【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，尤其涉及一种超声图像校准方法。
技术介绍
1、随着技术的不断进步，超声也应用于一些穿刺的过程当中。组织穿刺是最常见的临床操作之一，穿刺的准确性是操作中的核心问题，其直接影响到可否超声穿刺的准确性及后续手术的准确性和安全性，而超声穿刺导航可以提供路径规划和精准定位，因此获得了大量应用。
2、超声穿刺导航采用的设备一般包括相互固定配合的用于进行超声探测的超声探头和用于根据超声探头得到超声图像进行穿刺导航的超声穿刺标记组件，如标记板，如图1所示。
3、超声探头与超声穿刺标记组件相互固定配合，可得超声探头与超声穿刺标记组件之间的位置关系，且超声探头的检测区域与超声探头之间的位置关系是固定且已知的，基于此，可以计算得到超声探头的检测区域与超声穿刺标记组件之间的位置关系，可将标记板上的各网点虚拟呈现在超声探头的检测区域内；之后通过超声探头扫描待穿刺组织，获取超声图像，进而得到待穿刺组织与超声图像之间的位置关系，因而可将待穿刺组织虚拟呈现在超声探头的检测区域内；最后，操作人员如医生根据超声图像上的病灶，可选取相应的虚拟标记点作为穿刺点，虚拟标记点与实际超声穿刺标记组件上的各标记点一一对应，由此可以得到实际超声穿刺标记组件上的标记点，以此进行穿刺操作。
4、理论上，超声探头的超声换能器的轴心与超声探头的外壳应该是同心的，且得到的超声图像的零位线是竖直方向上的，超声图像相对于零位线左右对称，如图2左图所示；但实际上，超声探头在外壳内的装配，因装配间隙、装配误差等原因，超声探头存在各种公差
5、目前的超声穿刺导航中均未使用校准，导致各种情况下产生的公差会降低组织穿刺的准确性，进而影像后续手术的准确性和安全性。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对上述不足，本专利技术提出一种超声图像校准方法，可以对超声探头探测的超声图像进行校准，保证图像中的规划穿刺位置与超声装置和标记板实际引导的穿刺位置之间位置关联的精确性。
2、技术方案：
3、一种超声图像校准方法，用于对超声探头获取的超声图像进行校准，包括：
4、s1、获取包含至少两个标记点的超声图像，得到标记点在超声图像中的位置；
5、s2、获取标记点在超声穿刺标记组件上的投影位置，据此将其与超声图像中对应标记点的位置重合；其中，超声穿刺标记组件垂直于超声探头的轴向设置；
6、s3、根据s1和s2得到超声探头轴心的理论位置及超声图像的理论零位线，根据超声图像得到超声探头轴心的实际位置，进而计算得到超声探头轴心的实际位置的偏移，结合标记点在超声图像中的位置计算得到超声图像的实际零位线的偏角；
7、s4、根据s3得到的超声探头轴心和零位线的偏移量进行超声图像校准。
8、具体地，所述s3中，所述得到超声探头轴心的理论位置及超声图像的理论零位线具体为：
9、根据s1和s2得到外壳轴心在超声图像中的位置，即得到超声探头轴心的理论位置，以超声图像中过该轴心的竖直线作为超声图像的理论零位线。
10、更具体地，所述s3中，所述得到超声探头轴心的实际位置的偏移，具体为：
11、获取任意两个标记点之间的距离及外壳轴心与该两标记点之间的距离，在超声图像中获取得到超声探头的轴心及其分别与该两标记点之间的距离，结合超声图像的理论零位线计算得到超声探头的轴心与外壳轴心之间的偏移，即得到超声探头轴心的实际位置的偏移。
12、更进一步地，所述两标记点与所述外壳轴向平行设置，且其中一标记点经过超声探头的轴心，该标记点在超声图像中的位置与外壳轴心的连线即为超声图像的理论零位线。
13、更进一步地，所述计算超声探头的轴心与外壳轴心之间的偏移，具体为：
14、设定超声探头轴心的实际位置为o，理论位置为o′，两标记点分别为a、b，o在ab所在直线上的投影为c，o′a所在直线即为超声图像的理论零位线；
15、ab为两标记点a、b之间的距离，通过超声图像读取获取或通过三坐标测量获取；oa、ob分别为o与两标记点a、b之间的距离，通过超声图像获取得到；o′a、o′b分别为o′与两标记点a、b之间的距离，通过超声图像校准装置的设计参数获取得到；
16、通过余弦定理计算得到ab和ob的夹角α，由此得到超声探头轴心的实际位置相对于其理论位置的在水平方向上的偏移δx＝cb-ab和在竖直方向上的偏移δy＝oc-o′a，其中，oc＝obsin(α)，cb＝obcos(α)。
17、更进一步地，根据ab和ob的夹角α计算得到oc和ob的夹角β＝π/2-α，根据超声图像计算得到超声探头的实际零位线与ob之间的夹角γ，进而计算得到超声图像的实际零位线相对于理论零位线的偏角δθ＝γ-β。
