内的数据的平均值。如果块具有比阈值小的高通滤波图像的平均值，则表明它已经存在于几幅图像中，因此可以被移除。
当所述管道块几乎延伸到所述水团块、所述管道块和所述水团块合并在一起、和/或所述水团块和管道块(或所有块)的宽度的总和范围大于预定阈值(例如，这些块的宽度的总范围超过380像素)时，处理器90(参见图6或8)可以使用这些块来确定存在自由流动条件。当由于所述管中形成液滴以及随着液滴离开滴注室59的管道(即，管)开口而发生所述管道块从较大宽度到较短宽度的转变时，处理器90可以检测到液滴。处理器90可以通过查看当前管道块宽度与先前图像的管道块宽度的比率来检测这一点，例如，比率小于0.9的图像以及局部最小值可以被处理器90认为是在液滴形成之后立即形成的图像。
可以使用各种滤波算法来检测冷凝物或其它低频伪影，例如：如果某一个块在高通滤波图像中具有低平均值，则它可能是冷凝物。该伪影可以不予考虑。另外或替代地，具有低高通平均值的长块(例如，大于预定阈值)可能是流，因为流图像趋于保持不变；处理器90可以确定大于预定阈值的长块对应于串流条件。另外或替代地，可以在当前图像上使用算法来检测自由流动条件。
在一些特定实施例中，处理器90可以使用块数据来对液滴计数，以使用系统84作为液滴计数器。当液滴扰乱水时，处理器90还可以利用水团块的宽度变化来确定在液滴撞击水团时是否形成气泡。例如，处理器90可以确定在水团块下方形成的块是来自液滴撞击水时形成的气泡。当确定总块范围的预定值是否指示存在自由流动条件时，处理器90可以滤除气泡。
在本公开的一些实施例中，系统84的景深可以具有窄的景深(depth of field)，以使系统84对室壁上的冷凝物和液滴不太敏感。在一些实施例中，可以使用近焦距系统。
现在参考图19，在本公开的另一个实施例中，使用模板189来确定是否存在自由流动条件。当对图像(例如，图13的图像94)执行模板匹配算法时，图8的处理器90使用模板189来确定图案匹配分数190。例如，可以将模板189与图像94进行比较，以确定图像94的一部分或全部是否与模板189密切匹配。如前文所提到的，图13的图像94是背景图像和由图8的图像传感器63捕获的图像之间的差异，如果该图像的每个像素的差值低于阈值，则该像素被转换为黑色像素，或者，如果该像素的差值高于阈值，则该像素被转换为白色像素。图像94的所有像素都将是白色像素或黑色像素。如果图案匹配分数190高于预定阈值，则确定存在自由流动条件。该模板匹配方法可以利用在开源计算机视觉(“OpenCV”)库中找到的模板匹配算法。例如，模板189可以与使用CV_TM_CCOEFF方法或CV_TM_CCOEFF_NORMED方法的OpenCV库的matchTemplate()函数调用一起使用。CV_TM_CCOEFF方法使用以下方程(14)中所示的图案匹配算法：
其中：
I′(x+x′，y+y′)＝I(x+x′，y+y′)-1/(w·h)·∑x″，y″I(x+x″，y+y″)；I表示图像，T表示模板，R表示结果。在所述模板和/或图像分块上进行求和，使得：x'＝0...w-1且y'＝0...h-1。
结果R可用于确定模板T在图像I内的特定位置处匹配的程度，如由该算法所确定的。CV_TM_CCOEFF_NORMED的OpenCV模板匹配方法使用以下方程(15)中所示的图案匹配算法：
在本公开的另一个实施例中，模板匹配算法使用了快速傅立叶变换(“FFT”)。在一些实施例中，可以使用OpenCV的matchTemplate()函数的任何方法，例如，CV_TM_SQDIFF、CV_TM_SQDIFF_NORMED、CV_TM_CCORR和/或CV_TM_CCORR_NORMED。
CV_TM_SQDIFF使用以下方程(17)中所示的图案匹配算法：
CV_TM_SQDIFF_NORMED使用以下方程(18)中所示的图案匹配算法：
CV_TM_CCORR使用以下方程(19)中所示的图案匹配算法：
CV_TM_CCORR_NORMED使用以下方程(20)中所示的图案匹配算法：
在本公开的又一个实施例中，将自由流动条件的灰度图像的模板与由图8的图像传感器63拍摄的图像进行比较，以确定是否存在自由流动条件。在一些实施例中，可以使用OpenCV库中的模板匹配函数。
现在参考图20和21；在本公开的又一个另外的实施例中，例如由图8的处理器90执行的确定何时存在自由流动条件的算法可以利用边缘检测并然后利用线检测、使用算法来确定模板图案是否与像素阵列匹配。如图20所示，通过使用边缘检测且然后是线检测，从图21的图像99形成图像98。处理器90可以利用所得到的线来确定存在自由流动条件。如图20所示，在处理器90进行的该处理之后出现的特征是具有与背景参考图像的预期45°斜率不同的斜率的线。在一些实施例中，具有背景图像的角度的线可以从图20中被滤除。可以使用在OpenCV库中找到的Canny算法将这些线检测为边缘。也可使用OpenCV库中找到的Hough算法来确定这些线的斜率。
一种Hough变换使用了1998年由J.Matas、C.Galambos和J.Kittler在“Progressive Probabilistic Hough Transform”中描述的算法(“算法1”)。然而，可以利用下面的“替代性Hough”变换，其在表1中以伪代码形式被示出(“算法2”)。算法2随机选择两个像素，并计算经过这两个点的线的Hough变换。算法2如下表1所示：
如果所述线占总点数的比例为p，则我们在代表性(r,θ)-二元中将看到结果的可能性对于算法1是p，对于算法2是p2。通常，在一些实施例中，比例检验具有至少5个肯定结果和5个否定结果。假设相比于肯定结果更可能看到否定结果，在一些实施例中，算法1和2继续搜索线，直到在特定的二元中存在至少5个肯定结果。
在N≥5次测试后，在算法1中看到第五个肯定结果的概率在如下方程(21)中示出：
并且算法2中的概率在如下方程(22)中示出：
下面示出的表2表明有50％的机会看到5次成功的尝试次数p1,50和p2,50，以及有90％的机会看到5次成功的尝试次数p1,90和p2,90。
表2表明，在算法1和算法2之间看到5个肯定结果的尝试次数增加了约1/p。当比例为p时，在1/p次尝试中应该有1个肯定结果。
在一些实施例中，算法2的计算量大的运算是反正切函数，它可以是约40次浮点CPU运算。在算法1的等效步骤中大约有2N次浮点运算。全分辨率640×480像素图像的Hough变换的N等于2520，而1080×1920像素图像的Hough变换的N等于7020。这意味着，对于640×480图像，当p大于0.008时，以及对于1080×1920图像，当p大于0.003时，算法2比算法1具有速度优势。
在一些实施例中，假设Hough变换空间中的每个二元在存在噪声的情况下同样可能被占用。这种简化加快了阈值化决策；然而，在一些实施例中，该假设不是真的。该简化的主要影响是低估了在Hough变换中的大于1的值中看到的概率，以及错误地宣称线存在的相应的可能性。对于图像尺寸和Hough变换二元排列的特定组合，可以预先计算真概率。这允许在不相应增加计算量的情况下将虚警率降至最低。随着对图像类型的附加限制，更准确地估计在Hough变换的二元中看到值的概率是可能的。
还存在对不同特征进行参数化的其它形式的Hough变换。例如，存在圆(x,y,r)的三元素参数化，其中x和y指定圆心，r为半径。算法2也可以使用这些参数化来工作。对于圆的例子，算法2将随机选择三个像素并且计算经过它们的圆。
算法2对于包含所考虑的总像素的适当大部分的特征具有类似的速度优势。由于Hough变换可以存储在稀疏矩阵中，而算法1的模拟需要全尺寸矩阵，所以它在所需的存储方面也具有显著优势。
现在参考图22-26，其示出了可用于检测自由流动条件或估计液滴尺寸的各种背景图案。图像传感器103可以与图22-26的背景图案一起使用，并且可以是图1的图像传感器11、图5的图像传感器68、图6的图像传感器63或图8的图像传感器63，每个图像传感器都可以联接到用于处理来自该图像传感器的图像的相应处理器，例如图1的处理器15或图8的处理器90。
图22是根据本公开的实施例的、与滴注室104(例如，图1的滴注室4)一起使用的成像系统100的框图，该成像系统100具有带有条纹的背景图案101和从与图像传感器103邻近的位置照射到所述条纹上的光源102。滴注室104内的任何液滴或自由流动流会使图像传感器103拍摄的图像扭曲。联接到图像传感器103的处理器(例如，图1的处理器15)可以利用由图像传感器103捕获的背景图案101的扭曲来估计流量和/或检测自由流动条件。
图23是根据本公开的实施例的、与滴注室104一起使用的成像系统105的框图，该成像系统105具有带有条纹的背景图案101和相对于图像传感器103的相反端从背景图案101后方照射到所述条纹上的光源102。图24示出了根据本公开的实施例的、当液滴使图23的背景图案101扭曲时来自图23的图像传感器103的图像。注意，如图24所示，背景图案101的条纹被滴注室104中的液滴扭曲(或者将被自由流动流扭曲)，如图像传感器103在图像中捕获的那样。这种扭曲可用于估计液滴尺寸，计算通过滴注室的流量或者确定滴注室内是否存在自由流动条件。
图25示出了根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的成像系统106的框图，该成像系统具有带有棋盘图案的背景图案107和相对于图像传感器103的相反端从背景图案107后方照射到条纹上的光源102。图26示出了根据本公开的实施例的、当液滴使图25-26的背景图案107扭曲时来自图25的图像传感器103的图像。在本公开的又一个实施例中，本文公开的成像系统可以使用具有多个随机的点和/或圆的背景图案。
参考图22-26，液滴的“透镜作用”(即，从图像传感器的角度看到的、背景图案的扭曲)可以用于测量液滴的半径。液滴的半径对应于液滴对穿过该液滴的任何光的影响程度和类型。通过测量通过液滴看到的校准网格(即，背景图案)的变化，可以计算出液滴的半径，并因而计算出液滴的体积。例如，可以用光学方法测量通过液滴看到的已知尺寸的测试网格的放大率，并根据该测量来推断出半径。在本公开的一些实施例中，可以使用根据经验生成的查找表来计算和/或确定所述半径和液滴之间的关系。
图27-28示出了根据本公开的实施例的流程图，该流程图示出了用于估计滴注室内的液滴的体积的方法。也就是说，图27-28示出了方法214。也将参照图29-37描述方法214。图29-31和图33-36示出了根据本公开的实施例的、由流量计使用或生成的图像，以估计滴注室内的液滴的体积。图32和37示出了可由图27-28的方法214使用的伪代码。
图27和28的方法214可以由图1的流量计7、图5的流量计67、图6的成像系统78、图8的成像系统84或本文公开的成像系统的其它流量计(每个流量计均具有或不具有背景图案，和/或具有或不具有主动照明)来实现。
方法214包括动作200-213。动作200确定在滴注室的开口处形成的液滴的基线。动作201捕获第一图像。可以使用均匀背光源来捕获第一图像。在一些实施例中，可以使用本文所述的背景图案和/或曝光算法来捕获第一图像。动作200和201可以同时执行。图29示出了具有重叠的基线215的图像。基线215可以是预定的一组像素，或者可以使用设置在滴注室的开口上和/或背景图案(图29中未示出)上的基准点标记来生成。第一图像被方法214用来初始化背景图像μi,j、方差阵列si,j和整数阵列Ii,j。该背景图像可以具有i×j像素，而所述方差阵列和整数阵列可以是也具有i×j大小的二维阵列。
动作202识别第一图像内的液滴和液滴的边缘附近的预定带(例如，该带可以是超出液滴边缘的预定数量的像素)。动作203通过将每个像素设定为与第一图像相同的值(对于该相应的位置)来初始化背景图像，除非它处在所识别的液滴内或该液滴的边缘附近的预定带内。动作204将处在液滴的区域内或在所述预定带内的像素设定为预定值。图30示出了在初始化之后创建的示例性背景图像。在图30的示例性图像中，大致被表示为216的液滴的面积和超出液滴边缘以外的带的面积被设定为预定值，例如140。
例如，当该方法创建第一背景图像时，背景图像中的作为液滴的一部分或液滴边缘之外的带的每个像素被设定为在0-255的强度范围内的默认阈值，例如140。
动作205将整数阵列的整数初始化为零。动作206将方差阵列中的值初始化为零。该整数阵列与图像是相同大小的。整数阵列计算背景图像的每个像素被更新为新信息并全部初始化为零的频率。方差阵列(例如，数据类型为“双精度”的阵列)也与背景图像是相同大小的，并且包含背景图像中的每个像素的强度方差的估计值。
动作207捕获另一图像，并且动作208识别该另一图像中的液滴和该液滴的边缘附近的另一预定带。动作209更新背景图像、整数阵列和方差阵列。
随着附加图像被捕获，背景图像可以被更新。例如，当图像被该系统收集时，背景算法评估每个像素。如果像素被认为是液滴或其保护带的一部分，那么，它在背景图像中的值不会改变。
如果像素不被认为是液滴或其保护带的一部分：(1)如果该像素在整数阵列中的对应整数为零，则背景图像中的像素值被设定为等于输入图像中的像素值；或者(2)如果像素得计数大于0，则使用低通滤波器来更新该像素的背景图像值。在一些实施例中，可以使用任何类型的滤波器，例如高通滤波器、带通滤波器等。可以使用的一种低通滤波器在如下方程(23)中被示出：
Pbackground,i,j＝Pbackground,i,j(1-αbackground)+αbackgroundPinput,i,j (23)。
此外，所述方差阵列可以使用如下方程(24)被更新：
注意，用于两种操作的滤波器是指数滤波器；然而，在另外的实施例中，可以使用其它合适的滤波器，例如其它低通滤波器。方差估计可以以任何已知的方式来执行，或者使用该估计的替代方案，例如使用标准差。
每个像素的背景强度(平均值)、用于更新每个像素的平均值和方差的图像数量、以及每个像素的方差(例如，真实方差的近似值和/或与方差成比例的值)的新估计被用于更新所述阵列。也就是说，所捕获的每个附加图像可用于更新背景图像、所述整数阵列和方差阵列。在已经处理了几幅图像之后，背景图像可以如图31所示。注意，该图像仍然具有其中像素从来没有从初始阈值改变的区域(均匀中等灰度区域，大致被表示为217)。在每幅图像中，该区域已被认为是液滴或其防护带的一部分。
动作210将另一图像(例如，当前或最新的图像)与背景图像进行比较，并识别多个感兴趣的像素。动作211确定对应于液滴的多个感兴趣的像素中的像素子集。
动作210的比较逐个像素地比较所述另一图像和背景图像。通过这种比较得出一个与图像大小相同的阵列，其中每个像素的值为零或不为零(255)。
动作210可以通过图32中所示的伪代码来实现。也就是说，该阈值的确定根据以下方式来进行：如果所述输入像素位于图像中的基线的左侧或右侧，则其输出值被设定为零(第1行)；如果所述输入像素的背景计数阵列表明已经使用少于预定数量的图像(例如，100)来得到该像素的背景值(第2行)，则：如果所述输入像素的强度小于阈值强度(例如，在0-255范围内的140)，则将像素的输出值设定为非零(255)(第2a行)；或者，如果所述输入像素的强度大于或等于阈值强度，则将像素的输出值设定为零(第2b行)；并且，如果所述输入像素的背景计数阵列大于预定数量的图像(第3行)，则：如果输入像素强度和背景像素强度之差的平方大于像素的背景方差的估计值乘以常数γ2，则将像素的输出值设定为非零(第3a行)(即，如果当前像素值和背景图像之差大于γ，则该像素是不同的)；或者，如果输入像素强度和背景像素强度之差的平方小于或等于像素的背景方差的估计值乘以常数γ2，则将像素的输出值设定为零(参见第3b行)。第3行捕获该图像中的因液滴的存在而改变但变得强度更高的部分。
当动作210被实现为算法时，该算法被初始化，并且该阈值化算法的输入和输出将分别看起来像图33和34中的图像。因为用于估计背景图像的图像数量最初很少，所以，所应用的唯一标准被显示为上面的第(1)行和第(2)行，因为没有足够的图像用于整数阵列以具有超过某些相应像素的阈值的值。这可能导致许多低强度区域被识别为不同的，包括照明不足的边缘和室壁上的冷凝物。
在收集了足够多的图像而使得背景图像的大部分(或所有)像素已经产生足够数量的像素之后，利用图32的第(3)、(3a)和(3b)行。在阈值化之后，背景主要是黑色的，偶尔会有超过方差阈值的噪声像素，如图35和36(分别示出了由照相机捕获的图像和上述比较算法的结果)所示。
如前文所提到的，在动作210之后，动作211确定多个感兴趣的像素内的像素子集中的哪一个像素对应于液滴。动作211可以通过图37所示的伪代码来实现。也就是说，阈值图像被传递给算法，该算法找到表示液滴的连通分量(connected component)，如图37的伪代码所示。
在处理图32的伪代码之后的二进制图像被评估，以找到占据由液滴给出的空间的二进制组件(binary component)。将该算法传递给基线上的白色像素的位置(或者它被传递给该线上的最长一段连续白色像素的中心像素)。
一旦该算法具有初始白色像素，它就执行图37所示的伪代码所表示的算法。该伪代码确定包括具有到基线的路径(即，白色像素路径)的白色像素的位置。第1行将第一像素的位置推到堆栈上。当堆栈不为空时，第2行执行while循环。该while循环包括第(2a)-(2d)行。第2a行弹出堆栈的下一个位置(i,j)。第2b行使(i,j)处的输出像素值为白色。第2c行检查邻近(i,j)的八个像素。第(2ci)行是“if语句”，如果相邻的输入像素为白色但输出像素为黑色，则第2c行将位置添加到堆栈中。第2d行返回到第2行，以继续while循环(如果堆栈保持为空)。
该算法将把可以通过白色输入像素的连续路径连接到所述输入像素的位置的所有输出像素位置设定为白色。通过从左边缘逐步前进通过每一行像素直至该算法碰到白色像素，可以找到液滴的左边界。通过从图像的右边缘逐步前进直至该算法碰到白色像素，可以找到右边界。可以从左边缘逐步前进到右边缘而不碰到白色像素的第一行是液滴被认为结束的地方。
