本发明涉及医学成像领域，具体是涉及一种定位成像区域的装置、方法及医学成像装置。
背景技术：
医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。它包含以下两个相对独立的研究方向：医学成像系统（medicalimagingsystem）和医学图像处理（medicalimageprocessing）。前者是指图像行成的过程，包括对成像机理、成像设备、成像系统分析等问题的研究；后者是指对已经获得的图像作进一步的处理，其目的是或者是使原来不够清晰的图像复原，或者是为了突出图像中的某些特征信息，或者是对图像做模式分类等等。
作为一门科学，医学影像属于生物影像，并包含影像诊断学、放射学、内视镜、医疗用热影像技术、医学摄影和显微镜。另外，包括脑波图和脑磁造影等技术，虽然重点在于测量和记录，没有影像呈显，但因所产生的数据俱有定位特性也可被看作是另外一种形式的医学影像。临床应用方面，又称为医学成像，或影像医学，有些医院会设有影像医学中心、影像医学部或影像医学科，并配备相关的仪器设备，在医学、医学工程、医学物理与生医资讯学方面，医学影像通常是指研究影像构成、撷取与储存的技术、以及仪器设备的研究开发的科学。而研究如何判读、解释与诊断医学影像的是属于放射医学科，或其他医学领域，例如如神经系统学科、心血管病学科等方面的辅助科学。
但是现代医学影像领域，难以精确地获得成像采集设备的相对位置或者说相对坐标，因此需要用于确定成像区域的的精确定位方法。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，提供一种定位成像区域的装置、方法及医学成像装置，本发明能够更自动化、更准确地对超声探头等成像采集装置进行定位，保证成像的精确度和可靠性。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种定位成像区域的装置，包括：
定位标记模块，用于在医学成像成像装置上固定至少一个定位标记物；
坐标系建立模块，用于建立基本三维坐标系以及建立医学成像成像装置的成像三维坐标系；
第一坐标值确定模块，用于确定所述医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
图像获取模块，用于获取医学成像装置上固定的至少一个所述定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息；
坐标变化获取模块，用于确定出各层参考图像中的各个定位标记物对应的中心及边缘点，基于各个定位标记物对应的中心及边缘点确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值；
第二坐标值获取模块，用于根据所述图像信息、所述俯仰角变化和所述坐标变化值获得同一定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
标记点获取模块，用于根据同一球形定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值，拟合出该定位标记物的三维中心，将所述三维中心作为定位标记点；
坐标系转换模块，用于根据所述定位标记点基于基本三维坐标系以及所述成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵；
成像区域定位模块，用于根据各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和所述转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。
可选的，所述医学成像装置包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值为超声探头基本三维坐标系中的三维坐标值。
可选的，所述定位标记物为空间传感器，所述超声探头上固定有至少一个所述空间位置传感器，以形成超声探头的定位标记物，超声成像主机上固定有若干空间位置传感器。
可选的，坐标系建立模块是根据超声成像主机上固定有若干空间位置传感器建立所述基本三维坐标系，第一坐标值确定模块是根据超声探头以及超声成像主机上的空间位置传感器，确定超声探头的激发点和接收点位置，即医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值。
进一步的，本发明还提供一种定位成像区域的方法，包括以下步骤：
在医学成像成像装置上固定至少一个定位标记物；
建立基本三维坐标系以及建立医学成像成像装置的成像三维坐标系；
确定所述医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
获取医学成像装置上固定的至少一个所述定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息；
确定出各层参考图像中的各个定位标记物对应的中心及边缘点，基于各个定位标记物对应的中心及边缘点确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值；
根据所述图像信息、所述俯仰角变化和所述坐标变化值获得同一定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
根据同一球形定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值，拟合出该定位标记物的三维中心，将所述三维中心作为定位标记点；
根据所述定位标记点基于基本三维坐标系以及所述成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵；
根据各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和所述转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。
可选的，所述医学成像装置包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值为超声探头基本三维坐标系中的三维坐标值。
可选的，所述定位标记物为空间传感器，所述超声探头上固定有至少一个所述空间位置传感器，以形成超声探头的定位标记物。
可选的，超声成像主机上固定有若干空间位置传感器。
可选的，根据超声成像主机上固定有若干空间位置传感器建立所述基本三维坐标系，根据超声探头以及超声成像主机上的空间位置传感器，确定超声探头的激发点和接收点位置，即医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值。
进一步的，本发明提供一种医学成像装置，包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，超声成像主机和所述超声探头上均固定有至少一个空间位置传感器，在超声探头上固定的各个所述空间位置传感器形成超声探头的各个定位标记点。
