【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于血管穿刺，具体涉及一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统。
技术介绍
1、随着血管穿刺技术在医疗领域的应用日益广泛，尤其在心血管疾病的诊断与治疗过程中，其重要性不言而喻，然而，传统的血管穿刺方法往往依赖于医生的经验与手感，存在较大的主观性和不确定性，尤其是在面对复杂血管结构或紧急情况时，更是难以保证穿刺的准确性和安全性，伴随着超声技术的发展，超声成像技术逐渐成为血管穿刺过程中的重要辅助工具。通过实时三维超声图像，医生能够清晰地观察到目标血管及其周围组织的空间结构，为穿刺路径的规划提供了更为精准的依据。
2、然而，现有技术的超声引导下血管穿刺系统仍存在一些不足，例如，在实时追踪穿刺针位置的过程中，可能会受到患者呼吸、心跳等生理活动的干扰，导致穿刺路径的微小偏移，进而影响穿刺的精准度，从而就可能会导致穿刺失败或并发症的发生，为了解决这一问题，本专利技术提出了一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，能够实时监测并自动调整穿刺针的行针轨迹，确保穿刺的精准性和安全性。
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，包括图像采集模块、特征提取模块、路径规划模块、行针评估模块、第一介入模块以及第二介入模块；
4、所述图像采集模块用于实时获取目标血管及其周围组织的三维超声图像，并进行预处理，且将预处理后
5、所述特征提取模块用于从所述基准特征图像中提取血管图像和组织图像，并提取出血管结构，其中，所述血管结构包括血管中心线、分支点以及血管壁；
6、所述路径规划模块用于获取穿刺位置，并根据所述穿刺位置与血管结构规划多个穿刺路径，再对多个所述穿刺路径进行评估处理，且输出最优穿刺路径；
7、所述行针评估模块用于依据所述最优穿刺路径执行穿刺作业，并实时采集穿刺过程中穿刺针的行针位置，以及所述行针位置对应的行针时间，再根据所述行针位置和行针时间输出穿刺针的行针状态，所述行针状态包括正常行针状态和异常行针状态；
8、所述第一介入模块用于采集正常行针状态下，所述穿刺针的行进偏移量，并依据所述行进偏移量预测穿刺针的目标行进位置；
9、所述第二介入模块用于在异常行针状态下，立即发出告警信号，并同步输出所述穿刺针的调整建议。
10、在一种优选方案中，所述图像采集模块包括图像采集单元和预处理单元，所述图像采集单元用于实时捕获目标血管及其周围组织的三维超声图像，所述预处理单元负责对捕获的三维超声图像进行降噪和增强处理，并将预处理后的三维超声图像输出为基准特征图像。
11、在一种优选方案中，所述特征提取模块包括特征提取单元和血管结构识别单元，所述特征提取单元用于从基准特征图像中分离出血管图像和组织图像，并确定血管区域，所述血管结构识别单元用于提取血管壁的边缘曲线和血管中心线，并输出所述血管中心线与边缘曲线之间的距离，且记录为基准条件参数；
12、所述血管结构识别单元还用于标定血管走向的分支点，并对各个所述分支点添加分支标识。
13、在一种优选方案中，所述路径规划模块包括路径生成单元和路径评估单元，所述路径生成单元根据预设的穿刺位置以及血管中心线生成多个初始穿刺路径，并同步输出各个所述初始穿刺路径下的路径长度、路径拐点数量以及基准条件参数；
14、所述路径评估单元根据路径长度、路径拐点数量以及基准条件参数对各个初始穿刺路径进行评估，且将其评估结果输出为评估得分；
15、所述路径评估单元中设置有评估阈值，所述评估阈值用于与评估得分进行实时比对，且在所述评估得分大于或等于评估阈值时，输出所述评估得分对应的初始穿刺路径为候选路径，反之，则将所述评估得分对应的初始穿刺路径标定为无效路径；
16、所述候选路径输出后，根据对应评估得分的取值大小进行排序，并将评估得分取值最大时的候选路径输出为最优穿刺路径。
17、在一种优选方案中，所述行针评估模块包括行针监测单元和状态输出单元，所述行针监测单元实时追踪穿刺针的行针位置，并同步记录行针位置对应的行针时间，并输出为行针轨迹，且所述状态输出单元内还预设有标准行针轨迹和标准行进偏量，在所述行针轨迹输出后，所述标准行针轨迹会与行针轨迹进行比较，并输出行进偏移量，再将所述行进偏移量与标准行进偏量进行比较；
18、若所述行进偏移量大于标准偏移量，则将穿刺针的行针状态输出为异常行针状态，并触发第二介入模块发出告警信号；
19、若所述行进偏移量小于或等于标准偏移量，则将穿刺针的行针状态输出为正常行针状态，并触发第一介入模块进行采集行进偏移量。
20、在一种优选方案中，所述第一介入模块包括偏移量采集单元和预测单元，所述偏移量采集单元在穿刺针正常行针状态下，构建监测时段，并在所述监测时段内设置多个监测节点，且记录各个所述监测节点下，穿刺针的行进偏移量；
21、所述预测单元接收所述偏移量采集单元传输的行进偏移量，并利用预设的预测函数对行进偏移量进行预测处理，并将预测函数的输出结果输出为最大偏移量。
22、在一种优选方案中，所述最大偏移量输出后，会将其与预设的安全阈值进行比较；
23、若所述最大偏移量小于或等于预设的安全阈值，则继续按照最优穿刺路径执行穿刺作业，并保持对穿刺针行针状态的实时监测；
24、若所述最大偏移量大于预设的安全阈值，则会触发预警机制，且同步发出预警信号，并依据最大偏移量计算穿刺针行进的修正参数。
25、在一种优选方案中，所述第二介入模块包括告警单元和建议输出单元，所述告警单元在接收到行针评估模块发出的异常行针状态信号后，立即触发告警机制，且同步发出告警信号，所述建议输出单元会根据行进偏移量输出穿刺针的调整建议，所述调整建议包括调整穿刺针的角度和方向。
