[发明专利]一种基于超声图像的穿刺针针尖与血管壁深度定位方法

权利要求书

1.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现基于超声图像的穿刺针针尖与血管壁深度定位方法，所述方法包括扫描血管过程和定位穿刺针过程；

所述扫描血管过程具体为：

选取超声血管图像的上方区域作为识别扫描皮下血管的感兴趣区域；

将所述皮下血管的感兴趣区域的图像转化为血管轮廓边缘平滑的二值化血管图像；

将所述二值化血管图像进行轮廓检测并提取血管轮廓，扫描出图像中血管轮廓面积最大的血管轮廓区域并分离，得到血管轮廓图像；

扫描所述血管轮廓图像中血管轮廓的上下轮廓线上点的图像坐标，得到血管上壁的深度位置、血管下壁的深度位置和血管腔的内壁直径；

所述定位穿刺针过程具体为：

根据所述血管上壁的深度位置、所述血管下壁的深度位置和所述血管腔的内壁直径，选取超声血管图像的血管腔内区域作为识别扫描穿刺针的感兴趣区域；

将所述穿刺针的感兴趣区域的图像转化为轮廓边缘平滑的二值化穿刺针图像；

将所述二值化穿刺针图像进行轮廓检测并提取穿刺针轮廓，得到穿刺针轮廓图像；

根据穿刺针实际穿刺方向对应到所述超声血管图像的穿刺针倾斜方向，扫描所述穿刺针轮廓图像中穿刺针轮廓左右极点的图像坐标，得到所述穿刺针针尖深度、穿刺角度和推进距离；具体地，根据所述穿刺针轮廓图像中提取的穿刺针轮廓左右极点的图像坐标，求解左右极点的图像坐标连线斜率，得到穿刺针穿刺角度和穿刺针针尖深度；根据穿刺针针尖深度与血管下壁深度的深度差，结合穿刺针穿刺角度和设定的安全阈值，得到穿刺针推进距离。

2.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，所述将所述皮下血管的感兴趣区域的图像转化为血管轮廓边缘平滑的二值化血管图像，具体为：

将所述皮下血管的感兴趣区域的图像进行去噪和高斯滤波，得到血管轮廓边缘平滑的皮下血管图像；

将所述皮下血管图像进行自适应阈值二值化处理，得到初步二值化血管图像；

将所述初步二值化血管图像进行图像形态学处理，去除图像中的背景噪点和填充图像中血管轮廓区域内的空洞，使得血管轮廓边缘平滑，得到血管轮廓边缘平滑的二值化血管图像。

3.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，所述将所述穿刺针的感兴趣区域的图像转化为轮廓边缘平滑的二值化穿刺针图像，具体为：

将所述穿刺针的感兴趣区域的图像进行去噪和高斯滤波，得到清晰的穿刺针去噪图像；

将所述穿刺针去噪图像进行自适应阈值二值化处理，得到初步二值化穿刺针图像；

将所述初步二值化穿刺针图像进行图像形态学处理，去除图像中的背景噪点和填充图像中轮廓区域内的空洞，使得轮廓边缘平滑，得到二值化穿刺针图像。

4.根据权利要求3所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，所述将所述穿刺针的感兴趣区域的图像转化为轮廓边缘平滑的二值化穿刺针图像，还包括：

当穿刺针执行动作时，采用所述血管上壁的深度位置、所述血管下壁的深度位置和所述血管腔的内壁直径，在所述二值化穿刺针图像中选取所述超声血管图像的血管腔内区域作为识别扫描穿刺针的感兴趣区域，对所述穿刺针的感兴趣区域的图像重复去噪和高斯滤波、自适应阈值二值化处理以及图像形态学处理，得到合适的二值化穿刺针图像。

5.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，所述超声血管图像为皮下静脉血管的纵截面图像，即超声沿血管方向探测血管图像，超声探测面与血管中心轴线重合。