專利名稱：多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集功能影像和形態(tài)學(xué)影像于一體的醫(yī)學(xué)影像設(shè) 備，特別是涉及一種可應(yīng)用于乳腺疾病診斷的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
乳腺癌是婦女常見(jiàn)惡性瘤之一，近三十年來(lái)的臨床經(jīng)驗(yàn)總結(jié)表明乳 腺癌患者的死亡率并未因治療方法的任何改變而有所降低，其主要原因是 臨床患者多數(shù)為中晚期，均因血行轉(zhuǎn)移而使治療失敗。乳腺癌的早期診斷 和早期治療是提高乳腺癌生存率的重要而有效的途徑，因此，對(duì)乳腺癌的 影像學(xué)診斷方法研究在國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界受到廣泛的重視。
現(xiàn)有的常規(guī)乳腺影像診斷設(shè)備要么是形態(tài)學(xué)影像設(shè)備，要么是功能學(xué) 影像設(shè)備，這樣使得一種設(shè)備提供給醫(yī)生診斷的信息量較少而且單一，其 結(jié)果導(dǎo)致診斷準(zhǔn)確率不高。如果一種影像學(xué)診斷設(shè)備將形態(tài)學(xué)和功能學(xué)診 斷方法集于一體，形成一種多模態(tài)的影像學(xué)診斷設(shè)備，將為醫(yī)生診斷提供 全面的多模態(tài)信息，這也是近年來(lái)診斷影像學(xué)設(shè)備的一種發(fā)展趨勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目是為了克服當(dāng)前常規(guī)乳腺影像診斷設(shè)備模式單一(形態(tài) 學(xué)或功能學(xué))的缺點(diǎn)，提供一種集形態(tài)學(xué)和功能學(xué)診斷于一體的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是-
一種多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，包括光源、血氧探測(cè)器、三算 子探測(cè)器、血氧和三算子信號(hào)采集單元、計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)， 其特征在于血氧探測(cè)器中兩個(gè)輸出端經(jīng)視頻線分別與血氧和三算子信號(hào) 采集單元中的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸入端相連，三算子探測(cè)器的輸出端
經(jīng)視頻線與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的三算子圖像采集卡的輸入端相 連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三個(gè)輸出端分別與計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析 處理系統(tǒng)相連。
所述的計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、乳腺血氧分析和 處理單元、三算子分析和處理單元、多功能圖像顯示單元，血氧和三算子 信號(hào)采集單元的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸出端分別與乳腺血氧分析和處理 單元的兩個(gè)輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三算子圖像采集卡 的輸出端與三算子分析和處理單元的輸入端相連，計(jì)算機(jī)分別與乳腺血氧 分析和處理單元、三算子分析和處理單元的輸出端相連，計(jì)算機(jī)與多功能 圖像顯示單元的輸入端相連，多功能圖像顯示單元由雙顯顯卡和雙顯示屏 構(gòu)成，雙顯示屏分別用于顯示血氧功能圖像和三算子圖像。
所述的光源為發(fā)出500nm-1500nm連續(xù)光譜的可見(jiàn) 近紅外光源，光
源發(fā)出的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光透射乳腺后分成兩個(gè)光路功能學(xué)信息光路
和形態(tài)學(xué)信息光路，分別進(jìn)入血氧探測(cè)器和三算子探測(cè)器。
所述的血氧探測(cè)器由兩個(gè)并列置放的濾光片、兩個(gè)并列置放的透鏡和 兩個(gè)并列置放的攝像頭組成，兩個(gè)并列置放的濾光片分別置于兩個(gè)并列置放的透鏡的正前方，兩個(gè)并列置放的透鏡分別置于兩個(gè)并列置放的攝像頭
