一种超声探头校准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109580786A(43)申请公布日2019.04.05(21)申请号201811472207.3(22)申请日2018.12.04(71)申请人广州三瑞医疗器械有限公司地址510000广东省广州市天河区高科路38号5楼(72)发明人周文宗郑一峰罗虎林伙旺梁戈(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人颜希文麦小婵(51)Int.Cl.G01N29/30(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图6页(54)发明名称一种超声探头校准方法(57)摘要本发明公开了一种超声探头校准方法，包括得到超声探头在预设的探测深度下的盲区；将超声探头置于三维磁场下并获得超声探头在扫描空气时得到的第一成像图、超声探头的声透镜在与涂有耦合剂的自由传感器顶端触碰时得到的第二成像图；根据色差比值分别选取对应圆弧上最长连续色差的第一区域、第二区域，计算第一区域、第二区域的中间值坐标；根据第一区域、第二区域的中间值坐标以及盲区，计算自由传感器的顶端在第二成像图中的二维坐标并转换成待测三维坐标，根据待测三维坐标和自由传感器接收磁场的实际三维坐标建立三元方程组，计算得到超声探头在三维磁场下的修正值。本发明能够有效地降低测量误差，并提高三维定位精度。CN109580786ACN109580786A权利要求书1/3页1.一种超声探头校准方法，其特征在于，包括以下步骤：S11、通过仿组织超声体模分析得到所述超声探头在预设的探测深度下的盲区；S12、将所述超声探头置于三维磁场下，并获得所述超声探头在扫描空气时得到的第一成像图、所述超声探头的声透镜在与涂有耦合剂的自由传感器顶端触碰时得到的第二成像图；其中，所述第一成像图和所述第二成像图的色值相同；S13、选取所述第二成像图中的任意两个圆弧分别作为起始圆弧、同心圆弧，并各自计算所述起始圆弧和所述同心圆弧的圆心坐标、半径和圆弧上的像素点坐标；S14、获得所述起始圆弧与所述第一成像图中的一对应圆弧的像素点色值的第一色差比值，及所述同心圆弧与所述第一成像图中的一对应圆弧的像素点色值的第二色差比值；S15、根据所述第一色差比值对应所述起始圆弧上像素点坐标绘制第一曲线，预设用于判断色差的调节阈值，获得所述第一曲线上存在色差的区域，并从中选取连续色差最长的第一区域，计算所述第一区域的中间值坐标，及根据所述第二色差比值对应所述同心圆弧上像素点坐标绘制第二曲线，按照所述调节阈值，获取所述第二曲线上存在色差的区域，并从中选取连续色差最长的第二区域，计算所述第二区域的中间值坐标；S16、根据所述第一区域的中间值坐标、所述第二区域的中间值坐标以及所述盲区，计算所述自由传感器的顶端在所述第二成像图中的二维坐标；S17、将所述自由传感器的顶端在所述第二成像图中的二维坐标转换为所述三维磁场下的待测三维坐标，并获得所述自由传感器在所述三维磁场下的实际三维坐标；S18、根据所述待测三维坐标和所述实际三维坐标建立三元方程组，计算得到所述超声探头在所述三维磁场下的修正值。2.如权利要求1所述的超声探头校准方法，其特征在于，所述步骤S17中的将所述自由传感器的顶端在所述第二成像图中的二维坐标转换为所述三维磁场下的待测三维坐标，具体为：设定所述第二成像图的起始圆弧的中心点在所述三维磁场下的修正量为(xyz)，所述自由传感器的顶端在所述第二成像图中的二维坐标为(mn)，所述起始圆弧中的最大纵向值的点在所述第二成像图中的二维坐标为(pq)，所述第二成像图的大小为(LW)，所述预设的探测深度为h，并在所述三维磁场中设定一个具有六自由度的定位传感器；计算所述自由传感器的顶端在所述定位传感器的坐标系中的定位三维坐标(x+(m-p)*h/(W-q)y+(n-q)*h/(W-q)z)；根据所述定位传感器相对所述三维磁场的六个自由度x1、y1、z1、a1、e1、r1，将所述定位三维坐标(x+(m-p)*h/(W-q)y+(n-q)*h/(W-q)z)通过三维坐标变换公式计算得到所述自由传感器的顶端在所述三维磁场下的待测三维坐标(x0y0z0)；其中，所述待测三维坐标(x0y0z0)的x0、y0、z0分别为：x0＝(x+(m-p)*h/(W-q))*(cos(e1)*cos(a1))+(y+(n-q)*h/(W-q))*(-cos(r1)*sin(a1)+sin(r1)*sin(e1)*cos(a1))+z*(sin(r1)*sin(a1)+cos(r1)*sin(e1)*cos(a1))+x1y0＝(x+(m-p)*h/(W-q))*(cos(e1)*sin(a1))+(y+(n-q)*h/(W-q))*(cos(r1)*cos(a1)+sin(r1)*sin(e1)*si