【摘 要】
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静脉输液作为一种重要的给药治疗途径,目前依然以人工监护为主,而该监护方式存在护理负担大、安全性低和管理效率低等问题,特别是新冠疫情爆发期间,该问题显得尤为突出。针对这一问题,本文设计了一种基于“互联网+”的医用智能辅助输液系统,旨在减轻监护者的护理负担、提高输液治疗的安全性和管理效率。首先,对“互联网+”智能输液及输液监测方法的研究现状进行了调研分析,总结出亟需解决的问题,确定了系统设计目标和总体
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静脉输液作为一种重要的给药治疗途径,目前依然以人工监护为主,而该监护方式存在护理负担大、安全性低和管理效率低等问题,特别是新冠疫情爆发期间,该问题显得尤为突出。针对这一问题,本文设计了一种基于“互联网+”的医用智能辅助输液系统,旨在减轻监护者的护理负担、提高输液治疗的安全性和管理效率。首先,对“互联网+”智能输液及输液监测方法的研究现状进行了调研分析,总结出亟需解决的问题,确定了系统设计目标和总体方案,在此基础上,完成了系统机械、软件、硬件的分析、设计和选型;其次,针对普通相机难以清晰捕捉高速下落的液滴图像等问题,研究提出了一种基于几何信息的液滴计数和输液余量判断测定方法,并在确定检测目标后,结合实际输液场景,设计了一种基于改进YOLOv5s的输液检测网络,其中,网络输入端采用Mosiac+Mixup混合数据增强方法丰富输液数据集,特征提取端借鉴Efficient Net V2网络的设计思想,搭建了一种基于输液场景的轻量化主干网络,还引进了ACON-C激活函数,特征融合端引入SE注意力机制模块,构建FPN+PAN+SE特征融合结构,预测层中运用Cluster-NMSW+D方法,改善液滴被遮挡易漏检和液位、滴管特征相似易误检这两大问题;再次,结合PID控制和模糊控制优点,提出了一种基于输液场景的模糊PID滴速控制算法,以改善常规PID控制无法满足复杂滴速控制系统的精度要求问题;继次,为了实现输液治疗的远程监控和统一管理,依据功能需求分析、界面布局设计和逻辑流程设计三大开发步骤,完成对本地、移动端和终端人机交互界面的设计与研发。最后,以自主研制的智能输液样机作为实验平台,进行了目标检测精度、液滴计数、余量判断准确率、滴速稳定性、模糊PID滴速控制算法控制精度和人机交互效果等实验。实验结果表明,智能输液系统具备了输液监测精度高、滴速控制效果佳和人机交互体验友好等优点,能够满足大多数输液场景的应用需求,有效保证了输液治疗安全性,减轻了监护者的护理负担,以及提高了输液治疗的管理效率。互联网化的输液监测系统为未来医院推行建立智慧医疗模式做好铺垫。
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