本發(fā)明涉及醫(yī)學B超圖像處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體而言，涉及一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
：PICC(PeripherallyInsertedCentralCatheter，經(jīng)外周靜脈置入中心靜脈導管)為需要長期靜脈輸入刺激性或者高濃度的藥物的患者提供一個安全有效的給藥途徑，此途徑能夠有效減少反復(fù)靜脈穿刺，同時降低了靜脈炎的發(fā)生率，能夠長期留置。在穿刺方法中，主要有傳統(tǒng)的盲穿法和超聲引導下的穿刺法，前者在急救的狀態(tài)下，對于急救狀態(tài)和血管條件差的患者，護士盲穿的成功率很低，而新護士需要經(jīng)過漫長的臨床工作實踐積累盲穿經(jīng)驗，在經(jīng)驗積累的過程中會給患者造成痛苦，同時也大大增加了護士的培訓時間和人力成本。后者的超聲引導下的穿刺法，可以對血管有全面直觀的評估，觀察上臂的血管分叉，在通過B超機對目標靜脈的深度與血管直徑直接測量的同時，也可以動態(tài)選擇穿刺點，將可行穿刺點從肘關(guān)節(jié)擴大到上臂。但是，B超機僅可以提供圖像的位置深度信息，不能直觀的反映穿刺時，留置針的穿刺深度和走針路線，從而造成臨床上穿刺困難等難題。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法及裝置，能夠自動定位穿刺機構(gòu)在目標血管中的穿刺位置，定位精度較高。第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法，包括：采集目標血管的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)中包含所述目標血管在圖像坐標系中設(shè)定的橫坐標值；根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取所述圖像數(shù)據(jù)中所述目標血管的圖像特征；根據(jù)所述目標血管的圖像特征，確定所述目標血管的粗檢測中心位置；以根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值確定的橫坐標為搜索點，在所述粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值；根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述目標血管的穿刺點所在的范圍和目標血管的深度值。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取所述圖像數(shù)據(jù)中所述目標血管的圖像特征，包括：根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和所述設(shè)定的橫坐標值在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素；統(tǒng)計所述設(shè)定窗口內(nèi)黑色像素占所述設(shè)定窗口中像素的比例，通過二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組記錄得到的黑色像素比例曲線；其中，所述黑色像素為像素值低于第一設(shè)定閾值的像素；所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個維度記錄黑色像素比例曲線的位置，其另一個維度記錄黑色像素比例曲線的數(shù)據(jù)值。結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根據(jù)所述目標血管的圖像特征，確定所述目標血管的粗檢測中心位置，包括：在所述黑色像素比例曲線中查找滿足第一設(shè)定條件的連通區(qū)域；所述第一設(shè)定條件為：所述連通區(qū)域中所有黑色像素比例均大于第二設(shè)定閾值且所述連通區(qū)域的寬度大于設(shè)定寬度閾值；所述連通區(qū)域至少包括如下特征信息：起點位置信息、終點位置信息、中心位置信息和波峰位置信息；將得到的所述連通區(qū)域的特征信息以結(jié)構(gòu)體數(shù)組方式記錄保存；在所述連通區(qū)域結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，查找首次出現(xiàn)且滿足第二設(shè)定條件的波峰中心；所述第二設(shè)定條件為：該波峰中心的位置低于第一設(shè)定體位標記的位置且在該波峰中心之前至少包括一個波峰中心；所述第一設(shè)定體位標記的位置用于限定所述波峰中心之前至少包括兩個所述連通區(qū)域；根據(jù)第二設(shè)定體位標記的位置，從所述波峰中心之前包括的連通區(qū)域中選取目標連通區(qū)域，并將所述目標連通區(qū)域?qū)?yīng)的波峰值作為所述目標血管的縱坐標值；根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和確定的所述縱坐標值，確定所述目標血管的粗檢測中心位置。