KR100664644B1

KR100664644B1 - Ringer's Fluid Flow Measurement System Using Image Signal Processing

Info

Publication number: KR100664644B1
Application number: KR1020050020773A
Authority: KR
Inventors: 강주완; 강상욱; 노병국
Original assignee: 강상욱; 강주완; 노병국
Priority date: 2005-03-12
Filing date: 2005-03-12
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2025-03-12
Also published as: KR20050039780A

Abstract

본 발명은 정맥 주사시 링거액이 환자 혈관 속으로 주입되는 속도를 모니터링하여 경보 신호를 사용자에게 통보해주는 장치에 관한 것으로, 점적 챔버(drip chamber) 또는 튜브의 투명한 외각에 광학 센서(CCD 이미지 센서, CMOS 광학 센서 등과 같이 이미지를 전기 신호로 변환하는 센서), 초점 렌즈(foucsing lens), 발광 다이오드(LED)를 부착한 다음, 광학 센서에서 발생하는 전기 신호를 분석하여 링거액 방울의 낙하 시간 간격 및 방울의 용적을 측정(또는 링거액 튜브에서의 링거액 유속 측정)하기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a device for monitoring an alarm signal by monitoring the rate at which Ringer's fluid is injected into a patient's blood vessel during intravenous injection. An optical sensor (CCD image sensor, CMOS) is provided in a transparent chamber of a drip chamber or a tube. Sensors that convert images into electrical signals, such as optical sensors), focusing lenses, and light-emitting diodes (LEDs), and then analyze the electrical signals generated by the optical sensors to determine the drop time interval and A system for measuring volume (or measuring Ringer's fluid flow rate in Ringer's fluid tubes).

CCD 이미지 센서, CMOS 광학 센서, 초점 렌즈, 발광 다이오드, 링거액, 주입 속도, 모니터링, 점적 챔버CCD image sensor, CMOS optical sensor, focus lens, light emitting diode, Ringer's solution, injection rate, monitoring, drip chamber

Description

A system for measuring the flow rate of Ringer solution using a mehtod of Image Signal Processing}

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 링거액 유량 측정 시스템 개략도,1 is a schematic diagram of a Ringer's fluid flow rate measuring system according to Embodiment 1 of the present invention;

도 2는 도 1의 광학 센서의 픽셀에 촬상되는 링거액 방울 이미지 변화 경향을 보여주는 예시도,FIG. 2 is an exemplary view showing a tendency of ringer liquid drop image picked up to a pixel of the optical sensor of FIG.

도 3은 본 발명의 실시 예 2에 따른 링거액 유량 측정 시스템 개략도,3 is a schematic diagram of a Ringer's fluid flow rate measuring system according to Embodiment 2 of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시 예 3에 따른 링거액 유량 측정 시스템 개략도이다.4 is a schematic diagram of a Ringer's fluid flow rate measuring system according to Embodiment 3 of the present invention.

본 발명은 점적 챔버 또는 튜브에 설치된 광학 센서를 이용하여 환자에게 링거액 주입 상태에 대한 다양한 정보를 제공해주는 링거액 주입 상태 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Ringer's fluid injection state monitoring device that provides a variety of information on the Ringer's fluid injection state to the patient using an optical sensor installed in the drop chamber or tube.

종래의 링거액 주입 상태 모니터링 장치로는,As a conventional ringer liquid injection state monitoring device,

