[发明专利]一种用于超声探头标定的校准装置

说明书

本发明公开了一种用于超声探头标定的校准装置，包括光学定位追踪设备、超声设备、超声标定校准块、基座、第一光学定位参考架、第二光学定位参考架和装有标定系统软件的计算机；其中，光学定位追踪设备用于同时捕捉第一光学定位参考架和第二光学定位参考架的位置信息并将位置信息传输到计算机中；超声设备用于通过使用超声探头扫描超声标定校准块并生成超声图像；光学定位追踪设备安装在支架上，并且光学定位追踪设备通过信号线连接到计算机；超声设备通过信号线连接到计算机；超声标定校准块采用有机玻璃制作，超声标定校准块的底部共有5个平面，超声标定校准块的顶部设有5个圆柱孔。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于超声探头标定的校准装置。

背景技术

医用超声影像技术因其具有使用方便、价格便宜、实时成像且经皮无创等优点而广泛应用于各种辅助治疗和辅助诊断。传统的二维超声影像存在一定的局限性，如只能提供人体断面图像等，三维超声技术因其可以克服相应的缺陷而在近些年的使用中日益广泛。在获取三维超声图像的过程中，超声探头的标定是自由臂三维超声成像系统中非常重要的步骤。

自由臂三维超声技术是在超声探头上安装定位传感器，当移动超声探头扫描人体器官时，该传感器能够记录探头在空间中的位置和方向信息，探头在空间中自由移动采集一系列二维超声图像后通过三维重建算法来获得目标体的三维超声图像，最后采用计算机可视化技术进行显示。然而仅有超声探头的空间位置和方向信息并不足以确定出每幅超声图像在空间中的位置，还需要将超声探头进行标定以确定出超声图像坐标系和固定在超声探头上的传感器坐标系之间的空间位置转化关系，求得转换矩阵。在手术导航、放射性治疗规划等相关医学领域的应用中，需要在无菌的条件下对超声探头进行快速准确的标定，因此设计了一种使用方便的校准块来完成标定。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于超声探头标定的校准装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是将超声探头进行准确快速标定，以确定出超声图像坐标系和固定在超声探头上的传感器坐标系之间的空间位置转化关系，并且可在手术室等无菌环境中使用，降低了操作者的使用难度，并能够应用到手术导航等医学领域中，大大增加超声影像技术的应用领域。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于超声探头标定的校准装置，包括光学定位追踪设备、超声设备、超声标定校准块、基座、第一光学定位参考架、第二光学定位参考架和装有标定系统软件的计算机；其中，光学定位追踪设备用于同时捕捉第一光学定位参考架和第二光学定位参考架的位置信息并将位置信息传输到计算机中；超声设备包括超声探头，通过使用超声探头扫描超声标定校准块；

光学定位追踪设备安装在支架上，并且光学定位追踪设备通过信号线连接到计算机；超声设备通过信号线连接到计算机；

第一光学定位参考架通过刚性连接固定在超声探头上；

第二光学定位参考架通过刚性连接固定在基座上；

固定在基座上的超声标定校准块采用有机玻璃制作，超声标定校准块的底部共有5个平面，其中4个垂直方向的平面相互平行，1个水平方向的中间平面与超声标定校准块的2个侧平面相交，超声标定校准块的顶部设有5个圆柱孔。

进一步地，基座由有机玻璃制成，包括第一端部和第二端部，在第一端部设有用于放置超声标定校准块的凹槽，第二端部设有用于放置第二光学定位参考架的圆孔。

进一步地，圆孔的直径为6-8mm，凹槽的深度为2-4mm。

进一步地，第一光学定位参考架设有至少3个反光球，每个反光球之间的间距不小于30mm，并且反光球两两之间的距离差不小于5mm。

进一步地，第二光学定位参考架设有至少3个反光球，每个反光球之间的间距不小于30mm，并且反光球两两之间的距离差不小于5mm。