CN109805991B - 血管穿刺辅助控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及血管穿刺技术领域，提供一种血管穿刺辅助控制方法及装置，该方法包括：采集穿刺目标区域的血管超声短轴截面影像；自动识别血管短轴截面影像的边界信息，并获取血管短轴截面边界数据和血管中心点位置数据；提取以穿刺目标点为基点的沿预设穿刺角度方向的穿刺路径，并根据穿刺路径和穿刺针当前位置参数，获取穿刺针由当前姿态调整至穿刺路径上所需的位移参数；基于位移参数，驱使穿刺针移动调整至穿刺路径上，并沿穿刺路径刺到所述穿刺目标点。本发明实施例提供的血管穿刺辅助控制方法及装置，能够确保在平面外穿刺技术下穿刺针针尖准确到达穿刺目标点，有效避免了平面外穿刺技术存在的并发症风险，提高了穿刺一次成功率。

Description

血管穿刺辅助控制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及血管穿刺技术领域，尤其涉及一种血管穿刺辅助控制方法及装置。

背景技术

传统的血管穿刺术采用解剖学体表定位法盲穿，穿刺成功率主要取决于医生的临床经验。但由于患者体质的差异和血管解剖变异等影像因素，体表定位盲穿技术存在一次穿刺成功率较低，以及并发症的风险。随着超声设备的普及，超声引导下血管穿刺技术因穿刺过程可视、穿刺成功率高等优点逐渐在临床开始应用。超声引导下血管穿刺技术根据探头、血管以及穿刺针三者之间位置关系的不同分为平面内技术和平面外技术。平面内技术穿刺针始终处于探头扫描平面内，在穿刺过程中可以完整显示进针路线，缺点是不能观察目标周围的组织，探头操作不稳定容易丢失血管，并且由于超声的容积效应导致不能明确针尖和血管切面的位置关系造成穿刺失败。平面外技术则可以清晰显示周围组织解剖关系，血管容易辨认，缺点是穿刺过程针体和针尖不可见，容易造成穿刺并发症风险，穿刺针刺入血管后调节穿刺角度时容易发生穿刺针脱离及刺破血管等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种血管穿刺辅助控制方法及装置，用以解决平面外穿刺技术难以确定穿刺针针尖位置易造成穿刺并发症风险的技术问题。

本发明实施例提供一种血管穿刺辅助控制方法，包括：采集穿刺目标区域的血管超声短轴截面影像；

自动识别所述血管短轴截面影像的边界信息，并获取血管短轴截面边界数据和血管中心点位置数据，设定所述截面影像的中心点位置为血管穿刺目标点；

提取以穿刺目标点为基点的沿预设穿刺角度方向的穿刺路径，并根据所述穿刺路径和穿刺针当前姿态位置参数，获取穿刺针由当前姿态调整至所述穿刺路径上所需的位移参数；

基于所述位移参数，驱使所述穿刺针移动并调整至所述穿刺路径上，并沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

本发明实施例还提供一种血管穿刺辅助控制装置，包括：

超声检测模块，采集目标区域的血管超声短轴截面影像；

图像识别处理模块，自动识别所述血管短轴截面影像的边界信息，并获取血管短轴截面边界数据和血管中心点位置数据，设定所述截面影像的中心点位置为血管穿刺目标点；

穿刺导航模块，包括穿刺路径规划模块，提取以穿刺目标点为基点的沿预设穿刺角度方向的穿刺路径，在所述穿刺路径上选取穿刺姿态到位点，并根据所述穿刺路径、所述穿刺姿态到位点位置参数、穿刺针具当前姿态位置参数和穿刺针当前位置参数，获取穿刺针针具由当前姿态调整至所述穿刺路径上并使穿刺针针尖到达所述穿刺姿态到位点所需的平移位移参数、穿刺角度位移参数以及沿穿刺路径刺到穿刺姿态到位点的穿刺位移参数；

姿态调节模块，基于所述平移位移参数、穿刺角度位移参数和穿刺位移参数，驱使所述穿刺针具移动调整至使之与所述穿刺路径重合，且穿刺针针尖到达穿刺姿态到位点，并沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

本发明实施例提供的血管穿刺辅助控制方法及装置，能够自动识别超声影像下的血管位置信息，以血管中心作为穿刺目标点进行穿刺路径规划，实现在穿刺路径规划下进行穿刺，具有自动跟踪穿刺针针尖的功能，能够确保在平面外穿刺技术下穿刺针针尖准确到达穿刺目标点，有效避免了平面外穿刺技术存在的并发症风险，提高了穿刺一次成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面介绍对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明血管穿刺辅助控制方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明血管穿刺辅助控制装置一实施例的结构框图示意图；