광센서를 감지 수단으로 이용하는 장치는 광센서의 조도 변화를 감지하는 방식으로 링거액의 색상, 투명도, 주변의 밝기에 영향을 받으며, 튜브에는 설치할 수가 없으며 점적 챔버가 기울어진 경우에도 사용할 수가 없고, 더구나 점적 챔버 외각에 장치가 설치되기 때문에 점적 챔버 내부를 보기 위한 시야에 영향을 주게 되고,
링거액 내부에 전극을 삽입시켜 전류를 감지토록 하는 장치는 이물질, 세균 등의 오염에 노출되고,
정전용량센서를 사용하는 방식은 고감도 센싱 능력을 구현하기 위해선 제작 비용이 너무 많이 들고 부피가 커지는 단점이 있다.Devices that use light sensors as sensing means are affected by the color, transparency, and ambient light of the Ringer's solution by detecting changes in the illuminance of the light sensors, and cannot be installed in the tube, even when the drop chamber is tilted. Because the device is installed outside the drip chamber, it affects the view to the inside of the drip chamber,
The device to detect the current by inserting the electrode inside the Ringer's solution is exposed to contamination such as foreign substances, bacteria,
The method using the capacitive sensor has the disadvantage of being too expensive and bulky to realize high sensitivity sensing capability.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 링거액 주입 상태 모니터링 장치들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the conventional ringer liquid injection state monitoring apparatus as described above,

본 고안의 목적은 링거액의 종류 및 주변 밝기에 영향을 덜 받고 오염의 염려가 전혀 없으며 소형이면서 제작 비용이 적게 드는 링거액 주입 상태 모니터링 장치를 제공하는 데에 있으며, 이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. An object of the present invention is to provide a ringer liquid injection state monitoring device that is less affected by the type of ringer liquid and ambient brightness, there is no concern about contamination, and is small and low in manufacturing cost, and according to the accompanying drawings of the present invention The configuration and operation will be described in detail as follows.

본 발명에서 예시되는 실시 예 1은 도 1에서 도시된 바와 같이, 점적 챔버(5) 외각에 설치된 광학 센서(CCD 이미지 센서, CMOS 광학 센서 등과 같이 이미지를 전기 신호로 변환하는 센서)(1), 초점 렌즈(2), 발광 다이오드(3)로 구성되어지며, 링거액 방울(4)이 광학 센서(1)와 발광 다이오드(3) 사이를 통과하게 되면 방울의 이미지는 초점 렌즈(2)를 통해 광학 센서(1)에 촬상(撮像)된다. 촬상된 이미지는 디지털 신호 처리 장치(7)에 의해 전기 신호로 변환되어지게 되며 마이크로프로세서(8)는 전기 신호를 분석하여 링거액 방울의 낙하 시간 간격 및 방울의 용적을 계산한다. As illustrated in FIG. 1, Embodiment 1 includes an optical sensor (a sensor for converting an image into an electrical signal, such as a CCD image sensor or a CMOS optical sensor) installed at an exterior of a drip chamber 5, as illustrated in FIG. 1. It consists of a focus lens (2), a light emitting diode (3), and when the ringer liquid droplet (4) passes between the optical sensor (1) and the light emitting diode (3), the image of the drop is optically through the focus lens (2) An image is captured by the sensor 1. The captured image is converted into an electrical signal by the digital signal processing device 7 and the microprocessor 8 analyzes the electrical signal to calculate the drop time interval and the volume of the drop of the Ringer's solution.

도 2는 가로 세로 각각 6 픽셀(pixels)의 총 36 픽셀을 가진 광학 센서를 사용했을때, 링거액 방울이 광학 센서를 통과하는 동안에 방울이 광학 센서에 촬상되는 모습을 예시로 보여준다. 도 2의 A는 링거액 방울이 광학 센서(1)와 발광 다이오드(3) 사이를 진입하기 시작하는 시점의 광학 센서 픽셀들의 촬상 상태를 보여주며, 방울이 광학 센서 앞을 거의 통과하게 되면 I와 같은 픽셀 촬상 상태가 나타나게 된다. 광학 센서의 픽셀에 촬상되는 방울 이미지의 형상 및 위치에 따라 광학 센서에서 발생하는 전기 신호의 특성이 달라지기 때문에, 이러한 변동 전기 신호를 마이크로프로세서(8)로 분석하여 방울의 낙하 시간 간격과 방울의 용적을 계산하게 된다.FIG. 2 shows an example in which the droplets are captured by the optical sensor while the Ringer's droplet passes through the optical sensor when using an optical sensor having a total of 36 pixels of 6 pixels each. FIG. 2A shows the imaging state of the optical sensor pixels at the time when the Ringer's solution droplet starts to enter between the optical sensor 1 and the light emitting diode 3, and when the droplet passes almost in front of the optical sensor, pixel imaging as I The status will appear. Since the characteristics of the electrical signal generated by the optical sensor vary depending on the shape and position of the drop image captured on the pixel of the optical sensor, the fluctuation time of the drop and the drop time The volume is calculated.