26、本专利技术还提供了，一种超声引导下实时三维血管穿刺定位方法，应用于上述的超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，包括：
27、实时获取目标血管及其周围组织的三维超声图像，并进行预处理，且将预处理后的三维超声图像记录为基准特征图像；
28、从所述基准特征图像中提取血管图像和组织图像，并提取出血管结构，其中，所述血管结构包括血管中心线、分支点以及血管壁；
29、获取穿刺位置，并根据所述穿刺位置与血管结构规划多个穿刺路径，再对多个所述穿刺路径进行评估处理，且输出最优穿刺路径；
30、依据所述最优穿刺路径执行穿刺作业，并实时采集穿刺过程中穿刺针的行针位置，以及所述行针位置对应的行针时间，再根据所述行针位置和行针时间输出穿刺针的行针状态，所述行针状态包括正常行针状态和异常行针状态；
31、采集正常行针状态下，所述穿刺针的行进偏移量，并依据所述行进偏移量预测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，包括图像采集模块、特征提取模块、路径规划模块、行针评估模块、第一介入模块以及第二介入模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述图像采集模块包括图像采集单元和预处理单元，所述图像采集单元用于实时捕获目标血管及其周围组织的三维超声图像，所述预处理单元负责对捕获的三维超声图像进行降噪和增强处理，并将预处理后的三维超声图像输出为基准特征图像。
3.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述特征提取模块包括特征提取单元和血管结构识别单元，所述特征提取单元用于从基准特征图像中分离出血管图像和组织图像，并确定血管区域，所述血管结构识别单元用于提取血管壁的边缘曲线和血管中心线，并输出所述血管中心线与边缘曲线之间的距离，且记录为基准条件参数；
4.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述路径规划模块包括路径生成单元和路径评估单元，所述路径生成单元根据预设的穿刺位置以及血管中心线生成多个初始穿刺
5.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述行针评估模块包括行针监测单元和状态输出单元，所述行针监测单元实时追踪穿刺针的行针位置，并同步记录行针位置对应的行针时间，并输出为行针轨迹，且所述状态输出单元内还预设有标准行针轨迹和标准行进偏量，在所述行针轨迹输出后，所述标准行针轨迹会与行针轨迹进行比较，并输出行进偏移量，再将所述行进偏移量与标准行进偏量进行比较；
6.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述第一介入模块包括偏移量采集单元和预测单元，所述偏移量采集单元在穿刺针正常行针状态下，构建监测时段，并在所述监测时段内设置多个监测节点，且记录各个所述监测节点下，穿刺针的行进偏移量；
7.根据权利要求6所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述最大偏移量输出后，会将其与预设的安全阈值进行比较；
8.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述第二介入模块包括告警单元和建议输出单元，所述告警单元在接收到行针评估模块发出的异常行针状态信号后，立即触发告警机制，且同步发出告警信号，所述建议输出单元会根据行进偏移量输出穿刺针的调整建议，所述调整建议包括调整穿刺针的角度和方向。
9.一种超声引导下实时三维血管穿刺定位方法，其特征在于：应用于权利要求1至8中任意一项所述的超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，包括：
10.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，包括图像采集模块、特征提取模块、路径规划模块、行针评估模块、第一介入模块以及第二介入模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述图像采集模块包括图像采集单元和预处理单元，所述图像采集单元用于实时捕获目标血管及其周围组织的三维超声图像，所述预处理单元负责对捕获的三维超声图像进行降噪和增强处理，并将预处理后的三维超声图像输出为基准特征图像。
3.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述特征提取模块包括特征提取单元和血管结构识别单元，所述特征提取单元用于从基准特征图像中分离出血管图像和组织图像，并确定血管区域，所述血管结构识别单元用于提取血管壁的边缘曲线和血管中心线，并输出所述血管中心线与边缘曲线之间的距离，且记录为基准条件参数；
4.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述路径规划模块包括路径生成单元和路径评估单元，所述路径生成单元根据预设的穿刺位置以及血管中心线生成多个初始穿刺路径，并同步输出各个所述初始穿刺路径下的路径长度、路径拐点数量以及基准条件参数；
5.根据权利要求1所述的一种超声引导下实时三维血管穿刺定位系统，其特征在于：所述行针评估模块包括行针监测单元和状态输出单元，所述行...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖永生，刘冲，沈娜，李梓畅，刘一东，梁永艳，张朝晖，刘宸宇，翟美丽，
申请(专利权)人：诺贝尔天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。