图37所示的伪代码是连通分量标记算法的一次通过版本。然而，可以使用其它连通分量标记算法或其它合适的算法来确定哪些像素对应于液滴。
图28的动作212对像素子集执行旋转操作。动作213通过对已旋转的像素子集内的像素数量进行计数来估计滴注室内的液滴的体积。对3-D版本的液滴内的像素总数进行计数；并且，因为每个像素对应于一个距离，所以像素的数量可以用来估计液滴的体积。
成像系统光学器件
图38-42有利于本文公开的成像系统的光学器件的以下描述。例如，本文公开的图像传感器可以是由OmniVision(4275Burton Drive,Santa Clara,California 95054)制造的图像传感器立方体；并且，例如，该图像传感器立方体可以是为电话图像传感器应用而制造的图像传感器立方体。在本公开的一些实施例中，本文公开的图像传感器可以使用固定焦距，并具有从15厘米到无穷远的景深(“DOF”)。
该图像传感器可以具有在图像传感器的完全包含在单个像素区域内的范围中成像的点的模糊圈。图像传感器透镜的焦距可以是1.15毫米，F值可以是3.0，并且图像传感器的透镜的孔径可以是0.3833毫米。一个或多个图像传感器的光学系统的一阶逼近可以使用矩阵方程来进行，其中每条光线r被表示为以下方程(25)中描述的向量：
在以上方程(25)中，h是光线在图像传感器入口处的高度，且θ是光线的角度。参考图38，当对在离图像传感器之一的透镜(其具有焦距f)的距离dim处的假设点成像并且该透镜到焦平面的距离为dfp时，描述该图像传感器的对应矩阵Mcam由如下方程(26)表示：
为了在焦平面fp上找到光线照射的位置，可以使用以下方程(27)中描述的矩阵乘法：
如图38所示，模糊圈的直径Dblur被显示为大约是图38所示的两个点之间的距离。通过跟踪光线从光轴上远离透镜的点dim到透镜的边缘且然后到焦平面来找到该距离。这些光线由式(28)所示的向量给出如下：
如图39所示，针对各种透镜到焦平面间距和透镜到图像间距，计算和显示了模糊圈Dblur。图39中还示出了等值线图77。x轴示出了焦平面与位于远离图像传感器的透镜的焦距的点之间的距离，单位为微米。y轴示出透镜与成像的点之间的距离，单位为米。产生等值线图77的值是模糊圈尺寸除以像素尺寸的商；因此，任何约为1或更小的值都足以成像。如图39所示，焦平面位于离透镜一个焦距再加5微米处。
该图像传感器可以使用第二透镜。例如，图像传感器可以使用第二透镜来产生相对较大的景深和相对较大的视场。使用两个透镜的景深可以使用与上文相同的分析来计算，但光学矩阵被改变以适应第二透镜和附加的距离，如以下方程(29)所示：
图40和41示出了随着透镜和图像传感器之间的间距变化的场以及图像传感器的焦点的对应变化。图40和41示出了模糊圈除以像素尺寸的商。图40示出了当使用20毫米焦距透镜时、模糊圈除以像素尺寸的商。图41示出了当使用40毫米焦距透镜时、模糊圈除以像素尺寸的商。图42的表格中示出了图40和41的两种构造的角部的围绕光轴的对应视场。
如图42所示，在一些实施例中，该图像传感器可以使用40mm至60mm焦距透镜；这种构造可以包括将图像传感器放置在距焦点约2英寸处。在本公开的其它实施例中，可以使用其它构造，包括图42中未示出的构造。
例如，下面的分析显示了如何可以使用焦距为f、距焦平面的距离为z和距空间中的点的距离为d的透镜来设定图像传感器的景深；该系统的矩阵在方程(30)中被示出如下：
方程(30)化简为如下方程(31)：
方程(31)化简为如下方程(32)：
考虑到轴上的点，所有高度都将为零。不同光线将照射的焦平面上的点由如下方程(33)给出：
如上文在式(33)中所示，θ是光线的角度。完美焦点的点由如下方程(34)中给出的透镜制造者方程给出：
方程(34)可以重新排列以导出如下方程(35)：
将方程(35)中的d插入方程(33)中，以显示如下方程(36)中的撞击点的结果：
离开该点的所有光线都在光轴上撞击到焦平面。如方程(37)所示，当图像传感器从焦点偏移距离δ时的情形被描述如下：
方程(37)显示，通过将图像传感器的透镜相对于焦平面正确地定位，我们可以改变景深。另外，光斑尺寸依赖于角度θ的大小。该角度线性地依赖于由图像传感器产生的视觉系统的孔径。
另外或替代地，根据本公开的一些实施例，可以通过调节各种参数来实现图像传感器，这些参数包括：到焦点的距离，因为它影响视觉系统对环境的紧密性、对准和灵敏度；该系统的视场；以及透镜-焦平面间距，因为它影响该系统的对准公差和个系统对环境的灵敏度。
具有或不具有与其连接的阀的流量计的实施例
参考附图，图43和44示出了联接到滴注室59的流量计58。如下所述，根据本公开的实施例，流量计58可以可选地包括自由流动检测器部件12(参见图1)。另外、替代地或可选地，根据本公开的一些实施例，流量计58可以包括流量估计器部件13(参见图1)。图43示出了具有关闭的门62的流量计58，且图44示出了具有打开的门62的流量计58。流量计58可以是具有阀6或不具有阀的、图1的流量计7。流量计58包括开始按钮60和停止按钮61。另外或可选地，流量计58可包括备用阀以阻止流体流过，或者可以响应于错误状况而发信号给另一个阀，以停止流体流动。
流量计58可选地包括图像传感器63和64，该图像传感器63和64可以估计流体流量和/或检测自由流动条件。虽然流量计58包括两个图像传感器(例如，63和64)，但在一些实施例中可以仅使用图像传感器63和64中的一个。图像传感器63和64可以在液滴在滴注室59内形成的同时对液滴成像并估计其尺寸。液滴的尺寸可用于估计通过滴注室59的流体流量。例如，在本公开的一些实施例中，图像传感器63和64使用边缘检测算法来估计在滴注室59内形成的液滴的尺寸轮廓；其中的处理器(参见图1的处理器15、图5的处理器75或图6或图8的处理器90)可以假设从液滴的每个角度来看该轮廓都是均匀的，并且可以根据该轮廓来估计液滴的尺寸。在图43和44所示的示例性实施例中，两个图像传感器63和64可以将两个轮廓平均在一起以估计液滴的尺寸。例如，该算法可以对测量到的这两个图像传感器63和64的轮廓求平均值，以确定液滴的尺寸。图像传感器63和64可以使用参考背景图案来便于如本文所述地识别液滴的尺寸。
在本公开的另一个实施例中，图像传感器63和64对流体成像以确定是否存在自由流动条件。图像传感器63和64可以使用背景图案来确定该流体是否在自由流动(即，没有形成液滴，且流体流淌过滴注室59)。如前文所提到的，虽然流量计58包括两个图像传感器(例如，63和64)，但在一些实施例中，可以仅使用图像传感器64和64中的一个来确定是否存在自由流动条件和/或估计通过滴注室的流体流量。
另外或替代地，在本公开的一些实施例中，另一个图像传感器65监测流体管66，以检测该流体管内是否存在一个或多个气泡。在替代实施例中，可以使用其它气泡检测器来代替图像传感器65。在又一些另外的实施例中，在流量计58中不使用气泡检测。
现在参考附图，图45示出了根据本公开的实施例的、联接到滴注室219的流量计218。滴注室219经由联接器410固定到流量计218。背光源220通过该滴注室朝向图像传感器221(以轮廓形式示出)照射光。
流量计218可以以电子方式将流量传输到监测客户端8(参见图1)。另外或替代地，在一些可选的实施例中，流量计218可以包括显示流量的显示器(例如，触摸屏、LED显示器等)。流量计218可以经由夹子222联接到杆223。
在一些实施例中，流量计218可以联接到致动器，该致动器联接到阀(图45未示出)以形成闭环系统(例如，图1的控制部件14，例如PID控制系统、继电控制系统、神经网络控制系统或模糊逻辑控制系统)，从而调节通过滴注室219的流体的流量。
流量计218可以使用本文所述的任何流量算法，并且可以包括本文所述的任何成像系统。另外或替代地，流量计218可以包括自由流动检测器部件(例如，图1的自由流动检测器部件12)。
图46示出了根据本公开的实施例的流量计224和夹管阀225，该夹管阀225联接到流量计224的主体226，以控制到患者的流体流量。流量计224包括图像传感器227和背光源228。
图像传感器227对滴注室229成像，并且能够接收来自背光源228的照明。流量计224包括联接到联接器231的支撑构件230，该联接器231将滴注室229联接到流量计224。
流量计224可以实现本文描述的任何流量估计器(例如，图1的流量估计器部件13)和/或本文公开的自由流动检测器(例如，图1的自由流动检测器部件12)。流量计224可以以闭环方式使用夹管阀225来控制到患者的流体流量(例如，使用如图1所示的控制部件14)。
如图47中更容易看到的，夹管阀225联接到轴233，该轴233联接到致动器234。致动器234可以是螺线管，或是可以使夹管阀225朝向管335移动的任何致动器。
图48示出了根据本公开的实施例的流量计336和夹管阀225。该流量计包括两个图像传感器337和338。流量计336可以以闭环反馈构造来使用夹管阀225。流量计336可以使用图像传感器337和338二者来实现本文所述的体积估计算法，以估计通过滴注室229的流体流量。例如，流量计336可以将这两个体积平均在一起以用于反馈回路。
图49示出了根据本公开的实施例的流量计339和阀340，该阀340联接到致动器341，以控制到患者体内的流体流量。图49的流量计339类似于图46的流量计224；然而，图49的流量计339包括阀340，该阀340具有弯曲的细长支撑构件342和343(参见图50A-50B)。
流量计339包括图像传感器227和背光源228。图像传感器227对滴注室229成像，并且能够接收来自背光源228的照明。流量计339包括联接到联接器231的支撑构件230，该联接器231将滴注室229联接到流量计339。
流量计339可以实现本文描述的任何流量估计器(例如，图1的流量估计器部件13)和/或本文公开的自由流动检测器(例如，图1的自由流动检测器部件12)。流量计339可以以闭环方式使用阀340来控制到患者体内的流体流量(例如，使用图1的控制部件14)。
流量计339可以致动致动器341以致动阀340，由此，其使用任何控制算法在反馈(即闭环)构造中调节流过IV管335的流体。
现在参考图50A-50B，其示出了根据本公开的实施例的、图49的阀340的特写视图。阀340包括内侧的弯曲细长支撑构件343和外侧的弯曲细长支撑构件342。管335定位在支撑构件342和343之间。
内侧支撑构件343包括筒形螺母344。外侧支撑构件342经由钩345联接到筒形螺母344。在一些实施例中，筒形螺母344不联接到阀340，并且内侧支撑构件342包括供螺纹杆或螺杆347滑动穿过的孔。外侧支撑构件342还具有钩348，以将外侧支撑构件342固定到致动器341的框架349。致动器341包括联接到螺杆347的轴346。当致动器341使轴346旋转时，螺杆347可以旋转以将筒形螺母334朝向致动器341推动。也就是说，因为内侧支撑构件343和外侧支撑构件342是柔性的，钩345和筒形螺母334朝向钩348和框架349移动。
随着支撑构件342和343被压缩，因为管335定位在支撑构件342和343之间，所以管335变得被压缩。管335的压缩限制了流体通过管335的流动。阀340压缩管335的长度，该长度显著大于管335的直径。
图51A-51D示出了根据本公开的实施例的流量计350的数个视图，该流量计350具有监测客户端358、阀352、滴注室357、IV袋411和流体管412。流量计350包括接收部351以接收阀352。阀352包括两个弯曲的细长支撑构件353和354。
流量计350包括图像传感器355和背光源356，它们能够监测在滴注室357内形成的液滴。流量计350可以使用图像传感器355来实现本文所述的流量估计器算法(例如，图1的流量估计器部件13)和/或实现本文公开的自由流动检测器(例如，图1的自由流动检测器部件12)。
流量计350包括基部359，该基部359可以形成接收监测客户端358的坞站。监测客户端358可以是智能电话或其它电子计算装置(例如，基于Android的装置、Iphone、平板电脑、PDA等)。
监测客户端358中可以包含软件以实现自由流动检测器、流量估计器、控制部件、曝光部件等(例如，图1的自由流动检测器部件12、流量估计器部件13、控制部件14、曝光部件29)，并且可以包含一个或多个收发器(例如，收发器9)。另外或替代地，流量计350的基部359可以实现这些项目。
例如，流量计350可以使用内部软件、硬件、电子器件等实现自由流动检测器、流量估计器、控制部件、曝光部件等。流量计350可以实现闭环反馈系统，以通过改变流过阀352的流体来调节流向患者的流体。
如图51B中容易看到的，阀352包括内侧支撑构件354和外侧支撑构件353。内侧支撑构件354联接到筒形螺母360和筒361。在一些实施例中，筒形螺母360不联接到内侧支撑构件354，并且内侧支撑构件354包括用于螺纹轴362滑动穿过的孔。
螺纹轴362(例如，螺杆)在位于筒361中的轴承内自由旋转，并且接合筒形螺母360内的螺母，以通过旋钮363的旋转而相对于筒361推动或拉动筒形螺母360(例如，致动器是具有旋钮的导螺杆，以便致动该导螺杆)。旋钮363可以手动旋转。
另外或替代地，阀352可以卡扣到接收部351中，该接收部351包括在接收部351内与旋钮363接合的旋转构件364(参见图51C)。旋转构件364接合旋钮363以致动阀352。旋转构件364可以联接到使旋转构件364旋转的电动马达。该电动马达(未明确示出)可以由流量计350以闭环构造来控制，以实现流到患者体内的流体的目标流量。
图52A-52D示出了根据本公开的实施例的另一流量计365的数个视图，该流量计365具有阀352、滴注室357和具有接收部351以接收阀352的流体管沟槽(trench)413。图52A-52D的流量计365类似于图51A-51D的流量计350；然而，基部359将监测客户端358保持在“直立”位置。另外，接收部351在基部359的与监测客户端358相反的一侧(参见图52B和52C)。
图52D示出了与接收部351接合的阀352的特写视图。旋钮363接合基部359内部的旋转构件(图52D中未示出)，该旋转构件联接到马达(图52D中也未示出)。
图53A示出了图51A-51D和52A-52D的阀352的另一视图，并且图53B-53C示出了根据本公开的实施例的、图53A的阀的两个分解视图。
如图53A-53C所示，阀352包括内侧支撑构件354和外侧支撑构件353。管可以插入穿过孔366和367，以将该管定位在支撑构件354和353之间。
可以转动旋钮363来旋转螺杆362。螺杆362的旋转使筒形螺母360朝向局部筒(partial barrel)363移动，以压缩被定位在支撑构件353和354之间的管。局部筒363具有两侧，然而，存在一个空间以将螺杆362的端部600(例如，帽)牢固地保持在该空间(例如，互补空间)内。图54示出了手动使用的并且联接到管368的阀352。
图55示出了根据本公开的实施例的阀369，该阀369包括两个柔性构件370和371。柔性构件370和371可以是两个柔性片。柔性构件371可以包括用于管372的孔373和374，该管372被定位在柔性构件370和371之间。
柔性构件370和371经由两个连接器构件377和378联接在一起。连接器构件377和378分别联接到联接构件376和375。
阀369的致动可以通过线性致动器来实现，该线性致动器将联接构件375、376朝向彼此或远离彼此地拉动。该线性致动器(未明确示出)可以是螺旋式致动器、活塞致动器或其它致动器。在一些实施例中，联接构件375和376中的一个可以联接到固定支撑件，而该致动器联接到联接构件375和376中的另一个及另一固定支撑件，以将联接构件375和376拉到一起或分开。
图56A-56C示出了根据本公开的实施例的、具有两个弯曲的细长支撑构件381和382的阀380的数个视图，其中，一个细长支撑构件381具有适于与定位在支撑构件381和382之间的管接合的多个脊387。
阀380的两个支撑构件381和382在第一端处联接到联接构件383并在另一端处联接到第二联接构件384。也就是说，联接构件384包围螺杆385，并且联接构件383包括内螺纹，用于当螺杆385随着旋钮386的旋转而旋转时将联接构件383拉向或远离旋钮386。图56B示出了当被致动以关闭流过联接在支撑构件381和382之间的管的流体时的阀380。图56C示出了具有两个孔388和389以接收管的支撑构件381。还应注意，支撑构件381和382使管相对于螺杆385的轴线保持偏心，这在图56C中很容易看到。使该管相对于螺杆385的轴线保持偏心有利于该管的自由移动。
图57A-57C示出了根据本公开的实施例的、具有棘轮394的阀390的数个视图，该棘轮394接合阀390的连接构件393，并且图57D-57E示出了图57A-57C的阀390的两个分解视图。棘轮394通过与设置在连接构件393上的齿条397相互作用而接合该连接构件393。指状物602(参见图57D和57E)与齿条397相互作用以提供棘轮作用。也就是说，指状物602可以使齿条397保持抵靠在该保持指状物602的相对侧上的接合指状物上。阀390包括支撑构件391，该支撑构件391的一端联接到棘轮394，另一端枢转地联接到铰链395。阀390还包括具有钩398的支撑构件392，该钩398可以联接到棘轮394的主体。
如图57C所示，管396可以定位在支撑构件391和392之间，钩398然后可以紧固到棘轮394的主体，并且连接构件393可以插入到棘轮394中(如图57B所示)。如图57C所示，管396经由开口399和400而抵靠支撑构件391定位。
棘轮394接合齿条397，使得棘轮394可以手动地朝向铰链395移动，以进行流体流动调节。此后，旋钮(未示出)可以联接到棘轮394以精细调节棘轮394和铰链395之间的距离。另外或替代地，棘轮394可包括释放按钮(未示出)，以将该棘轮从连接构件393释放。
图58A-58D示出了根据本公开的另一实施例的阀401的数个视图，该阀401具有两个细长支撑构件403和404、连接构件405和螺旋式致动器407。
