[发明专利]对点的从超声图像到跟踪系统的准确且快速的映射

权利要求书

1.一种用于映射图像与跟踪系统之间的坐标的系统，包括：

校准工具(130)，其具有固定的几何形状，所述校准工具包括与成像模式相关联的第一传感器(154)和与跟踪模式相关联的第二传感器(152)，所述第一传感器和所述第二传感器被分布并且安装在所述固定的几何形状上的已知位置处；

成像系统(134)，其被配置为在所述成像系统的视场中定位所述第一传感器，以确定所述校准工具在图像空间中的位置；

跟踪系统(132)，其被配置为跟踪所述第二传感器，以确定所述校准工具在跟踪空间中的相同的位置；以及

传感器模块(115)，其被配置为基于所述校准工具的伪影来将所述图像空间和所述跟踪空间映射在公共坐标系中。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述传感器模块(115)使用所述校准工具的单个姿态来校准所述图像空间与所述跟踪空间之间的配准。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述固定的几何形状包括立方体(124)，并且所述第一传感器和所述第二传感器被分布并且安装在所述立方体的面上。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一传感器(154)包括超声接收器，并且所述图像空间包括超声体积图像空间。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二传感器(152)包括电磁(EM)跟踪传感器并且所述跟踪空间包括生成的EM场。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述传感器模块(115)使用所述校准工具的多个姿态来校准所述图像空间与所述跟踪空间之间的配准，以增加校准准确度。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述传感器模块(115)通过将成像探头(146)移动到多个姿态来校准所述图像空间与所述跟踪空间之间的配准，以增加校准准确度。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二传感器(152)包括光纤形状感测传感器(504)，以确定所述校准工具在跟踪空间中的所述位置。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述固定的几何形状包括针(330)，并且所述第一传感器和所述第二传感器被沿所述针分布并且安装。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一传感器包括被配置为接收流动造影剂(614)的超声接收器。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述第一传感器被配置为使得所述流动造影剂仅在所述第一传感器的头部(604)中可见。

12.如权利要求1所述的系统，其中，所述校准工具包括用于体内校准的介入工具(102)。

13.一种用于映射图像与跟踪系统之间的坐标的方法，包括：

提供(702)具有固定的几何形状的校准工具，所述校准工具包括与成像模式相关联的第一传感器和与跟踪模式相关联的第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器被分布并且安装在所述固定的几何形状上的已知位置处；

在成像系统的视场中定位(708)所述第一传感器，以确定所述校准工具在图像空间中的位置；

跟踪(716)所述第二传感器以确定所述校准工具在跟踪空间中的相同的位置；并且

基于所述校准工具的伪影来将所述图像空间和所述跟踪空间映射(722)在公共坐标系中。

14.如权利要求13所述的方法，其中，映射包括使用所述校准工具的单个姿态或所述校准工具的多个姿态来校准(724)所述图像空间与所述跟踪空间之间的配准，并且其中，所述固定的几何形状包括以下中的一项：立方体(704)，其中，所述第一传感器和所述第二传感器被分布并且安装在所述立方体的面上；或者针(706)，其中，所述第一传感器和所述第二传感器被沿所述针分布并且安装。

15.一种用于映射图像与跟踪系统之间的坐标的方法，包括：

提供(702)具有固定的几何形状的校准工具，所述校准工具包括被配置为出现在超声图像中的超声接收器和与跟踪模式相关联的跟踪传感器，所述超声接收器和所述跟踪传感器被分布并且安装在所述固定的几何形状上的已知位置处；

相对于被跟踪的超声探头将所述超声接收器定位(708)在超声成像系统的视场中，以确定所述校准工具在图像空间中的位置；

跟踪(716)所述跟踪传感器以确定所述校准工具在跟踪空间中的相同的位置；并且

通过在所述图像空间和所述跟踪空间两者中将所述校准工具的坐标系变换到所述被跟踪的超声探头，基于所述校准工具的伪影来将所述图像空间和所述跟踪空间映射(722)在公共坐标系中。