[发明专利]一种颈动脉超声探头的精确定位装置及方法

说明书

本发明属于超声诊断领域，并具体公开了一种颈动脉超声探头的精确定位装置及方法，该装置的精定位机构固定在支架的上方，用于检测探头相对于待测对象头部的位姿，使用时探头位置测量辅助机构与探头连接，用于提供编码标记点，工作时，待测对象头部位于精定位机构的下方，该精定位机构分别检测待测对象头部和探头相对于世界坐标系的位姿，以此获得探头相对于待测对象头部的位姿。本发明能够确保在颈动脉粥样斑块复查中快速且准确地将探头定位到初次探测的位置，获得相同的超声切面，从而减少用户主观因素的影响，使多次诊断结果之间具有可比性，从根本上解决多次检测结果无法进行有效比照的技术难题。

技术领域

本发明属于超声诊断领域，更具体地，涉及一种颈动脉超声探头的精确定位装置及方法。

背景技术

颈动脉超声是应用最广泛的颈动脉粥样硬化检查技术，在目前的临床检查中，是由医生手动调整超声探头的位置与角度，探查病人颈动脉粥样斑块并测量其大小。目前的这种检查和测量方法对于操作者的依赖性强，受制于人脑、人眼和人手的生理性局限。在进行复查时，无法保证探头与前一次探查和测量时处在同一个部位和同一个超声切面。因此，两次测量的斑块大小值之间存在很大误差，无法进行有效比较，严重制约了临床上对粥样硬化斑块发展变化的追踪以及药物疗效的评价。目前，这是一个世界难题，在技术上还没有有效的应对方法。

CN204536278U公开了一种利用摄像头进行超声探头定位的装置，该装置利用摄像头定位超声探头以确定一个合适的扫描范围，但其与临床颈动脉粥样斑块探查中超声探头的重定位无关。2008年Stein J H等在文章《Use of carotid ultrasound to identifysubclinical vascular disease and evaluate cardiovascular disease risk》中公开了一种超声探头检测装置(《Journal of the American Society of Echocardiography》，2008，21，93-111)，文中将角度刻度盘放置于病人颈部，用刻度盘测量并记录超声探头检测时的角度，复查时，根据初次探测时保存的角度数据对超声探头进行定位(复位)。但是刻度盘本身比较粗糙，仅凭人眼估计读数，显然缺乏精确性，另外，该方法忽略了颈动脉和探头空间位置的极其复杂性，颈动脉长轴并不一定与肩平面(即刻度盘所在平面)垂直，而且探头的空间位姿具有6个自由度，因此，用刻度盘凭一个角度定位是不准确的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种颈动脉超声探头的精确定位装置及方法，其中该装置结合超声诊断自身的特征，相应设计了精定位机构和测量辅助机构，可有效解决临床颈动脉粥样斑块探查中超声探头定位的问题，同时还具备定位准确度高的优势，因而尤其适用于颈动脉超声诊断的应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种颈动脉超声探头的精确定位装置，包括精定位机构、支架和探头位置测量辅助机构，其中：所述精定位机构固定在所述支架的上方，用于检测探头相对于待测对象头部的位姿，使用时所述探头位置测量辅助机构与探头连接，为检测所述探头的位置提供编码标记点，工作时，所述待测对象头部位于所述精定位机构的下方，该精定位机构分别检测所述待测对象头部和探头相对于世界坐标系的位姿，以此获得所述探头相对于所述待测对象头部的位姿。

作为进一步优选地，所述精定位机构采用双目立体视觉系统进行检测。

作为进一步优选地，选取所述待测对象头部左右内眼角点及嘴中线作为待测对象标记，利用所述精定位机构检测所述待测对象标记在世界坐标系中的三维坐标，以此获得所述待测对象头部相对于世界坐标系的位姿。

作为进一步优选地，采用下式获取所述探头相对于所述待测对象头部的位姿(R，T)：