[发明专利]一种应用于三维超声成像数据采集中的位置标定方法

说明书

本发明涉及提供一种应用于三维超声成像数据采集中的位置标定方法，借助安装在超声探头上的定位装置获取的超声探头的加速度值和角速度值，计算得到超声探头在两次扫描间隔时间内产生的位移，从而依次推算得到目标空间扫描形成的像素点在世界坐标系中的坐标值，达到了对三维成像数据中需要对采集的每一像素点做精确空间定位的目的，为后续三维影像重建提供了基础保证。

技术领域

本发明涉及医疗超声成像数据处理技术领域，尤其涉及一种应用于三维超声成像数据采集中的位置标定方法。

背景技术

超声成像诊断技术以其实时、无创、便携和低成本的优势，在现代医学诊断技术中发挥着重要的作用。其中，三维超声成像是医学超声成像技术的重要发展方向之一，三维超声成像一般包括三维影像数据的采集、影像数据的后处理、三维影像重建、三维影像显示和定量测量等步骤，而三维影像数据的采集则是三维超声成像最基本的步骤，是保证成像准确性的基础。

三维成像数据的采集，指的是感兴趣结构整个容积范围内的全部回声信息，也就是要获得感兴趣区一系列的断面信息。在三维成像数据采集方面，目前常用的方法主要有四种：一体化的位置感受器及探头阵列，机械驱动扫查，自由臂扫查法和二维阵列换能器。

一体化感受器及探头阵列通常体积较大，比较笨重，而且观察视角较小；机械驱动扫查受到人体体表凹凸不平的限制，扫查范围小，操作繁琐，需要反复校正；自由臂扫查法容易受到外界的干扰，并且获得的影像存在空隙；二维阵列换能器在实时采集容积数据时带宽不够，而且视角范围较小。

事实上，不论哪种三维成像数据采集方法都是为了能够对每一幅影像甚至每一个像素点作出精确空间定位，从而为后续进行准确可靠的三维重建提供保证。

要达到上述目的，即需要研发出一种简单、准确性高的位置标定方法，在此基础上，仅需完善影像数据即可重建出准确可靠的三维影像。

发明内容

本发明提供一种应用于三维超声成像数据采集中的位置标定方法，以解决三维成像数据采集中需要对所采集的每一像素点精确空间定位的技术问题。

本发明第一方案提供：一种应用于三维超声成像数据采集中的位置标定方法，基于超声设备和数据处理端实施，所述超声设备包括超声探头和安装在所述超声探头上的定位装置，所述定位装置包括用于获取所述超声探头的加速度值的三轴加速度计和用于获取所述超声探头的角速度值的三轴陀螺仪；实现步骤包括：

根据超声探头的属性在数据处理端建立、存储世界坐标系；

超声探头自待采样的目标空间的起始位置开始旋转移动以对目标空间进行扫描，并将目标空间的起始位置扫描形成的像素点置于世界坐标系的原点，将目标空间扫描形成的像素点构成的扫描影像置于世界坐标系的Y-Z平面；数据处理端将接收自超声探头的像素点以世界坐标系的对应坐标位置存储像素点的灰度值；

根据所述三轴加速度计获取的所述超声探头两次扫描时间间隔Δt在方向x，y，z上的加速度值a_x(t)，a_y(t)，a_z(t)，对时间t积分分别计算得到所述超声探头在x，y，z方向上的位移：

x向上三轴加速度计所测量位移：d_x＝∫(∫a_x(t)d_t)d_t

y向上三轴加速度计所测量位移：d_y＝∫(∫a_y(t)d_t)d_t

_z向上三轴加速度计所测量位移：d_z＝∫(∫a_z(^t)d_t)d_t