結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，在所述黑色像素比例曲線中查找滿足第一設(shè)定條件的連通區(qū)域，包括：從記錄所述黑色像素比例曲線的二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中查找大于第二設(shè)定閾值的像素值；當首次查找到大于第二設(shè)定閾值的第一像素值時，記錄所述第一像素值的位置作為起點位置，直至首次查找到小于第二設(shè)定閾值的第二像素值時，記錄所述第二像素點的位置作為終點位置；判斷所述起點位置和所述終點位置之間的距離是否大于設(shè)定寬度閾值；若是，確定所述起點位置到所述終點位置為一個連通區(qū)域，并記錄所述連通區(qū)域的中心位置和波峰位置；重復(fù)執(zhí)行上述查找和判斷的步驟，直至完成對所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中像素值的遍歷。結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，根據(jù)第二設(shè)定體位標記的位置，從所述波峰中心之前包括的連通區(qū)域中選取目標連通區(qū)域，包括：獲取所述波峰中心之前的第一個連通區(qū)域和第二連通區(qū)域；分別計算所述第一個連通區(qū)域的終點位置和第二個連通區(qū)域的起點位置與第二設(shè)定體位標記的位置的距離；根據(jù)距離計算結(jié)果，確定距離所述第二設(shè)定體位標記最近的連通區(qū)域為目標連通區(qū)域或者確定第一個連通區(qū)域為目標連通區(qū)域。結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，以根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值確定的橫坐標為搜索點，在所述粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值，包括：根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值以及第二設(shè)定步長，確定的橫坐標搜索點；以確定的所述橫坐標搜索點為起始點，遍歷所述粗檢測中心位置的縱坐標值對應(yīng)像素值，當在雙向縱坐標方向中檢測到大于第三設(shè)定閾值的像素值，并記錄該像素值對應(yīng)的縱坐標值；在向上的縱坐標方向的記錄結(jié)果中選取最大縱坐標值，作為目標血管的上血管壁的縱坐標值；在雙向縱坐標方向的記錄結(jié)果中選取最小縱坐標值，作為目標血管的下血管壁的縱坐標值。結(jié)合第一方面的第五種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述目標血管的穿刺點所在的范圍，包括：根據(jù)目標血管設(shè)定的橫坐標值和搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定目標血管的中心點；以所述中心點為圓心，以所述上下血管壁的縱坐標值之差為半徑，確定所述穿刺點所在的范圍；根據(jù)所述目標血管的中心點、所述上血管壁的縱坐標值以及第二設(shè)定體位標記，確定目標血管的深度值；所述第二設(shè)定體位標記包括：皮膚表面到中心點的距離與圖像坐標系中的坐標點的對應(yīng)關(guān)系。第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置，包括：采集模塊，用于采集目標血管的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)中包含所述目標血管在圖像坐標系中設(shè)定的橫坐標值；圖像特征獲取模塊，用于根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取所述圖像數(shù)據(jù)中所述目標血管的圖像特征；粗檢測模塊，用于根據(jù)所述目標血管的圖像特征，確定所述目標血管的粗檢測中心位置；搜索模塊，用于以根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值確定的橫坐標為搜索點，在所述粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值；確定模塊，用于根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述目標血管的穿刺點所在的范圍和目標血管的深度值。結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，圖像特征獲取模塊，包括：第一遍歷單元，用于根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和所述設(shè)定的橫坐標值在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素；統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計所述設(shè)定窗口內(nèi)黑色像素占所述設(shè)定窗口中像素的比例，通過二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組記錄得到的黑色像素比例曲線；所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個維度記錄黑色像素比例曲線的位置，其另一個維度記錄黑色像素比例曲線的數(shù)據(jù)值。