18、具体地，所述s3中，所述得到超声图像的实际零位线的偏角，具体为：
19、根据所述超声探头轴心的实际位置，结合s1得到的标记点在超声图像中的位置及超声图像的理论零位线计算得到超声图像的实际零位线相对于其理论零位线的偏角。
20、具体地，所述s4中，所述超声图像校准具体为：
21、构建超声穿刺标记组件的坐标系，超声探头轴心的实际位置相对于其理论位置的在水平方向上和在竖直方向上偏移分别为δx、δy，超声图像的实际零位线相对于理论零位线的偏角为δθ，进而通过下式对超声穿刺标记组件上的位置进行转换，得到超声探头扫描区域中的实际位置；具体为：
22、
23、其中，h＝δx，k＝δy，a＝δθ，(x,y)和(x′,y′)分别表示超声探头扫描区域的实际位置坐标和超声穿刺标记组件上的位置坐标，中间的矩阵为对应的变换矩阵。
24、具体地，所述标记点通过至少两个在超声探头的成像平面内形成点状成像的标记杆获得，至少两个标记杆设置为与所述超声探头的外壳轴向平行。
25、有益效果：本专利技术可以对超声探头探测的超声图像进行校准，使得超声扫描图像中的位置与扫描目标区域的位置相对应，保证图像中的规划穿刺位置与超声装置和标记板实际引导的穿刺位置之间位置关联的精确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声图像校准方法，用于对超声探头获取的超声图像进行校准，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述S3中，所述得到超声探头轴心的理论位置及超声图像的理论零位线具体为：
3.根据权利要求2所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述S3中，所述得到超声探头轴心的实际位置的偏移，具体为：
4.根据权利要求3所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述两标记点与所述外壳轴向平行设置，且其中一标记点经过超声探头的轴心，该标记点在超声图像中的位置与外壳轴心的连线即为超声图像的理论零位线。
5.根据权利要求4所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述计算超声探头的轴心与外壳轴心之间的偏移，具体为：
6.根据权利要求5所述的超声图像校准方法，其特征在于，根据AB和OB的夹角α计算得到OC和OB的夹角β＝π/2-α，根据超声图像计算得到超声探头的实际零位线与OB之间的夹角γ，进而计算得到超声图像的实际零位线相对于理论零位线的偏角Δθ＝γ-β。
7.根据权利要求1所述的超声图像校准方法，其特征
8.根据权利要求1所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述S4中，所述超声图像校准具体为：
9.根据权利要求1所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述标记点通过至少两个在超声探头的成像平面内形成点状成像的标记杆获得，至少两个标记杆设置为与所述超声探头的外壳轴向平行。
...【技术特征摘要】
1.一种超声图像校准方法，用于对超声探头获取的超声图像进行校准，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述s3中，所述得到超声探头轴心的理论位置及超声图像的理论零位线具体为：
3.根据权利要求2所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述s3中，所述得到超声探头轴心的实际位置的偏移，具体为：
4.根据权利要求3所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述两标记点与所述外壳轴向平行设置，且其中一标记点经过超声探头的轴心，该标记点在超声图像中的位置与外壳轴心的连线即为超声图像的理论零位线。
5.根据权利要求4所述的超声图像校准方法，其特征在于，所述计算超声探头的轴心与外壳轴心之间的偏移，具体为：...
【专利技术属性】
技术研发人员：李少华，李雨浪，
申请(专利权)人：佗道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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