一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法及装置。所述方法包括：S100获取虚拟坐标系统中虚拟超声切面F

A method and device for obtaining the central axis of ultrasonic probe on the ultrasonic section

【技术实现步骤摘要】
一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法及装置
本专利技术涉及一种穿刺路径规划
，特别是涉及一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法及装置。
技术介绍
经胸壁穿刺心内介入治疗是一种新兴的介入技术，具有介入路径短而直、距离心内病灶近、易于精准操控介入器械等优势，适用于多种结构性心脏病，尤其是外科手术后并发症的治疗。此项技术关键之处在于选择精准的穿刺位点和路径，确保一次性成功。若反复多次穿刺心脏，会导致因穿刺点出血而产生的心包填塞等严重并发症。为此，术前需要采用经胸超声规划穿刺路径，确定穿刺位点和穿刺针的空间位姿。一般来说，超声扫查确定病灶后，以扇形切面的中轴线穿过病灶为最佳穿刺路径。但在临床实际操作过程中，术者只能凭借个人经验在脑海里重构穿刺针的空间位置，在穿刺点及穿刺针的位姿上，存在很大的错选率，经常会偏离最佳穿刺路径线，容易导致严重并发症发生。为了提高穿刺成功率，需要将术前穿刺路径规划线描记下来并可视化，以供术中参照。因此，一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法及装置成为了迫切的需求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法及装置。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法，包括：S100获取虚拟坐标系统OXYZ中虚拟超声切面F1上三个不共线取样点坐标以及虚拟超声探头中轴面F2上三个不共线取样点坐标S200获得平面F2'与虚拟超声探头中轴面F2之间的变换矩阵T1，其中平面F2'为平移所述虚拟超声探头中轴面F2直至所述虚拟超声探头中轴面F2上任一取样点与坐标系原点重合获得；S300获得平面F2”与平面F2'之间的变换矩阵T2，其中平面F2”为将所述平面F2'绕坐标系原点旋转至其单位法向量与所述虚拟超声切面F1的单位法向量重合获得；S400获得平面F2”'与所述平面F2”之间的变换矩阵T3，其中平面F2”'为平移所述平面F2”直至步骤S200中与坐标系原点重合的取样点回到其初始位置获得；S500获得平面F2””与所述平面F2”'之间的变换矩阵T4，其中平面F2””为获取所述平面F2”'与所述虚拟超声切面F1之间的距离，将所述平面F2”'沿其单位法向量平移向量至平面F2”'与虚拟超声切面F1重合获得，利用坐标转换公式及虚拟超声探头中轴面F2中对应超声探头中轴线的坐标获取超声切面上超声探头中轴线的坐标。本专利技术另一方面提供一种在超声切面上获得超声探头中轴线的装置，包括：取样模块：用于获取虚拟坐标系统OXYZ中虚拟超声切面F1上三个不共线取样点坐标以及虚拟超声探头中轴面F2上三个不共线取样点坐标第一平移模块：用于获得平面F2'与虚拟超声探头中轴面F2之间的变换矩阵T1，其中平面F2'为平移所述虚拟超声探头中轴面F2直至所述虚拟超声探头中轴面F2上任一取样点与坐标系原点重合获得；旋转模块：用于获得平面F2”与平面F2'之间的变换矩阵T2，其中平面F2”为将所述平面F2'绕坐标系原点旋转至其单位法向量与所述虚拟超声切面F1的单位法向量重合获得；第二平移模块：用于获得平面F2”'与所述平面F2”之间的变换矩阵T3，其中平面F2”'为平移所述平面F2”直至步骤S200中与坐标系原点重合的取样点回到其初始位置获得；第三平移模块：用于获得平面F2””与所述平面F2”'之间的变换矩阵T4，其中平面F2””为获取所述平面F2”'与所述虚拟超声切面F1之间的距离，将所述平面F2”'沿其单位法向量平移向量至平面F2”'与虚拟超声切面F1重合获得，利用坐标转换公式及虚拟超声探头中轴面F2中对应超声探头中轴线的坐标获取超声切面上超声探头中轴线的坐标。本专利技术另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本专利技术所述的方法。本专利技术另一方面提供一种设备，所述设备包括：存储器、处理器；所述存储器，其上存储有计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器存储的计算机程序，该程序被执行时实现本专利技术所述的方法。本专利技术达到了以下有益效果：本专利技术提供的在超声切面上获得超声探头中轴线的方法，可以将病灶处的超声切面与超声探头设有的定位装置所在的平面在同一虚拟的坐标系统中显示并通过本专利技术的方法转换获得规划路径。本专利技术为经胸穿刺心内介入治疗提供了一种标准化的技术方案。通过本专利技术方案的实施，可以将术前穿刺路径规划线精准描记下来并可视化，为术者操作提供了可靠的导航保障，有效地降低了术者人为的穿刺位姿错选率。本专利技术不仅可以提高穿刺成功率，而且有效防治并发症发生，提高了手术安全性。附图说明图1为在超声切面上获得超声探头中轴线的方法的流程示意图。图2为超声探头的结构示意图。图中元件标号1超声探头2定位装置具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本专利技术实施例提供一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法，包括如下步骤：S100获取虚拟坐标系统OXYZ中虚拟超声切面F1上三个不共线取样点坐标以及虚拟超声探头中轴面F2上三个不共线取样点坐标S200获得平面F2'与虚拟超声探头中轴面F2之间的变换矩阵T1，具体地，平面F2'为平移所述虚拟超声探头中轴面F2直至所述虚拟超声探头中轴面F2上任一取样点与坐标系原点重合获得；S300获得平面F2”与平面F2'之间的变换矩阵T2，具体地，平面F2”为将所述平面F2'绕坐标系原点旋转至其单位法向量与所述虚拟超声切面F1的单位法向量重合获得；S400获得平面F2”'与所述平面F2”之间的变换矩阵T3，具体地，平面F2”'为平移所述平面F2”直至步骤S200中与坐标系原点重合的取样点回到其初始位置获得；S500获得平面F2””与所述平面F2”'之间的变换矩阵T4，具体地，平面F2””为获取所述平面F2”'与所述虚拟超声切面F1之间的距离，将所述平面F2”'沿其单位法向量平移向量至平面F2”'与虚拟超声切面F1重合获得，利用坐标转换公式及虚拟超声探头中轴面F2中对应超声探头中轴线的坐标获取超声切面上超声探头中轴线的坐标。具体地，步骤S100中，虚拟超声切面F1是通过超声探头1扫查病灶处获得的病灶处超声切面在虚拟的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法，包括：/nS100获取虚拟坐标系统OXYZ中虚拟超声切面F

