[发明专利]一种静脉采血数据处理方法、装置及智能采血机器人

权利要求书

1.一种静脉采血数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取静脉血管所处身体部位的静脉血管红外图像，对所述静脉血管红外图像进行处理并提取出血管轮廓图像；

对所述血管轮廓图像进行骨架提取得以获得多个血管半径，并将基于最大半径筛选出多个所述血管半径中的一个所述血管半径所在静脉血管的点确定为第一采血穿刺点；具体为：对所述血管轮廓图像进行骨架提取以得到含有血管中心线、血管两侧轮廓的图像；计算所述血管中心线与所述血管两侧轮廓之间的距离，获得多个血管半径；基于最大半径筛选出多个所述血管半径中的一个所述血管半径所在静脉血管的点确定为第一采血穿刺点，得到所述第一采血穿刺点在所述血管轮廓图像上的二维坐标；

基于获取到的所述第一采血穿刺点所处身体部位的多组皮肤高度激光扫描数据，以最小二乘法拟合出静脉血管所处皮肤的轮廓曲线方程，并根据所述轮廓曲线方程计算得到所述第一采血穿刺点的皮肤切线方向；

获取所述第一采血穿刺点所处静脉血管的皮下血管深度超声波图像，结合所述皮肤切线方向、对所述皮下血管深度超声波图像提取出的血管上下壁轮廓图像，获得采血针的穿刺深度。

2.如权利要求1所述的静脉采血数据处理方法，其特征在于，所述基于获取到的所述第一采血穿刺点所处身体部位的多组皮肤高度激光扫描数据，以最小二乘法拟合出静脉血管所处皮肤的轮廓曲线方程，并根据所述轮廓曲线方程计算得到所述第一采血穿刺点的皮肤切线方向，具体为：

获取激光测距传感器在扫描血管皮肤区域形貌高度后获取的所述第一采血穿刺点所处身体部位的多组皮肤高度激光扫描数据；

基于所述多组皮肤高度激光扫描数据，按照二次多项式的最小二乘法拟合出静脉血管所处皮肤的轮廓曲线方程：

f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²，

其中，f(x)为血管处皮肤形貌高度的轮廓曲线方程，x为血管处皮肤上点的坐标，a₀...a₂为多项式系数；

获得所述轮廓曲线方程与实际点残差平方和最小的表达式：

其中，E为残差平方和，要求E为最小，x_i、y_i为血管处皮肤上点的坐标，N为点集总数；

根据所述第一采血穿刺点的坐标求导所述轮廓曲线方程，得到所述第一采血穿刺点的轮廓切线斜率和皮肤角度，其中，k＝f′(x_p)，α＝arctan(k)，k为血管处皮肤轮廓切线斜率，x_p为第一采血穿刺点的坐标，α为第一采血穿刺点附近皮肤的角度。

3.如权利要求1或2所述的静脉采血数据处理方法，其特征在于，所述获取所述第一采血穿刺点所处静脉血管的皮下血管深度超声波图像，结合所述皮肤切线方向、对所述皮下血管深度超声波图像提取出的血管上下壁轮廓图像，获得采血针的穿刺深度，具体为：

对通过超声波探头采集到的所述第一采血穿刺点所处静脉血管的皮下血管深度超声波图像，提取出上述皮下血管深度超声波图像的血管上壁轮廓线深度h₁、血管下壁轮廓线深度h₂；

选择血管的上壁轮廓线与下壁轮廓线之间的中间位置作为血管腔中心线位置，以供控制系统根据所述血管腔中心线位置控制末端执行装置的运动深度为：

结合所述皮肤切线方向的皮肤切线角度、所述末端执行装置的运动深度，获得采血针的穿刺深度：

其中，h₁为血管上壁轮廓线深度，h₂为血管下壁轮廓线深度，h3为末端执行装置的运动深度，α为皮肤切线方向的皮肤切线角度。