[發明專利]不同超聲波設備探頭在電磁導航系統中空間位置獲取方法

有效

• 申請號: 202011471546.7
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112472294B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 王炳強;谷鵬;孫之建
• 申請（專利權）人: 山東威高醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

1.一種不同超聲波設備探頭在電磁導航系統中空間位置獲取方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、將磁場發射器和電磁導航系統相連接；

步驟2、根據標定需要確定四個坐標系，分別為超聲波圖像坐標系，記作I，標定模板坐標系，記作M，黑色磁片坐標系，記作B，以及探針坐標系，記作A，這四個坐標系對應著三個空間變換矩陣，分別記作T_IB，T_BA，T_AM，其中-T _IB 是超聲波圖像坐標系到黑色磁片坐標系的空間變換矩陣，T_BA是黑色磁片坐標系到探針坐標系的空間變換矩陣，T_AM是探針坐標系到標定模板坐標系的空間變換矩陣；標定模板包括主體，在所述主體上設有至少八個錐形孔，各錐形孔在標定模板坐標系下的坐標已知，即P_M(i)(i＝1，2，3…n)是已知的；已知標定模板中的一點，記作P_M，用超聲波探頭掃描該點，能夠得到超聲波圖像中的一點，記作P_I，則該點在標定模板坐標系和超聲波圖像坐標系中的坐標轉換關系能夠表示為：P_M＝T_AM*T_BA*T_IB*P_I(1)；

步驟3、將所述標定模板放置在水槽中，所述水槽中的水的溫度在10攝氏度至50攝氏度，將黑色磁片固定在超聲波探頭上；

步驟4、將探針插入標定模板的第一個錐形孔中，能夠由電磁導航系統得到探針尖端點的位置信息，即得到該錐形孔在探針坐標系下的坐標，記為P_A(1)；由計算機捕捉超聲波圖像上該錐形孔的位置信息，該錐形孔在超聲波圖像上顯示的是一個圓形亮點，即得到該錐形孔在超聲波圖像坐標系下的坐標，記作P_I(1)；

步驟5、重復步驟4，得到標定模板上的其余錐形孔在探針坐標系下的坐標以及在超聲波圖像坐標系下的坐標，將標定模板上的各錐形孔在探針坐標系下的坐標記為P_A(i)，將標定模板上的各錐形孔在超聲波圖像坐標系下的坐標記作P_I(i)，(i＝1，2，3…n)；

步驟6、根據公式(2)，利用最小二乘法優化得到最優的探針坐標系到標定模板坐標系的空間變換矩陣T_AM；

步驟7、根據公式(3)，利用最小二乘法優化得到最優的超聲波圖像坐標系到黑色磁片坐標系的空間變換矩陣T_IB；

其中探針和黑色磁片都屬于電磁導航系統，所以黑色磁片坐標系到探針坐標系的空間變換矩陣T_BA是已知的，計算出T_IB即完成了超聲波探頭的標定，也就實現了不同超聲波設備的探頭在電磁導航系統中空間位置的獲取。