СИСТЕМА И СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КАЛИБРОВКИ ОТСЛЕЖИВАЕМОГО УЛЬТРАЗВУКА

1. Способ автоматической калибровки отслеживаемого ультразвука, включающий в себя этапы, на которых:
- конфигурируют локализатор (16) (i) для слежения за положением и ориентацией ультразвукового преобразователя (12) внутри пространства (38) локализатора и (ii) для слежения за положением и ориентацией калибровочного элемента (18) внутри пространства локализатора;
- обеспечивают ультразвуковой объем (20), пригодный для пропускания ультразвука, причем ультразвуковой объем расположен внутри пространства локализатора;
- размещают калибровочный элемент (18) внутри ультразвукового объема (20);
- получают серию ультразвуковых изображений (52, 54, 56, 58) ультразвукового объема ультразвуковым зондом по мере изменения относительного положения и ориентации ультразвукового преобразователя (12) и калибровочного элемента (18);
- применяют обработку (62, 64, 66, 68) изображения для определения на основе изображения положения и ориентации калибровочного элемента внутри каждого кадра из серии ультразвуковых изображений; и
- вычисляют параметры преобразования калибровки отслеживаемого ультразвука в зависимости (i) от основанного на изображении положения и ориентации калибровочного элемента (18) в каждой из серии ультразвуковых изображений, (ii) от соответствующего положения и ориентации отслеживаемого локализатором ультразвукового преобразователя (12) для каждого выбранного кадра (52, 54, 56, 58) из серии ультразвуковых изображений, и (iii) от соответствующего положения и ориентации отслеживаемого локализатором калибровочного элемента (18) для каждого кадра из серии ультразвуковых изображений, при этом параметры преобразования пространственно соотносят координатное пространство (L) локализатора с пространством (I) ультразвукового изображения, при этом дополнительно,
определение положения изображения калибровочного элемента и ориентации изображения включает (i) сопоставление шаблона (62, 64, 66, 68) начального представляющего интерес объема кадра, который включает в себя калибровочный элемент, с (ii) изображением калибровочного элемента в каждом последующем кадре из серии ультразвуковых изображений.
2. Способ по п.1, в котором ультразвуковой преобразователь (12) включает в себя следящее устройство (14), связанное с преобразователем, и в котором локализатор осуществляет слежение за следящим устройством внутри пространства локализатора.
3. Способ по п.1, в котором калибровочный элемент (18) содержит любой инструмент, пригодный для создания по меньшей мере одного устойчивого элемента в ультразвуковом изображении.
4. Способ по п.3, в котором, дополнительно, калибровочный элемент (18) содержит иглу и в котором обработка изображения определяет положение и ориентацию кончика (19) этой иглы внутри каждого изображения в серии ультразвуковых изображений.
5. Способ по п.1, в котором размещение калибровочного элемента (18) внутри ультразвукового объема (20) включает в себя движение этого калибровочного элемента по ультразвуковому объему.
6. Способ по п.5, в котором движение калибровочного элемента (18) дополнительно включает в себя использование роботизированной руки, имеющей три перемещающих сочленения для перемещения этого калибровочного элемента по этому ультразвуковому объему.
7. Способ по п.1, в котором серия ультразвуковых изображений включает в себя N кадров, где N больше или равно трем (N≥3).
8. Способ по п.1, в котором ультразвуковые изображения содержат трехмерные изображения.
9. Способ по п.1, в котором ультразвуковые изображения содержат двухмерные изображения, при этом способ дополнительно содержит этап, на котором:
- ограничивают движение калибровочного элемента по ультразвуковому объему в плоскости изображения этих двухмерных изображений.
10. Способ по п.9, в котором, дополнительно, ограничение движения включает использование направляющей, которая ограничивает движение плоскостью двухмерного изображения.
11. Способ по п.1, в котором определение на основе изображения положения и ориентации калибровочного элемента (18) включает - для каждого кадра (52, 54, 56, 58) - обработку ультразвукового изображения для определения положения изображения калибровочного элемента и ориентации изображения.
I
L
12. Способ по п.1, в котором вычисление дополнительно включает автоматическое вычисление пары точек для каждого кадра ультразвукового изображения, при этом пара точек включает в себя (i) отслеживаемую на основе изображения точку Pидентифицируемого участка калибровочного элемента и (ii) отслеживаемую локализатором точку P ультразвукового преобразователя.
13. Способ по п.1, в котором движение калибровочного элемента (18) является непрерывным, и способ дополнительно содержит этап, на котором:
- моделируют движение калибровочного элемента с помощью параметрического преобразования, при этом параметры движения одного кадра ультразвукового изображения используют для оценки движения калибровочного элемента в следующем кадре ультразвукового изображения.
14. Способ по п.13, в котором моделирование движения включает решение задачи локальной регистрации изображения в каждом отдельном кадре ультразвукового изображения с использованием числовой оптимизации.
15. Диагностическая ультразвуковая система (10) формирования изображения, сконфигурированная для выполнения автоматической калибровки отслеживаемого ультразвука в соответствии со способом по п.1.