結(jié)合第二方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，粗檢測模塊，包括：第一查找單元，用于在所述黑色像素比例曲線中查找滿足第一設(shè)定條件的連通區(qū)域；所述第一設(shè)定條件為：所述連通區(qū)域中所有黑色像素比例均大于第二設(shè)定閾值且所述連通區(qū)域的寬度大于設(shè)定寬度閾值；所述連通區(qū)域至少包括如下特征信息：起點位置信息、終點位置信息、中心位置信息和波峰位置信息；記錄單元，用于將得到的所述連通區(qū)域的特征信息以結(jié)構(gòu)體數(shù)組方式記錄保存；第二查找單元，用于在所述連通區(qū)域結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，查找首次出現(xiàn)且滿足第二設(shè)定條件的波峰中心；所述第二設(shè)定條件為：該波峰中心的位置低于第一設(shè)定體位標記的位置且在該波峰中心之前至少包括一個波峰中心；所述第一設(shè)定體位標記的位置用于限定所述波峰中心之前至少包括兩個所述連通區(qū)域；選取單元，用于根據(jù)第二設(shè)定體位標記的位置，從所述波峰中心之前包括的連通區(qū)域中選取目標連通區(qū)域，并將所述目標連通區(qū)域?qū)?yīng)的波峰值作為所述目標血管的縱坐標值；第一確定單元，用于根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和確定的所述縱坐標值，確定所述目標血管的粗檢測中心位置。本發(fā)明實施例提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法及裝置，包括：采集目標血管的圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)中包含目標血管在圖像坐標系中設(shè)定的橫坐標值；根據(jù)目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取圖像數(shù)據(jù)中目標血管的圖像特征；根據(jù)目標血管的圖像特征，確定目標血管的粗檢測中心位置；以根據(jù)粗檢測中心位置的橫坐標確定的橫坐標為搜索點，在粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值；根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定目標血管的穿刺點所在的范圍和目標血管的深度值，與現(xiàn)有技術(shù)中B超機僅可以提供圖像的位置深度信息，不能直觀的反映穿刺時，留置針的穿刺深度和走針路線，從而造成臨床上穿刺困難等難題相比，其能夠高精度的自動定位穿刺機構(gòu)在目標血管中的穿刺位置，降低了醫(yī)院的人力培訓成本，同時避免了人工穿刺針扎傷風險。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法的流程圖；圖2的左圖和右圖對應(yīng)示出了本發(fā)明實施例采集的600×450的超聲影像以及選取的感興趣區(qū)域的劃定位置示意圖；圖3示出了本發(fā)明實施例所提供的另一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法的流程圖；圖4示出了本血管所在橫坐標的垂直線上，寬度為36的窗口中黑色像素所占比例R(y)-Y的曲線示意圖；圖5示出了本發(fā)明實施例所提供的另一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法的流程圖；圖6示出了本發(fā)明實施例所提供的另一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法的流程圖；圖7示出了本發(fā)明實施例所提供的另一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法的流程圖；圖8示出了利用本發(fā)明實施例所提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法得到的目標血管檢測定位的效果圖；圖9示出了利用本發(fā)明實施例所提供的所用視頻采集卡和彩超機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10示出了本發(fā)明實施例所提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11示出了本發(fā)明實施例所提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中圖像特征獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12示出了本發(fā)明實施例所提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中粗檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖標：10、采集模塊；20、圖像特征獲取模塊；30、粗檢測模塊；40、搜索模塊；50、確定模塊；201、第一遍歷單元；202、統(tǒng)計單元；301、第一查找單元；302、記錄單元；303、第二查找單元；304、選取單元；305、第一確定單元。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍?？紤]到目前B超機計算的目標靜脈的深度與血管直徑的計算方法精確度較差，從而無法精確定位穿刺針的穿刺位置。基于此，本發(fā)明實施例提供了一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法及裝置，下面通過實施例進行描述。