[发明专利]一种用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法

权利要求书

1.一种用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，包括有主控模块、超声设备和机器人，所述主控模块与超声设备和机器人耦接，所述超声设备的超声探头设置在机器人上，所述超声探头用于采集超声图像，所述主控模块用于识别超声图像中的血管，从而控制超声探头沿着血管移动。

2.根据权利要求1所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，所述主控模块识别超声图像中的血管包括以下过程：

所述主控模块控制各个单帧超声图像从RGB颜色空间转到HSV颜色空间，通过红蓝阈值得到二值化图像，所述主控模块根据多帧超声图像中二值化图像出现的次数多少判断血管是动脉或静脉；

多帧超声图像中二值化图像出现次数占比大于等于动脉阈值，则判断为动脉；

多帧超声图像中二值化图像出现次数占比大于静脉阈值，且小于动脉阈值，则判断为静脉。

3.根据权利要求2所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，所述动脉阈值为80％，所述静脉阈值为20％。

4.根据权利要求1所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，所述主控模块根据超声图像中是否有黑色区域判断超声探头是否位于皮肤平面法向量上；

当判断超声图像中有黑色区域时，则判断超声探头没有位于皮肤平面法向量上，并控制超声探头移动调整超声图像。

5.根据权利要求4所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，所述主控模块根据探头坐标系控制超声探头移动；

超声探头画面纵向延伸的方向为探头坐标系的Z轴，超声探头画面横向延伸的方向为探头坐标系的X轴，垂直于超声探头画面的方向为探头坐标系的Y轴；

所述主控模块内设置有像素阈值，黑色区域为超声图像的像素值低于像素阈值的区域，所述主控模块将超声图像平均分成左右两部分并计算像素平均值；

当判断左右两部分均有黑色区域时，则控制超声探头沿探头坐标系的Z轴移动；

当判断仅左部分有黑色区域时，则控制超声探头绕探头坐标系的Y轴向左侧旋转；

当判断仅右部分有黑色区域时，则控制超声探头绕探头坐标系的Y轴向右侧旋转。

6.根据权利要求5所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，所述机器人上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测超声探头作用在皮肤上的压力；

所述主控模块与压力传感器耦接，所述主控模块内预设有压力阈值，所述主控模块用于采集压力传感器检测的压力值，并判断压力值是否大于压力阈值；

当所述主控模块判断压力值大于压力阈值时，则控制超声探头停止移动。

7.根据权利要求6所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，所述主控模块控制超声探头沿着血管移动包括以下过程：

所述主控模块根据世界坐标系确定超声探头的位置，当所述主控模块判断超声探头位于皮肤平面法向量上时，则所述主控模块记录超声探头基于世界坐标系的坐标作为扫查起始位；

所述主控模块控制超声探头平行于血管方向移动，移动过程中，主控模块时时判断超声图像上是否有血管、超声图像中是否有黑色区域，以及压力传感器的压力值是否大于压力阈值；

所述主控模块根据血管区域质心与超声图像中线之间的距离控制超声探头沿探头坐标系的X轴移动，从而将血管区域质心移动至超声图像的中线上；

当所述主控模块判断血管区域质心移动至超声图像的中线上时，则控制超声探头沿探头坐标系的Y轴移动前进，并自动调整超声探头使得血管区域质心位于超声图像的中线上；

根据世界坐标系确定各帧血管区域质心，从而完成血管的导航。

8.根据权利要求7所述的用于血管超声自主扫查的血管定位和导航方法，其特征在于，当所述主控模块第一次判断血管区域质心移动至超声图像的中线上时，则控制超声探头沿探头坐标系的Z轴转动，从而寻找血管的最小横截面；

当所述主控模块检测到血管的最小横截面时，则所述主控模块根据超声图像坐标系确定血管区域质心的坐标。