一种辅助生殖过程中取卵穿刺路径规划方法

本发明涉及数据处理，具体而言，涉及一种辅助生殖过程中取卵穿刺路径规划方法。

背景技术：

1、辅助生殖技术是人类辅助生殖技术(assisted reproductive technology，art)的简称，指采用医疗辅助手段使不育夫妇妊娠的技术，包括人工授精(artificialinsemination，ai)和体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryotransfer，ivf-et)及其衍生技术两大类。当前，对于辅助生殖技术的重点研究方向大多在于如何准确的进行成熟卵细胞的确定和筛选。而对于自动化引导进行穿刺取卵的过程的研究确较少。

2、目前，对于辅助自动进行穿刺取卵路径控制主要基于人工神经网络来进行分析判断。但大部分的辅助穿刺取卵路径基本上不能完全覆盖整个取卵过程，进而穿刺的一部分，并且对于如何针对个体化的差异建立更加准确的穿刺取卵路径还存在控制准确度上的缺陷。

3、因此，设计一种辅助生殖过程中取卵穿刺路径规划方法，能够实现针对个体化差异的穿刺取卵全过程的准确路径规划，为取卵穿刺提供准确且合理的辅助数据参考，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种辅助生殖过程中取卵穿刺路径规划方法，通过获取历史对象的取卵穿刺路径规划数据来进行基于路径规划的特征分析，确定出适用于大众的通用的取卵穿刺路径。同时，充分考虑个体性差异导致的取卵穿刺的路径变化，在获取关联个体差异的特征数据的基础上对具有个体化差异的取卵穿刺路径进行基于个体化数据的关联，进而在充分结合大数据的基础上为后续的个体进行取卵穿刺的规划提供了个体差异路径选择的数据基础，充分保证了针对个体差异的取卵穿刺路径规划的合理性和准确性。所形成的取卵穿刺路径不仅能够实现整个取卵穿刺的全过程的辅助引导，还能够充分保证针对不同个体形成准确的合理的取卵穿刺路径，为穿刺取卵提供重要且准确的辅助数据参考。

2、第一方面，本发明提供一种辅助生殖过程中取卵穿刺路径规划方法，包括获取历史取卵穿刺路径规划数据，并进行路径特征数据的提取，形成取卵穿刺路径特征数据；获取历史取卵穿刺对象特征数据，并结合取卵穿刺路径特征数据进行路径规划差异性分析，确定路径规划差异性数据；获取目标对象的目标特征数据，并结合取卵穿刺路径特征数据和路径规划差异性数据进行路径规划分析，形成目标取卵穿刺规划数据。

3、在本发明中，该方法通过获取历史对象的取卵穿刺路径规划数据来进行基于路径规划的特征分析，确定出适用于大众的通用的取卵穿刺路径。同时，充分考虑个体性差异导致的取卵穿刺的路径变化，在获取关联个体差异的特征数据的基础上对具有个体化差异的取卵穿刺路径进行基于个体化数据的关联，进而在充分结合大数据的基础上为后续的个体进行取卵穿刺的规划提供了个体差异路径选择的数据基础，充分保证了针对个体差异的取卵穿刺路径规划的合理性和准确性。所形成的取卵穿刺路径不仅能够实现整个取卵穿刺的全过程的辅助引导，还能够充分保证针对不同个体形成准确的合理的取卵穿刺路径，为穿刺取卵提供重要且准确的辅助数据参考。

4、作为一种可能的实现方式，获取历史取卵穿刺路径规划数据，并进行路径特征数据的提取，形成取卵穿刺路径特征数据，包括：提取历史取卵穿刺路径规划数据中每个历史对象的历史路径信息，形成对象路径信息集；根据对象路径信息集中的所有的历史路径信息进行路径重合识别分析，形成路径重合分段集；根据路径重合分段集并结合对象路径信息集，形成取卵穿刺路径特征数据。

5、在本发明中，对历史取卵穿刺路径规划数据的特征提取主要是为了基于大数据获取能够利用的适用于大众的穿刺路径段。可以理解的是，不同的取卵穿刺对象虽然路径规划有所区别，但由于人体存在结构上的共性，在某些取卵穿刺路径上存在雷同。提取这些数据作为进行取卵穿刺路径规划的基础数据，一方面可以大大的降低取卵穿刺路径设计的复杂性，毕竟相对全路径的重新设计规划，利用已有的数据进行设计规划更加高效，另一方面可以提高路径设计的实用性，通用性的路径具有实践验证的基础，因此可以保证其具有实用性和准确性，为取卵穿刺提供准确的路径数据引导。