本發(fā)明實施例提供了一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法，所述方法可以由圖像處理器來執(zhí)行，參考圖1，所述方法包括：S101、采集目標血管的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)中包含所述目標血管在圖像坐標系中設(shè)定的橫坐標值。目前的留置針穿刺靜脈血管，均是護士首先通過B超機采集目標血管的超聲影像，然后B超機顯示該超聲影像。本發(fā)明實施例中，圖像處理器獲取B超機顯示該超聲影像的方式有兩種，第一，圖像處理器向B超機請求獲取其采集的超聲影像，由B超機將其采集的超聲影像發(fā)送給圖像處理器；第二，圖像處理器連接一圖像采集卡，并通過該圖像采集直接采集B超機顯示的超聲影像。在圖像處理器獲取到超聲影像，根據(jù)用戶發(fā)送的截取指令或者根據(jù)預(yù)先存儲的截取指令，在超聲影像上選取感興趣區(qū)域，得到目標血管的圖像數(shù)據(jù)；所述感興趣區(qū)域為血管所在可能區(qū)域。圖2的左圖和右圖分別對應(yīng)本發(fā)明實施例采集的600×450的超聲影像以及選取的感興趣區(qū)域的劃定位置示意圖。對于得到的目標血管的圖像數(shù)據(jù)，圖像處理器以該圖像數(shù)據(jù)的左上角的點作為原點，以水平方向向右為正方向，以豎直方向向下為正方向建立圖像坐標系，其中，水平方向表示目標血管的長度延伸方向，豎直向下方表示目標血管的深度方向。在建立的上述圖像坐標系中，護士手動選定目標血管所在的橫坐標，具體選取方法為：在截取出的感興趣圖像上，需要操作者按照以往的血管經(jīng)驗進行目標血管所在橫坐標的選取。按照軟件設(shè)計原則，操作人員需通過鼠標點擊事件在后臺PC上對目標血管所在的橫坐標垂直線上進行單擊，此時PC獲取目標血管所在的橫坐標X。S102、根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取所述圖像數(shù)據(jù)中所述目標血管的圖像特征。本發(fā)明實施例中，根據(jù)設(shè)定的橫坐標值，以一定縱坐標步長，按照縱坐標的豎直方向以及按照36×36大小的設(shè)定窗口遍歷所述圖像數(shù)據(jù)中的像素，統(tǒng)計各個窗口內(nèi)黑色像素所占當前窗口像素(即當前矩形塊像素)的比例，得到比例曲線，記為R(y)-Y。其中，R表示縱坐標為y時，以(X，y)為中心，寬度為BianLiWidth＝36像素的正方形區(qū)域內(nèi)，像素值低于第一設(shè)定閾值(如T1＝30，T1表示第一設(shè)定閾值)的像素點個數(shù)所占的比例；其中，黑色像素比例曲線為圖像數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征。S103、根據(jù)所述目標血管的圖像特征，確定所述目標血管的粗檢測中心位置。本發(fā)明實施例中，利用得到的R(y)-Y比例曲線，找出大于第二設(shè)定閾值，且寬度大于2的高比例連通區(qū)域(即連通區(qū)域)，記錄為連通域結(jié)構(gòu)體數(shù)組PeakArea_A[g_areaNo_A]。g_areaNo_A表示得到的高連通域的個數(shù)，結(jié)構(gòu)體數(shù)組PeakArea_A則記錄了每個連通區(qū)域的起點、終點、中心、波峰的位置信息。S104、以根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值確定的橫坐標為搜索點，在所述粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值。具體的，橫坐標搜索點包括兩種情況：第一，僅包括粗檢測中心位置的橫坐標；第二，包括粗檢測中心位置的橫坐標以及多個按照粗檢測中心位置的橫坐標和第二設(shè)定步長(即預(yù)設(shè)橫坐標設(shè)定步長)確定的其他橫坐標。S105、根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述目標血管的穿刺點所在的范圍和目標血管的深度值。本發(fā)明實施例中，根據(jù)目標血管設(shè)定的橫坐標值和搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定目標血管的中心點；根據(jù)所述中心點和搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述穿刺點所在的范圍；根據(jù)第二設(shè)定體位標記、所述中心點和搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定目標血管的深度值；所述第二設(shè)定體位標記包括：皮膚表面到中心點的距離與圖像坐標系中的坐標點的對應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明實施例提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法，與現(xiàn)有技術(shù)中B超機僅可以提供圖像的位置深度信息，不能直觀的反映穿刺時，留置針的穿刺深度和走針路線，從而造成臨床上穿刺困難等難題相比，其能夠高精度的自動定位穿刺機構(gòu)在目標血管中的穿刺位置，降低了醫(yī)院的人力培訓成本，同時避免了人工穿刺針扎傷風險。