Title of Paper:一种基于光学定位的超声探头标定方法

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Date of Publication:2013-10-20

Journal:中国生物医学工程学报

Included Journals:Scopus、PKU、ISTIC、CSCD

Volume:32

Issue:5

Page Number:526-531

ISSN No.:0258-8021

Key Words:超声探头标定;手持超声成像;光学定位

Abstract:在手持二维超声探头扫描重建三维超声图像之前,需要进行超声探头标定.为了在标定图像数量少的情况下,快速有效地标定超声探头,提出一种基于光学定位的超声探头标定方法.设计一种由两个互相垂直的平面组成的立体标定模板.在标定过程中,手持超声探头扫描标定模板,由光学定位设备获取摄像机与模板的变换矩阵、超声探头与摄像机的变换矩阵.每次扫描得到超声声束与模板三正交轴的3个交点,共构造6个标定方程.当采集两幅以上标定图像时,即可非线性优化求解得到超声图像与超声探头的变换矩阵,未知量包括6个空间变量和两个超声图像比例因子.仿真实验表明,标定误差随图像数量增加而减小,当图像数量大于30幅时,标定平均误差小于1 mm；真实实验表明,该方法在采用20幅以上标定图像时,标定平均误差小于2 mm.该方法平均标定精度满足超声影像导航手术的需求,并为进一步的三维超声重建奠定基础.