支撑构件403和404可以在其端部处与连接构件405的端部永久地模制在一起。管402可以定位在支撑构件403和404之间。
当旋钮408转动时，螺旋式致动器407由于与螺纹杆406接合而伸展或收缩。图58A示出了处于打开位置的阀，而图58B示出了处于关闭位置的该阀。注意，管402沿着管402的大部分长度被挤压。图58C-58D以透视图分别示出了处于打开位置和关闭位置的阀401。
图59A-59C示出了根据本公开的实施例的、阀500的主体501的数个视图(关于组装好的阀500，参见图59H)。主体501包括第一弯曲的细长支撑构件502和第二弯曲的细长支撑构件503。第一支撑构件502包括凸升的孔504、505，以将管保持在支撑构件502和503之间。
主体501还包括在一端处联接到支撑构件503、504的第一连接器506、以及联接到支撑构件503、504的另一端的第二连接器507。
第一连接器506联接到支撑构件503、504的一端和连接构件509的第一端508。第二连接器507包括孔510，该孔510用于定位穿过孔510的连接器构件509的第二端511(如图59B中容易看到的)。
当管被定位在支撑构件502、503之间时，第二连接器507的朝向第一连接器506的移动会压缩布置在支撑构件502、503之间的该管。随着第二连接器507朝向第一连接器移动，第二连接器507的孔510允许连接器构件509的第二端511在孔510内自由滑动。
图59D-59G示出了根据本公开的实施例的、与图59A-59C所示的主体501一起使用的旋钮512的数个视图。旋钮512包括由四个指状物514限定的棘轮513。每个指状物514均包括螺纹表面515，以接合带螺纹的连接构件509。指状物514朝向旋钮512的中心处的孔516呈拱形。旋钮512还包括接合第二连接器507的指状物517(参见图59H)。在一些实施例中，主体501包括凹部510，以接收第二连接器508上的指状物517。
图59H示出了根据本公开的实施例的、组装好的阀500，该阀500包括图59A-59C所示的主体501，该主体501联接到图59D-59G的旋钮512。旋钮512滑动到连接构件509的螺纹上。指状物514接合连接构件509的螺纹并通过棘齿作用连到连接构件509上。也就是说，旋钮512可沿着连接构件509的螺纹朝向连接构件509的第一端508自由移动，但不能在旋钮512不旋转的情况下远离连接构件509的第一端508移动。也就是说，旋钮512可以放置在连接构件509上，以通过粗略地将连接器507、508朝向彼此移动以关闭阀500来提供对阀500的粗略调节。因为这四个指状物514的螺纹表面515接合连接构件509的螺纹，所以旋钮512的旋转减少或增加了管内的流体流动。每个指状物514均包括螺纹表面515以接合连接构件509的螺纹，使得旋钮512的旋转使第二连接器507朝向或远离第一连接器506移动，由此控制被定位在支撑构件502、503之间的管的流体流动。
图60示出了根据本公开的实施例的、具有引导突起521的阀520。阀520类似于图59H的阀500，但包括引导突起521和具有第一套环523和第二套环524的旋钮522。旋钮522还包括内螺纹(未示出)，以接合连接杆526的螺纹525。在一些实施例中，所述内螺纹可以是棘齿，而在其它实施例中，所述内螺纹可以是固定的，而不提供棘齿作用。
图61示出了根据本公开的实施例的用于联接到图60的阀520的、马达536和阀固定结构537。阀固定结构537包括固定指状物528、529、530、531，每个固定指状物528、529、530、531均具有弯曲部分533，用于卡扣到旋钮522的套环523、524上(参见图62)而使套环进入相应的套环引导部分534中。
现在参考图60、61和62，一旦套环523、524被充分固定，旋钮522就可自由旋转。也就是说，套环523可以在所述固定指状物528和530之间固定在指状物528和530各自的套环引导部分534内，从而允许旋钮522旋转。同样，套环524可以在所述固定指状物529和531之间固定在指状物529和531各自的套环引导部分534内，从而允许旋钮522旋转。
当阀520固定到阀固定结构537时，轮1537的旋转(由马达536引起)使阀520的旋钮522旋转。随着阀520屈曲，突起521在突起引导件535内或邻近突起引导件535自由移动。图62示出了经由阀固定结构537固定到马达536的、图60的阀。
图63示出了根据本公开的实施例的用于联接到图60的阀的、另一个马达538和阀固定结构539。阀固定结构539包括邻近马达538的突起引导件540。马达538联接到轮541以接合旋钮522(参见图60)。
图64A示出了根据本公开的实施例的、用于调节通过流体管线543的流体流动的阀542，该阀542具有可滑动套环545和数个压缩指状物544。基部546连接到所有指状物544。随着可滑动套环545在压缩指状物544上移动，压缩指状物544压缩管543以阻碍流体在管543内流动。
指状物544联接到基部546，使得基部546和指状物544包围管543。套环545可滑动远离基部546，使得指状物544在套环移动时压缩管543，这从而减小管543的内部体积。管543的内部体积的减小减少了通过该管的流体流量。致动器(未示出)可以联接到套环545以控制套环545的位置(例如，线性致动器可以联接到套环545和基部546)。图64B示出了图64A的阀542的截面图。注意，指状物544可以成形为在所述基部的相反端附近远离该管。
图65示出了根据本公开的实施例的阀547，该阀547具有两个弯曲表面549和550，用于将流体管548定位在这两个弯曲表面549和550之间，以调节通过流体管548的流体流动。当表面549、550被压缩在一起时，管548被压缩在表面549、550之间。可以使用致动器将这两个弯曲表面549和550压缩在一起。管548可以绕表面549缠绕几次。
图66A-66G示出了根据本公开的实施例的阀551的数个视图，该阀551具有旋钮552以移动连接构件553，该连接构件553在旋钮552的移动之后被锁定到位。
阀551包括内侧的弯曲细长支撑构件554和外侧的弯曲细长支撑构件556。旋钮552经由销578枢转地联接到外侧支撑构件556。连接构件553接合旋钮552的齿576。
连接构件553可以插入到支撑构件556的端部555的孔中，使得旋钮552的旋转将接合指状物700(参见图66G)摩擦锁定到连接构件553的齿条558中。该接合指状物700可以接合齿576以锁定旋钮552，由此防止旋钮552旋转，除非有足够的扭矩克服该接合指状物700的锁定作用。保持指状物577被定位在孔571的另一侧，以将连接构件552压靠在旋钮552的齿576上。
内侧支撑构件554可以枢转离开外侧支撑构件556，使得管能够经由凸升部分559和560(参见图66C)被装入。内侧支撑构件554经由狗骨连结件561、562、701和702枢转远离外侧支撑构件556，如图66C所示。此后，如图66D所示，内侧支撑构件554朝着支撑构件556枢转回去。然后，连接构件553插入到外侧支撑构件556的端部555中(该插入的特写如图66E所示)，该端部555包括锁定到旋钮552的齿576上的接合指状物700，该齿576暂时固定连接构件553(参见图66G)。连接构件553的另一端部581被锁定到支撑构件556的端部557的孔582中。连接构件553可以枢转地连接到端部557。旋钮552包括齿576，以将连接构件553移入端部555中或移出端部555。然而，当旋钮552不移动时，接合指状物700锁定旋钮552的移动，除非预定量的扭矩将指状物700棘动(clicks)到旋钮552的内侧部分的齿576的下一个齿。
如前文所提到的，支撑构件554能够摆动离开外侧支撑构件556，如图66C所示，这通过狗骨连结件561、562、701和702来促进。狗骨连结件561包括联接到枢轴563的枢轴孔572和联接到枢轴565的枢轴孔573。狗骨连结件562包括联接到枢轴566的枢轴孔575和联接到枢轴566的枢轴孔574。狗骨连结件701联接到枢轴567和570，并且狗骨连结件702联接到枢轴568和569，使得支撑构件556的端部也摆动离开内侧支撑构件554。
图67示出了根据本公开的实施例的曲线图408，该曲线图408示出了阀的致动与流量的关系。曲线图408示出了具有细长支撑构件的阀的操作，例如，图49和图50A-50B的阀340、图51A-54的阀352、图55的阀369、图56A-56C的阀380、图57A-57E的阀380、图58A-58D的阀401、图59H的阀500、图60-60的阀520、图64A-64B的阀542、图65的阀547和/或图66A-66G的阀551。曲线图408的x轴示出了该阀的支撑构件的端部之间的位移，而y轴示出了流量(例如，由重力和/或压力源引起)。该阀的响应是非线性函数，例如S曲线、S形曲线、Gompertz曲线或广义逻辑函数。可以调整这些函数以匹配该阀，和/或可以调整该阀以匹配这些曲线或函数之一。
图68A示出了根据本公开的实施例的使用二元光学器件705的流量计703。流量计703包括照相机355，该照相机355捕获一个或多个图像，以使用任何足够用的方法(例如本文公开的方法)来估计通过滴注室357的流体流量。流量计703包括包括将激光束引导到二元光学组件705上的激光器704。此后，二元光学组件705将激光束重定向并重塑(reform)而穿过滴注室357并到达图像传感器355上，使得图像传感器355看到图案，例如图8中所示的线85的阵列，其可以形成如图10的背景图案89所示的条纹。二元光学组件705可以通过使用多个椭圆物形成条纹。
图像传感器355可以包括滤波器，以滤掉除了激光器704的频率以外的所有频率。例如，图像传感器355可以包括光学带通滤波器，其中心频率等于(或约等于)激光器704的光学频率(或光学频率的中心频率)。
监测客户端358可以电联接到激光器704，以调整该激光器704。例如，监测客户端358可以仅在预定像素被曝光时打开激光器704，并且可以在除了所述预定像素之外的其它像素被曝光时关闭激光器704。
流量计703可选地包括第一电极800和第二电极801。监测客户端358可以电联接到第一电极800和第二电极801，以测量在第一电极800和第二电极801之间形成的电容。在串流的条件下，该电容会变化，因为空气和水的相对介电常数不同。监测客户端358可以通过监测第一电极800和第二电极801之间的电容来监测由于滴注室357内的串流条件而引起的变化，并将超过阈值的电容的增加和/或减少关联为对应于串流条件和/或非串流条件。例如，如果第一电极800和第二电极801之间的电容高于阈值，则监测客户端358内的处理器可以确定滴注室357正在经历串流条件。
在替代实施例中，第一电极800和第二电极801是环形天线。监测客户端358使用收发器来监测环形天线800、801之间的磁耦合。例如，该收发器可以将编码消息从天线800、801中的一个环形天线发送到环形天线800、801中的另一个环形天线，然后确定该编码消息是否被成功接收。如果是，则可以从收发器进行接收信号强度指示(“RSSI”)测量。示例性的电路参见图68B。该RSSI可以用于监测天线800、801之间的磁耦合。如果磁耦合高于阈值，则监测客户端358可以确定滴注室357内存在串流条件。在一些实施例中，磁耦合的变化或电容耦合的变化可以确定为“串流条件已经出现”的指示。
流量计703还可以包括安全阀706。图69A-69F示出了根据本公开的实施例的安全阀706的数个视图，该安全阀706可以与流量计(例如图68的流量计703)一起使用。
图69A-69B示出了安全阀706的分解视图。该安全阀在本申请中也可以称为安全切断装置。安全阀706包括螺线管707、接口结构708、管壳体709、弹簧720、表面板(faceplate)712、第一心轴713、第二心轴714、第一咬合臂710和第二咬合臂711。表面板712包括孔715，并且管壳体709还包括孔819。孔715、819允许心轴713在孔715、819内滑动。
参考图69C，管可以在位置820上放置在管壳体709内，这将该管放置在挨着第一咬合臂710和第二咬合臂711(它们在图69D中很容易看到)的位置820上。弹簧720使第一咬合臂710和第二咬合臂711在处于缩回状态时(如图69D所示)保持缩回，但弹簧720储存能量，使得第一咬合臂710和第二咬合臂711朝向管810的预定量的移动导致弹簧720释放其储存的机械能，从而使第一咬合臂710和第二咬合臂711伸出并将所述管咬合在位置820上。
该弹簧可以联接到第一心轴713和第二心轴714。弹簧720将第一心轴713和第二心轴714朝向彼此拉动。第一咬合臂710和第二咬合臂711枢转地连接在一起。因为第一咬合臂710和第二咬合臂711在相对于心轴713、714偏心的枢转点处枢转在一起，所以朝向彼此拉动心轴713、714的弹簧720将在缩回状态下保持稳定(如图69D所示)，直到螺线管707使臂710、711向外延伸超过预定量。如图69E中容易看到的，螺线管707的轴718可以致动而穿过孔719，以推动臂710、711，这使得弹簧720释放其能量并将所述管咬合在位置820上(对于第一咬合臂710和第二咬合臂711处于咬合位置时的情况，参见图69F)。
参考图69G，在一些实施例中，电流响应材料717可以联接到螺线管707。电流响应材料717可以被配置到该螺线管，使得当电流响应材料717由于暴露于电流的变化而改变形状时，该螺线管可以接合第一咬合臂710和第二咬合臂711。当电流响应材料717暴露于电流的变化时，电流响应材料717将向螺线管707施加力。之后，螺线管707可以向触发机构施加力，以释放所述咬合臂。
在另一个实施例中，如图69H所示，可以通过磁力来保持第一咬合臂和第二咬合臂。在一些实施例中，第一磁体722和第二磁体723可以定向成使得相反的磁极(例如北极和南极)彼此对准。臂710、711可以利用这种吸引磁力保持在缩回状态。这两个磁体中的一个可以旋转，使得磁体被重新定向，以便第一磁体和第二磁体定向成使得相同的磁极彼此对准(例如北极与北极，或者南极与南极)。相同磁极的对准使得磁体彼此排斥。这种磁排斥力可用于使臂710、711向外延伸。在其它实施例中，永磁体724可以放置在线圈725内，如图69I所示。在这些实施例中，臂710、711可以使用由磁体724和线圈725产生的磁力而保持在缩回状态。该磁力可以通过使用螺线管或一些其它元件来克服，从而使臂710、711被接合并向外延伸超过预定量。图70示出了根据本公开的实施例的流程图，该流程图示出了估计滴注室内的液滴生长和/或流量的方法728。方法728包括动作729-735。图71A-71E示出了由其中覆盖有模板的流量计拍摄的图像，以示出图70的方法。注意，模板727用来确定液滴在X和Y维度上的边缘的位置。
动作729捕获滴注室的图像。所捕获的图像可以是图71A的图像721。动作730将所捕获的图像内的模板定位到第一位置。例如，如图71A所示，模板727可以定位在预定位置内。动作731对模板727内的所有像素求平均值。动作732将该模板移动到第二位置。例如，图71A中的模板727可以在Y方向上移动模板(例如，如图71A可见，向下)。
在动作733中，该模板内的像素用于确定第二平均值。在动作734中，如果第二平均值和第一平均值之差大于预定阈值，则确定该模板位于液滴的边缘处。例如，参考图71A，该模板可以在Y方向上缓慢下降，直到模板727从液滴的边缘过渡到图像中的不包含该液滴的部分，在这种情况下，像素的平均值将从深色平均值突然转变到较浅平均值。当这种转变发生时，模板727的Y位置被认为在液滴的边缘处(例如，图71A的Y1)。在动作735中，将液滴的第二位置与液滴的体积相关联。例如，Y1的值可以与查找表中的液滴的体积相关联。在本公开的一些实施例中，需要模板727的多次移动，直到检测到液滴的边缘。例如，模板727可以在y方向上每次移动一个像素(或者每次移动数个像素)，并且可能需要模板727的几次移动，以便检测到液滴的边缘。通过监测液滴的边缘，液滴的生长可以由流量计控制，以实现目标流量(例如，图71A的Y1到图71B的Y2之间的过渡速率可由流量计内的PID控制回路控制)。图71B示出了位置Y2，其对应于该液滴相对于图71A的位置Y1而言的生长。图72C-73E示出了如何可以监测液滴的顺序生长。
图72示出了根据本公开的实施例的、可模块化的背光源组件740。组件740可以是图1的背光源18，或者可以用作本文公开的任何足够用的流量计的背光源。组件740包括第一电路板738、第二电路板739、第一背光源漫射器736和第二背光源漫射器737。
第一电路板738包括沿着第一背光源漫射器736和第一电路板738之间的交界面延伸的嵌入式光源822。嵌入式光源822将光照射到第一背光源漫射器736中，如821所示，该光被向外导向。光821可以指向图像传感器。第一背光源漫射器736仅漫射光，其中，当被图像传感器观看时，不形成“图案”。
第二电路板739包括嵌入式灯823，其照射到第二背光源漫射器737中。第二背光源漫射器737产生条纹图案，当由图像传感器观看时，该条纹图案出现在光821中。因此，监测客户端(例如，图51A的监测客户端358)和/或流量计(例如，图1的流量计7)可以在条纹背景图案(通过激活嵌入式灯823)和非条纹背景图案(通过激活嵌入式灯822)之间进行选择。
例如，现在参考图1和72，在一些特定实施例中，流量计7可以使用背光源组件740；流量计7可以使用非条纹背光源图案(通过激活嵌入式LED 822而不激活嵌入式LED 823)来监测液滴的生长，并且可以切换到条纹背景图案(通过激活嵌入式LED 823而不激活嵌入式LED822)来检测串流条件。