進一步的，參考圖3，步驟101，根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取所述圖像數(shù)據(jù)中所述目標血管的圖像特征，包括：S1021、根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和所述設(shè)定的橫坐標值在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素；參考圖4，以目標血管設(shè)定的橫坐標值X為定值，根據(jù)第一設(shè)定步長Y1確定目標血管第一個縱坐標值Y1，在以(X，Y1)為中心點的設(shè)定窗口中(如36×36)進行像素遍歷，記為第一窗口的遍歷；然后根據(jù)第一設(shè)定步長Y1確定目標血管第二個縱坐標值Y1+Y1，在以(X，Y1+Y1)為中心點的設(shè)定窗口中進行像素遍歷，記為第一窗口的遍歷，重復(fù)上述遍歷方法，直至完成覆蓋所述圖像數(shù)據(jù)中所有像素多個N個窗口的遍歷。S1022、統(tǒng)計所述設(shè)定窗口內(nèi)黑色像素占所述設(shè)定窗口中像素的比例，通過二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組記錄得到的黑色像素比例曲線；其中，所述黑色像素為像素值低于第一設(shè)定閾值的像素；所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個維度記錄黑色像素比例曲線的位置，其另一個維度記錄黑色像素比例曲線的數(shù)據(jù)值。具體的，統(tǒng)計步驟1021中各個窗口內(nèi)像素值小于第一設(shè)定閾值的黑色像素所占當前窗口像素的比例，得到比例曲線，記為R(y)-Y。其中，R表示縱坐標為y時，以(X，y)為中心，寬度為BianLiWidth＝36像素的正方形區(qū)域內(nèi)，像素值低于第一設(shè)定閾值(如T1＝30)的像素點個數(shù)所占的比例，然后通過二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組的函數(shù)記錄得到的黑色像素比例曲線；上述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，一個維度記錄黑色像素比例曲線的位置，另一個維度記錄黑色像素比例曲線的數(shù)據(jù)值。圖4為血管所在橫坐標的垂直線上，寬度為36的窗口中黑色像素所占比例R(y)-Y的曲線示意圖。進一步的，參考圖5，步驟103，根據(jù)所述目標血管的圖像特征，確定所述目標血管的粗檢測中心位置，包括：S1031、在所述黑色像素比例曲線中查找滿足第一設(shè)定條件的連通區(qū)域；所述第一設(shè)定條件為：所述連通區(qū)域中所有黑色像素比例均大于第二設(shè)定閾值且所述連通區(qū)域的寬度大于設(shè)定寬度閾值；所述連通區(qū)域至少包括如下特征信息：起點位置信息、終點位置信息、中心位置信息和波峰位置信息。具體的，連通區(qū)域的查找方法包括：從記錄所述黑色像素比例曲線的二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中查找大于第二設(shè)定閾值的像素值；當首次查找到大于第二設(shè)定閾值的第一像素值時，記錄所述第一像素值的位置作為起點位置，直至首次查找到小于第二設(shè)定閾值的第二像素值時，記錄所述第二像素點的位置作為終點位置；上述第二設(shè)定閾值可表示為THIGVAL，本發(fā)明實施例中設(shè)定THIGVAL＝83。判斷所述起點位置和所述終點位置之間的距離是否大于設(shè)定寬度閾值；若是，確定所述起點位置到所述終點位置為一個連通區(qū)域，并記錄所述連通區(qū)域的中心位置和波峰位置；重復(fù)執(zhí)行上述查找和判斷的步驟，直至完成對所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中像素值的遍歷，得到多個連通區(qū)域。當通過上述查找和判斷的步驟得到的連通區(qū)域g_areaNo_A的個數(shù)為0時，將第二設(shè)定閾值THIGVAL進行減5處理，再次通過上述查找和判斷的步驟進行統(tǒng)計，直至得到多個連通區(qū)域。S1032、將得到的所述連通區(qū)域的特征信息以結(jié)構(gòu)體數(shù)組方式記錄保存。具體的，連通區(qū)域結(jié)構(gòu)體數(shù)組可表示為PeakArea_A[g_areaNo_A]，g_areaNo_A表示得到的連通區(qū)域的個數(shù)，結(jié)構(gòu)體數(shù)組PeakArea_A則記錄了每個連通區(qū)域的起點位置、終點位置、中心位置、波峰位置。S1033、在所述連通區(qū)域結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，查找首次出現(xiàn)且滿足第二設(shè)定條件的波峰中心；所述第二設(shè)定條件為：該波峰中心的位置低于第一設(shè)定體位標記的位置且在該波峰中心之前至少包括一個波峰中心；所述第一設(shè)定體位標記的位置用于限定所述波峰中心之前至少包括兩個所述連通區(qū)域。具體的，由解剖學，正常人體的上臂貴要靜脈所處的深度為0.5～2.0cm之間，而大多數(shù)在1cm附近。巴德公司的用于PICC穿刺的B超機為穿刺進行了圖像的尺寸標定，即分別在源圖像的(225，179)、(225，258)、(225，337)、(225，416)、(225，496)五處進行了熒光綠的標記，即B超機上預(yù)先設(shè)置有設(shè)定體位標記。根據(jù)連通區(qū)域結(jié)構(gòu)體數(shù)組信息，當?shù)诙€波峰中心低于B超機顯示器中的第一設(shè)定體位標記的位置(即原定的1.8cm處的綠點下方)，即縱坐標像素值為LowCenter＝230時，說明在此之前至少有2個連通區(qū)域，確定該波峰中心為要符合條件的波峰中心。