[发明专利]一种用于静脉注射机器人的姿态识别静脉穿刺方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于静脉注射机器人的姿态识别静脉穿刺方法和装置，方法包括以下步骤：图像采集步骤：获取待识别图像；对象姿态识别步骤：根据待识别图像，采用图像语义识别的方法，识别待穿刺对象的姿态，待穿刺对象的姿态包括第一姿态和第二姿态；尺侧桡侧判断步骤：根据待识别图像，在待识别图像中进行尺侧和桡侧标注；自动静脉穿刺步骤：根据待穿刺对象的姿态识别结果以及尺侧和桡侧标注结果，进行自动静脉穿刺。与现有技术相比，本发明在静脉注射机器人进行自动静脉穿刺前，对患者的手臂姿态进行了识别，判断患者手臂是手掌朝上还是手背朝上，能避免造成医疗事故；还进行了尺侧桡侧判断，避免穿刺桡侧血管，可以减少患者的痛感。

技术领域

本发明涉及自动静脉穿刺领域，尤其是涉及一种用于静脉注射机器人的姿态识别静脉穿刺方法和装置。

背景技术

自动静脉注射机器人面临患者姿态评估问题，当患者需要进行手背静脉穿刺时，可能错误地将手掌朝向上，或者在进行前臂静脉穿刺时，错误地将手背朝向上，若机器人不予以评估或纠正，将无法达到预定的静脉穿刺效果，甚至造成医疗事故。在目前的穿刺机器人研究中，还没有对患者姿态的评估方法研究。

专利CN 110812577 A公开了一种新型的自动静脉注射仪器，包括：壳体、套紧组件、前处理组件、注射组件、止血组件。该方法需要人工选定血管，自动化程度低，不存在对患者姿态的评估。

专利CN 106039487 A提供了一种自动扎针系统及其控制方法。包括依次连接的图像采集模块、图像处理模块、血管识别模块、定位模块以及扎针模块。该方法同样不对患者的姿态进行评估。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对患者手臂姿态进行评估，避免造成医疗事故的用于静脉注射机器人的姿态识别静脉穿刺方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于静脉注射机器人的姿态识别静脉穿刺方法，包括以下步骤：

图像采集步骤：获取待识别图像；

对象姿态识别步骤：根据所述待识别图像，采用图像语义识别的方法，识别待穿刺对象的姿态，所述待穿刺对象的姿态包括第一姿态和第二姿态；

自动静脉穿刺步骤：根据所述待穿刺对象的姿态识别结果，进行自动静脉穿刺。

进一步地，所述姿态识别静脉穿刺方法还包括尺侧桡侧判断步骤：根据所述待识别图像，进行尺侧桡侧评估，在所述待识别图像中进行尺侧和桡侧标注；

所述自动静脉穿刺步骤具体为，根据所述待穿刺对象的姿态识别结果以及尺侧和桡侧标注结果，进行自动静脉穿刺。

进一步地，所述对象姿态识别步骤还对所述待识别图像进行待穿刺对象识别，得出第一对象和第二对象的分类结果，所述尺侧桡侧评估的表达式为：

式中，r_i为像素i的尺侧程度，O₁为待穿刺对象姿态判断函数，O₂为待穿刺对象判断函数，w为图片宽度，x_i为像素i的横坐标，e为自然对数的底，⊙和均为二进制运算符号，⊙为同或，为异或。

进一步地，所述对象姿态识别步骤中，采用深度卷积神经网络，进行所述待穿刺对象的姿态识别。

进一步地，所述图像采集步骤具体为，实时采集图像，用于捕捉待穿刺对象；根据所述采集到的图像，采用图像语义识别的方法，进行待穿刺对象的识别；根据所述待穿刺对象的识别结果进行图像分类，得到包含待穿刺对象的待识别图像和不包含待穿刺对象的不识别图像。

进一步地，采用深度卷积神经网络进行所述待穿刺对象的识别。