图73A-73C示出了根据本公开的实施例的管恢复设备741的数个视图。设备741包括联接到第一恢复齿轮742的驱动齿轮744。第一恢复齿轮742机械联接到第二恢复齿轮743。管可以放置在第一恢复齿轮742和第二恢复齿轮743之间。第一恢复齿轮742的部分和第二恢复齿轮743的部分限定了可以将管定位在其中的空间745。当管定位在第一恢复齿轮742和第二恢复齿轮743之间时，第一恢复齿轮742和第二恢复齿轮743的旋转消除了空间745之间的距离。图73B至图73C示出了从非恢复位置到恢复位置的转变。例如，管可以定位成使得封堵器从底部向上压靠所述管(如图73B所示)。如果该管随着时间的推移而变形，连接到驱动齿轮744的马达使齿轮743和744旋转，以压靠所述管的壁(如图73C所示)来恢复所述管，使得所述管的横截面具有大致圆形形状，例如，通过在所述管的膨胀超过管的中心轴线的壁部分上进行压缩而使得所述管变形为椭圆形。
图74示出了使用具有两个柔性带753和754(参见图75)的阀747调节流体流动的系统746；并且图75示出了根据本公开的实施例的、图74的阀746。可选地，在一个实施例中，马达可以附接到阀746，以便由流量计控制。
如图75所示，阀747包括两个柔性带753、754、引导轴752、两个可引导构件749、750、螺杆791和旋钮748，管可以布置在该柔性带753、754之间。
当旋钮748转动时，螺杆791旋转。螺杆791的旋转将远侧引导构件750拉向近侧引导构件749(因为远侧引导构件750包括内螺纹并且螺杆791在近侧引导构件749内自由旋转)。引导件752引导远侧引导构件750的移动。引导件752联接到近侧引导构件749。
图76A示出了根据本公开的实施例的、利用基于流体的囊758的阀755。阀755包括两个蛤壳756、757、囊758和活塞759。活塞759可以是任何流体源。囊758可以放置在空腔764内，并且管可以横跨囊758放置并且定位在通路760和761内。之后，蛤壳757可以放置在囊758上，使得空腔765置于囊758上。然后，两个蛤壳756、757可以被超声焊接在一起，暂时压缩在一起和/或充分保持在一起。此后，致动器(例如，由本文公开的流量计控制的致动器)可以被致动，以经由活塞759将流体移入囊758中和移出囊758。
图76B示出了根据本公开的实施例的、图76A的组装好的阀755的截面图，该阀755具有两个弹性体填充物1002、1004。弹性体填充物1002、1004有助于将管1000保持在适当位置，并有助于在囊758缩瘪时使管1000恢复。
图77示出了根据本公开的实施例的、使用阀769调节流体流动的系统766，该阀769具有可由线性致动器822致动的两个柔性带771、772(参见图79)。图78示出了致动所述阀769以阻碍流体流过管775的线性致动器822。阀769联接到两个联接器767和768。近侧联接器768与线性致动器822一起移动，而远侧联接器767相对于线性致动器822的非移动端是固定的。
图79示出了图77-78的阀769的特写。阀769包括两个带771、772(可以是金属带)，管775可以布置在这两个带771、772中。阀769的两个带771、772可以联接到第一端部结构773和第二端部结构774。第一端部结构773可以联接到远侧联接器767，并且第二端部结构774可以联接到近侧联接器，该近侧联接器768(参见图77-78)。细线770或膜可以缠绕在管775上，使得：当带771、772伸直时，细线770压靠管775的侧壁，以帮助管775变圆。所述膜可以是柔性但不可拉伸的材料(或可最小拉伸的材料)。图80示出了如图78中致动的阀的特写。注意细线770所穿过的孔776和778。细线770(其可以是金属的)盘绕在管775上，使得当阀769打开时，细线770使管775恢复。
图81示出了根据本公开的实施例的、用于示出图82A-82B中所示的估计液滴生长和/或流体流动的方法的数个图像。图81示出了下面关于图82A-82B参考的图像771-777。
图82A-82B示出了说明估计液滴生长和/或流体流动的方法803的流程图。方法803包括动作804-818。
动作804捕获第一图像(例如，图81的图像771)。第一图像可以是滴注室的灰度图像。该滴注室可以在该室的底部上有条纹图案的情况下被均匀地照亮(即，在滴注室的顶部部分上没有黑图案)。
动作805使用第一图像产生第一阈值化图像。第一阈值化图像可以是图81的图像774。可以通过将来自第一图像的每个像素与阈值进行比较来产生第一阈值化图像(例如，如果第一图像的相应像素高于阈值，则将阈值化图像的相应像素设定为0，或者，如果第一图像的相应像素低于阈值，则将阈值化图像的相应像素设定为1)。该动作是为了突出显示背景的前面有水的区域。
在一些特定实施例中，每当拍摄新图像时更新所述阈值水平，以确保维持1比0像素的预定比率以突出显示液滴。当再次使用时，该比率可以被更新以供动作805使用，或者该更新可以调整阈值直至产生1比0像素的预定比率，然后，将第一阈值化图像用于方法803的其余部分。
动作806确定连接到第一阈值化图像内的预定像素集的、第一阈值化图像内的像素集。该预定像素集可以由标记在滴注室上或其中形成液滴的开口上的基准点确定。该预定像素集可以是对应于像素的x、y值的预定集。动作806可以使用连通分量图像分析算法。
动作807过滤第一阈值化图像的不在所述像素集内的所有其余像素。滤波器在时域内逐个像素地操作以生成第一滤波图像。第一滤波图像是第一阈值化图像(图81的图像774)的非活动(例如，来自图像中的不感兴趣的特征的结果)部分的估计。该滤波器可以是任何滤波器，例如本文所述的任何滤波器。
动作808使用第一滤波图像从第一阈值化图像中移除被确定为不是液滴的一部分的像素，以生成第二图像(例如，图81的图像775)。如果第一阈值化图像中的相应像素为1且第一滤波图像中的相应像素小于0.5，则第二图像中的像素将被设定为1；否则，该像素将被设定为0。
动作809确定连接到第二图像内的预定像素集的、第二图像内的第二像素集，以生成第三图像(例如，图81的图像776)。该第三图像识别第二图像内的第二像素集。动作809在连接到所述预定像素集的第二图像中找到“点亮的”像素集(例如，表示其中形成有液滴的开口的像素)。
动作810通过对包含与第三图像内的第二像素集对应的像素的行数进行计数来确定液滴的第一长度。也就是说，液滴长度被确定为等于在动作809中找到的像素集中的最后一个“点亮的”行。第一长度对应于第一估计液滴尺寸。
动作811使用第一图像来更新背景图像。低通滤波器可用于更新背景图像中每个像素的值。无限脉冲响应滤波器可用于使用第一图像来更新背景图像。仅在背景图像中更新低于第一长度加上预定安全区的行的像素。通过对来自第一图像中的对应像素的值进行低通滤波来更新背景图像中的像素。
动作812通过将第一图像与背景图像进行比较来产生第二阈值化图像(例如，图81的图像772)。也就是说，从第一图像中减去背景图像，并且在逐个像素的基础上，如果它高于第二阈值，则每个像素的绝对值被设定为1，而如果它低于第二阈值，则每个像素的绝对值被设定为0，以生成第二阈值化图像。
动作813对第二阈值化图像的各行求和，以产生多个行和(参见图81的图像773)。每个行和(row sum)对应于第二阈值化图像的一行。
动作814在第二阈值化图像的一个行位置处开始，该行位置具有所述多个和中的对应于第一长度的第一和。在动作815中，该行位置被递增。动作816确定当前行位置是否对应于低于阈值(例如零)的对应行和。如果“否”，则再次执行动作815，直到当前行位置对应于为零的对应行和，然后，方法803前进到动作817。
动作817确定第二长度等于当前行位置。该第二长度对应于第二估计液滴尺寸。动作818对第一长度和第二长度求平均值，以确定平均长度。该平均长度对应于第三估计液滴尺寸。通过使用第一长度和第二长度来确定平均长度，减轻了滴注室的内壁上的冷凝物的影响。也就是说，产生液滴长度的两个估计值的目的是为了补偿每个长度受到所存在的冷凝物的影响。如果冷凝物的液滴与来自塞子(spigot)的不断增长的液滴相交，则第一长度倾向于低估液滴长度。如果冷凝物的液滴与来自塞子的不断增长的液滴相交，第二长度倾向于高估液滴长度。当存在冷凝物时，它们的平均值提供了更好的估计。在没有冷凝物的情况下，估计值几乎相等。在其它实施例中，仅使用第一长度或第二长度中的一个来估计液滴尺寸。
图83示出了根据本公开的实施例的、用于减少由冷凝物导致的噪声的方法900的流程图。方法900包括动作902-910。
动作902捕获滴注室的图像。动作904对该图像执行Canny边缘检测操作，以生成第一处理图像。动作906对第一处理图像的轴线的第一侧上的像素和第一处理图像的轴线的第二侧上的对应的镜像像素执行AND操作。也就是说，动作902限定第一处理图像中的轴线，并对一侧上的每个像素和另一侧上的像素执行AND操作，使得另一侧上的像素与第一侧上的像素对称。例如，40(X轴)×40(Y轴)图像可以具有限定在像素列19和20之间的轴线。左上方的像素将是像素(1,1)。在位置(1,5)处的像素将与在(40,5)处的像素执行AND操作。所得到的像素将用于位置(1,5)和(40,5)二者，以生成第二处理图像。
在执行动作906之后，动作908确定是否已经处理了所有像素。动作908重复动作906，直到所有像素都已被处理。动作910提供作为所有AND操作的结果的第二处理图像。
图84示出了根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的另一个阀2000。阀2000联接到入口流体管线2001的一部分和出口流体管线2002的一部分。柔性管2003的一部分在刚性圆筒2004内联接在入口流体管线2001的所述一部分和出口流体管线2002的一部分之间。流体泵2005联接到刚性圆筒2004，以将流体泵入和泵出刚性圆筒2004。刚性圆筒2004可以包括布置在其内的流体，例如液体。
致动器2007控制泵2005的柱塞2008，以使用刚性圆筒2004内的流体来压缩柔性管部分2003，从而控制入口流体管线2001的一部分和出口流体管线2002的一部分之间的流体流动。致动器2007可以由处理器(例如，图1的处理器15)控制。通过折叠柔性管部分2003，可以通过致动器2007的致动来控制在柔性管部分2003内流动的流体的流量。
图85A-85C示出了根据本公开的实施例的、与流量计一起使用的另一个阀8500。本实施例使用柱塞8512和基本不可压缩的填充物8621(为了清楚起见，填充物在图85A-85C中被省略，并且在图86中被示出)来使其中的流动被控制的柔性管变形。该柔性管可以是IV管，并且可以布置成穿过第一蛤壳部分8504和/或第二蛤壳部分8502上的孔8518(参见图85B)。基本不可压缩的填充物8621(参见图86)被包含在刚性外壳内，该外壳包括第一蛤壳部分8504和第二蛤壳部分8502。第一蛤壳部分8504和第二蛤壳部分8502通过铰链8505连接，该铰链8505允许用户打开所述外壳以插入和移除柔性管，该柔性管中的流体流动被通过阀8500控制。柱塞8512通过第一蛤壳部分8504中的孔8511接合基本不可压缩的填充物8621，最终使所述管变形。
一旦该柔性管定位在壳体中，第一蛤壳部分8504和第二蛤壳部分8502由闩锁件(8503,8506)固定在关闭位置。该闩锁件包括在第二蛤壳部分8502上的公部件8503和在第一蛤壳部分8504上的母部件8506。公部件8503作为多个指状物从第二蛤壳部分8502在与枢轴相反的一侧上伸出。母部件8506是具有输入端8506a和输出端8506b的杠杆。如图85B所描绘的，通过将母部件8506的输出端8506b定位在公部件8503上并将母部件8506旋转到第二蛤壳部分8502的顶部上，该闩锁件将蛤壳8502、8504固定成闭合的。连接构件8501将母部分8506连接到第一蛤壳部分8504，使得当该闩锁件的母部件被旋转关闭时，母部件8506的倒圆边缘的输出端8506b(即，输出端8506b是倒圆边缘)抵靠闩锁件8503、8506的公部件8503压缩。当母部分8506旋转时，该特征在公部件8503上产生力，这将第一蛤壳部分8504和第二蛤壳部分8502挤压在一起。
柱塞8512由附接到第一蛤壳部分8504的引导件8508引导到第一蛤壳部分8504中，并且由线性致动器8510提供动力。引导件8510将柱塞8512与第一蛤壳部分8504中的孔8511对准。致动器8510在引导件8508的与附接到第一蛤壳部分8504的引导件8508的端部相反的端部上附接到引导件8508。
图85C示出了阀8500的一部分，其中为了清楚起见，部分被移除。如图85C所示，柱塞8512连接到致动器8510上的输出轴8520，该致动器8510驱动柱塞8512出入第一蛤壳部分8504。弹黄8516放置在柱塞稳定臂8514和致动器8510之间，以推动柱塞8512远离致动器8510。弹簧8516有助于抵消由填充物8621(参见图86)施加在该柱塞上的力，从而允许施加较小峰值力的致动器8510。
在本公开的一些实施例中，柱塞头部8512a具有比阀壳体8502、8504内的所述管的纵向横截面小的面积。与具有较大头部时的类似位移相比，较小头部8512a引起较小的压力变化。在一些实施例中，这可以允许致动器8510更精确地改变所述管的变形。
第一蛤壳部分8504和第二蛤壳部分8502在邻近铰接侧的侧面上具有半圆形切口，以产生孔8518(参见图85B)。这些切口被定位成当外壳处于关闭位置时对准，从而产生孔8518。孔8518允许柔性管(例如PVC IV管)穿过关闭的刚性外壳8502、8504而不变形。
图86示出了阀壳体的截面图，其中，基本不可压缩的填充物8621被封闭在阀壳体内。基本不可压缩的填充物862被封闭在第一蛤壳部分8502和第二蛤壳部分8504中。第一层8628和第二层8626位于第一蛤壳部分8504内，而第三层8624和第四层8622位于第二蛤壳部分8502内。当该外壳关闭时，第二层8626和第三层8624位于中间并形成导管8618，所述管放置在该导管8618中，以有助于所述管的一致变形。导管8618连接由关闭的蛤壳部分8502、8504限定的孔8618。
用于制造一些柔性管的材料可能容易蠕变，这影响了该管在多次变形之后反弹回其原始形状的能力。第二层8626和第三层8624比第一层8628和第四层8622更硬，以便在蠕变开始影响管的形状时一致地重塑该管。较硬的第二层8626和第三层8624受蠕变的影响比所述管小，并且将在多次变形之后将重塑回到其原始形状。因此，当填充物8621试图重塑管道8618的原始形状时，它将重塑该管道内的所述管。
而且，在一些实施例中，当变形到所述管的内表面彼此接触的点时，所述管具有粘附到自身的趋势。这使得当所述管几乎完全闭合时难以控制非常低的滴速。围绕管8624、8626的刚性层施加足以克服该粘附力的力，从而导致所述管均匀地打开。
第一层8528和第四层8522填充第二层8526和第三层8524之间以及蛤壳部分8502、8504之间的空间。第二层8526和第三层8524较软，以便在蛤壳部分8602、8504内的整个管段上均匀地分散柱塞8512的力。柱塞8512增加蛤壳部分8602、8504中的压力，而不是将力直接传递到柱塞8512正上方的管的区域。这导致所述管的封闭部分基本均匀的变形。均匀变形是有利的，因为液体和所述管之间的摩擦力有助于阀的流量精度。较长的变形部分在所流过的液体上施加较大的摩擦力，从而减慢其流速。延伸装有阀的所述管的部分允许在更大、更易于管理的管腔直径下具有低流量。
软层8622、8628优选具有约20至约25的肖氏OO硬度。硬层优选具有约15的肖氏A硬度。在一些实施例中，该填充物的优选材料包括硅树脂、聚氨酯、氟橡胶或丁腈橡胶。
图87A-87D示出了根据本公开的实施例的流动控制设备8700。流动控制设备8700包括包括设备外壳8702，其封闭阀8732和安全切断装置8734(参见图87B)。如图87B中容易看到的，外壳8702包括门8702b和主体8702a。具有顶部部件8714a和底部部件8714b的滴注室机架8714附接到主体8702a，并被构造成竖直地定向滴注室。激光器8708和衍射装置8716附接到外壳8702的主体8702a，并且彼此对准以衍射激光，从而在装载在滴注室机架8714中的滴注室(滴注室未在图87中示出)上产生图案。图像传感器8710也附接到设备外壳8702，该图像传感器在其视场中具有所述滴注室和衍射图案。
在一些实施例中，激光束首先被分束器分成第一光束和第二光束，使得第一光束指向上衍射装置8716a并且第二光束指向下衍射装置8716b。该分束器可以是激光束出射透镜的一部分。
上衍射装置8716a将其图案指向滴注室的上部，而下衍射装置8716b将其图案指向滴注室的下部。在一些实施例中，衍射装置8716a、8716b可以使用二元光学薄膜以将激光束重定向并重塑成图案。上衍射装置8716a的上薄膜将光束转换成点阵列，或者在一些实施例中，转换成单个点。这为图像传感器8710产生对比度，以跟踪在滴注室的顶部处形成的液滴的生长。下衍射装置8716b的下薄膜将光束转换成水平条纹的图案。这些条纹为图像传感器8710产生对比度，以确定流体是否在串流而不是滴落。
如图87B中容易看到的，本实施例具有阀关闭臂8720，该阀关闭臂8720连接到外壳8702的门8702b和母闩锁部件8722的输入端8722a。当门8702b打开时，该关闭臂8720拉动母闩锁部件8722的输入端8722a，从而使其向上旋转并远离阀8732。这释放了从母闩锁部件8722的输出端8722b施加在阀8732上的压力。一旦母闩锁部件8722脱离公闩锁部件8728，该关闭臂8720就通过将母闩锁部件8722拉离阀8732而拉动打开阀外壳蛤壳8732a、8732b。当门8702b完全打开时，蛤壳8732a、8732b被打开得足够远，以便操作者移除装有阀的管或将该管插入到阀8732中(该打开位置在图87B中示出)。一旦管被放置在阀8732中，操作者就关闭门8702b。关闭门8702b使得所述关闭臂8720接合母闩锁部件8722，从而母闩锁部件8722的输出端8722b与公闩锁部件8728配合，由此，进一步的致动将母闩锁部件8722旋转到固定位置(类似于图85B中所示的阀8500的位置)。所述关闭臂8720增加了装配该设备8700的过程的效率，并通过确保当门8702b关闭时阀8732被安全关闭来提高安全性。