本發(fā)明實施例中，第一設(shè)定體位標記和第二設(shè)定體位標記是B超機中的穿刺引導線中的標記點，標記點可以有多個，各個標記點代表標記的當前位置距離皮膚表面的深度值。S1034、根據(jù)第二設(shè)定體位標記的位置，從所述波峰中心之前包括的連通區(qū)域中選取目標連通區(qū)域，并將所述目標連通區(qū)域?qū)?yīng)的波峰值作為所述目標血管的縱坐標值。具體的，目標連通區(qū)域的選取方法包括：獲取所述波峰中心之前的第一個連通區(qū)域和第二連通區(qū)域；分別計算所述第一個連通區(qū)域的終點位置和第二個連通區(qū)域的起點位置與第二設(shè)定體位標記的位置的距離；根據(jù)距離計算結(jié)果，確定距離所述第二設(shè)定體位標記最近的連通區(qū)域為目標連通區(qū)域或者確定第一個連通區(qū)域為目標連通區(qū)域。作為一種可實施方式，比較第一個連通區(qū)域的終點坐標和第二個連通區(qū)域的起點坐標，距離第二設(shè)定體位標記的位置(該位置為血管最常見位置即1cm處的綠點位置)最近的，為目標血管的比例曲線位置；上述綠點位置即感興趣區(qū)域中縱坐標像素值為BigCENTER＝143的位置。否則，第一個連通區(qū)域是目標連通區(qū)域。在確定的目標連通區(qū)域中，將該目標連通區(qū)域的波峰位置作為目標血管中心的粗檢測位置DetectY。S1035、根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和確定的所述縱坐標值，確定所述目標血管的粗檢測中心位置。進一步的，參考圖6，步驟104，以根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值確定的橫坐標為搜索點，在所述粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值，包括：S1041、根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值以及第二設(shè)定步長，確定的橫坐標搜索點。具體的，當目標血管為普通血管即預(yù)設(shè)長度的目標血管的截面成橢圓形，第二設(shè)定步長為0，此時，確定的橫坐標搜索點只包括粗檢測中心位置的橫坐標值；當患者脂肪較多或者患者較胖或者目標血管不是普通血管時，預(yù)設(shè)長度的目標血管的截面并非規(guī)則的橢圓形，此時，第二設(shè)定步長大于0，此時，確定的橫坐標搜索點既包括粗檢測中心位置的橫坐標值，還包括根據(jù)大于0的第二設(shè)定步長和粗檢測中心位置的橫坐標值確定的其他橫坐標值；如第二設(shè)定步長為5，橫坐標搜索點包括X-5、X和X+5。S1042、以確定的所述橫坐標搜索點為起始點，遍歷所述粗檢測中心位置的縱坐標值對應(yīng)像素值，當在雙向縱坐標方向中檢測到大于第三設(shè)定閾值的像素值，并記錄該像素值對應(yīng)的縱坐標值。本發(fā)明實施例中，為了保證出現(xiàn)不規(guī)則形狀的目標血管，以橫坐標搜索點包括X-5、X和X+5為例進行血管半徑與圓心位置精確檢測；粗檢測位置DetectY為目標血管中的已知圖像點，以(X-5，DetectY)、(X，DetectY)、(X+5，DetectY)為中心，分別按照上下兩個方向，遍歷所述粗檢測中心位置的縱坐標值對應(yīng)像素值，當遇到像素值大于第三設(shè)定閾值的像素，則該方向停止搜索并記錄搜索的像素值的縱坐標值。本發(fā)明實施例中第三設(shè)定閾值表示RadiuPixValu且設(shè)定RadiuPixValue＝45。S1043、在向上的縱坐標方向的記錄結(jié)果中選取最大縱坐標值，作為目標血管的上血管壁的縱坐標值。具體的，在按照向上的縱坐標方向搜索的三個縱坐標值中取最大值，得到RadiusStart，作為目標血管的上血管壁位置。S1044、在雙向縱坐標方向的記錄結(jié)果中選取最小縱坐標值，作為目標血管的下血管壁的縱坐標值。具體的，在按照上下的縱坐標方向搜索的三個縱坐標值中取最小值，得到RadiusEnd，作為目標血管的下血管壁位置。進一步的，參考圖7，步驟105，根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述目標血管的穿刺點所在的范圍，還包括：S1051、根據(jù)目標血管設(shè)定的橫坐標值和搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定目標血管的中心點。本發(fā)明實施例中，目標血管的中心點的縱坐標值為(RadiusStart+RadiusEnd)/2，目標血管的中心點為(X，(RadiusStart+RadiusEnd)/2)。S1052、以所述中心點為圓心，以所述上下血管壁的縱坐標值之差為半徑，確定所述穿刺點所在的范圍。具體的，以(X，(RadiusStart+RadiusEnd)/2)為圓心，以(RadiusEnd-RadiusStart)/2為半徑，確定穿刺點所在的范圍。S1053、根據(jù)所述目標血管的中心點、所述上血管壁的縱坐標值以及第二設(shè)定體位標記，確定目標血管的深度值；所述第二設(shè)定體位標記包括：皮膚表面到中心點的距離與圖像坐標系中的坐標點的對應(yīng)關(guān)系。將測得的數(shù)據(jù)(包括目標血管的中心點、以該中心點為圓心的半徑(RadiusEnd-RadiusStart)/2和目標血管的深度值)在原圖上進行效果標注，其中豎線是操作人員通過鼠標點擊事件傳遞給后臺PC的。圖8示出了目標血管檢測定位的效果圖。