一种双平面超声换能器探头及其换能器位置的设置方法技术

本发明专利技术涉及一种双平面穿刺超声导引系统换能器探头及其换能器位置的设置方法。通过对单平面换能器在三维坐标系中的位置进行变换，以构造具有两个换能器的双平面探头，其中位置变换包括一个水平移动变换和三个方向的角度变换，使得探头的两个换能器的之间夹角可调，并且与水平面的两个角度可调。可以根据身体部位的穿刺要求设计最优的双平面穿刺探头。该两个换能器的扫查平面相交在进针路径上，从而可以从不同的维度对穿刺针的进针过程进行显示，并相互实时纠正穿刺针在各自换能器的被动孔径方向上发生的偏离，并且所有的角度关系，通过数学表达式互相转化，并且根据不同的应用场景，指导双平面换能器探头的设计，能够快速自动地对换能器参数精确设置，使其与具体的穿刺目标相匹配，提高了穿刺导引的精确度。提高了穿刺导引的精确度。提高了穿刺导引的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种双平面超声换能器探头及其换能器位置的设置方法


[0001]本专利技术涉及超声换能器
，具体涉及一种双平面超声换能器探头及其中换能器位置的设置方法。

技术介绍

[0002]为了解决穿刺导引时针或针尖的精确定位问题，国内外研究人员提出了双平面超声换能器。传统的双平面超声换能器的两个超声换能器采用T型或L型排列。无论是T型还是L型双平面超声换能器，它们的两个线阵换能器保持完全垂直的相对位置关系，因此T型或L型双平面超声换能器的两成像平面保持垂直。附图1展示了T型双平面超声探头的成像平面。换能器1的成像平面对应于平面内视图，穿刺器械的轮廓可以在此成像平面内完全被显示，但是不能展示出穿刺器械和周围组织在横切面的相对位置关系。换能器2的成像平面对应于平面外视图，它与平面内视图互相正交，所以在此成像平面内可以显示穿刺器械与周围组织在横切面的相对位置关系。在采用T型或者L型双平面超声换能器进行穿刺导引时，穿刺针首先出现在换能器1对应的成像平面内，穿刺针可能会由于部分容积效应或者穿刺针的针尖跑出换能器1的声束扫查范围而无法在成像平面内观察到它的位置偏离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双平面超声换能器探头中换能器位置的设置方法，以正对人体组织并贴合皮肤的单平面超声换能器为基础，对该单平面超声换能器在三维坐标系中的位置进行变换，以计算双平面超声换能器探头中两个换能器的位置，其特征在于包括以下步骤：s1：将单平面超声换能器置于正对人体组织并贴合皮肤的位置，以皮肤表面为xoy平面建立平面直角坐标系，使得单平面超声换能器的一个顶点位于原点，其长轴位于x轴正方向，短轴位于y轴负方向，其中超声换能器的长轴为其长边，即主动孔径方向，短轴为超声换能器的宽边，即被动孔径方向，单平面超声换能器的位置为初始位置(x,y,z)；s2：将初始位置的超声换能器沿着y轴负方向平移δ，平移后的超声换能器位置坐标为(x,y
‑
δ,z)
T
；s3：使超声换能器绕着短轴顺时针旋转α度，此时短轴与y轴重合，该变化对应的换能器坐标等于平移后的换能器坐标右乘绕y轴的旋转矩阵R
y
，R
y
的表达式为：s4：使换能器绕长轴旋转β度，该旋转可以分解为下列过程：首先将换能器绕y轴旋转，使其一长边与x轴重合，然后将换能器绕着x轴顺时针旋转β度，最后通过绕y轴还原旋转的逆变换得到换能器P1的坐标，这一系列变换的总变换矩阵H如下：其中，其中，其中是R
y1
的逆矩阵；s5：对超声换能器P1的位置做镜像操作获得换能器P2的几何位置，镜像平面与xoy平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文焘，王玥，林洪甫，潘航，
申请(专利权)人：北京京声普探科技有限公司，
类型：发明
国别省市：