当装配该设备8700时(参见图87C)，操作者将所述管连同阀8732一起穿过安全切断装置8734(结合图69描述该安全切断装置的物理机制)。安全切断装置8734在触发时使用弹簧驱动的咬合臂8739a、8739b以将所述管压缩到止挡件8741中。螺线管施加力以触发该机构并释放咬合臂8739a、8739b。一旦咬合臂8739a、8739b被释放，它们通过将所述管抵靠着止挡件8741压缩而基本切断了通过所述管并最终到患者的流动。安全切断装置8734由处理器触发，该处理器使用安全传感器来感测意外事件。该意外事件可包括功率损失、设备8700翻倒、流体串流流过滴注室、或者流量与阀8732的位置未适当相关。这些示例中的后一个可以解决所述管在设备和患者之间的某个点处扭结的情况。
安全切断复位臂8735可以附接到门8702b，并且被构造成通过打开外壳8702的门8702b而将安全切断阀8734复位到自由流动位置。本实施例中使用的安全切断阀8734类似于图69中描述的阀。然而，在图87中，图69中的咬合臂711延伸越过图69的螺钉714，从而产生从底部伸出的凸舌。如图87C所示，图87B的安全切断阀8734包括该凸舌8740。
参考图87C，复位臂8735包括三个构件8736、8738、8742。复位臂8735的第一构件8736附接到门8702b和复位臂8735的第二构件8738。复位臂8735的第二构件8738附接到复位臂8735的第三构件8742。打开门8702b会致动第一构件8736，第一构件8736又致动第二构件8738和第三构件8742。第三构件8742具有突出部，该突出部被构造成接合凸舌8740，并且当其接合凸舌8740时将该凸舌推回到非接合平行位置(如图69D所示)。在另外的实施例中，如果需要，可以用更少或更多的构件来实现复位该安全切断装置8734。
图87D示出了本公开的实施例，该实施例被设计成当门8702b处于打开位置时阻止流体流过装有阀的管。当设备外壳门8702b打开时，压缩凸舌8744可以用于基本切断通过所述装有阀的管的流动。当安装管时，操作者将该管插入到压缩凸舌8744与外壳主体8702a之间的狭缝8745中。当该门打开时，压缩凸舌8744的全部力施加到所述管上，从而通过使所述管变形而基本切断了流动。当门8704b关闭时，附接到门8702b的楔形件8746被迫进入狭缝8745中，并且将压缩凸舌8744撑开。将凸舌8744撑开允许所述管重新打开以允许流体流动。该特征用作安全机构，以确保当操作者装配该设备时，没有来自滴注室的液体被施用到患者。
致动该阀8732会导致设备外壳8702中的微小压力变化。孔8748的阵列可以限定在设备外壳主体8702a中。这些孔允许外壳内的压力平衡外壳8702外的压力，这在一些实施例中可以提高精度。
再次参考图87A，在本公开的一些实施例中，状态灯8718可以用于可视地显示流动控制设备8700的状态。灯8718在附近的人能够容易看到的位置处附接到流动控制设备8700。在一些实施例中，当流体流动时，状态灯8718将发出第一颜色，而当流动已停止时，状态灯8718将发出第二颜色。在其它实施例中，状态灯8718将在流动控制设备8700正常操作时发出第一颜色，在流动控制设备8700检测到问题时发出第二颜色，并且在流动控制设备8700暂停时发出第三颜色。状态灯8718还可以构造成每当液滴掉落在滴注室中时闪烁。该特征允许操作者从不可能读取显示器8704的距离看到滴速。
本公开的某些实施例可以使用电池作为电源。其它实施例可以使用电池和AC墙壁适配器的组合，或者仅仅是AC墙壁适配器。
在本公开的另一个实施例中，设备8700包括输入按钮8706和显示器8704。输入按钮8706可用于控制通过滴注室的液体流量。这允许操作者初始设定流量，并在需要时调节流量。在其它实施例中，输入按钮8706可以被构造成调节设备8700的任何可调节参数。输入按钮8706可以用不同的颜色被点亮以帮助用户。例如，这些输入按钮8706中的绿色输入按钮可以用于增加或减少流量，这些输入按钮8706中的黄色按钮可以用于暂停流动，并且这些输入按钮8706中的红色按钮可以用于停止流体的流动。显示器8704可以显示包括当前流量和设定流量的输注信息，以通知操作者。显示器8704还可以显示关于患者、装置或由该装置输送的流体的信息。例如，电池的状态、任何警报或患者的识别序列。
处理器也可以与状态灯8718通信。该处理器可以告知状态灯8718在流体流动时发出第一颜色并在流动已停止时发出第二颜色。状态灯8718还可以在泵操作时发出第一颜色光，并且在已检测到问题时发出第二颜色光。第一颜色可能是绿色，而第二颜色可能是红色。
某些实施例可以使用音频输出装置与操作者通信。例如，该装置可以发信号告知错误，向操作者更新泵的状态，或者引导操作者完成流动控制设备8700的设置。
现在参考图88A-88E：图88A示出了用于控制通过连接到管8821的滴注室8820的流体流动的流体流动设备8800的透视图，其中设备8800具有打开的外壳门8809b；图88B仅示出了来自图88A的阀8801的透视图；图88C示出了来自图88B的阀8801的内部工作原理；图88D示出了说明阀切断机构在门8809b关闭位置上的操作的简化图；并且图88E示出了根据本公开的实施例的简化图，以示出处于门8809b打开位置的阀切断机构。
当外壳门8809b打开时，流动控制设备8800阻止流过阀8801内的管8821。外壳门8809b枢转地联接到外壳主体8809a。在本实施例中，致动器8802和所附接的柱塞8816(参见图88c)由切断弹簧8806(参见图88B)连接到阀8801，这些切断弹簧8806将柱塞8816推入到设置在阀8801壳体内的填充物中。柱塞8816由带螺纹的驱动轴8812附接到致动器8802，并且在一些实施例中能够在驱动轴8812上自由旋转。这允许柱塞8816在驱动轴8812旋转的同时保持恒定取向。接合构件8810的端部上的半螺母8811被可操作地连接到流体流动设备8800，使得半螺母8811能够通过带螺纹的半螺母8811的螺纹而与带螺纹的驱动轴8812接合和脱离。
当设备外壳门8809b(参见图88A)关闭时，半螺母8811(参见图88C)与驱动轴8812接合，以允许致动器8802通过旋转带螺纹的驱动轴8812来控制柱塞8816的位置。打开设备外壳门8809b(参见图88A)会使半螺母8811(参见图88B-88C)从驱动轴8812脱离(通过将半螺母8811致动远离该驱动轴)，仅留下切断弹簧8806来控制柱塞8816的位置。切断弹簧8806以足够的力将柱塞8816驱动到填充物中，以基本上切断通过与滴注室8820(也参见图88A)联接的管8821的流体流动。这种机构可以用于与图87中描述的压缩凸舌相同的目的。
图88D-88E示出了使半螺母8811与带螺纹的驱动轴8812接合和脱离的机构。接合构件8810在一端处具有半螺母8811，并在另一端处可枢转地连接到枢转构件8803。枢转构件8803由铰链8818(联接到外壳主体8809a)锚固，并且定位成由连接到外壳门8809b的推压部件8805接合。推压部件8805联接到门8809b(图88A中示出)。
图88D示出了当外壳门8809b关闭时所述机构的位置。在该位置，推压部件8805不与枢转构件8803接合，仅留下弹簧8814的力来影响枢转构件8803和所连接的接合构件8810的位置。弹簧8814偏压该枢转构件8803以关于图88D中的视图在逆时针方向上旋转。由于铰链8818，该旋转力转化为推动接合构件8810进入带螺纹的驱动轴8812中的力。
图88E示出了当外壳门8809b打开时所述机构的位置。打开门8809b会使推压部件8805旋转并接合枢转构件8803。这抵消了弹簧8814的力，并且使枢转构件8803关于图88E的视图顺时针旋转。枢转构件8810的顺时针旋转使接合构件8803从带螺纹的驱动轴8812脱离。
图89示出了根据本公开的实施例的、用于控制通过滴注室的流体流动的方法。该方法包括安装动作8902。在安装动作8902期间，当被操作者安装在流体流动控制设备中的同时，与滴注室流体连通的柔性管显著变形。在重建动作8904中，一旦安装过程完成，该管被基本上重塑为其初始尺寸。在成像动作8906中，捕获与该管流体连通的滴注室的图像。在估计动作8908中，使用来自先前动作的图像来估计通过滴注室的流量。在通信动作8910中，将所估计的流量传送到流体监测客户端。在接收动作8912中，从用户接收期望的流量。该用户可以是流体监测客户端或装置操作者。在比较动作8914中，将估计的流量与期望的流量进行比较，并产生差异。在确定动作8916中，利用与先前动作的差异来确定用于实现期望的流量的阀致动的大小和方向。
现在参考图89B，在致动动作8918中，该阀根据所确定的大小和方向被致动，以实现期望的流量。可以通过增加所述管的限定部分周围的压力来实现阀致动，该压力使所述管变形并改变管内的管腔的形状。通过围绕所述管的限定部分布置刚性壳体并使柱塞与封闭在壳体内的基本不可压缩的填充物材料接合，可以实现压力调节。该填充物材料将所述接合柱塞的力转换成壳体内的压力，从而使所述管变形。
在照明动作8920中，发射光以表明执行该方法的设备的状态。可以发射第一颜色的光以表明流体正在流动，并且可以发射第二颜色的光以表明流动已经停止。第一颜色的光可用来表明该设备工作正常，而第二颜色的光可用来表明已检测到问题。
在监测动作8922中，该方法监测意外事件。意外事件可能是功率损失或执行该方法的设备翻倒了。在切断动作8924中，当该监测动作检测到意外事件时，停止通过滴注室的流体流动。在移除动作8926中，在从执行该方法的设备移除所述管的同时，所述管变形以显著减小其管腔尺寸。
如图90所示，示出了系统9000。系统9000可以与图81A-87D的流动控制设备8700或图87A-87D的流动控制设备8800一起使用。系统9000包括与图像传感器9006和阀致动器9004通信的处理器9002。处理器9002从图像传感器9006接收图像数据。一旦处理器9002已从图像传感器9006接收到图像数据，处理器就使用该数据来估计流量。处理器9002然后将估计的流量与期望的流量进行比较，并产生这两个值之间的差值。处理器9002基于该值调节阀致动器9004，以实现期望的流量。
处理器9002还可以与安全传感器9008和安全切断装置9010通信。在本实施例中，处理器9002从安全传感器9008接收数据，并基于预定标准(例如功率损失、串流或装置故障)来确定何时应该停止流体流动。一旦处理器确定应该停止流体流动，它就触发安全切断装置9010。
处理器9002也可以与输入按钮9012通信。处理器9002从输入按钮9012接收数据，并使用该数据来控制阀致动器9004或触发安全切断装置9010。例如，当操作者按下增加流量按钮9012时，处理器9002接收来自按钮9012的信号并相应地调节阀致动器9004，或者当操作者按下停止按钮9012时，处理器9002接收信号并指示安全切断装置9010触发。处理器9002还可以向输入按钮9012发送数据，例如与按钮应该亮起的颜色相关的数据。
处理器9002也可以与显示器9014通信。处理器9002从该设备的各种部件(例如阀致动器9004、安全传感器9008、图像传感器9006或输入按钮9012)接收数据，然后在显示器9014上以人类可读的形式输出数据。例如，处理器9002从图像传感器9006接收数据，估计流量，并将估计的流量显示在显示器9014上。
处理器9002也可以与状态灯9018通信。处理器9002从该设备的各种部件(例如阀致动器9004、安全传感器9008、图像传感器9006或输入按钮9012)接收数据，基于该数据产生用于发送到状态灯9018的信号，并将该信号输出到状态灯9018。示例包括：每当滴液在滴注室内滴落时使灯9018闪烁，当泵运行时将灯9018变为绿色，当泵暂停时将灯9018变为黄色，或者当泵未正确运行时将灯9018变为红色。
处理器9002也可以与电源或电池9016通信。处理器9002从电源或电池9016接收关于功率输出的数据。例如，从电池9016接收电压以估计它有多少电量。处理器9002还可以向电源9016发送数据以调节其功率输出。
图91示出了根据本公开的实施例的设备9100，该设备9100被构造成控制通过与管连接的滴注室的流体流动并与RFID询问器通信。设备9100可以在不使用专用RFID标签的情况下将数据传送到市售的射频识别(RFID)询问器以及从该询问器传送数据。
如图91所示，第一金属结构9102联接到第二金属结构9104。优选地，第一金属结构9102和第二金属结构9104是该组件的预先存在的部件。例如，第一金属结构9102可以是第一蛤壳9106，且第二金属结构9104可以是第二蛤壳。替代地，第一金属结构9102可以是第一金属几何结构9110，例如螺线管的金属壳体，并且第二金属结构9104可以是第二金属几何结构9112，例如PCB电路板的接地平面。虽然优选第一金属结构9102和第二金属结构9104是该组件的预先存在的部件，但在一些特定实施例中，这些结构可以被添加到该组件中以仅用于这种用途。
至少一个阻抗匹配结构9116(例如电感器或电容器)可以与第一金属结构9102和第二金属结构9104联接，以使该设备的阻抗匹配于询问器频率。在一些实施例中，可以组合使用不止一个阻抗匹配结构9116，例如电感器和电容器的组合(例如，处于并联或串联构造中，以形成储能电路)。
至少出于接地连续性(ground continuity)的目的，低通滤波器9114优选与第一金属结构9102和第二金属结构9104联接。低通滤波器9114优选具有充分低于市售RFID询问器9122的频率(约900MHz)的截止频率。
设备9100通过执行至少两个功能来操作。在第一功能中，使用至少一个阻抗匹配结构9116在询问器频率下使设备9100阻抗匹配，从而限制或实质上禁止询问器频率的反射。在第二功能中，金属结构9102、9104使用短路机构9118(例如晶体管或开关)被短路在一起。该短路可以由微处理器9120控制。这种短路暂时消除了阻抗匹配，并导致反射的变化。从第一功能到第二功能的转变导致所联接的第一金属结构9102和第二金属结构9104的反射系数的偏移。通过根据需要将金属结构9102、9104短路在一起，数据可以传输到市售的RFID询问器9122，以便以所得到的反射gamma被编码。
在一些实施例中，障碍物(例如，由于飞溅导致的冷凝物或液滴)可能使得图像传感器难以获得滴注室的精确图像(例如，图1的滴注室4和图像传感器11)。图92是这种阻塞的滴注室9200的图像。滴注室9202包括流体滴9204和障碍物9206。在一些实施例中，障碍物9206可以包括来自冷凝或飞溅的流体液滴。图93示出了根据本公开的实施例的、用于获得滴注室图像的方法9300的流程图。方法9300包括动作9302、9304、9306和9308。方法9300可以由图1的处理器15实现，并且可以以硬件、软件等或它们的某种组合被实现为处理器实现的方法、被实现为配置成由一个或多个处理器执行的指令集。
方法9300的动作9302包括捕获滴注室的图像。方法9300的动作9304包括确定滴注室的该图像包括视觉障碍物。在一些实施例中，该视觉障碍物可以类似于图92所示的视觉障碍物。方法9300的动作9306包括：在确定动作9302的捕获图像包含视觉障碍物时，对动作9302的捕获图像应用模糊函数。该模糊函数可以是减少动作9302的捕获图像中的细节量或消除细节量的任何函数。在一些实施例中，可以在不考虑确定动作9302的捕获图像包含视觉障碍物的情况下应用模糊函数，即，该模糊函数始终应用于动作9302的捕获图像。
在一些实施例中，动作9306的模糊函数可以包括对动作9302的捕获图像应用低通滤波器。可以在动作9302的捕获图像的水平方向(例如笛卡尔坐标系中的X方向)或者在动作9302的捕获图像的垂直方向(例如笛卡尔坐标系中的Y方向)应用该低通滤波器或其它模糊函数。在一些实施例中，可以在动作9302的捕获图像的水平方向和垂直方向(例如，笛卡尔坐标系中的X和Y方向两者)上应用该低通滤波器或模糊函数。
在一些实施例中，动作9306的模糊函数可以包括将高斯模糊函数应用于动作9302的捕获图像。在一些实施例中，如果如上所述地在垂直方向或水平方向上应用该模糊函数或低通滤波器，则该低通滤波器或模糊函数可以包括一维高斯模糊函数。在一些实施例中，如果如上所述地在垂直方向和水平方向上都应用模糊函数或低通滤波器，则该低通滤波器或模糊函数可以包括二维高斯模糊函数。
在应用该模糊函数之后，应该从捕获的图像中消除足够的细节，以便能够执行动作9308。动作9308包括确定动作9302的捕获图像是否包含与模板的匹配。在一些实施例中，处理器(例如，图1的处理器15)可以使用模板匹配函数来确定动作9302的捕获图像是否包含与模板的匹配。在一些实施例中，该模板匹配函数可以是OpenCV模板匹配函数。该模板可以包括流体滴的至少部分图像。在一些实施例中，该模板可以包括由光源从背后照明的流体滴的至少部分图像。在又一实施例中，该光源可以包括LED阵列(例如，图1的LED阵列20)。
图94是一个实施例的图形表示9400，其特征在于，如图像传感器所看到的，多个液滴在滴注室内连续生长，直到各自落下(例如，图1的滴注室4和图像传感器11)。该图像传感器将输出信号传送到处理器(例如，图1的处理器15)，该处理器被配置成根据输出信号来确定流体滴何时在滴注室内落下。时间标记9406左侧的曲线9408表示应用模糊函数(例如，图92的动作9206的模糊函数)之前的图像传感器的输出信号。类似地，时间标记9406右侧的曲线9410表示应用该模糊函数之后的图像传感器的输出信号。根据图94的曲线9408和曲线9410，该模糊函数的应用可以减少图像传感器的输出信号中的噪声量。输出信号中的噪声的这种减少允许处理器从图像传感器的输出信号中更有效地识别何时一滴流体已在滴注室内落下。
在一些实施例中，处理器被配置成识别出液滴已经在滴注室内落下，但仅当某些当前事件和先前事件已经发生时才如此，即，处理器执行滞后功能。在一个实施例中，处理器将识别出当该曲线越过下阈值极限9404时液滴已经在滴注室内落下，但仅当自上一次越过下阈值极限9404以来曲线先前已越过上阈值极限9402时才如此。这种滞后功能可用于避免处理器由于图像传感器的输出信号中的噪声而错误地记录成液滴已落下。