本發(fā)明實施例提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法，與現(xiàn)有技術(shù)中的B超機僅可以提供圖像的位置深度信息，不能直觀的反映穿刺時，留置針的穿刺深度和走針路線，從而造成臨床上穿刺困難等難題相比，其能夠高精度的自動定位穿刺機構(gòu)在目標血管中的穿刺位置，降低了醫(yī)院的人力培訓成本，同時避免了人工穿刺針扎傷風險。作為一種可選的實施方式，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法在進行試驗時，選用了維視圖像MV-2000型號的USB接口圖像采集卡、巴德公司SonoTouch80彩超。采集卡和彩超機如圖9所示。試驗硬件條件為IntelCore(TM)2QuadQ95502.83GHzCPU，4G內(nèi)存的PC機；軟件環(huán)境為VisualStudio2013，OpenCV3.0。采集視頻的分辨率為600×450，程序處理一幀圖像的平均時間約為27ms，可以達到實時檢測要求。選擇2016年6月-8月在解放軍307醫(yī)院進行PICC置管的病人共946例病人，男329例，女597例，年齡分布從11歲到83歲不等。不分年齡、性別進行檢測。每例病人采集1-3張圖片不等，共得到1467試驗檢測樣本。其中識別率如下表1所示。表1試驗樣本檢測結(jié)果說明待識別樣本總數(shù)暫不處理數(shù)錯誤識別數(shù)目識別正確率1467643397.64789％表格中暫不處理的數(shù)目為64，指的是在傳遞圖像時，護士誤操作，所傳圖片中沒有目標血管，不被列入算法處理對象。錯誤識別是指,血管定位失敗，或血管深度測量偏差大。試驗中發(fā)現(xiàn)，在識別錯誤的病例時，往往是超聲圖像前期選擇的不好，沒有調(diào)整到最佳的圖像顯示狀態(tài)。在錯誤識別時若及時調(diào)整探頭角度和位置，進行新的圖片發(fā)送，能糾正錯誤，進行正確的血管識別定位。試驗結(jié)果表明算法在不同血管情景下表現(xiàn)良好。本研究克服了醫(yī)學圖像成像不均勻，不統(tǒng)一的弊端。同時時間和計算復(fù)雜度較低，能夠滿足實時性和準確性的要求。本發(fā)明實施例還提供了一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置，所述裝置用于執(zhí)行上述留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位方法，參考圖10，所述裝置包括：采集模塊10，用于采集目標血管的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)中包含所述目標血管在圖像坐標系中設(shè)定的橫坐標值；圖像特征獲取模塊20，用于根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值及其在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素，獲取所述圖像數(shù)據(jù)中所述目標血管的圖像特征；粗檢測模塊30，用于根據(jù)所述目標血管的圖像特征，確定所述目標血管的粗檢測中心位置；搜索模塊40，用于以根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值確定的橫坐標為搜索點，在所述粗檢測中心位置的縱坐標值中搜索上下血管壁的縱坐標值；確定模塊50，用于根據(jù)搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定所述目標血管的穿刺點所在的范圍和目標血管的深度值。進一步的，參考圖11，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中，圖像特征獲取模塊20，包括：第一遍歷單元201，用于根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和所述設(shè)定的橫坐標值在縱坐標方向的第一設(shè)定步長，遍歷所述圖像數(shù)據(jù)在設(shè)定窗口中的像素；統(tǒng)計單元202，用于統(tǒng)計所述設(shè)定窗口內(nèi)黑色像素占所述設(shè)定窗口中像素的比例，通過二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組記錄得到的黑色像素比例曲線；所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個維度記錄黑色像素比例曲線的位置，其另一個維度記錄黑色像素比例曲線的數(shù)據(jù)值。進一步的，參考圖12，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中，粗檢測模塊30，包括：第一查找單元301，用于在所述黑色像素比例曲線中查找滿足第一設(shè)定條件的連通區(qū)域；所述第一設(shè)定條件為：所述連通區(qū)域中所有黑色像素比例均大于第二設(shè)定閾值且所述連通區(qū)域的寬度大于設(shè)定寬度閾值；所述連通區(qū)域至少包括如下特征信息：起點位置信息、終點位置信息、中心位置信息和波峰位置信息；記錄單元302，用于將得到的所述連通區(qū)域的特征信息以結(jié)構(gòu)體數(shù)組方式記錄保存；第二查找單元303，用于在所述連通區(qū)域結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，查找首次出現(xiàn)且滿足第二設(shè)定條件的波峰中心；所述第二設(shè)定條件為：該波峰中心的位置低于第一設(shè)定體位標記的位置且在該波峰中心之前至少包括一個波峰中心；所述第一設(shè)定體位標記的位置用于限定所述波峰中心之前至少包括兩個所述連通區(qū)域；選取單元304，用于根據(jù)第二設(shè)定體位標記的位置，從所述波峰中心之前包括的連通區(qū)域中選取目標連通區(qū)域，并將所述目標連通區(qū)域?qū)?yīng)的波峰值作為所述目標血管的縱坐標值；第一確定單元305，用于根據(jù)所述目標血管設(shè)定的橫坐標值和確定的所述縱坐標值，確定所述目標血管的粗檢測中心位置。