一种基于定位导航穿刺针的自由臂超声标定方法

摘要

本发明涉及一种基于定位导航穿刺针的自由臂超声标定方法，手持定位导航穿刺针使针尖低速反复穿过超声成像平面，获取背景图像I_b，根据亮度阈值T，得到二进制图像采集针的图像得到一个图像序列I，同时获得图像序列I中每幅图像对应时刻探头上传感器Sr的定位信息及针尖空间坐标；根据亮度阈值T，获得针的二进制区域图像继而获得携带亮度信息的针图像定位针图像中亮度最大点；每幅图像的最大亮度点构成点集P，点集P中亮度最大值的点为图像序列I中针尖在成像平面上的图像坐标；将每个点集P中亮度最大值的点构成点集S；根据点集S中针尖与成像平面对齐时刻的针尖图像坐标、对应的针尖空间坐标及Sr的定位信息，推算出标定转换矩阵。

主权项

一种基于定位导航穿刺针的自由臂超声标定方法，手持定位导航穿刺针使针尖低速反复穿过超声成像平面， 其特征在于： 步骤1：保持装有定位传感器S_r的超声探头固定，针尖运动前，获取背景图像I_b，根据亮度阈值T，得到二进制图像步骤2：针尖从成像平面一侧移动到另一侧，采集针的图像得到一个图像序列I，同时获得图像序列I中每幅图像对应的S_r的定位信息及针尖空间坐标； 步骤3：设I_i为序列I中某一幅图像，根据亮度阈值T，得到二进制图像从二进制图像中减去二进制图像获得针的二进制区域图像步骤4：将针的二进制区域图像和图像I_i相与，获得携带亮度信息的针图像步骤5：定位针图像中亮度最大点；步骤6：对图像序列中每幅图像重复步骤3—步骤5，每幅图像的最大亮度点构成点集P，定位点集P中亮度最大值的点即为图像序列I中针尖在成像平面上的图像坐标； 步骤7：在成像平面不同区域重复步骤2—6，将每个点集P中亮度最大值的点构成点集S，点集S中各个点对应针尖每次穿过成像平面时，针尖与成像平面对齐时刻的图像坐标； 步骤8：根据针尖与成像平面对齐时刻的针尖图像坐标、对应的针尖空间坐标及定位传感器S_r的定位信息，推算出标定转换矩阵。