[发明专利]准确度增强的超声导管校准

权利要求书

1.一种用于校准包括磁性位置传感器和声学成像设备的探头的装 置，该装置包括：

刚性机械框架；

一个或多个场发生器，其固定在框架上并且用于生成已知空间特性 的磁场；

声学目标组件，其与框架具有已知的空间联系并包括连接在运动机 构上的模块，该声学目标组件被布置成在相对于框架的已知轨道上移动 模块；

夹具，其固定在框架上，用于在一个或多个场发生器的磁场中以适 于成像设备对模块成像的方向保持探头；以及

处理器，其被耦合以便当探头在夹具中时接收来自位置传感器的响 应于磁场的位置信号和来自成像设备的响应于声波从模块反射的图像信 号，并且处理该位置信号和图像信号以便校准成像设备相对于位置传感 器的坐标，

其中成像设备被设置成捕获具有图像平面的二维图像，其中模块包 括至少两条不平行线，当探头以适合的方向保持在夹具中时，所述不平 行线穿过图像平面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少两条不平行线布置在 形成指向磁性位置传感器的箭头的两个平面上使得当探头以适合的方向 保持在夹具中时这两个平面相交于一条交叉图像平面的直线。

3.根据权利要求2所述的装置，其中模块包括两个分别限定出两个 空间平面的平坦表面，该两个平坦表面被布置成为使声波从该表面反射 以生成在由成像设备捕获的图像中具有给定长度的箭头形状，以及

其中模块进一步包括对限定出对准平面的、垂直于两个空间平面的 平坦表面的线性延伸，以便于当图像平面与对准平面对准时，箭头形状 的长度由于声波从线性延伸上反射而增大。

4.根据权利要求1所述的装置，其中模块包括在线上的一个或多个 点源。

5.根据权利要求1所述的装置，其中声波目标组件被固定在框架上。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括固定在目标组件上的另一个 位置传感器，其中该另一个位置传感器响应于磁场生成另一位置信号， 其中处理器用于处理该另一位置信号以确定在声学目标组件和框架之间 的空间关系。

7.根据权利要求1所述的装置，其中一个或多个场发生器包括三对 亥姆霍兹线圈，其中每一对与其它两对垂直，其中线圈被驱动以生成梯 度校准的电磁场。

8.一种用于校准包括磁性位置传感器和声学成像设备的探头的方 法，该方法包括：

运行一个或多个固定在刚性机械框架上的场发生器，以便生成已知 空间特性的磁场；

在与框架具有已知空间关系的声学目标组件中提供模块；

在一个或多个场发生器的磁场里以适于成像设备对模块成像的方向 将探头保持在夹具中；

移动至少一个模块和夹具以使得模块描绘相对于探头的已知轨道；

当探头在夹具中时，接收来自位置传感器的响应于磁场的位置信号 和来自成像设备的响应于声波从模块反射的图像信号；以及

处理该位置信号和该图像信号以便校准成像设备相对于位置传感器 的坐标，

其中成像设备被设置成捕获具有图像平面的二维图像，其中模块包 括至少两条不平行线，当探头以适合的方向保持在夹具中时，所述不平 行线穿过图像平面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少两条不平行线布置在 形成指向磁性位置传感器的箭头的两个平面上使得当探头以适合的方向 保持在夹具中时这两个平面相交于一条交叉图像平面的直线。

10.根据权利要求9所述的方法，其中模块包括两个分别限定出两 个空间平面的平坦表面，该两个平坦表面被布置成为使声波从该表面反 射以生成在由成像设备捕获的图像中具有给定长度的箭头形状，以及

其中模块进一步包括对限定出对准平面的、垂直于两个空间平面的 平坦表面的线性延伸，以便于当图像平面与对准平面对准时，箭头形状 的长度由于声波从线性延伸上反射而增大。

11.根据权利要求8所述的方法，其中模块包括在线上的一个或多 个点源。