進一步的，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中，第一查找單元301，具體用于，從記錄所述黑色像素比例曲線的二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中查找大于第二設(shè)定閾值的像素值；當首次查找到大于第二設(shè)定閾值的第一像素值時，記錄所述第一像素值的位置作為起點位置，直至首次查找到小于第二設(shè)定閾值的第二像素值時，記錄所述第二像素點的位置作為終點位置；判斷所述起點位置和所述終點位置之間的距離是否大于設(shè)定寬度閾值；若是，確定所述起點位置到所述終點位置為一個連通區(qū)域，并記錄所述連通區(qū)域的中心位置和波峰位置；重復(fù)執(zhí)行上述查找和判斷的步驟，直至完成對所述二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組中像素值的遍歷。進一步的，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中，選取單元304，包括：獲取子單元，用于獲取所述波峰中心之前的第一個連通區(qū)域和第二連通區(qū)域；距離計算子單元，用于分別計算所述第一個連通區(qū)域的終點位置和第二個連通區(qū)域的起點位置與第二設(shè)定體位標記的位置的距離；確定子單元，用于根據(jù)距離計算結(jié)果，確定距離所述第二設(shè)定體位標記最近的連通區(qū)域為目標連通區(qū)域或者確定第一個連通區(qū)域為目標連通區(qū)域。進一步的，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中，搜索模塊40，包括：第二確定單元，用于根據(jù)所述粗檢測中心位置的橫坐標值以及第二設(shè)定步長，確定的橫坐標搜索點；第二遍歷單元，用于以確定的所述橫坐標搜索點為起始點，遍歷所述粗檢測中心位置的縱坐標值對應(yīng)像素值，當在雙向縱坐標方向中檢測到大于第三設(shè)定閾值的像素值，并記錄該像素值對應(yīng)的縱坐標值；第一選取單元，用于在向上的縱坐標方向的記錄結(jié)果中選取最大縱坐標值，作為目標血管的上血管壁的縱坐標值；第二選取單元，用于在雙向縱坐標方向的記錄結(jié)果中選取最小縱坐標值，作為目標血管的下血管壁的縱坐標值。進一步的，本發(fā)明實施例提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置中，確定模塊50包括：第三確定單元，用于根據(jù)目標血管設(shè)定的橫坐標值和搜索的上下血管壁的縱坐標值，確定目標血管的中心點；第四確定單元，用于以所述中心點為圓心，以所述上下血管壁的縱坐標值之差為半徑，確定所述穿刺點所在的范圍；第五確定單元，用于根據(jù)所述目標血管的中心點、所述上血管壁的縱坐標值以及第二設(shè)定體位標記，確定目標血管的深度值；所述第二設(shè)定體位標記包括：皮膚表面到中心點的距離與圖像坐標系中的坐標點的對應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明實施例提供的一種留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中的B超機僅可以提供圖像的位置深度信息，不能直觀的反映穿刺時，留置針的穿刺深度和走針路線，從而造成臨床上穿刺困難等難題相比，其能夠高精度的自動定位穿刺機構(gòu)在目標血管中的穿刺位置，降低了醫(yī)院的人力培訓成本，同時避免了人工穿刺針扎傷風險。本發(fā)明實施例所提供的留置針在穿刺靜脈血管中的自動定位裝置可以為設(shè)備上的特定硬件或者安裝于設(shè)備上的軟件或固件等。本發(fā)明實施例所提供的裝置，其實現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應(yīng)內(nèi)容。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，前述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，均可以參考上述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。在本發(fā)明所提供的實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，在本發(fā)明提供的實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-OnlyMemory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋，此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。最后應(yīng)說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3