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专利号: 2015105511281
申请人: 中国科学院深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声探头标定体模,其特征在于,所述超声探头标定体模的上表面的中间位置开设有凹形槽,其一侧面上开设有若干锥形孔。

2.一种超声探头标定系统,其特征在于,包括:

超声水槽,其内盛放有纯净水;

超声探头标定体模,固定于所述超声水槽内,且所述纯净水刚好没过所述超声探头标定体模,所述超声探头标定体模的上表面的中间位置开设有凹形槽,其一侧面上开设有若干锥形孔;

二维超声探头,固定于所述凹形槽内,所述二维超声探头中还固定有定位跟踪装置;以及NDI穿刺探针,固定插入所述锥形孔中,通过超声图像可以获取所述NDI穿刺探针的尖端。

3.如权利要求2所述的超声探针标定系统,其特征在于,所述超声探头标定体模采用超声波通透性好的材料。

4.如权利要求3所述的超声探针标定系统,其特征在于,所述超声探头标定体模采用有机玻璃。

5.一种超声探头标定方法,其特征在于,包括下述步骤:将所述超声探头标定体模固定于所述超声水槽中,且使所述超声水槽中的纯净水刚好没入所述超声探头标定体模,所述超声探头标定体模的上表面的中间位置开设有凹形槽,其一侧面上开设有若干锥形孔;

将所述二维超声探头固定于所述凹形槽中,所述二维超声探头中还固定有定位跟踪装置;

将所述NDI穿刺探针插入所述锥形孔中,并通过超声图像获取所述NDI穿刺探针的尖端;

通过所述NDI穿刺探针同时获取所述尖端和所述定位跟踪装置在世界坐标系的位置信息,并分别记为yi及TS→W;

记录所述尖端在所述超声图像平面上的像素位置信息,记为xi,且yi=TS→W·TP→S·xi,其中,TP→S为待求的超声成像平面坐标系P到超声探头定位装置坐标系S的变换矩阵;

采用基于迭代最邻近点的图像配准算法求解变换矩阵TP→S,可同步获取空间标定和时间标定。

6.如权利要求5所述的超声探头标定方法,其特征在于,还包括下述步骤:变换所述NDI穿刺探针在所述超声探头标定体模中的位置,获取一些列所述尖端位置的点集对,记为Y={yi,i∈m}和X={xi,i∈n},其中m≠n,m,n为自然数;

基于迭代最邻近点的图像配准算法,构建下述公式,并对下述公式迭代地求解过程可看作对如下两个方程进行迭代地进行最小化的过程,k k

通过当前变换矩阵T将X集合的每一点xi∈X进行变换,再在Y集合中寻找离T (xi)最近的点,并将这一点标记为在第k次迭代的对应点 这一步的结果为一组对应点对的集合反复进行上述操作,寻找一个变换矩阵T使得Y={yi,i∈m}和X={xi,i∈n},这两个点集对齐。

7.如权利要求5所述的超声探头标定方法,其特征在于,所述超声探头标定体模采用超声波通透性好的材料。

8.如权利要求7所述的超声探针标定方法,其特征在于,所述超声探头标定体模采用有机玻璃。