现在参考图95，在一些实施例中，可能希望依靠除了可听噪声或视觉指示之外或以外的一些手段来传达装置9500的状态。在装置9500分别在具有高水平环境噪声和/或高水平环境光的环境中使用的情况下，这可能是所期望的。在一些实施例中，这可以使用特征分析器9502廉价地完成。
在装置9500的正常工作期间，将产生电磁辐射。这些辐射是装置9500如何执行数字功能的自然伪像。另外，装置9500的特定数字功能将以可预测的方式产生电磁特征。也就是说，当装置9500执行数字功能时，可以发生对应于该功能的电磁辐射。在图95中，装置9500包括可以执行数字功能的部件9504。该部件例如可以是微处理器、时钟等。
特定功能的电磁特征可以凭经验来确定。特征分析器9502可以监测装置9500的电磁辐射。所接收到的电磁特征可以与其凭经验确定的含义相匹配。以这种方式，特征分析器9502可以使用来自装置9500的电磁辐射来推测装置9500正在执行什么数字功能。
在特定示例中，装置9500可以是药物输送装置。药物输送装置可能在操作期间产生阻塞警报。这种阻塞警报的产生将导致从药物输送装置中发出特定的电磁特征。监测来自药物输送装置的辐射的特征分析器9502可以接收并分析该特定辐射特征，并由此确定药物输送装置正在发出阻塞警报。
产生电磁辐射的各种部件可以包含在电磁屏蔽件9506中。该屏蔽件9506可以抑制来自装置9500的辐射，使得装置9500不干扰附近的其它装置(未示出)并且符合任何本地要求。然而，屏蔽件9506将不会完全消除来自装置9500的辐射。仍然会出现满足法规合规水平的幅度减小的频率的辐射(reduced amplitude frequency emissions)9508。在使用特征分析器9502来监测装置9500的电磁特征的一个实施例中，特征分析器9502可以适当地定位在屏蔽件9506的外部，并且可以监测这些幅度减小的频率的辐射9508。在这样的实施例中，特征分析器9502可以是诸如窄带接收器的RF接收器。这种接收器能够被调谐到非常特定和降低的发射频率。另外，使用窄带接收器可能是所期望的，因为这种接收器相对便宜。
在一些实施例中，医用泵装置可以跟踪该医用泵装置给药的输液器的数量。医用泵装置可以通过利用以可操作方式连接到医用泵装置的软件无线电来跟踪输液器。该软件无线电可以包括以可操作方式与医用泵装置中的微芯片接合的线圈，使得该微芯片能够经由线圈传送信号。在一些实施例中，该软件无线电可用于向被配置成接收信号的手持装置发送通信信号。该通信信号可以是医用泵装置已经给药的输液器的数量。
此外，在一些实施例中，该医用泵装置可以经由手持装置上的扬声器与该手持装置通信，该扬声器被构造成从医用泵装置接收声学或音频信号。在一些实施例中，该音频信号可以包括被编码在该音频信号中的数字数据。
在一些实施例中，医用泵装置可以通过利用手持装置中的运动传感器而与该手持装置通信。该运动传感器可以从医用泵装置中包括的运动发生器接收运动输入。在一些实施例中，该运动发生器可以是步进马达，并且进一步地，在一些实施例中，该运动传感器可以是加速器。该手持装置可以被构造成根据由运动传感器接收的运动输入来确定医用泵装置已经给药的输液器的数量。
医用泵装置可以被构造成与手持装置配对，以便与该手持装置建立无线通信。在一些实施例中，医用泵装置可以与手持装置建立蓝牙连接。在又一些其它实施例中，医用泵装置可以通过使用近场通信(NFC)信号来建立与手持装置的无线通信信号。
在一些实施例中，医用泵装置可以通过利用手持装置中包括的照相机而与该手持装置通信。更具体地，手持装置的该照相机可以被配置成检测视觉调制信号。在一些实施例中，该视觉调制信号可以来自医用泵装置中包括的圆顶灯(dome light)。该手持装置可以使用视觉调制信号来确定已经由医用泵装置给药的输液器的数量。
图96A-96X示出了根据本公开的实施例的、用于控制流体流动的设备9600的数个视图。参考图96A，设备9600包括主体9602，该主体9602具有枢转地联接到主体9602的门9604。设备9600还包括联接器9606，以联接到滴注室(图96A中未示出)。联接器9606定位滴注室，使得照相机组件9614能够利用滴注室后方的背景图案9608观察该滴注室。
门9604枢转地联接到主体9602，使得门9604可以打开，以便联接到IV管线的滴注室被插入。门9604可以通过联接到滴注室的滑动封堵器(slide occluder)打开。也就是说，该滑动封堵器可以用作钥匙，以通过将该滑动封堵器插入到钥匙孔9610中而打开门9604。
设备9600还包括带子9612，使得该设备可以容易地被携带和悬挂，例如悬挂在杆的钩上。钥匙孔9610可以接纳滑动封堵器(未示出)，使得门9604可以被打开。
图96B示出了设备9600的前视图。注意，背景图案9608和照相机组件9614成一定角度，以便于医疗保健提供者容易地观察滴注室。
如图96C-96D中容易看到的，上联接器9616将滴注室固定到联接器9606。在图96E中，容易看到照相机组件9614。在图96F-96G中，设备9600的底部和顶部分别是可见的，其中容易看到门9604到主体9602的附接。
图96H示出了背景图案9608的特写视图。背景图案9608包括多个基准点9636，以帮助图像传感器确定滴注室在固定到联接器9606时的对准。该背景图案还具有条纹图案，以帮助它检测串流条件。而且，通过其中心有一个分隔部，其中，左侧是白色的，而右侧9638是黑色的，以帮助提供与液滴的对比。
在一些实施例中，不使用基准点9636，而是使用模板匹配来将模板匹配到区域9650。区域9650由虚线框指定，并且不是图96H所示的背景图案9608的一部分。相反，处理器15、90可以使用模板来确定由区域9650指定的位置，并使用该区域来定向图像传感器，使得图像传感器能够识别背景图案9608的大致中心。
参考图96I，可以容易地看到上联接器9616与狭槽9620的关系。狭槽9620允许滴注室的管被接纳在狭槽9620中，使得上联接器9616将滴注室固定到联接器9606。图96J示出了照相机组件9614的视图。
现在参考图96K，示出了门9604处于打开位置的该设备。在图96K中还可以看到下联接器9618。
如图96L可见，当门9604处于打开位置时，臂9640将阀9644的阀外壳9642拉动打开。闩锁件9622可以将该门固定在关闭位置，并且可以通过将钥匙(例如，带键的滑动夹)放入钥匙孔9610中而打开。
图96M示出了阀9644的特写视图，从而可以容易地看到臂9640如何打开阀外壳9642以允许输液管的插入。图96N示出钥匙孔9610和闩锁件9622的特写视图。
图96O示出了闩锁件9622的俯视图，其中，移除了门9604的盖。闩锁件9622连接到杠杆9626，该杠杆9626可沿着枢轴9630枢转。突起9628与杠杆9626接合以释放闩锁件9622。弹簧9634朝向图96P所示的闩锁件接收器9624偏压闩锁件9622。弹簧9634通过套环9632固定到杠杆9626。闩锁件接收器9624被构造成与闩锁件9622接合，并且闩锁件9622同样被构造成与闩锁件接收器9624接合。图96Q以截面图示出了闩锁件接收器9624，而图96R示出了当门9604关闭并固定时与闩锁件接收器9624接合的闩锁件9622。弹簧9634使闩锁件9622与闩锁件接收器9624保持牢固地接合并防止闩锁件9622的解锁，除非钥匙(例如，滑动封堵器)被插入到钥匙孔9610中。
图96S示出了设备9600的内部工作原理。在图96S-96X中，图96A-96R所示的主体9602已经被移除，以更清楚地显示设备9600的内部工作原理。
在图96S中，设备9600包括附接到轴9836的马达9834。马达9834在缩回位置和伸出位置之间线性地致动轴8836。也就是说，马达9834在平行于轴9836的中心轴线的方向上使轴9836移入和移出马达9834。轴9836机械地联接到带有狭槽的杠杆9840。轴9836包括销9838，该销9838布置在带有狭槽的杠杆9840的狭槽9854内，使得狭槽9854形成引导件以在狭槽9854内引导销9838。
带有狭槽的杠杆9840沿着枢轴9842枢转。枢轴9842可以包括销、轴承和/或任何其它已知的沿着点或轴线枢转的手段。通过激活马达9834而移动轴9836，会使销9838在带有狭槽的杠杆9840的狭槽9854内滑动，这使得带有狭槽的杠杆9840沿着带有狭槽的杠杆9840的枢轴9842枢转。带有狭槽的杠杆9840也机械地联接到柱塞4844，以影响其移动。
带有狭槽的杠杆9840包括布置在柱塞9844的狭槽9856内的销9846。当带有狭槽的杠杆9840沿着枢轴9842枢转时，柱塞9844致动而进入和退出如上所述的填充物。
图96T示出了引导件9850，该引导件9850允许柱塞9844(参见图96S)朝向或远离阀9644(参见图96V)内的填充物滑动。引导件9850是阀盖9848(参见图96U)的一部分。柱塞9844的移动能够对所述填充物压缩或解除压缩，由此，所述填充物如上所述地对管压缩或解除压缩，以分别阻止或增加通过所述管的流体的流动。
图96U-96V示出了盖9852被移除的情形(关于该盖的视图，参见图96S)。图96V示出了包括阀外壳9642的该阀的内部部分的特写。当门9604关闭时，臂9640将阀外壳9642致动到关闭位置，从而围绕布置在阀9644内的管。当阀9644关闭时，柱塞9844能够致动而进入和退出阀9644，以将填充物抵靠着布置在该填充物中的管压缩，从而控制通过该管的流体的流动并因此控制到患者体内的流体的流动。
图96W示出了设备9600的内部工作原理的侧视图。从图96W中可以容易地看出，马达9834的致动会引起柱塞的致动而进入和退出所述阀。图96X示出了阀盖9848被移除的情形。
图97A-97AC示出了根据本公开的实施例的、用于控制流体流动的设备9700的数个视图。现在参考图97A，该设备包括主体9702和坞站9704。主体9702包括开口9708，该开口9708被构造成接收滴注室9706。主体9702可以容纳和/或包含图1的流量计7、图5的流量计67、图6的成像系统78、图8的成像系统84或本文公开的成像系统的其他流量计(每一个都具有或不具有背景图案和/或具有或不具有主动照明)，或者它们的一些组合。
坞站9704可以包括一个或多个电池、二次电池或其它电子器件。坞站9704可以包括WiFi收发器、蓝牙收发器或其它通信收发器。在一些实施例中，坞站9704仅为该设备提供这些功能中的一种。
例如，坞站9704可以包括坞站9704和壳体9702之间的无线联接(例如，磁联接)以在二者之间通信，使得壳体9702内的部件可以使用坞站9704和/或电力可以从坞站9704内的一个或多个电池传输到壳体9702内的电路和/或电池。
在本公开的一些实施例中，坞站9704包括AC-DC转换器，以对该坞站的一个或多个电池充电，对壳体9702内的一个或多个电池充电，和/或对坞站9704和/或壳体9702内的电子器件供电。在又一些另外的实施例中，坞站9704将交流电力传输到壳体9702内的电路(例如，经由电触头、经由磁联接等)；该交流电力可以在传输之前进行AC-AC转换，可以在AC-AC转换期间改变频率、相位和/或电压。
图97B示出了没有壳体9702被对接在其内的坞站9704，图97C示出了用户将壳体9702对接在坞站9704内，并且图97D示出了对接到坞站9704内之前的壳体9702。坞站9704具有对准唇缘9710，从而便于在完成对接之前将壳体9702与坞站9704充分对准。壳体9702包括凹口9712，该凹口9712与坞站上的凹口9714对准，使得流体管线9716可以穿过凹口9712、9714。
在本公开的一些实施例中，坞站9704包括被构造成确定坞站9704的倾角的倾角传感器。坞站9704可以将该倾角传送到壳体9702中的处理器，该处理器能够(例如，当壳体9702对接在坞站9704中时)使用该倾角信息。例如，如果坞站9704传送的倾角大于预定阈值，则设备9700可以阻塞流过该管的流体和/或发出警报。
图97E示出了对接到坞站9704中的壳体9702。在壳体9702的顶部上，设备9700包括灯条9716。灯条9716可以包括嵌入到漫射器中的多个发光二极管(“LED”)。灯条9716还包括凹口9718，以允许流体管线穿过。
在一些实施例中，背光源可以设置在9706后方，以在形成液滴的位置处照射光。该灯可以用来在液滴形成时产生点光，从而允许用户在一定距离处看到掉落动作。也就是说，根据液滴的形成和液滴的掉落而形成光的“闪烁”。
滴注室9706包括顶帽9720，该顶帽9720可以交接(interface)到联接器9722中，这在图97F中很容易看到。联接器9722接纳滴注室的顶帽9720。联接器9722包括固定突起9724(一种闩锁件)。联接器9722还包括引导件9726，该引导件9726引导顶帽9720以便被固定在联接器9722内。引导件9726可以向上倾斜以更容易地允许顶帽9720的插入。参考图97G，当从透视图观察联接器9722时，容易看到这些固定突起9724。
图97H-97O示出了处于未装载位置的流量计9700，其中图97I-97O示出了根据本公开的实施例的、部分被移除的流量计9700。
图97H示出了流量计9700，该流量计9700具有灯9901，以照亮插入到流量计9700中的滴注室。灯9901可以是漫射灯和/或可以基于LED。如前文所提到的，灯9901被定位成照亮在其处形成液滴的、已装载的滴注室的开口，使得当液滴掉落通过滴注室时形成“闪烁”或亮点。这种闪烁可以从一定距离处看到，并且有助于护理人员在视觉上从一定距离处注意到掉落速率。而且，开口9708允许滴注室被部分地光学屏蔽(由于该滴注室位于凹陷空间中)，以减少内部图像传感器在流量计9700内接收到的光学噪声。
灯9901可以被调制，使得当上述背光源被照亮时它不工作。也就是说，它们被可以调制，使得灯9901和背光源二者每次仅有一个是工作的(例如，使用PWM调制)，以便这两个灯交替地打开。
缩回的管保持盖9902在图97H中部分可见。图97H中还示出了管接触构件9904。当滴注室插入到开口9708中时，滴注室的管接触管接触构件9904。图97I示出了管接触构件9904的特写视图。
图97J示出了流量计9700的内部机构，例如，通过将壳体移除。管接合部分9912被示出并且连接到管接触构件9904。当管插入到开口9708中时(图97H示出了开口9708)，该管与联接到管接合部分9912的管接触构件9904接合。管接合部分9912上的力使其沿着旋转轴线旋转。
图97J中还示出了联接到标志9903的管保持盖9902。当管保持盖9902处于关闭位置(如下所述)时，可以在窗口9916(参见图97H-97I)内看到标志9903。然而，在一些实施例中，不使用标志，并且不需要用于该标志的窗口。
再次参考图97J，如前所述，该管可以压靠管接触构件9904，这在管接合部分9912上产生力，从而在分体式旋转臂9910(参见图97K)上施加旋转力。如图97K所示，分体式旋转臂9910包括臂部分9911和管接合部分9912。扭转弹簧9909将管接合部分9912抵靠着臂部分9911偏压。可以将延伸部添加到管接合部分9912以帮助覆盖所插入的管。
滑架9914可以沿着平行于轴9918的中心轴线的方向滑动。也就是说，轴9918允许滑架9914朝向或远离轴承9920致动，这又允许滑块9907与销9922协作。滑架9914还包括滑架销9913，该滑架销9913能够移动到锁扣件9924中，以将臂9905保持在特定位置。
臂9905具有磁体9906，该磁体可由电路板(未示出)上的霍尔效应传感器(也未示出)使用，以便可以确定臂9905的位置。也就是说，随着分体式旋转臂9910的臂部分9911旋转，臂9905向外和/或向内致动。
图97L示出了与管接合部分9912接合的臂部分9911的倾斜视图。臂部分9911的表面9926与管接合部分9912的表面9928接触。注意，在图97L所示的未装载位置，臂9905处于缩回位置，从而使磁体9906保持远离霍尔效应传感器(未示出)。
图99M示出了流量计9700的内部构件的俯视图。图97N示出了具有管接触构件9904的管接合部分9912的特写视图。而且，扭转弹簧9909被示出为抵靠分体式旋转臂9910的管接合部分9912偏压该分体式旋转臂9910的臂部分9911。
在图97O中，示出了可以接纳滑动夹(slide clamp)的滑动夹钥匙孔9930。该滑动夹可用于将所述管从流量计9700卸除。
图97P-97W示出了处于装载位置的流量计9700，其中，图97Q-97W示出了根据本公开的实施例的、部分被移除的流量计9700。
如图97P所示，在滴注室被插入之后，管保持盖9901闭合在IV管上，并且在窗口9916中可以看到标志9903。管保持盖9902防止用户将管拉出流量计9700。
图97Q示出了管接触构件9904(其将被管推入)、管保持盖9902和标志9903的特写视图。标志9902机械地联接到管保持盖9902。
图97R示出了部分(例如壳体)被移除的流量计9700。注意，如前所述，标志9903机械地联接到管保持盖9902。随着管保持盖9902沿着销9923枢转到关闭位置，标志9903也枢转。当管保持盖9902处于完全关闭位置时，标志9903对用户可见。
如图97S所示，所述管已经压靠在管接触构件9904上，从而导致管接合部分9912使分体式旋转臂9910旋转，如图97T所示。该旋转已经旋转磁体9906以朝向霍尔效应传感器(未示出)致动，使得处理器能够确定管保持盖9902处于关闭位置。该旋转还使滑架9914致动以将滑架销9913放入锁扣件9934中并移动，使得滑块9907与销9922协作以关闭管保持盖9902。管保持盖9902可沿着销9932(参见图97S)枢转。
现在参考图97U-97V，容易看到臂9905和磁体9906的延伸位置。平衡弹簧9908通过滑架销9913在锁扣件9934中的摩擦将滑架9914保持在其位置上。图97W中很容易看到磁体9906的位置。
图97X-97AC示出了处于装载位置并且具有打开的管保持盖9902的流量计9700，其中，图97Y-97AC示出了根据本公开的实施例的、部分被移除的流量计9700。