【技术特征摘要】
1.一种在超声切面上获得超声探头中轴线的方法，包括：
S100获取虚拟坐标系统OXYZ中虚拟超声切面F1上三个不共线取样点坐标，以及虚拟超声探头中轴面F2上三个不共线取样点坐标
S200获得平面F2'与虚拟超声探头中轴面F2之间的变换矩阵T1，其中平面F2'为平移所述虚拟超声探头中轴面F2直至所述虚拟超声探头中轴面F2上任一取样点与坐标系原点重合获得；
S300获得平面F2”与平面F2'之间的变换矩阵T2，其中平面F2”为将所述平面F2'绕所述坐标系原点旋转至其单位法向量与所述虚拟超声切面F1的单位法向量重合获得；
S400获得平面F2”'与所述平面F2”之间的变换矩阵T3，其中平面F2”'为平移所述平面F2”直至步骤S200中与坐标系原点重合的取样点回到其初始位置获得；
S500获得平面F2””与所述平面F2”'之间的变换矩阵T4，其中平面F2””为获取所述平面F2”'与所述虚拟超声切面F1之间的距离，将所述平面F2”'沿其单位法向量平移向量至平面F2”'与虚拟超声切面F1重合获得，利用坐标转换公式及虚拟超声探头中轴面F2中对应超声探头中轴线的坐标获取超声切面上超声探头中轴线的坐标。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S500中，所述坐标转换公式为：
(x′，y′，z′，1)＝T(x，y，z，1)T
其中，(x′，y′，z′)T转换后的坐标信息，(x，y，z)T为转换前的坐标信息；
T＝T4T3T2T1。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S200中，所述平面F2'与所述虚拟超声探头中轴面F2之间的变换矩阵T1为：





4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S300中，所述平面F2”与所述平面F2'之间的变换矩阵T2为：



其中，













为虚拟超声切面F1的单位法向量，为虚拟超声探头中轴面F2的单位法向量，








5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S400中，所述平面F2”'与所述平面F2”之间的变换矩阵T3为：





6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S500中，所述平面F2””与所述平面F2”'之间的变换矩阵T4为：



其中：为平面F2”'平移获得平面F2””的平移向量，

Q′1＝T3T2T1Q1,

为虚拟超声切面F1的单位法向量。


7.一种在超声切面上获得超声探头中轴线的装置，其特征在于，包括：
取样模块：用于获取虚拟坐标系统OXYZ中虚拟超声切面F1上三个不共线取样点坐标以及虚拟超声探头中轴面F2上三个不共线取样点坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天力，胡世军，肖锦涛，罗衡，柯建源，
申请(专利权)人：赵天力，
类型：发明
国别省市：湖南;43