图3为本发明血管穿刺辅助控制装置中穿刺针、超声探头与血管的位置关系示意图；

图4为血管穿刺目标区域中血管超声短轴截面影像。

其中：

1-穿刺针；2-血管；3-皮肤；4-超声探头；100-超声检测模块；200-图像识别处理模块；300-穿刺导航模块；400-姿态调节模块；500-显示模块；301-穿刺路径规划模块；302-针尖位置锁定控制模块；a-穿刺目标点；b-血管边界；c-超声图像；d-超声图像中位线；e-针尖跟踪标记。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1给出了本发明实施例血管穿刺辅助控制方法一实施例的流程示意图，如图1所示，该控制方法包括：

步骤S101：采集穿刺目标区域的血管超声短轴截面影像；

超声影像通常是采用超声探头4对目标区域进行超声扫描得到，采用平面外穿刺技术，血管穿刺由血管2的短轴方向刺入，因此采集血管2穿刺目标区域中血管超声短轴截面影像(如图4所示，图4为血管穿刺目标区域中血管超声短轴截面影像)。

在进行穿刺之前，需要调整超声探头4，使采集的目标血管2短轴截面影像位于超声扫描的超声图像中位线d上，便于穿刺目标点a的确定。

步骤S102：自动识别所述血管超声短轴截面影像的边界信息，并获取血管短轴截面边界数据和血管中心点位置数据，设定所述截面影像的中心点位置为血管2穿刺目标点a；

边界信息的识别通常采用图像处理装置实现，以自动识别采集的血管短轴截面影像的边界数据，从而可计算获得血管超声短轴截面影像的中心点位置坐标，例如，血管2上边界及下边界在与超声图像c中的坐标分别为(0,-h₁)和(0,-h₂)，中心点位置坐标数据为(0,-H)，其中H＝(h₁+h₂)/2，将该中心点位置记为穿刺目标点a，其坐标数据为(0,(h₁+h₂)/2)。

步骤S103：提取以穿刺目标点为基点的沿预设穿刺角度方向的穿刺路径，并根据所述穿刺路径和穿刺针1当前姿态位置参数，获取穿刺针1由当前姿态调整至所述穿刺路径上所需的位移参数；

预设穿刺角度θ是人为设定的穿刺针1的角度，可根据患者情况(年龄、体重等体征)而进行合理设定。已知穿刺角度θ和穿刺目标点a，可以获取穿刺针1的入针穿刺路径，该穿刺路径为以穿刺目标点a为基点摄取的一条沿穿刺角度θ方向的直线，将穿刺针1调整至该穿刺路径上，即可通过该穿刺路径顺利导引刺到穿刺目标点a。进一步地，可在穿刺路径位于皮肤3边界之上的位置处选取一点作为穿刺姿态到位点B，便于穿刺针1在超声平面外准备穿刺。其中，穿刺姿态到位点B的位置参数具体可通过以下方式计算获得：穿刺路径与皮肤3边界相交的点为穿刺针1刺入点A，根据穿刺目标点的坐标值以及预设穿刺角度θ，可以计算得到刺入点A的坐标(-H·cotθ_set,0)，该穿刺姿态到位点B离穿刺针1刺入点A具有一定的距离H_s，根据该距离H_s和刺入点A的坐标，即可计算得到穿刺姿态到位点B的坐标(-(H+H_s)·cotθ_set,H_s)。

穿刺姿态到位点B与刺入点A之间存在一定的距离H_s，用于确保穿刺针1针尖在达到穿刺姿态到位点后与患者皮肤3保持一定的安全距离，以备操作者进行穿刺针1穿刺姿态的确认及调整。其中，H_s数值可设为6-12mm，优选10mm。

在获取穿刺路径后，根据所述穿刺路径和穿刺针1当前姿态位置参数，获取穿刺针1由当前姿态调整至所述穿刺路径上所需的位移参数。具体地，穿刺针1可通过平移调节、角度调节，使穿刺针1移动调整至位于穿刺路径上，使穿刺针1与穿刺路径重合，再通过沿穿刺路径进行穿刺调节使穿刺针1针尖到达穿刺到位点位置，故此时需要获取穿刺针1由当前姿态调整至所述穿刺路径上所需的平移位移参数、角度位移参数、穿刺位移参数。其中，“位于穿刺路径上”的状态是指针具与穿刺路径所在的直线重合，此时穿刺针1姿态到位，到位后即可进行导引穿刺操作。