当滑动夹9938被插入时，管保持盖9902缩回。如图97Y所示，当滑动夹9938被插入时，滑架9914被朝向轴承9920致动，轴承9920又致动滑块9907，使得联接到管保持盖9902的销9922将管保持盖9902致动到缩回位置。
而且，因为滑架9914被朝向轴承9920致动，滑架销9913推动臂部分9911，使得它将磁体9906旋转远离霍尔效应传感器(未示出)。参考图97Z，请注意，因为管接触构件9904仍然与所述管接触，臂部分9911致动而管接合部分9912保持静止。因此，臂部分9911的表面9926致动远离管接合部分9912的表面9928。分体式旋转臂9910被偏压而使管接合部分9912的表面9928朝向臂部分9911的表面9926旋转。
参考图97AA-97AC，一旦所述管被拉出，管接触构件9904可以致动，使得臂部分9911的表面9926朝向管接合部分9912的表面9928致动。
图98示出了根据本公开的实施例的、可以由图97A-97G的设备使用的滴注室9706的顶部透视图。顶帽9720被示出并且包括限定弹簧指状物9730的凹口9728。可选地，顶帽9720可以包括在凹口9728内的、中空的圆9732，以允许弹簧指状物9730的足够柔性。同样可选地，弹簧指状物9730可以包括压力释放凹口9736，其进一步允许弹簧指状物9730向内弯曲。图99示出了图98的滴注室的俯视图。当滴注室9706被插入到联接器9722(参见图97A-97G)中时，弹簧指状物9730可以向内挠曲。
图100示出了根据本公开的实施例的、插入到图97A-97G的设备9700中的图99的滴注室9706的顶部截面图。如图所示，当滴注室9706被插入到联接器9722中时，弹簧指状物9730可以被固定突起9724向内弯曲。也就是说，固定突起9724能够使弹簧指状物9730挠曲，直到滴注室9706的顶帽9720固定在联接器9722中。压力释放凹口9736允许弹簧指状物9730弯曲得更多，从而减小凹口9728的横截面尺寸，使得弹簧指状物9730能够向内挠曲。图101示出了固定在联接器9722中的处于固定位置的顶帽9720。注意，向内突出的凹口9734与固定突起9724协作配合。
图102示出了根据本公开的实施例的、插入到图97A-97G的设备的开口中的图98的滴注室的顶帽的特写视图。注意，臂9738围绕顶帽9720的顶部。臂9738可以围绕顶帽9720的顶部卡扣，以将它们更好地固定在其中。
图103示出了根据本公开的实施例的、图97A-97G的设备的截面图，其中，滴注室的顶帽被固定在该设备中。容易看到固定突起9727布置在向内突出的凹口9734内。当顶帽9720被固定在设备9700中时，固定突起9724防止滴注室被水平力移出该设备9700。
然而，通过滴注室9706的底部的旋转，顶帽9720被释放。图104-105示出了带有滴注室9706的顶帽9720的、图97A-97G的设备的截面图，以示出滴注室9702从设备9700的释放。如图104-106可见，滴注室9702的底部从设备9700中的旋出允许向内突出的凹口9734远离固定突起9727滑出。类似的过程发生在滴注室9706的两侧，以将滴注室9702从设备9700释放。
在一些实施例中，将所述凹口(9734)捕获并锁定到位的图100、101、103-105中的固定闩锁件9724(或肋)可以是金属(或任何耐用的耐磨材料)，例如金属片或弹簧钢的窄条，使得该滴注室是牺牲材料，而所述肋将持续到该装置的寿命终止。
图106示出了根据本公开的实施例的滴注室9704的实施例，该滴注室9704利用机械共振来进行液滴检测。滴注室9704包括松弛管(flaccid tube)8742。共振检测器9744能够检测松弛管9742的机械共振。
随着液滴在松弛管9742的端部处形成，松弛管9742变成钟摆，该钟摆的长度随着液滴在松弛管9742的端部形成而增加。共振检测器9744可以具有振动发生器，以使松弛管9742摆动。可以测量这种摆动来估计液滴的体积、液滴的生长和/或液滴的生长速率。共振检测器9744可以包括照相机来监测这种摆动，或者可以检测振动发生器的振动如何受到松弛管9742影响(例如，使用麦克风、压电传感器等)。该振动发生器可以是扬声器、振动马达、压电装置、线性致动器等中的一种或多种。
图107示出了根据本公开的实施例的滴注室9746的实施例，该滴注室9746使用光学光源9750和悬臂梁9748进行液滴检测。当液滴撞击到悬臂梁9748时，该梁根据液滴尺寸而偏转。光束9750被从悬臂梁9748朝向接收器9826反射。接收器9826估计该悬臂梁的弯曲，并将该弯曲与液滴尺寸和/或液滴何时撞击悬臂梁9748相关联。接收器9826可以是线性CCD传感器，它被配置成将接收该光束的CCD像素与悬臂梁9748的弯曲角度相关联。
图108A示出了根据本公开的实施例的具有防夹构件9754的滴注室9752。如图108B中可见，示出了图108A的防夹构件9754的截面图。防夹构件9754包括位于管9758内部的内套筒9756。内套筒9756包括多根线9760。这些线将力从夹管阀分配到沿着管9758的长度，从而响应于夹管阀而使所述管沿着所述管的长度塌缩。夹管阀沿着管9758的狭窄部分施加力。该夹管阀可以具有柱塞，该柱塞具有与管9758接触的边缘，该边缘垂直于由管9758沿其长度限定的中心轴线。
代替使所述管直接在柱塞与管9758接触的区域周围塌缩，多根平行线9760使所述管沿着所述管的较长部分塌陷，优选地，在一些实施例中，沿着防夹构件9754的整个长度塌陷。通过增加管9759的当被防夹构件接合时塌缩的部分，流量具有比没有防夹构件时更线性化的响应，从而便于控制系统控制通过管9758的流体流动。
所述多根线9760可以是实心的、螺纹的、柔性的、刚性的、半柔性的或它们的某种组合。也就是说，一些线9760(或一些子部分)可以是刚性线，而线9760(或子部分)可以是柔性的或半刚性的，等等。
图109A示出了根据本公开的实施例的滴注室9762，其具有作为防夹构件9764的外套筒9766(参见图109B)，该外套筒9766具有多根平行线9760。防夹构件9764以与图108A-108B的防夹构件9754类似的方式工作。
图110A示出了根据本公开的实施例的具有防夹构件9770的滴注室9768。如图110B的截面图中的防夹构件9770中容易看到的，图110A-110B的防夹构件9770包括具有螺旋线9774的外套筒9772。螺旋线9744沿着防夹构件9770的长度更均匀地分布夹紧力。
图111A示出了根据本公开的实施例的滴注室9776，其具有作为防夹构件9778的内套筒9780，该内套筒9780具有螺旋线9774。图111B示出了图111A的防夹构件9778的截面图。防夹构件9778以与图110A-110B的防夹构件9770类似的方式工作。
图112示出了具有防夹构件9784的滴注室9782。根据本公开的数个实施例，防夹构件9784可以包括不同的管几何形状。也就是说，图113-116示出了根据本公开的数个实施例的、作为图112的防夹构件的管道段的数个实施例的数个截面图。
图113示出了被总体标记为9786的防夹构件9782的实施例的截面图。防夹构件9786包括多个泪滴形导管9794，每个导管均具有指向下游管的中心轴线的点。
图114示出了被总体标记为9788的防夹构件9782的实施例的截面图。防夹构件9788具有中心导管9796，该中心导管9796具有与中心导管9796流体连通的多个侧导管9798。每个侧导管9798均在与该中心导管相反的一端处具有平坦端。
图115示出了被总体标记为9790的防夹构件9782的实施例的截面图。防夹构件9790具有中心导管9796以及与中心导管9796流体连通的多个侧导管9800。每个侧导管9800均在与中心导管9796相反的一端处具有倒圆端。
图116示出了被总体标记为9792的防夹构件9782的实施例的截面图。防夹构件9782是下游管的一部分并具有多个平行导管9802。
图117-120示出了根据本公开的实施例的卡扣配合式滴注室9804的数个视图。滴注室9804包括顶帽9806，该顶帽9806具有顶表面9808，当处于直立位置时，该顶表面9808在大致水平方向上定向。顶帽9806包括具有通风端9816和倒圆端9814的引导件9810。两个臂9812从倒圆端9814朝向通风端9816延伸。
顶帽9806被构造成装配到流动室的卡扣配合式联接器中。如图118所示，滴注室9804包括从引导件9810的倒圆端9814朝向通风端延伸的两个臂9812。臂9812经由活动铰链9818联接到倒圆端9814。
臂9812包括在引导件9810的端部9814、9816之间大约一半处的倒钩9820。每个倒钩9820包括斜面9822、9824。斜面9822、9824控制将滴注室9804卡扣到流量计中所需的力的大小。如图119-120中容易看到的，臂9812被示出并且距顶表面9808有预定距离。
图121-122示出了根据本公开的实施例的、固定在流量计内的图117-120的卡扣配合式滴注室9804。滴注室9804可以插入到流量计9832中。臂9812可以装配到互补的轨道9828中，以将滴注室9804引导到流量计9832的主体中。如图122中容易看到的，臂9812可以卡扣固定到销9830。注意，斜面9822、9824的形状和/或角度控制了将滴注室9804插入到流量计9832中和从流量计9832中拔出所需的力。
图123示出了根据本公开的实施例的滴注室10000，其具有用于图像传感器确定该滴注室的位置的基准点10004(图10004示出了基准点10004的特写)。通过使用基准点10004来计算滴注室10000的位置，图像传感器可以利用基准点10004。图125示出了根据本公开的实施例的、具有翼部10008的滴注室10006，每个翼部均包括基准点10010。翼部10008可用于将滴注室10006定位在流量计的开口内(例如，如本文所公开的)。图123-125的基准点10010和/或10004可以模制到基材中。
图126-127示出了根据本公开的实施例的具有照明元件10014的滴注室10012，这些照明元件10014被构造成在内部照亮滴注室的室壁。内部照明元件10014可以将光照射到滴注室10012的壁中或者滴注室10012的内腔中。也可以存在LED灯条10026，以照亮该室和/或LED灯条10026的周边。
图128示出了根据本公开的实施例的、具有固体条带10018的滴注室100016。图像传感器可以使用固体条带10018来确定液体的液位。也就是说，该固体条带可以从照相机的视角光学地偏移(例如，相对于条带10019的非浸没侧朝向滴注室的左侧或右侧)。这种偏移可用于估计液体的液位。
图129示出了根据本公开的实施例的、具有翼部10022的滴注室10020，该翼部10022上嵌入有二维条形码10024。条形码10024可以位于翼部10022中的一个或多个上。该二维条形码对于联接到滴注室10020的每个给药器(administration set)来说可以是唯一的。
图130-131示出了根据本公开的实施例的滴注室10028，该滴注室10028被键合并且包括背景图案10032，该背景图案10032经由穿过背景图案10032的边缘照射的光而被照亮。图131示出了顶帽10030，而图130示出了顶帽10030被移除的情形。背景图案10032的平坦形状为滴注室提供了线索，即，当滴注室被插入到互补的流量计中时，仅一个取向是可能的。在一些实施例中，背景图案10032仅使用在红外光谱范围内可见的墨。
图132示出了根据本公开的实施例的滴注室10034，该滴注室10034具有带倒钩的钉10036。带倒钩的钉10036使滴注室10034保持固定在容器(例如，玻璃流体容器)内。
图133示出了根据本公开的实施例的滴注室10038，该滴注室10038具有带有照明元件10042以照亮背景图案的圆柱形室。由于该室的圆形形状，可以从任何角度观看背景图案。该背景图案可以使用光学管道(optical piping)10044，以照亮该背景图案。螺旋光学管道10044(即，光管)可以是或可以不是该背景图案的一部分。
图134示出了根据本公开的实施例的滴注室10040，该滴注室10040具有带有照明元件10042以照亮背景图案的矩形室。该背景图案在滴注室的所有四个壁上都是可见的，从而允许滴注室10040定位在配合的流量计中的四个取向中的任一个取向上。光管10046可以定位在滴注室上，以引导来自照明元件10042的光。光管10046可以是或可以不是该背景图案的一部分。
图135A-135C示出了根据本公开的实施例的、具有泵送机构的顶帽10048。参考图135A-135B，顶帽10048包括volcano阀10050(然而，可以使用任何流体阀)和流体端口10056。联接到该流体端口的泵能够将流体(例如，空气)泵入或泵出该端口10056。而且，压力传感器可以联接到端口10056，以测量滴注室的内部压力。该泵(未示出)可以是活塞泵或基于波纹管的泵。
薄膜或膜可以放置在阀10050上，使得压靠该阀10050的力(气动力、流体力或物理装置)关闭从阀10050的入口端口10052到阀10050的出口端口10054的流体流动。
顶帽10048可以是相关领域的普通技术人员已知的任何滴注室和/或本文公开的滴注室的一部分。如图135C中的截面图所示，顶帽10048可以通过接口10058联接到圆柱形室。图135C示出了沿着图135B所示的截面A-A的剖视图。由顶帽10048形成的滴注室的下游可以是下游封堵器。然而，在一些实施例中，可以使用上游封堵器。
泵送动作可以操作如下。下游封堵器被关闭并且阀10050打开。然后，空气通过流体端口10056被吸出。然后阀10050关闭。然后下游封堵器被打开。空气然后进入流体端口10056。在一些实施例中，通过流体端口10056放回的空气被等体积的空气吸出。向下游排放的流体体积可以由下式表征：Vwater＝Vstroke+cΔP/P1P2。
在一些实施例中，联接到端口10056的活塞来回驱动以使滴注室中的压力波动。当压力下降时，液滴被抽出。当压力升高时，流体被迫从底部流出。在一些实施例中，使用了止回阀，然而，可以使用一个或多个主动阀。可以确定由活塞排出的体积。可以基于监测该压力来计算流量(例如，Vwater＝Vstroke+cΔP/P1P2)。利用这一点，所述系统可以被设置成使得我们有两种独立的测量流量方法——如本文所述，使用图像传感器和/或使用压力变化来观察液滴。在一些实施例中，使用这两种方法，可以利用已知流体以设定的间隔进行校准，从而提高精度。在一些实施例中，对于一类流体(液滴尺寸根据类别(流体的类型(例如，基于粘度的流体))略有变化))，可以使用液滴数量与使用压力测量出的流体量的比较来对流体分类。
在一些实施例中，可以采用使用两种方法的输注，但如果一种方法不可用，则系统可以切换到另一个正常工作的方法以继续输注。在又一些另外的实施例中，阀可以被切换以允许装置向后泵送。通过向后泵送，可以确定输注是否获得一致的流动(与静脉的连接良好)，是否不存在流动(卡在人体内但不在静脉内，或者静脉萎缩)，或者是否存在过多的流懂(失去所有连接、吸入空气)。在一些实施例中，可以使用一个或多个主动阀。
图136示出了根据本公开的实施例的、具有多个照明元件10062的滴注室10060。照明元件10062可以是LED。照明元件10062可以在圆柱形室外侧、圆柱形室内侧或圆柱形室的边缘上照亮，以沿着该圆柱形室的壁引导光。触头10064可以与流量计的电触头交接，以向所述多个照明元件10062供电。在一些实施例中，触头10064替代地是感应线圈，其通过感应耦合而从流量计远程地接收电能，然后用于向照明元件10062供电。
图137示出了根据本公开的实施例的滴注室10066，该滴注室具有多个内部脊10068，以便于冷凝液体在滴注室的内壁上流动。内部脊10068有利于从内壁冷凝物形成液滴，并有助于将该液体在竖直方向上朝着下游管引导。
图138示出了根据本公开的实施例的流量计10070，该流量计10070经由弹簧10072联接到袋。所联接的袋可以在该流量计经由弹簧10072联接到袋的情况下悬挂在杆上。
图139示出了根据本公开的实施例的滴注室的横截面。该室包括具有由第一墨印刷的图案的第一侧10074和具有由第二墨印刷的图案的第二侧10076。这两种墨可以响应不同波长的光(例如，光荧光)。照明结构10078可以将光照射到所述室中，基于该光，期望墨出现在图像传感器的视场中。
图140示出了根据本公开的实施例的流量计10080，该流量计10080经由闩锁件10082联接到滴注室。在该室和流体袋之间存在经由连接件10084进行的连接。该滴注室可以在滴注室的底部处卡扣到流量计10080中。
图141A-141B示出了根据本公开的实施例的滴注室，该滴注室具有在翼部上的基准点10088和在滴注室70086内的基准点10090。当液体的液位高于基准点10090时，滴注室70086内的液体可以使基准点10090光学地偏移位置。光学位置的这种变化(从图141A到图141B)可以被图像传感器用作液体高于基准点10090的指示。基准点10088可以由图像传感器用来确定滴注室10086的位置。
图142A示出了根据本公开的实施例的、具有条形码10094的滴注室10092。图142B示出了可以在该滴注室上使用的数个示例性条形码10096。图143示出了具有RFID标签10100的滴注室。
图144示出了根据本公开的实施例的、使用鸭嘴止回阀10104、10106的往复泵10102的示意图。阀10104、10106之间的任何来回机械脉动都将导致流体在所述阀允许的方向上流动。当脉冲在正确方向上推动液体时，该脉动推动流体在此方向上通过单向阀。摇动可发生在远离滴注室的地方，以防止液滴摇动过大。
图145示出了根据本公开的实施例的往复泵10108的示意图。存在两个单向阀10110、10112以及经受脉动的往复件(shuttle)10114。该脉动使流体在阀10110、10112所允许的方向上行进。
图146示出了根据本公开的实施例的往复泵10116的示意图，该往复泵10116使用联接到马达10118的偏心凸轮10120。当该马达致动凸轮10120时，它使得往复件10116如箭头所示地脉动。这种来回运动允许两个单向阀将流体脉动通过该往复件(如流动箭头所指示的)。
