一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，包括棉線和模板框架，所述的模板框架兩側(cè)設(shè)有用于穿過棉線的通孔，所述的棉線通過通孔交叉設(shè)置在模板框架上；通過棉線交點(diǎn)及交點(diǎn)附棉線成像的趨勢引導(dǎo)超聲探頭快速定位；棉線交點(diǎn)在模板坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，亦作為圖像標(biāo)定算法中同源點(diǎn)的計算依據(jù)；同時框架側(cè)壁內(nèi)側(cè)的穿線孔端又可作為模板標(biāo)定時的標(biāo)志點(diǎn)，通過其可獲得模板標(biāo)定結(jié)果，通過以上條件可得到超聲圖像坐標(biāo)系與固定于超聲探頭上的跟蹤器坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、制作簡易、可提局標(biāo)定速度和精度等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三維超聲定位技術(shù)，尤其是涉及一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板。

【背景技術(shù)】
[0002] 三維（3-D)超聲標(biāo)定是超聲圖像3-D可視化不可缺少的關(guān)鍵步驟，因為手持超聲 探頭Freehand采樣，得到的是一系列非平行、不規(guī)則的二維（2-D)超聲圖像，只有從超聲探 頭獲取的2-D圖像信息出發(fā)，計算其對應(yīng)的3-D空間中的幾何信息，再由此生成規(guī)則的平行 圖像序列，才能進(jìn)行后續(xù)的三維重建和目標(biāo)識別。這一定標(biāo)計算過程稱為3-D超聲標(biāo)定，其 通常通過在超聲探頭上固定定位跟蹤設(shè)備，計算該設(shè)備與超聲探頭掃描平面間的方位關(guān)系 來實現(xiàn)。
[0003] 標(biāo)定過程必須借助幾何特性已知的幾何模型（通常稱為模板），其所能提供的特 定圖像或特征點(diǎn)直接決定標(biāo)定過程中的交互操作與算法實現(xiàn)。因此模板優(yōu)化設(shè)計一直是 國內(nèi)外學(xué)者致力研究的方向之一。1994年Detmer等人提出了單點(diǎn)標(biāo)定方法，通過最小二 乘擬合法計算點(diǎn)在3-D坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。單點(diǎn)標(biāo)定法能夠給出很好的標(biāo)定結(jié)果，但由于需 要采集大量的超聲圖像，標(biāo)定過程需要耗費(fèi)大量的人力和時間。此后，針對如何簡化標(biāo)定 操作過程，減少標(biāo)定時間，201U2009 年 Shu，2004 年 Letotta，2001 年 Pagoulatos，2001 年 Muratore，2000年Blackall，1998年P(guān)rager，等相繼提出了各自的模板優(yōu)化方法。但現(xiàn)有 模板存在制作復(fù)雜、標(biāo)定速度及精度不夠高等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作 簡易、可提高標(biāo)定速度和精度的三維超聲定位網(wǎng)狀模板。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，包括棉線和模板框架，所述的模板框架兩側(cè)設(shè)有用 于穿過棉線的通孔，所述的棉線通過通孔交叉設(shè)置在模板框架上；通過棉線交點(diǎn)及棉線交 點(diǎn)成像的趨勢引導(dǎo)超聲探頭定位，同時根據(jù)模板框架兩側(cè)的通孔獲得模板標(biāo)定結(jié)果，通過 以上條件得到超聲圖像坐標(biāo)系與固定于超聲探頭上的跟蹤器坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0007] 所述的棉線穿過通孔在模板線框中形成上下兩層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0008] 所述的棉線的直徑為0· 3mm。
[0009] 所述的棉線為彈性棉線。
[0010] 所述的模板框架為矩形框。
[0011] 所述的通孔直徑為〇· 5mm。
[0012] 所述的通孔設(shè)有12個。
[0013] 所述的模板框架的兩側(cè)分別設(shè)有6個通孔。
[0014] 所述的棉線平行于模板框架的底面。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1)本發(fā)明由棉線及模樣框架組成，結(jié)構(gòu)簡單，制作簡易，成本低；
[0017] 2)通過本發(fā)明對坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定時，由棉線交點(diǎn)及其在超聲圖像中成像點(diǎn)構(gòu)建空間 矢量，得到坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系，標(biāo)定速度快，且標(biāo)定精度與重建精度均較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為圖1中的A-A剖視圖；