步骤S104：基于所述位移参数，驱使所述穿刺针1移动并调整至所述穿刺路径上，并沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

根据平移位移参数、角度位移参数、穿刺位移参数作为驱动电机等驱动装置的控制参数，从而可通过驱动装置自动驱使穿刺针1及针尖位置调整至位于穿刺路径上的穿刺到位点，再沿穿刺路径导引刺到穿刺目标点。通过获取位移控制量，即可自动控制穿刺针1进行操作，使穿刺针1精确地到达穿刺姿态以及刺到穿刺目标点，精确度高，避免了由于穿刺过程针体和针尖不可见而难以确定穿刺针1针尖位置的问题，从而避免了穿刺并发症的风险。

整个穿刺操作过程可通过驱动装置进行操控，该驱动装置包括控制模块和执行操作模块，控制模块内软件编程输出命令控制信号，从而操控执行操作模块操作穿刺针1运动。

穿刺操作在穿刺路径导引下以超声影像下的血管2中心为目标点进行穿刺，能够精确控制针尖在血管2内的运动位置，确保了穿刺针1能够准确到达血管2中心位置并在超声平面内显影，使得穿刺操作能够一次刺入完成。

在另一实施例中，提取所述穿刺路径之后，在所述穿刺路径上选取穿刺姿态到位点；根据所述穿刺路径、所述穿刺姿态到位点位置参数、穿刺针具当前姿态位置参数、和穿刺针1针尖当前位置参数，获取穿刺针1由当前姿态调整至所述穿刺姿态到位点并位于所述穿刺路径上所需的平移位移参数、穿刺角度位移参数以及沿穿刺路径刺到穿刺姿态到位点的穿刺位移参数；基于所述平移位移参数、穿刺角度位移参数和穿刺位移参数，驱使所所述穿刺针1移动调整至使之与所述穿刺路径重合且到达穿刺姿态到位点，并沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

具体地，根据所述穿刺路径、所述穿刺姿态到位点的坐标、穿刺针具当前姿态位置参数、和和穿刺针1针尖的当前位置坐标，获取穿刺针1针尖由当前姿态移动至所述穿刺姿态到位点的平移位移量，以及调整穿刺针1角度至预设穿刺角度所需的穿刺角度位移量；基于所述平移位移量和穿刺角度位移量，驱使所述穿刺针1针尖移动至穿刺姿态到位点，并使穿刺针1针具调整至位于所述穿刺路径上。

根据所述穿刺姿态到位点的坐标和所述穿刺目标点坐标，获取穿刺针1针尖由所述穿刺姿态到位点刺到所述穿刺目标点的穿刺位移量；基于所述穿刺位移量，驱使所述穿刺针1沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

例如，以探头中心为坐标系原点，建立穿刺针1针尖位置(z_T，x_T)、穿刺角度θ与三个姿态调节机构位移S₁、S₂、S₃的计算关系，其中，平移姿态调节机构位移可表示为S₁＝F₁(z_T，x_T，θ)，穿刺角度调节机构位移可表示为S₂＝F₂(θ),穿刺位置调节机构位移可表示为S₃＝F₃(x_T，θ)。

通常处于初始位置时，穿刺针1与探头检测面垂直，即初始穿刺角度值为90°，穿刺姿态到位点B的坐标值为(-(H+H_s)·cotθ_set,H_s)，穿刺针1姿态由初始姿态移动到穿刺路径上且穿刺针针尖移动至穿刺姿态到位点，所需的平移姿态调节机构的平移位移量值为S₁＝F₁(-(H+H_s)·cotθ_set,H_s,θ_set)-F1(z_T0,x_T0,90°)，穿刺角度调节机构的角度位移量值为S₂＝F₂(θ_set)-F₂(90°)，穿刺位置调节机构的穿刺位移量值为S₃＝F₃(H_s,θ_set)-F₃(x_T0,90°)。

穿刺针1穿刺姿态到位后，由操作者进行确认无误后，可选择自动或手动穿刺模式进行穿刺。自动模式下，三个姿态调节机构基于以上位移控制量执行控制，穿刺针1自动由穿刺姿态到位点运动至穿刺目标点a；手动模式下，操作者通过操作手柄控制穿刺针1由穿刺姿态到位点运动至穿刺目标点a，此模式下穿刺位置调节装置位移控制量值为S₃＝F₃(-H,θ_set)-F₃(H_s,θ_set)。