图147示出了根据本公开的实施例的、使用活塞泵10124和止回阀10126、10128的滴注室10122。当活塞泵10124致动时，止回阀10126、10128向下泵送流体。
在替代实施例中，可以在室10122的底部处向该室添加塞(slug)或海绵，该塞或海绵具有单向阀，仅允许“向下”流动。这将浮动或吸收到充注液位的顶部。通过在该装置中使用电磁体，可以向下推动所述塞，从而迫使流体流出滴注室的底部，并从喷口吸入更多的流体。这允许我们将泵送机构集成到滴注室中，并使用本文提到的图像传感器来监测液滴。这可以对止回阀10126、10128进行替换和/或补充。滴注室10122可以在自动充注(autopriming)中使用。
在一些实施例中，可以使用通过所述液滴的激光衍射来交叉检查正确的药物。当在启动过程中获得第一液滴时，可以暂时停止流动，并在该溶液上进行激光衍射。通过对这些进行表征，可以在输注之前确定要输注的溶液是什么。
流体的识别可以通过密度来进行。通过在滴注室中添加自由漂浮的且具有不同密度的小环，图像传感器能够观察哪些环漂浮到充注液的顶部以及哪些环沉到底部，从而确定流体密度。这些环与流体密度相关联。该流体的识别可以使用图像传感器基于液滴尺寸来进行。
在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代形式和修改。因此，本公开旨在囊括所有这些替代形式、修改和变型。此外，尽管已在附图中示出和/或在本文中讨论了本公开的数个实施例，但并非旨在将本公开局限于此，因为本公开的范围旨在与本领域所允许的范围一样宽，且说明书也应被同样理解。因此，以上描述不应理解为限制性的，而仅作为特定实施例的例示。而且，本领域的技术人员将设想出在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。与上文和/或所附权利要求中描述的那些无实质不同的其它元件、步骤、方法和技术也旨在处于本公开的范围内。
附图中所示的实施例仅用于展示本公开的某些示例。而且，所描述的附图仅仅是说明性而非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被放大，并且没有按特定比例绘制。另外，取决于上下文，附图中所示的具有相同编号的元件可以是相同元件，或者可以是相似元件。
在本说明书和权利要求书中使用术语“包括”时，它并未排除其它元件或步骤。当使用不定冠词或定冠词指代单数名词时，例如“一个”、“一种”或“该”，这包括该名词的复数形式，除非另有特别说明。因此，术语“包括”不应被解释为受限于其后列出的项目；它并不排除其它元件或步骤，因此，表述“包括项目A和B的装置”的范围不应限于仅由部件A和B组成的装置。该表述表示：就本公开而言，该装置的唯一相关部件是A和B。
此外，无论在说明书中还是在权利要求书中使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等都是为了区分相似的元件而提供的，而不一定是为了描述顺序或时间次序。应当理解，如此使用的术语在适当的情形下是可互换的(除非另外清楚地公开)，并且，本文所述的本公开的实施例能够以除了本文描述或图示的之外的其它顺序和/或布置操作。

Claims (84)

1.一种用于将流体输注到患者体内的设备，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有在所述壳体的前侧上的开口，其中，所述开口被设定尺寸以接收具有入口管和出口管的滴注室；
管接触构件，所述管接触构件被构造成在所述滴注室插入到所述开口中时接触所述滴注室的所述入口管和所述出口管中的一个；
旋转臂，所述旋转臂以可操作方式联接到所述管接触构件并且被构造成沿轴线旋转；以及
管保持盖，所述管保持盖被构造成在所述滴注室最初装载到所述开口中时关闭。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述旋转臂是分体式旋转臂。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述分体式旋转臂包括臂部分和管接合部分，其中，所述管接合部分包括所述管接触构件。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述臂部分包括第一锁扣件和第二锁扣件。
5.根据权利要求4所述的设备，还包括具有销的滑架，所述销被构造成与所述第一锁扣件及第二锁扣件接合。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述滑架以可操作方式联接到所述管保持盖，以根据所述滑架的致动而打开或关闭所述管保持盖。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括扭转弹簧，所述扭转弹簧用于将所述管接触部分抵靠着所述分体式旋转臂的所述臂部分旋转地偏压。
8.根据权利要求7所述的设备，还包括滑动夹钥匙孔，其中，当所述滴注室最初被装载时，所述旋转臂旋转到第一方向。
9.根据权利要求1所述的设备，还包括背光源，所述背光源定位在所述滴注室后方，以将光指向所述滴注室的开口。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述背光源将光照射通过所述滴注室并从所述壳体的开口向外射出。
11.根据权利要求1所述的设备，还包括布置在所述壳体的所述开口内的内壁上的背景图案。
12.根据权利要求11所述的设备，还包括被构造成照亮所述背景图案的背景灯。
13.根据权利要求12所述的设备，还包括背光源，所述背光源定位在所述滴注室后方，以将光指向所述滴注室的开口。
14.根据权利要求13所述的设备，还包括调制电路，所述调制电路用于对所述背景灯和所述背光源进行调制。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述背景灯和所述背光源被彼此异相地调制。
16.根据权利要求1所述的设备，还包括布置在所述设备的顶部的顶灯，其中，所述顶灯是在所述设备的顶部上形成层的漫射灯。
17.根据权利要求1所述的设备，还包括：
窗口，所述窗口布置在所述壳体上；和
标志，所述标志被配置成当所述管保持盖关闭以保持所述滴注室时显示在所述窗口中。
18.根据权利要求1所述的设备，还包括被构造成保持所述壳体的坞站。
19.根据权利要求18所述的设备，还包括布置在所述壳体内的电池，其中，所述坞站包括磁联接器，并且所述电池联接到充电联接器，并且所述坞站被构造成当所述壳体被对接在所述坞站内时将能量从所述磁联接器传送到所述充电联接器。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述坞站还包括经由A/C线缆联接到A/C电源和所述磁联接器的电源，以将能量从所述磁联接器传送到所述充电联接器。
21.根据权利要求18所述的设备，其中，所述坞站包括被配置成无线通信的收发器。
22.根据权利要求18所述的设备，其中，所述坞站包括倾角传感器，所述倾角传感器被配置成确定所述坞站的倾角并将所述倾角传送到所述设备内的处理器。
23.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口；
下游管，所述下游管联接到所述底帽并与所述壳体的所述流体室流体连通；以及
套筒，所述套筒邻近所述下游管的一部分布置，并且包括布置在所述套筒内的多根平行线。
24.根据权利要求23所述的滴注室，其中，所述套筒布置在所述下游管的外周上。
25.根据权利要求23所述的滴注室，其中，所述套筒布置在所述下游管的内周上。
26.根据权利要求23所述的滴注室，其中，所述多根线平行于所述下游管。
27.根据权利要求23所述的滴注室，其中，所述多根线是金属的。
28.根据权利要求23所述的滴注室，其中，所述多根线是非金属的。
29.根据权利要求23所述的滴注室，其中，所述多根线嵌入在所述套筒内。
30.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口；
下游管，所述下游管联接到所述底帽并与所述壳体的所述流体室流体连通；以及
套筒，所述套筒邻近所述下游管的一部分布置，并且包括布置在所述套筒内的盘绕线。
31.根据权利要求30所述的滴注室，其中，所述套筒布置在所述下游管的外周上。
32.根据权利要求30所述的滴注室，其中，所述套筒布置在所述下游管的内周上。
33.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口；
下游管，所述下游管联接到所述底帽并与所述壳体的所述流体室流体连通；以及
防夹构件，所述防夹构件布置在所述下游管的一部分上，并且被构造成防止在所述下游管内形成点接触。
34.根据权利要求33所述的滴注室，其中，所述防夹构件布置在所述下游管的外周上。
35.根据权利要求33所述的滴注室，其中，所述防夹构件布置在所述下游管的内周上。
36.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口；以及
下游管，所述下游管联接到所述底帽并与所述壳体的所述流体室流体连通；
其中，所述下游管的一部分包括布置在所述下游管的所述部分内的多个细长螺纹。
37.根据权利要求36所述的滴注室，其中，所述多个细长螺纹是通过挤压形成的。
38.根据权利要求36所述的滴注室，其中，所述多个细长螺纹沿着所述下游管的所述部分的内壁布置。
39.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口；以及
下游管，所述下游管联接到所述底帽并与所述壳体的所述流体室流体连通；
其中，在所述下游管的内表面上形成有多个锥形通道。
40.根据权利要求39所述的滴注室，其中，所述锥形通道中的每一个都渐缩成一个点。
41.一种用于将流体输注到患者体内的设备，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有在所述壳体的前侧上的开口，其中，所述开口被设定尺寸以接收滴注室并限定内部空间；
联接器，所述联接器用于将所述滴注室固定到所述壳体；
屏幕，所述屏幕布置在所述内部空间的第一侧上，并且被配置成显示背景图案；以及
图像传感器，所述图像传感器被定位成观察所述屏幕和所述滴注室。
42.根据权利要求41所述的设备，其中，所述屏幕是电子墨屏幕。
43.根据权利要求41所述的设备，其中，所述屏幕被配置成在第一时段内显示串流检测模式并在第二时段内显示液滴检测模式。
44.根据权利要求43所述的设备，其中，所述屏幕被配置成在处理器使用来自所述图像传感器的数据而确定的感兴趣的区域中自适应地显示所述液滴检测模式。
45.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体，所述顶帽具有同心地布置在所述顶帽的第一侧上的第一凹口和同心地布置在所述顶帽的第二侧上的第二凹口，其中，所述第一侧与所述第二侧相反；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；以及
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口。
46.根据权利要求45所述的滴注室，其中，所述第一凹口和第二凹口限定弹簧指状物。
47.根据权利要求45所述的滴注室，其中，所述第一凹口的端部大致限定中空的圆。
48.根据权利要求45所述的滴注室，其中，所述顶帽的邻近所述第一凹口的外周限定向内突出的凹口，所述向内突出的凹口被构造成与联接器的固定突起协作地配合。
49.根据权利要求48所述的滴注室，其中，所述顶帽的邻近所述第一凹口的外周限定压力释放凹口，所述压力释放凹口被构造成允许所述外周的至少一部分弯曲，从而减小所述第一凹口的横截面尺寸。
50.根据权利要求49所述的滴注室，其中，所述顶帽被构造成在沿横向轴线旋转时被从所述联接器释放，所述横向轴线平行于所述顶帽的顶表面。
51.一种用于将流体输注到患者体内的设备，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有在所述壳体的前侧上的开口，其中，所述开口被设定尺寸以接收滴注室并限定内部空间；
联接器，所述联接器布置在所述开口的上部分上；以及
滴注室，所述滴注室具有顶帽，其中，所述顶帽包括：
水平表面；
引导件，所述引导件布置在所述水平表面的顶部上；和
两个臂，所述两个臂从所述引导件的第一端延伸出，所述两个臂中的每一个均朝向所述引导件的第二端延伸，其中，所述两个臂中的每一个均包括各自的靠近所述第一端的活动铰链。
52.根据权利要求51所述的设备，其中，所述两个臂距所述水平表面有预定距离。
53.根据权利要求51所述的设备，其中，所述臂中的每一个均包括从所述臂向外延伸的倒钩。
54.根据权利要求53所述的设备，其中，所述倒钩限定第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和第二斜面被构造成用于将所述滴注室卡扣配合到所述联接器中。
55.根据权利要求51所述的设备，其中，所述联接器包括被构造成分别与所述两个臂协作的两个销。
56.根据权利要求51所述的设备，其中，所述第一端是倒圆的。
57.根据权利要求51所述的设备，其中，所述第一端是倒圆的，所述第一端与所述水平表面的外周的一部分相同地延伸。
58.根据权利要求51所述的设备，其中，所述开口限定轨道以接收所述两个臂。
59.一种包括顶帽的滴注室，其中，所述顶帽包括：
水平表面；
引导件，所述引导件布置在所述水平表面的顶部上；以及
两个臂，所述两个臂从所述引导件的第一端延伸出，所述两个臂中的每一个均朝向所述引导件的第二端延伸，其中，所述两个臂中的每一个均包括各自的靠近所述第一端的活动铰链。
60.根据权利要求59所述的滴注室，其中，所述两个臂距所述水平表面有预定距离。
61.根据权利要求59所述的滴注室，其中，所述臂中的每一个均包括从所述臂向外延伸的倒钩。
62.根据权利要求61所述的滴注室，其中，所述倒钩限定第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和第二斜面被构造成用于将所述滴注室卡扣配合到联接器中。
63.一种滴注室，包括：
壳体，所述壳体限定流体室；
顶帽，所述顶帽联接到所述壳体；
底帽，所述底帽在所述壳体的与所述顶帽相反的端部处联接到所述壳体；
入口端口，所述入口端口联接到所述顶帽并与所述流体室流体连通；
出口端口，所述出口端口联接到所述底帽并与所述流体室流体连通；
滴注孔口，所述滴注孔口联接到所述顶帽并流体地联接到所述入口端口；
下游管，所述下游管联接到所述底帽并与所述壳体的所述流体室流体连通；以及
防夹构件，所述防夹构件布置在所述下游管的一部分上，并且被构造成防止在所述下游管内形成点接触。
64.根据权利要求63所述的滴注室，其中，所述防夹构件是所述下游管的具有多个平行导管的部分。
65.根据权利要求63所述的滴注室，其中，所述防夹构件是所述下游管的具有多个泪滴形导管的部分，每个所述泪滴形导管均具有指向所述下游管的中心轴线的点。
66.根据权利要求63所述的滴注室，其中，所述防夹构件是具有中心导管以及与所述中心导管流体连通的多个侧导管的、所述下游管的部分。
67.根据权利要求66所述的滴注室，其中，所述侧导管中的每一个均在与所述中心导管相反的一端处具有倒圆端。
68.根据权利要求66所述的滴注室，其中，所述侧导管中的每一个均在与所述中心导管相反的一端处具有平坦端。
69.一种用于将流体输注到患者体内的设备，所述设备包括：
马达，所述马达具有用于在伸出位置和缩回位置之间致动的线性轴；
杠杆，所述杠杆具有第一端和第二端，其中，所述线性轴与所述第一端滑动地接合；和
柱塞，所述柱塞具有端部执行器和从动端，其中，所述从动端与所述杠杆的所述第二端滑动地接合。
70.根据权利要求69所述的设备，其中，所述杠杆的所述第一端包括第一引导件。
71.根据权利要求70所述的设备，其中，所述第一引导件是狭槽。
72.根据权利要求71所述的设备，其中，所述线性轴包括销，所述销布置在所述狭槽内从而与所述狭槽滑动地接合。
73.根据权利要求69所述的设备，其中，所述柱塞的所述从动端包括第二引导件。
74.根据权利要求73所述的设备，其中，所述第二引导件是狭槽。
75.根据权利要求74所述的设备，其中，所述杠杆包括在所述第二端上的销，该销布置在所述狭槽内从而与所述狭槽滑动地接合。
76.根据权利要求69所述的设备，还包括：
壳体，所述壳体限定孔；和
填充物，所述填充物布置在所述壳体内，
其中，所述柱塞被构造成通过所述孔接合所述壳体内的所述填充物，从而当接合所述填充物时以可操作方式使所述壳体内的所述填充物变形。
77.根据权利要求76所述的设备，其中，所述填充物具有至少两个不同刚度的层，其中，所述填充物的所述至少两个不同刚度的层包括第一层、第二层、第三层和第四层，并且所述第一层和第二层在由所述壳体形成的空腔的第一部分内，且所述第三层和第四层在由所述壳体形成的所述空腔的第二部分内。
78.一种滴注室，包括：
顶帽，所述顶帽具有被构造成联接到流体管线的入口端口、流体地联接到药物入口端口的阀、以及流体端口；和
圆柱形室，所述圆柱形室联接到所述顶帽，其中，所述流体端口与所述圆柱形室流体连通。
79.根据权利要求78所述的滴注室，其中，所述阀是volcano阀。
80.根据权利要求79所述的滴注室，其中，所述volcano阀包括入口端口、出口端口、以及在所述入口端口和所述出口端口上的膜。
81.根据权利要求78所述的滴注室，其中，所述流体端口被构造成联接到活塞泵、空气泵和波纹管中的一个。
82.根据权利要求78所述的滴注室，其中，所述圆柱形室联接到药物出口端口。
83.根据权利要求82所述的滴注室，其中，流体管线联接到所述药物输出端口并接收下游封堵器。
84.根据权利要求83所述的滴注室，其中，所述下游封堵器是止回阀。
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