[0020] 圖3為圖1中的B-B剖視圖；
[0021] 圖4為掃描面部視圖；
[0022] 圖2-圖4中，為模板標(biāo)定標(biāo)志點(diǎn)，"Θ"為成像基準(zhǔn)點(diǎn)，"〇"為棉線交點(diǎn)截面。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于 下述的實施例。
[0024] 如圖1-圖3所示，一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，包括棉線1和模板框架2,模板框 架2兩側(cè)設(shè)有用于穿過棉線的通孔3,棉線1通過通孔3交叉設(shè)置在模板框架2上。通過模 板框架上的通孔進(jìn)行模板標(biāo)定后，通過棉線交點(diǎn)引導(dǎo)超聲探頭定位，掃描得到圖像后，應(yīng)用 圖像標(biāo)定算法，得到超聲圖像坐標(biāo)系與固定于超聲探頭上的跟蹤器坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0025] 棉線穿過通孔在模板線框中形成上下兩層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。棉線的直徑為0.3mm。棉線 為彈性棉線，保證其在干燥和潮濕的環(huán)境中均能夠保持繃緊狀態(tài)，從而保證棉線的位置精 度。
[0026] 模板框架為矩形框，線框尺寸為150mmX 40mm。模板框架的兩側(cè)分別均勻設(shè)有6個 通孔，共有12個通孔，通孔直徑為0. 5_。棉線平行于模板框架的底面，都平行于模板坐標(biāo) 系的Xp-Yp平面，棉線位于模板框架上端點(diǎn)在模板坐標(biāo)系中的坐標(biāo)已知，上述參數(shù)的精度通 過模板及穿線孔的加工精度得以保證，模板坐標(biāo)系〇Ρ如圖1中所示。
[0027] 進(jìn)行模板標(biāo)定時，在模板框架上12個穿線通孔中選擇7個通孔作為模板標(biāo)定標(biāo)志 點(diǎn)，選擇的原則為各標(biāo)志點(diǎn)中至少三個不能位于同一平面，保證所選的點(diǎn)是三維空間中的， 能夠描述三維空間坐標(biāo)系中特征，以形成空間坐標(biāo)系。同時保證各標(biāo)志點(diǎn)位于模板坐標(biāo)系 原點(diǎn)〇P的各個方向。每個通孔中心在模板坐標(biāo)系中的坐標(biāo)由設(shè)計給出，記為P p。通過用固 定有接收器的探針，其針尖相對于其上接收器的位置已預(yù)先標(biāo)定已知，因此當(dāng)針尖置于通 孔中時，通過磁定位關(guān)系T t 1可獲得這些通孔在0t中的位置坐標(biāo)，記為Pt。對同源點(diǎn)Pp與 Pt應(yīng)用最小二原理進(jìn)行匹配：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，包括棉線和模板框架，所述的模板框架 兩側(cè)設(shè)有用于穿過棉線的通孔，所述的棉線通過通孔交叉設(shè)置在模板框架上；通過棉線交 點(diǎn)及棉線交點(diǎn)成像的趨勢引導(dǎo)超聲探頭定位，同時根據(jù)模板框架兩側(cè)的通孔獲得模板標(biāo)定 結(jié)果，通過以上條件得到超聲圖像坐標(biāo)系與固定于超聲探頭上的跟蹤器坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān) 系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的棉線穿過 通孔在模板線框中形成上下兩層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的棉線的直 徑為0. 3_。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的棉線為彈 性棉線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的模板框架 為矩形框。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的通孔直徑 為 0· 5mm〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的通孔設(shè)有 12個。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的模板框架 的兩側(cè)分別設(shè)有6個通孔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維超聲定位網(wǎng)狀模板，其特征在于，所述的棉線平行 于模板框架的底面。
【文檔編號】G01N29/26GK104215695SQ201310222716
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】么嬈, 賈茲力, 陸文華, 張興媛 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)