在上述各实施例的基础上，本实施例中，在驱使穿刺针1的针尖至穿刺姿态到位点并根据穿刺路径导引刺到穿刺目标点a的过程中，实时获取并显示针尖的实际位置信息，将穿刺姿态到位点、穿刺入针点和穿刺目标点a的实际位置信息与计算获取的坐标值进行判断，实时进行位置调整。在穿刺针1针尖到达穿刺目标点a位置时，自动识别针尖的超声影像，并结合穿刺针1针尖位置的跟踪，能够确保在平面外穿刺技术下穿刺针1针尖准确到达穿刺目标点。

在穿刺针1刺入过程中，实时显示穿刺针1的针尖跟踪标记e，针尖跟踪标记e以圆形点形式显示在超声影像上，图4中针尖位置距离探头表面的距离Lx通过实时检测穿刺姿态调节电机编码器数值计算得到。

针尖位置到达穿刺目标点a可以通过两方面来确认，第一方面是通过判断三个穿刺姿态调节电机编码器实际数值是否分别和对应的设定位移控制量值一致；第二方面是通过图像识别处理模块200识别超声影像中是否有针尖显影。

在穿刺针1针尖到达血管2中心后，可以进行穿刺针1角度调节是后续进一步治疗的关键。为了保证在进行穿刺针1角度调节时，穿刺针1针尖始终位于超声扫描平面内的血管2中心位置，通过针尖位置锁定控制功能实现，在上述各实施例的基础上，本实施例中，在进行穿刺角度调节时，当穿刺角度调节量达到某一小角度时，通过图像识别处理技术获取当前血管2中心位置，并将针尖目标位置修正到当前血管2中心，直到穿刺角度调节到下一步治疗所需角度。在调节穿刺针1穿刺角度的同时，控制针尖始终处于超声扫描平面内显影。

例如，在穿刺角度调节过程中，实时识别血管边界b，血管2上下边界坐标分别为(0,-h₁′)和(0,-h₂′)，则血管2中心位置坐标更新为(0,-H′)，其中H′＝(h₁′+h₂′)/2。即当穿刺角度由θ_set变化为θ_set′，穿刺针1针尖位置同步调节到血管2中心位置所需的两个姿态调节装置运动位移量可分别计算得出，平移姿态调节机构位移控制值为S₁＝F₁(0,-H′,θ_set′)-F₁(0,H,θ_set),穿刺位置调节机构位移控制值为S₃＝F₃(-H′,θ_set′)-F₁(H,θ_set)。

本发明实施例提供的一种血管2穿刺辅助控制方法，具有以下几点优点：

(1)穿刺辅助机器人具有自动识别穿刺目标点a的功能，穿刺路径规划功能可以确保在平面外穿刺技术下穿刺针1针尖准确到达超声声束扫描平面内的穿刺目标点a，提高穿刺一次成功率。

(2)根据实施后续治疗要求需要调节穿刺角度，针尖位置锁定控制功能可使得在调节穿刺针1角度的同时使穿刺针1针尖始终处于超声扫描平面内血管2中心点位置。

(3)本发明穿刺辅助控制方法可以应用于其他类型的平面内和平面外穿刺操作，操作方法简单可靠，穿刺针的穿刺角度及穿刺目标位置控制精确度高。

图2给出了本发明血管穿刺辅助控制装置一实施例的结构框图示意图，上述控制方法能够基于该控制装置实现。如图2，该控制装置包括：超声检测模块100、图像识别处理模块200、穿刺导航模块300和姿态调节模块400。其中：

超声检测模块100包括相互连接的超声探头4和图像采集模块，超声探头4对穿刺目标区域进行超声扫描，将扫描到的超声影像传输至图像采集模块中进行信息采集，采集得到穿刺目标区域的血管超声短轴截面影像。在进行穿刺之前，需要调整超声探头4，使采集的目标血管短轴截面影像位于超声扫描的超声图像中位线d上，便于边界信息的识别和穿刺目标点a的确定。图3给出了本发明血管穿刺辅助控制装置中穿刺针1、超声探头4与血管2的位置关系示意图，如图3所示，血管2位于超声探头4超声扫描区域的中心位置，穿刺针1与探头2超声扫描平面相交，穿刺针1的针尖位于穿刺姿态到位点，穿刺路径指向血管2的中心位置。。

