MEMS角速度传感器在Freehand 3D超声扫描中的应用

翁善来; 郑政

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MEMS角速度传感器在Freehand 3D超声扫描中的应用

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目的:用2D超声探头进行Freehand 3D扫描,需要记录成像面的相对位置,传统的方法是利用固定的光学或电磁传感器跟踪探头的轨迹,这一方法既贵且不方便.新近广泛使用在移动通信设备中的MEMS惯性传感器可以检测物体的运动过程而无须外部固定设备的参与.本文提出了在普通的2D探头中内置MEMS角速度传感器检测其角位移的方法,不仅可以作为完整的免轨迹传感器3D解决方案的一部分,而且还可以单独使用在球形器官的徒手3D扫描中.方法:本文提出了这一方法的理论并建立了球形器官扫描的数学模型.在一个普通的2D机械扇扫探头中置入一个角速度传感器,并进行了实验研究,实现了对一个置于球壳中的线靶的三维扫描和重建.结果:对线靶的三维扫描和重建的实验表明,线靶的重建误差不超过3.5％,且能正确得表达探头的运动轨迹.实验的重复性也较好.结论:内置惯性传感器的探头进行徒手3D扫描,既避免了通常3D探头的复杂结构和控制,又避免了使用轨迹传感器.重建实验表明,本文提出的方法对线靶的重建精度可以达到3.5％以下.用角速度传感器为徒手3D扫描提供探头的角位移信息是一个可行的方案.

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来源
《中国医学物理学杂志》 |2015年第1期|92-97|共6页
作者
翁善来; 郑政;
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作者单位

上海理工大学医疗器械与食品学院,上海200093;

上海理工大学医疗器械与食品学院,上海200093;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 TP391.41;
关键词
freehand 3D; 惯性传感器; 角速度传感器; 3D超声重建;

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