[实用新型]一种电磁定位与B超一体化探头标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医学超声成像与电磁定位技术融合领域，尤其是指一种电磁定位与B超一体化探头标定装置。

背景技术

医学超声成像作为一种廉价、实时的影像学检查方法，在医学中已经有着较为广泛的应用。目前在临床中使用最广泛的是B型超声成像(即B超)。单纯的B超获得的二维影像，不能提供给医生直观的立体效果。随着计算机技术的发展，三维超声成像已经能在临床上获得较为理想的三维图像。目前，三维超声成像大多是在二维成像的基础上完成的，通过对目标区域的超声回波采样，得到三维超声所需要的体数据，即在采集一系列二维图像的基础上重建出三维图像。

虽然三维超声成像能为医生提供直观的图像效果，但三维成像计算方法较复杂，对探头要求较高，而且有的临床应用中需要三维位置但不需要三维图像。例如超声导航，得到超声图像上某一点的空间坐标比得到三维图像更为重要。因此需要得到超声图像二维图像上某一点对应的三维坐标的坐标变换关系，这个过程称为超声探头的标定。

目前获取超声探头标定的常用的方法有三种：

使用光学跟踪设备标定超声探头。标定时，需求出光学跟踪设备与B超探头之间精确的空间位置。在标定时，为了避免协同设计带来的适应性差及减少拆卸过程带来的误差，加快标定速度，往往需要设计一种特殊结构且精度较高的校准模型。标定过程涉及的计算较为繁琐，标定过程不能遮挡光学跟踪设备。使用限制较多，不利于推广。

采用电磁定位方式标定超声探头，这种方式通常将电磁定位传感器固定于超声探头上。标定时，利用固定夹具的几何位置关系得到标定结果，或者先完成探头成像平面的空间位置的标定。利用几何位置关系的标定结果因在计算时将部件理想化为一个点或者一个面，精度不高；先标定成像平面的的标定的计算过程复杂，而且不能直接得到超声图像上某一点的空间坐标。

借助支架及摄像机等机械定位方式实现探头标定。标定前，需要制作空间结构较复杂，且精度很高的标定装置，且计算过程较为繁琐。

因此，设计一种不依赖制作复杂的标定装置，计算过程较简单、标定流程较少、通用性强且标定精度较高的电磁定位与B超一体化探头标定装置及标定方法，对于提高B超的精度有很大的必要，是现有技术中亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供了一种结构简单可靠、搭建方便、通用性强、标定精度高的的电磁定位与B超一体化探头标定装置。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种电磁定位与B超一体化探头标定装置，包括水槽和尼龙线，所述水槽由内外两层共三个透明无顶长方体结构组成，内层水槽包括两个长方体结构，每个内层长方体水槽较大的两个相对面钻有分布同样的孔，孔径相同，外层长方体水槽能够容纳两个内层长方体水槽；所述尼龙线通过水槽壁的孔及塑料胶合剂固定在两个内层水槽中，其中一个内层水槽中的尼龙线有四条，分为两组，每组的两条线平行穿过所述水槽，两组线交叉形成“井”字结构，采用“井”字结构的交点作为超声图像的标记点；另外一个内层水槽中的尼龙线由两条平行线及一条斜线组成，形成“N”字结构，采用“N”字结构与超声成像平面的交点作为超声图像的标记点。

在装置加工制造时，所述尼龙线与内层水槽的相对位置关系已知；标定一体化探头前，将纯净水注入水槽，标定扫描平面时，一体化探头在水槽较为狭长的方向进行扫描。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型标定工具简单，材料易得，制作容易。

2、本实用新型计算过程简单，由超声平面上点的二维图像计算世界坐标系下的三维坐标时，不需要先确定超声平面的位置。

3、可在现有二维超声设备的基础上得到精确的三维位置，易于推广应用。

4、标定方法对人体无害，适于产科等医用场合。

附图说明

图1为电磁定位与B超一体化探头的标定装置的立体外观图。

图2为电磁定位与B超一体化探头的标定装置的使用场景图。

图3a为电磁定位与B超一体化探头的标定装置内层“N”线水槽的立体外观图。

图3b为电磁定位与B超一体化探头的标定装置内层“N”线水槽“N”线扫描图。

图4a为电磁定位与B超一体化探头的标定装置内层“井”线水槽的立体外观图。

图4b为电磁定位与B超一体化探头的标定装置内层“井”线水槽“井”线扫描图。