为了便于穿刺针1在穿刺过程中实时观察针尖的位置，超声检测模块100还包括显示模块500，该显示模块500与图像采集模块电连接，用于显示血管超声短轴截面影像以及实时显示穿刺针1针尖跟踪标记，针尖跟踪标记e以圆形点形式显示在超声影像上，图4中针尖位置距离探头表面的距离Lx通过实时检测穿刺姿态调节电机编码器数值计算得到。

图像识别处理模块200用于自动识别血管短轴截面影像的边界信息，获取血管短轴截面影像的边界数据，从而可计算获得血管超声短轴截面影像的中心点位置坐标，设定截面影像的中心点位置为血管2穿刺目标点a。通过图像识别处理模块200识别超声影像中是否有针尖显影，可以辅助判断针尖位置是否到达穿刺目标点a。

穿刺导航模块300包括穿刺路径规划模块301，该穿刺路径规划模块301用于提取以穿刺目标点a为基点的沿预设穿刺角度方向的穿刺路径，并根据所述穿刺路径和穿刺针1当前姿态位置参数，获取穿刺针1由当前姿态调整至所述穿刺路径上所需的位移参数。在该穿刺路径上选取穿刺姿态到位点。预设穿刺角度θ是人为设定的穿刺入针的角度，可根据患者情况(年龄、体重等体征)而进行合理设定。已知穿刺角度θ和穿刺目标点a，可以获取穿刺针1的入针穿刺路径，穿刺路径为沿穿刺角度θ方向通过穿刺目标点a的一条直线，穿刺路径与皮肤3相交的点为穿刺针1刺入点A，在该穿刺路径位于皮肤3外距离刺入点A一定距离处选取一坐标点作为穿刺姿态到位点B。在获取穿刺路径后，根据所述穿刺路径、穿刺针1当前姿态位置参数和穿刺针针尖当前位置参数，获取穿刺针1由当前姿态调整至所述穿刺路径上的穿刺到位点所需的位移参数。具体地，穿刺针1可通过平移调节、角度调节和穿刺调节，使穿刺针1针具移动并调整至位于穿刺路径上，穿刺针1针尖移动并调整至穿刺到位点的位置，故此时需要获取穿刺针1由当前姿态位置调整至所述穿刺路径上所需的平移位移参数、角度位移参数、穿刺位移参数，根据平移位移参数、角度位移参数和穿刺位移参数作为驱动电机等驱动装置的控制参数，从而可通过驱动装置自动驱使穿刺针1调整至位于穿刺路径上，并使穿刺针1针尖到达穿刺到位点位置，再沿穿刺路径导引刺到穿刺目标点。

穿刺导航模块300还包括针尖位置跟踪模块，实时获取并显示针尖的实际位置信息，并将针尖的实际位置信息与穿刺姿态到位点或穿刺目标点的坐标值进行对比判断，实时进行位置调整，在穿刺针1针尖到达穿刺目标点后自动识别穿刺针1针尖的超声影像。

穿刺导航模块300还包括针尖位置锁定控制模块302，该针尖位置锁定控制模块302用于在进行穿刺角度调节时(例如当穿刺角度调节量达到某一小角度时)，通过图像识别处理技术获取当前血管2中心位置，并将针尖目标位置修正到当前血管2中心，直到穿刺角度调节到下一步治疗所需角度。该针尖位置锁定控制模块302能够在调节穿刺针1穿刺角度的同时，控制穿刺针1针尖始终处于超声扫描平面内显影，并且同步修正血管中心点位置并调节针尖位置到修正后的血管中心点位置。，进行后续进一步治疗。通过针尖位置锁定控制功能，实现调节穿刺针1穿刺角度的同时使穿刺针1针尖始终处于超声扫描平面内血管中心点位置，避免了穿刺针1针尖从血管2中脱离以及对血管壁造成损伤的风险。

姿态调节模块400用于基于位移参数，驱使所述穿刺针1移动调整至所述穿刺路径上使之与穿刺路径重合，并沿所述穿刺路径刺到所述穿刺姿态到位点或穿刺目标点。

具体地，姿态调节模块400包括控制模块和执行操作模块；所述控制模块接收所述穿刺导航模块300输出的平移位移参数数据、穿刺角度位移参数数据和穿刺位移参数数据，并输出命令控制信号控制所述执行操作模块驱使穿刺针1运动。

进一步地，该执行操作模块包括：平移姿态调节机构，基于所述平移位移参数，驱使穿刺针1进行平移调节；穿刺角度调节机构，基于所述穿刺角度位移参数，驱使穿刺针1进行角度调节；穿刺针1进行平移调节和角度调节使穿刺针1位于所述穿刺路径上；穿刺位置调节机构，基于穿刺位移参数，驱使所述穿刺针1针尖沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

