[发明专利]一种基于双目视觉与机器人的乳腺超声扫描方法及系统

说明书

本发明涉及乳腺超声扫描设备领域，公开了一种基于双目视觉与机器人的乳腺超声扫描方法及系统，包括以下步骤：1）获取图像信息；2）对获取的乳腺图像信息进行三维点云重构，并对乳腺点云数据进行优化；3）提取所述的超声扫描路径，并优化所得扫描路径；4）根据所得超声扫描路径，机器人完成乳腺超声扫描。通过本发明的基于双目视觉与机器人的乳腺超声扫描方法及系统，利用双目视觉技术及机器人操纵超声探头进行扫描，能够准确且高效地完成乳腺超声扫描操作，减轻医生的工作负担。

技术领域

本发明涉及乳腺超声扫描设备领域，具体涉及一种基于双目与机器人的乳腺超声扫描方法及系统。

背景技术

乳腺癌作为最常见的癌症之一，发病率逐年增高且趋于年轻化。提早发现并及时治疗，能够有效降低乳腺癌患者的死亡率，并提高癌症患者的生活质量。乳腺癌的超声扫描是检测乳腺癌的最常用手段，传统的乳腺超声扫描主要依赖医生对患者各个部位手动进行检查操作。然而因为医生资源紧缺及医生操作经验不足等原因，面对日益增多的患者数量，手术效率及检测结果的准确性无法得到保证。

针对以上问题，现有技术提出了传统机械装置辅助超声扫描的方法，但是这种扫描方法的智能化与自动化程度不足，因此临床实用性较差。

发明内容

为了在一定程度上解决上述问题，本发明提出了一种基于双目与机器人的乳腺超声扫描方法，利用双目视觉技术及机器人操纵超声探头进行扫描，能够准确且高效地完成乳腺超声扫描操作，减轻医生的工作负担。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。

一种基于双目视觉与机器人的乳腺超声扫描方法，其特征在于，包括：

获取图像信息；

对获取的乳腺图像信息进行三维点云重构，并对乳腺点云数据进行优化；

提取所述的超声扫描路径，并优化所得扫描路径；

根据所得超声扫描路径，机器人完成乳腺超声扫描。

优选地，所述的获取图像信息，包括：

对所述的双目视觉系统进行棋盘格标定，得到相机的内、外参数与畸变系数，并校正双目相机的畸变系数，获取标定数据。

优选地，所述的对获取的乳腺图像信息进行三维点云重构，并对乳腺点云数据进行优化，包括：

所述的三维点云数据的重构，需要使用遵循以下步骤完成：使用Census变换法完成匹配代价计算、使用基于SGM的路径聚合算法完成代价聚合、使用WTA算法进行视差计算、使用像素点坐标信息完成三维点云数据重构；

所述的三维点云数据的优化，主要包含以下两方面：使用Kd-tree空间索引算法进行点云去噪，然后利用均匀采样算法完成点云下采样。

优选地，所述提取所述的超声扫描路径之前，包括：

超声扫描路径的提取应当满足以下五个要求：

超声扫描路径的水平面投影应是封闭环；

超声扫描路径不可在乳腺内部；

超声扫描路径的路径点云应不多于五十个；

超声扫描路径应处于乳腺水平高度的中部；

超声扫描路径信息建立于双目视觉设备坐标系之下。

优选地，所述提取所述的超声扫描路径，包括：

所述超声扫描路径的提取，应当按照以下步骤完成：

计算乳腺三维点云模型中各点云的坐标信息；

计算坐标信息中的Z轴中值数；

提取出Z轴中值数所在坐标信息；

生成所述坐标信息的点云法向量信息；

根据乳腺轮廓及精度需求，确定不多于五十个的点云数量，以此生成超声扫描路径。

优选地，所述超声扫描路径，包括：