本发明的有益效果为：
本发明通过在医学成像装置上设置至少一个定位标记物，建立对应的坐标系，之后获取定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息，确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值，拟合出该定位标记物的三维中心，将三维中心作为定位标记点，再根据定位标记点基于基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵，由各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。本发明式能够更自动化、更准确地对超声探头等成像采集装置进行定位，保证成像的精确度和可靠性。
附图说明
图1为本发明定位成像区域的装置的结构框图；
图2为本发明定位成像区域的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
请参阅图1，该定位成像区域的装置包括：
定位标记模块，用于在医学成像成像装置上固定至少一个定位标记物，在本实施例中，医学成像装置包括超声成像主机和与超声成像主机电性连接的超声探头，其中超声探头为成像采集装置。
定位标记物固定于超声探头壳体处、手柄处，进一步的，定位标记物可以与超声探头的表面垂直，所有定位球形标记物的中心分布于同一个圆上。
在本实施例中，定位标记物为空间传感器，超声探头上固定有至少一个空间位置传感器，以形成超声探头的定位标记物，超声成像主机上固定有若干空间位置传感器，定位标记物也可以其他能够快捷方便地获取位置的物质。
定位标记物的设置是为了获得后续不同坐标系之间的关系，即立基本三维坐标系以及成像三维坐标系之间的关系，通过在定位标记物设置定位标记点，获得定位标记点在不同坐标系的坐标，进而获得不同坐标系之间的关系。定位标记物设置为至少一个的好处在于，可以一次性采集足够的参考数据，减少反复采集的时间，提升运算效率。
坐标系建立模块，用于建立基本三维坐标系以及建立医学成像成像装置的成像三维坐标系。坐标系建立模块是根据超声成像主机上固定有若干空间位置传感器建立基本三维坐标系。
第一坐标值确定模块，用于确定医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值，医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值为超声探头基本三维坐标系中的三维坐标值，即成像采集装置置基于基本三维坐标系中的三维坐标值。第一坐标值确定模块是根据超声探头以及超声成像主机上的空间位置传感器，确定超声探头的激发点和接收点位置，即医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值
图像获取模块，用于获取医学成像装置上固定的至少一个定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息。
坐标变化获取模块，用于确定出各层参考图像中的各个定位标记物对应的中心及边缘点，基于各个定位标记物对应的中心及边缘点确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值。
第二坐标值获取模块，用于根据图像信息、俯仰角变化和坐标变化值获得同一定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值。可以推导出传感器阵列的每个探头的相对空间坐标。若超声探头上分布有阵列式换能器，当有阵列式换能器位置相对于基本三维坐标系发生变换后，重新计算其坐标位置，超声成像主机接受到的数据除了记录超声波对检测目标体反射强度的时间序列，每个序列都都可以推算出其超声波信号激发点和接收点坐标，得到更加精确的成像结果。
标记点获取模块，用于根据同一球形定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值，拟合出该定位标记物的三维中心，将三维中心作为定位标记点。
坐标系转换模块，用于根据定位标记点基于基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵。
成像区域定位模块，用于根据各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。
进一步的，请参阅图2，该定位成像区域的方法包括：
s100）在医学成像成像装置上固定至少一个定位标记物，在本实施例中，医学成像装置包括超声成像主机和与超声成像主机电性连接的超声探头，其中超声探头为成像采集装置。
定位标记物固定于超声探头壳体处、手柄处，进一步的，定位标记物可以与超声探头的表面垂直，所有定位球形标记物的中心分布于同一个圆上。
在本实施例中，定位标记物为空间传感器，超声探头上固定有至少一个空间位置传感器，以形成超声探头的定位标记物，超声成像主机上固定有若干空间位置传感器，定位标记物也可以其他能够快捷方便地获取位置的物质。
定位标记物的设置是为了获得后续不同坐标系之间的关系，即立基本三维坐标系以及成像三维坐标系之间的关系，通过在定位标记物设置定位标记点，获得定位标记点在不同坐标系的坐标，进而获得不同坐标系之间的关系。定位标记物设置为至少一个的好处在于，可以一次性采集足够的参考数据，减少反复采集的时间，提升运算效率。
s200）建立基本三维坐标系以及建立医学成像成像装置的成像三维坐标系。在此步骤中是根据超声成像主机上固定有若干空间位置传感器建立基本三维坐标系。
s300）确定医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值，医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值为超声探头基本三维坐标系中的三维坐标值，即成像采集装置置基于基本三维坐标系中的三维坐标值。在此步骤中是根据超声探头以及超声成像主机上的空间位置传感器，确定超声探头的激发点和接收点位置，即医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值
s400）获取医学成像装置上固定的至少一个定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息。
s500）确定出各层参考图像中的各个定位标记物对应的中心及边缘点，基于各个定位标记物对应的中心及边缘点确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值。
s600）根据图像信息、俯仰角变化和坐标变化值获得同一定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值。可以推导出传感器阵列的每个探头的相对空间坐标。若超声探头上分布有阵列式换能器，当有阵列式换能器位置相对于基本三维坐标系发生变换后，重新计算其坐标位置，超声成像主机接受到的数据除了记录超声波对检测目标体反射强度的时间序列，每个序列都都可以推算出其超声波信号激发点和接收点坐标，得到更加精确的成像结果。
