[发明专利]基于超声图像引导的静脉穿刺机器人操作轨迹规划方法

权利要求书

1.一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，处理器调用所述计算机程序执行一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划方法的步骤；

所述静脉穿刺机器人控制穿刺件进行血管穿刺，所述一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划方法包括以下步骤：

血管分割步骤：获取待穿刺对象某一部位的血管超声图像，并从该血管超声图像中获取血管分割图；

穿刺轨迹界限划定步骤：根据预先设定的所述穿刺件在血管中的第一穿刺轨迹，划定所述穿刺件在血管中的穿刺轨迹界限；

血管界限划定步骤：从所述血管分割图中，划分安全区域，得到血管界限；

界限匹配与穿刺步骤：将所述穿刺轨迹界限与所述血管界限匹配，若所述血管界限完全包含所述穿刺轨迹界限，则根据所述穿刺轨迹界限的匹配位置和第一穿刺轨迹，生成静脉穿刺机器人的第二穿刺轨迹；否则更换待穿刺对象的部位，重新执行所述方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，所述血管分割步骤中，采用U-Net框架从所述血管超声图像中获取所述血管分割图。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，穿刺轨迹界限划定步骤中，所述穿刺轨迹界限的划定具体为，将所述第一穿刺轨迹向外扩展，获取穿刺轨迹界限。

4.根据权利要求3所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，所述第一穿刺轨迹尾部的扩展范围大于其它部分的扩展范围。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，所述穿刺轨迹界限划定步骤中，所述穿刺轨迹界限用矩形表示，所述穿刺轨迹界限的高和宽的计算表达式为：

h＝αd_v

w＝βh＝αβd_v

式中，h为穿刺轨迹界限的高，α为第一比例因子，d_v为所述血管分割图中的血管腔直径，w为穿刺轨迹界限的宽，β为第二比例因子。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，所述血管界限划定步骤中，根据图像识别误差，缩小所述安全区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，所述血管界限划定步骤中，根据图像识别误差以及静脉的运动和形变，缩小所述安全区域。

8.根据权利要求6或7所述的一种基于超声图像引导的静脉穿刺机器人穿刺轨迹规划装置，其特征在于，所述安全区域的缩小计算表达式为：

式中，i₀为缩小前安全区域对应的血管界限上的第一坐标点，q缩小后的安全区域中与i₀对应的坐标点，i₁为缩小前安全区域对应的血管界限上的第二坐标点，i₂为缩小前安全区域对应的血管界限上的第三坐标点，x_i0为i₀的横坐标，y_i0为i₀的纵坐标，x_i1为i₁的横坐标，y_i1为i₁的纵坐标，x_i2为i₂的横坐标，y_i2为i₂的纵坐标。