본 발명에서 예시되는 실시 예 2는 도 3에서 도시된 바와 같이, 튜브의 외각에 광학 센서(1), 초점 렌즈(2), 발광 다이오드(3)을 설치하여, 튜브 속을 흐르는 링거액의 이미지를 광학 센서에 촬상되도록 하여, 상기 실시 예 1과 같은 방식으로 촬상된 이미지를 디지털 신호 처리 장치(7)로 분석하여 링거액 유속을 마이크로프로세서(8)에 의해 계산하는 방안을 보여준다. In Example 2 illustrated in the present invention, as shown in FIG. 3, an optical sensor 1, a focus lens 2, and a light emitting diode 3 are installed on the outer surface of the tube, so that an image of the Ringer's liquid flowing through the tube is obtained. The method for calculating the Ringer's fluid flow rate by the microprocessor 8 by analyzing the image photographed in the same manner as in the first embodiment so as to be picked up by the optical sensor is performed by the digital signal processing apparatus 7.

본 발명에서 예시되는 실시 예 3은 도 4에서 도시된 바와 같이, 점적 챔버의 외각에 반사 거울(12)을 설치하여 발광다이오드(3)의 빛이 거울(12)에 반사된 후 광학 센서(1)에 도달하도록 하는 방안을 보여준다.As illustrated in FIG. 4, in Embodiment 3, a reflective mirror 12 is installed at an outer surface of the drip chamber so that the light of the light emitting diode 3 is reflected on the mirror 12, and then the optical sensor 1. Shows how to reach).

이상과 같이 본 발명에 의하면 광학 센서를 점적 챔버 또는 튜브의 외각에 설치하는 방법에 의해 링거액의 주입 속도 및 주입량을 계산할 수 있으므로,As described above, according to the present invention, the injection speed and the injection amount of the Ringer's solution can be calculated by the method of installing the optical sensor in the outer chamber of the dropping chamber or the tube.

환자의 이동 중에 발생하는 원치 않는 링거액 주입 속도의 변화를 감지하여 경보 신호를 환자에게 통보할 수 있으며,It can detect the unwanted change in Ringer's fluid infusion rate during the patient's movement and notify the patient of the alarm signal.

원하는 만큼의 링거액이 주입되었을 때 경보 신호를 환자에게 보낼 줄 수 있으며,It can alert the patient when the amount of Ringer's solution is given.

링거액이 모두 소진되었을때 이를 경보 신호로 환자에게 통보해 줄 수 있는 효과가 제공된다.When the Ringer's fluid is used up, it is possible to notify the patient by an alarm signal.

Claims

An optical sensor 1, a focus lens 2, and a light emitting diode 3 provided at an outer side of the drop chamber 5 or the tube 10;

A digital signal processing device (7) for converting an image captured by the optical sensor (1) into an electrical signal by performing digital signal processing;

Ringer's fluid injection state characterized in that it consists of a microprocessor (8) for analyzing the electrical signal to calculate the falling time interval and volume of Ringer's fluid drops falling in the drip chamber, or to calculate the flow rate of Ringer's fluid flowing through the tube. Monitoring device.

The method of claim 1,

The optical sensor 1 and the focus lens 2 are arranged in one line on one side of the transparent tube 10, and the light emitting diode 3 is installed at the lower part of the optical sensor and the focus lens so that the light emitted from the light emitting diode Ringer's fluid injection state monitoring device characterized in that the reflection to the tube to pass through the focus lens to reach the optical sensor.

The method of claim 1,

Instead of installing the optical sensor 1 and the light emitting diode 3 on the same side of the drip chamber, a reflecting mirror 12 is provided on the opposite side to reach the optical sensor after the light of the light emitting diode is reflected on the mirror. Ringer's fluid injection state monitoring device, characterized in that.