Probekalibrering

Hva er probekalibrering?

Når man bruker ultralyd innenfor bildeveiledet behandling er man nødt til å vite ultralydbildenes posisjon, dvs. hvor er bildet plassert i rommet i forhold til posisjonssensoren plassert på proben? Dette gjør det mulig både å visualisere ultralydbildene korrekt i et tredimensjonalt område, og å kombinere de todimensjonale bildene i et tredimensjonalt volum.

For å bestemme posisjonen på ultralydbildet, er ultralydproben vanligvis utstyrt med en posisjoneringssensor hvor dens posisjon er målt i sanntid ved hjelp av et sporingssystem. Denne posisjonen er forskjellig fra den i ultralydbildet, men siden denne sensoren er festet til proben, er det romlige forholdet mellom sensoren og bildet konstant. Man bruker probekalibrering som prosess for å finne dette forholdet (en matematisk transformasjon). Ved å kombinere resultatet av kalibreringsprosessen med sanntidsmålinger på sensoren, kan vi bestemme posisjonen for hvert ultralydbilde.

Probekalibreringen kan f.eks. brukes til å plassere ultralydbildet korrekt inni en 3D-scene (venstre), eller til å kombinere mange 2D-bilder til et tredimensjonalt bildevolum (høyre).

Prosessen som finner det romlige forholdet, probekalibrering, beregner altså forholdet mellom posisjonen til sensoren som er montert på på ultralydproben og ultralydbildet.

Forskning

SINTEF begynte å jobbe med probekalibrering for 15 år siden; både ved å teste eksisterende metoder og ved å utvikle nye metoder. Arbeidet resulterte i en ofte sitert review-artikkel på området. Resultatene og metodene fra våre tidlige publikasjoner benyttes fortsatt ved mange laboratorier rundt om i verden.

Mesteparten av forskningen på feltet probekalibrering de siste 20 årene har fokusert på å utvikle raskere kalibreringsmetoder, mer automatiske og mer nøyaktige metoder. Dette har resultert i flere smarte løsninger. Mens disse metodene vanligvis er utviklet for en spesifikk probe, kan de i prinsippet tilpasses andre prober. I praksis er det imidlertid ikke slik. Ultralydprober er mer og mer spesialisert og skreddersydd til et økende antall anvendelser innen medisin. Forskjellene mellom probene er store når det gjelder omgivelser som form, synsfelt, oppløsning, kontrast og støy. Som et resultat av dette er tilpasning av kalibreringsmetoder ofte langtekkelig, og trenger modifiseringer på flere sentrale komponenter, spesielt fantomer og bildeprosesseringsalgoritmer.

Den langtekkelige tilpasningen er upraktisk i forskningsøyemed, hvor ultralydveiledning jevnlig er anvendt på nye medisinske områder, som igjen har sitt eget mer eller mindre spesialiserte ultralydutstyr.

Spesielt ved initielle forsøk og småskala forundersøkelser, er behovet for tilpassete fantomer et hinder. Vårt fokus har derfor den seneste tiden gått mot metoder som ikke er spesielt raske, heller ikke fullautomatiske, men nøyaktige, robuste og viktigst, enkelt kan benyttes på nesten alle slags prober.

KONTAKT