6、作为一种可能的实现方式，根据对象路径信息集中的所有的历史路径信息进行路径重合识别分析，形成路径重合分段集，包括：对对象路径信息集中的每个历史路径信息建立以路径起始点为基准且坐标方向相同的路径坐标系；根据路径坐标系，确定每个历史路径信息对应的历史路径线路函数fn(x,y,z)，其中，n表示不同的历史路径信息的编号；对不同的历史路径线路函数fn(x,y,z)进行基于距离的线路重合度分析，确定出不同的线路重合段函数pm(x,y,z)，其中，m表示在取卵穿刺路径线路上按照取卵方向所确定的不同线路重合段函数的编号，表示编号为m的线路重合段函数pm(x,y,z)在x方向上的最小取值，表示编号为m的线路重合段函数pm(x,y,z)在x方向上的最大取值。

7、在本发明中，对于通用性的路径段的提取采用建立路径函数进行重合性分析的方式进行。考虑路径规划执行的设备具有通用性，因而在建立统一的坐标系的基础上可以将路径进行函数化。进而利用函数曲线进行更加形象化的重合度分析，准确提取通用的路径段。

8、作为一种可能的实现方式，对不同的历史路径线路函数fn(x,y,z)进行基于距离的线路重合度分析，确定出不同的线路重合段函数pm(x,y,z)，包括：设定距离判断阈值s和重合率判断阈值r，对不同历史路径线路函数fn(x,y,z)进行以下基于距离的线路重合度分析：选取任意历史路径线路函数fi(x,y,z)作为基础对比路径线路函数，将其余的历史路径线路函数作为对比对象路径线路函数fk(x,y,z)，其中，i取[1，n]之间的任意一个值，k∈[1，n]，且k≠i；依次提取对比对象路径线路函数fk(x,y,z)与基础对比路径线路函数fi(x,y,z)进行全路径的重合度分析：以x方向上的取值作为路径分段的参考，当存在数量大于等于重合率判断阈值r的对比对象路径线路函数fk(x,y,z)使得在连续的x取值区间满足对比对象路径线路函数fk(x,y,z)与基础对比路径线路函数fi(x,y,z)在yz平面上投影的最大距离小于距离判断阈值s，则将对应的x连续取值区间确定为重合段取值范围并将满足判断条件的r个对比对象路径线路函数fk(x,y,z)同基础对比路径线路函数fi(x,y,z)进行均值化，形成重合段取值范围对应的线路重合段函数pm(x,y,z)。

9、在本发明中，可以理解的是，对于重合度的分析，由于存在路径规划的误差以及实际的调整情况，即使在通用路径段上也不是所有的取卵穿刺对象的路径完全重合。因而可以通过设定阈值进行分析判断。对于阈值的设定，一方面本发明通过曲线的距离阈值来进行重合度的分析判断，并且考虑了大数据掩盖误差的特点，利用重合率阈值来确定重合度分析的准确性水平。另一方面对于阈值的设定可以根据实际需要进行确定，充分考虑穿刺的精度要求或者设备的状态以及环境等情况。需要说明的是，重合度判断可以对路径进行分段划分，通用性的路径段具有在坐标系取值的连续性，因而在利用阈值判断时还要充分考虑取值连续性的情况。

10、作为一种可能的实现方式，将满足判断条件的r个对比对象路径线路函数fk(x,y,z)同基础对比路径线路函数fi(x,y,z)进行均值化，形成重合段取值范围对应的线路重合段函数pm(x,y,z)，包括：设定均化间隔量p，并根据重合段取值范围确定均化取值点qa，其中，a∈[0，p]；获取基础对比路径线路函数fi(x,y,z)在所有均化取值点qa的取值fi(a)和每个对比对象路径线路函数fk(x,y,z)在所有均化取值点qa的取值fk(a)，确定在每个均化取值点上对应的均值化取值fave(a)，其中，根据确定的a+1个均值化取值fave(a)，拟合出在重合段取值范围上的线路重合段函数pm(x,y,z)。

11、在本发明中，对于确定下具有重合度的路径段后，就需要获取一个能够充分展现该路径段路径的曲线函数来体现该路径段的穿刺线路。这里通过将进行判断的路径进行均值化来拟合实现。拟合的方式采用步长取样进行，即在取值段上获取足够的取值点，将每个取值点的所有路径上的取值进行平均化，进而将所有取值点上的均化值作为曲线拟合的参考点拟合出曲线函数。对于均化间隔量的确定可以根据实际情况来判断，充分满足对于路径准确性、设备性能以及环境情况的需求。