s700）根据同一球形定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值，拟合出该定位标记物的三维中心，将三维中心作为定位标记点。
s800）根据定位标记点基于基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵。
s900）根据各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。
进一步的，本发明还提供一种医学成像装置，包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，超声成像主机和所述超声探头上均固定有至少一个空间位置传感器，在超声探头上固定的各个所述空间位置传感器形成超声探头的各个定位标记点。
本发明的有益效果为：通过在医学成像装置上设置至少一个定位标记物，建立对应的坐标系，之后获取定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息，确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值，拟合出该定位标记物的三维中心，将三维中心作为定位标记点，再根据定位标记点基于基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵，由各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。本发明能够更自动化、更准确地对超声探头等成像采集装置进行定位，保证成像的精确度和可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
1.一种定位成像区域的装置，其特征在于，包括：
定位标记模块，用于在医学成像成像装置上固定至少一个定位标记物；
坐标系建立模块，用于建立基本三维坐标系以及建立医学成像成像装置的成像三维坐标系；
第一坐标值确定模块，用于确定所述医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
图像获取模块，用于获取医学成像装置上固定的至少一个所述定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息；
坐标变化获取模块，用于确定出各层参考图像中的各个定位标记物对应的中心及边缘点，基于各个定位标记物对应的中心及边缘点确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值；
第二坐标值获取模块，用于根据所述图像信息、所述俯仰角变化和所述坐标变化值获得同一定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
标记点获取模块，用于根据同一球形定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值，拟合出该定位标记物的三维中心，将所述三维中心作为定位标记点；
坐标系转换模块，用于根据所述定位标记点基于基本三维坐标系以及所述成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵；
成像区域定位模块，用于根据各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和所述转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。
2.根据权利要求1所述的一种定位成像区域的装置，其特征在于，所述医学成像装置包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值为超声探头基本三维坐标系中的三维坐标值。
3.根据权利要求2所述的一种定位成像区域的装置，其特征在于，所述定位标记物为空间传感器，所述超声探头上固定有至少一个所述空间位置传感器，以形成超声探头的定位标记物，超声成像主机上固定有若干空间位置传感器。
4.根据权利要求3所述的一种定位成像区域的装置，其特征在于，坐标系建立模块是根据超声成像主机上固定有若干空间位置传感器建立所述基本三维坐标系，第一坐标值确定模块是根据超声探头以及超声成像主机上的空间位置传感器，确定超声探头的激发点和接收点位置，即医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值。
5.一种定位成像区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在医学成像成像装置上固定至少一个定位标记物；
建立基本三维坐标系以及建立医学成像成像装置的成像三维坐标系；
确定所述医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
获取医学成像装置上固定的至少一个所述定位标记物的多层参考图像，并获取多层参考图像的图像信息；
确定出各层参考图像中的各个定位标记物对应的中心及边缘点，基于各个定位标记物对应的中心及边缘点确定出对应的俯仰角变化值和基于基本三维坐标系中的坐标变化值；
根据所述图像信息、所述俯仰角变化和所述坐标变化值获得同一定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值；
根据同一球形定位标记物在各层参考图像中基于基本三维坐标系中的三维坐标值，拟合出该定位标记物的三维中心，将所述三维中心作为定位标记点；
根据所述定位标记点基于基本三维坐标系以及所述成像三维坐标系中的三维坐标值，获得基本三维坐标系以及成像三维坐标系中的三维坐标值之间的转换关系矩阵；
根据各个定位标记物基于基本三维坐标系、成像三维坐标系中的三维坐标值和所述转换关系矩阵对成像区域进行三维坐标定位。
6.根据权利要求5所述的一种定位成像区域的方法，其特征在于，所述医学成像装置包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值为超声探头基本三维坐标系中的三维坐标值。
7.根据权利要求6所述的一种定位成像区域的方法，其特征在于，所述定位标记物为空间传感器，所述超声探头上固定有至少一个所述空间位置传感器，以形成超声探头的定位标记物。
8.根据权利要求7所述的一种定位成像区域的方法，其特征在于，超声成像主机上固定有若干空间位置传感器。
9.根据权利要求8所述的一种定位成像区域的方法，其特征在于，根据超声成像主机上固定有若干空间位置传感器建立所述基本三维坐标系，根据超声探头以及超声成像主机上的空间位置传感器，确定超声探头的激发点和接收点位置，即医学成像成像装置基于基本三维坐标系中的三维坐标值。
10.一种医学成像装置，其特征在于，包括超声成像主机和与所述超声成像主机电性连接的超声探头，超声成像主机和所述超声探头上均固定有至少一个空间位置传感器，在超声探头上固定的各个所述空间位置传感器形成超声探头的各个定位标记点。
技术总结