平移姿态调节机构、穿刺角度调节机构和穿刺位置调节机构可分别采用驱动电机等驱动装置，例如伺服电机等。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种血管穿刺辅助控制装置，其特征在于，包括：

超声检测模块，采集目标区域的血管超声短轴截面影像；

图像识别处理模块，自动识别所述血管短轴截面影像的边界信息，并获取血管短轴截面边界数据和血管中心点位置数据，设定所述截面影像的中心点位置为血管穿刺目标点；

穿刺导航模块，包括穿刺路径规划模块，提取以穿刺目标点为基点的沿预设穿刺角度方向的穿刺路径，在所述穿刺路径上选取穿刺姿态到位点，并根据所述穿刺路径、所述穿刺姿态到位点位置参数、穿刺针具当前姿态位置参数和穿刺针针尖当前位置参数，获取穿刺针针具由当前姿态调整至所述穿刺路径上并使穿刺针针尖到达所述穿刺姿态到位点所需的平移位移参数、穿刺角度位移参数以及沿穿刺路径刺到穿刺姿态到位点的穿刺位移参数，

所述穿刺导航模块还包括：针尖位置锁定控制模块，所述针尖位置锁定控制模块通过所述图像识别处理模块获取当前血管中心位置，在穿刺角度调整的同时，控制针尖位置使得针尖始终位于当前血管中心；

姿态调节模块，基于所述平移位移参数、穿刺角度位移参数和穿刺位移参数，驱使所述穿刺针具移动调整至使之与所述穿刺路径重合，且穿刺针针尖到达穿刺姿态到位点，并沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点；

所述穿刺姿态到位点的位置参数通过以下方式计算获得：所述穿刺路径与皮肤边界相交的点为穿刺刺入点，根据所述穿刺目标点的坐标值

(0，-H)以及预设穿刺角度θ_set，计算得到所述穿刺刺入点的坐标(-H·cotθ_set，0)，所述穿刺姿态到位点离所述穿刺刺入点具有一定的距离H_s，根据所述距离H_s和所述穿刺刺入点的坐标，计算得到所述穿刺姿态到位点的坐标(-(H+H_s)·cotθ_set，H_s)；

其中，所述距离H_s数值为6-12mm；

处于初始位置时，所述穿刺针与超声探头检测面垂直，所述穿刺姿态到位点的坐标值为(-(H+H_s)·cotθ_set，H_s)，所述穿刺针姿态由初始姿态移动到所述穿刺路径上且穿刺针针尖移动至所述穿刺姿态到位点，所需的平移姿态调节机构的平移位移量值为

S₁＝F₁(-(H+H_s)·cotθ_set，H_s，θ_set)-F1(z_T0，x_T0，90°)，穿刺角度调节机构的角度位移量值为S₂＝F₂(θ_set)-F₂(90°)，穿刺位置调节机构的穿刺位移量值为S₃＝F₃(H_s，θ_set)-F₃(x_T0，90°)；其中，(zT0，xT0)为穿刺针针尖在初始位置点的坐标。

2.根据权利要求1所述的血管穿刺辅助控制装置，其特征在于，所述姿态调节模块包括控制模块和执行操作模块；所述控制模块接收所述穿刺导航模块输出的平移位移参数数据、穿刺角度位移参数数据和穿刺位移参数数据，并输出命令控制信号控制所述执行操作模块驱使穿刺针运动。

3.根据权利要求2所述的血管穿刺辅助控制装置，其特征在于，所述执行操作模块包括：

平移姿态调节机构，基于所述平移位移参数，驱使穿刺针进行平移调节；

穿刺角度调节机构，基于所述穿刺角度位移参数，驱使穿刺针进行角度调节；穿刺针进行平移调节和角度调节使穿刺针针具位于所述穿刺路径上；

穿刺位置调节机构，基于穿刺位移参数，驱使所述穿刺针针尖沿所述穿刺路径刺到所述穿刺目标点。

4.根据权利要求1所述的血管穿刺辅助控制装置，其特征在于，所述穿刺导航模块还包括：

针尖位置跟踪模块，实时获取并显示针尖的实际位置信息，并将针尖的实际位置信息与穿刺姿态到位点或穿刺目标点的坐标值进行对比判断，实时进行位置调整，当穿刺针针尖达到穿刺目标点后，通过所述图像识别处理模块自动识别穿刺针针尖的超声影像。

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