Active phantoms: a paradigm for ultrasound calibration using phantom feedback
Active phantoms: a paradigm for ultrasound calibration using phantom feedback
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主动体模：使用体模反馈进行超声校准的范例
DOI：
10.1117/1.jmi.4.3.035001
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发表时间：
2017
影响因子：
2.4
通讯作者：
Boctor, Emad M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cheng, Alexis;Guo, Xiaoyu;Zhang, Haichong K.;Kang, Hyun Jae;Etienne-Cummings, Ralph;Boctor, Emad M.
在超声(US)引导的医疗程序中，对介入工具的准确跟踪对患者的安全和临床结果至关重要。这需要一个校准程序来恢复US图像和跟踪坐标系之间的关系。在文献中，对被动模体进行了校准，这取决于图像质量和参数，如频率、深度、波束厚度以及面内假设。在这项工作中，我们介绍了一种用于US校准的有源体模。该模体主动探测从成像探测器发射的美国波束并对其作出响应。这种主动回波(AE)方法允许识别独立于图像质量的US图像中面。目标定位和分割都可以自动完成，最大限度地减少了对用户的依赖。在机器人美国的设置中，将AE体模与十字线体模进行比较。通过仿真和实验证明了一种离面估计US定标方法来补偿剩余的高程不确定度。结果表明，声发射定标体模可以在不同图像配置的实验中获得更一致的结果。自动分割也被证明具有与手动分割相似的性能。
In ultrasound (US)-guided medical procedures, accurate tracking of interventional tools is crucial to patient safety and clinical outcome. This requires a calibration procedure to recover the relationship between the US image and the tracking coordinate system. In literature, calibration has been performed on passive phantoms, which depend on image quality and parameters, such as frequency, depth, and beam-thickness as well as in-plane assumptions. In this work, we introduce an active phantom for US calibration. This phantom actively detects and responds to the US beams transmitted from the imaging probe. This active echo (AE) approach allows identification of the US image midplane independent of image quality. Both target localization and segmentation can be done automatically, minimizing user dependency. The AE phantom is compared with a crosswire phantom in a robotic US setup. An out-of-plane estimation US calibration method is also demonstrated through simulation and experiments to compensate for remaining elevational uncertainty. The results indicate that the AE calibration phantom can have more consistent results across experiments with varying image configurations. Automatic segmentation is also shown to have similar performance to manual segmentation.
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Gregory Hager
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E. Boctor
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作者：
Alexis Cheng;Xiaoyu Guo;Haichong K. Zhang;Hyun;R. Etienne;E. Boctor
通讯作者：
E. Boctor