12、作为一种可能的实现方式，根据路径重合分段集并结合对象路径信息集，形成取卵穿刺路径特征数据，包括：集合所有线路重合段函数pm(x,y,z)，形成重合线路路径函数集c0；确定相邻线路重合段函数pm(x,y,z)之间间隔的x取值，标定为差异性取值范围；获取所有历史路径线路函数fn(x,y,z)在差异性取值范围上对应的线路路径段，形成差异性线路路径函数集ct，其中，t表示按照取卵方向确定的不同差异性取值范围的编号。

13、在本发明中，在完成重合度分析取得通用性的路径段后，将这些通用性的路径段作为后续进行穿刺路径规划的数据基础可以大大提高路径规划的效率和实用性以及准确度。另外，充分考虑后续对路径中存在的差异性路径段进行分析，这里也对非通用路径段对应的个体性数据进行收集，为后续进行个体差异化的分析提供了重要的数据基础。

14、作为一种可能的实现方式，获取历史取卵穿刺对象特征数据，并结合取卵穿刺路径特征数据进行路径规划差异性分析，确定路径规划差异性数据，包括：提取历史取卵穿刺对象特征数据的穿刺区域形体信息，形成个体形体特征数据；将个体形体特征数据与差异性线路路径函数集ct中的差异性线路路径进行对应，形成个体差异选择路径数据。

15、在本发明中，可以理解的是，存在差异化的路径段，主要是受到个体的形体差异的影响，因而将个体的形体数据作为参考的依据一方面可以保证对差异化路径段的合理且准确的规划，另一方面也可以充分利用历史数据进行参考，提高路径段规划的效率。对于个体形体的数据可以根据实际情况来进行选择，也可以通过更加具体的大数据进行相关性分析取得。

16、作为一种可能的实现方式，个体形体特征数据包括但不限于身高、体重、臀围、卵巢有效尺寸。

17、在本发明中，对个体形体特征数据重点考虑了身高、体重、臀围和卵巢的有效尺寸。这些都是宏观层面直接影响路径段规划的因素，方便获取且具有重要的实际意义。对于卵巢的有效尺寸，可以结合路径规划涉及的尺寸因素来进行设定，以提高数据的关联性。

18、作为一种可能的实现方式，获取目标对象的目标特征数据，并结合取卵穿刺路径特征数据和路径规划差异性数据进行路径规划分析，形成目标取卵穿刺规划数据，包括：获取目标对象的个体形体特征信息，并根据差异性线路路径函数集ct确定所有的差异性线路路径函数；根据确定的差异性线路路径函数和重合线路路径函数集c0，确定目标取卵穿刺规划路径函数。

19、在本发明中，在获取通用性的路径规划段后，进行新的取卵穿刺路径规划时主要就是在充分采集个体形体特征信息的基础上基于大数据确定个体差异化的路径段，进而按照穿刺路径的顺序联系成一个完成的路径，为取卵穿刺提供全过程的数据引导。

20、作为一种可能的实现方式，根据确定的差异性线路路径函数和重合线路路径函数集c0，确定目标取卵穿刺规划路径函数，包括：基于x取值范围的连续性对差异性线路路径函数和重合线路路径函数集中的重合线路路径函数进行顺序排列；将按顺序排列后的每个相邻线路路径函数进行连接点的平滑处理，形成目标取卵穿刺规划路径函数。

21、在本发明中，考虑个体差异化的路径段与通用路径段之间存在非连续性，所以在完成路径规划时，需要进行路径段之间的平滑连接处理。

22、本发明提供的一种辅助生殖过程中取卵穿刺路径规划方法的有益效果有：

23、该方法通过获取历史对象的取卵穿刺路径规划数据来进行基于路径规划的特征分析，确定出适用于大众的通用的取卵穿刺路径。同时，充分考虑个体性差异导致的取卵穿刺的路径变化，在获取关联个体差异的特征数据的基础上对具有个体化差异的取卵穿刺路径进行基于个体化数据的关联，进而在充分结合大数据的基础上为后续的个体进行取卵穿刺的规划提供了个体差异路径选择的数据基础，充分保证了针对个体差异的取卵穿刺路径规划的合理性和准确性。所形成的取卵穿刺路径不仅能够实现整个取卵穿刺的全过程的辅助引导，还能够充分保证针对不同个体形成准确的合理的取卵穿刺路径，为穿刺取卵提供重要且准确的辅助数据参考。