的正前方，兩個(gè)濾光片的透光波長(zhǎng)范圍分別為、二600nm-800nm、人2 = 810nm-1000nm，兩個(gè)攝像頭的接收波長(zhǎng)范圍均為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光譜，用于分別接收功能學(xué)信息光路透過(guò)兩個(gè)濾光片的透射光 信號(hào)，并將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
所述的三算子探測(cè)器由一個(gè)透鏡和一個(gè)攝像頭組成，攝像頭的接收波 長(zhǎng)范圍為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光譜，用于接收形態(tài)學(xué)信息 光路的透射光信號(hào)，并將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
所述的血氧和三算子信號(hào)采集單元由兩個(gè)圖像采集卡組成， 一個(gè)為血 氧圖像采集卡具有兩個(gè)視頻輸入端口，將血氧探測(cè)器中兩個(gè)攝像頭輸出的 電信號(hào)分別從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再輸入到乳腺血氧分析和處理單元， 乳腺血氧分析和處理單元應(yīng)用乳腺組織血氧含量計(jì)算公式將血氧圖像采集 卡輸入的數(shù)字量進(jìn)行分析和處理得到乳腺組織血氧功能數(shù)據(jù)；另一個(gè)為三 算子圖像采集卡具有一個(gè)視頻輸入端口，將三算子探測(cè)器中攝像頭輸出的 電信號(hào)從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再輸入到三算子分析和處理單元，由三算 子算法將三算子圖像采集卡輸入的數(shù)字量進(jìn)行分析和處理得到三種特征圖 像數(shù)據(jù)；多功能圖像顯示單元將乳腺血氧分析和處理單元經(jīng)過(guò)計(jì)算后得到 的乳腺組織血氧功能數(shù)據(jù)和三算子分析和處理單元處理后得到的三種特征 圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖像方式顯示在顯示屏上，用于醫(yī)生的分析和診斷。
還包括系統(tǒng)控制單元、云臺(tái)鏡頭控制單元和功能鍵操作單元，系統(tǒng)控 制單元分別與計(jì)算機(jī)、云臺(tái)鏡頭控制單元、功能鍵操作單元相連，云臺(tái)鏡 頭控制單元與固定血氧探測(cè)器和三算子探測(cè)器的云臺(tái)相連。計(jì)算機(jī)通過(guò)系統(tǒng)控制單元來(lái)調(diào)節(jié)控制云臺(tái)鏡頭控制單元和功能鍵操作單元，云臺(tái)鏡頭控 制單元用于控制云臺(tái)帶動(dòng)血氧探測(cè)器、三算子探測(cè)器內(nèi)的攝像頭的上下左 右旋轉(zhuǎn)和攝像頭鏡頭的聚焦和光圈調(diào)節(jié)，功能鍵操作單元設(shè)置電源開(kāi)關(guān)、 云臺(tái)控制按鈕和鏡頭調(diào)節(jié)按鈕。
還包括圖像存檔與通信單元、報(bào)告單生成與打印單元、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與 檢索單元，圖像存檔與通信單元、報(bào)告單生成與打印單元、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與 檢索單元的輸入端分別與計(jì)算機(jī)相連。通過(guò)計(jì)算機(jī)將乳腺組織血氧功能數(shù) 據(jù)和三種特征圖像數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)管理與檢索單元并可由圖像存檔與通 信單元實(shí)現(xiàn)血氧功能圖像和三種特征圖像的遠(yuǎn)程通信與傳輸，也可以通過(guò) 報(bào)告單生成與打印單元將乳腺組織血氧功能數(shù)據(jù)和三種特征圖像數(shù)據(jù)打印 出來(lái)。
乳腺組織血氧功能成像過(guò)程按以下步驟進(jìn)行(1)、光源發(fā)出連續(xù)波長(zhǎng)
為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外光并對(duì)被檢側(cè)乳腺(指人體兩個(gè)乳腺中疑 似患病的一個(gè)乳腺)透射，其透射光中的功能學(xué)信息光路再分兩路分別經(jīng)過(guò) 波長(zhǎng)為入尸600nm—800nm、 A 2=810nm—IOOO證的濾光片濾光，再經(jīng)過(guò)透
鏡聚焦后分別通過(guò)各自的攝像頭成像在CCD平面上；而后，由各自的攝像
頭的模擬視頻輸出端口經(jīng)視頻線分別傳送到血氧和三算子信號(hào)采集單元中 具有兩個(gè)視頻輸入端口的血氧圖像采集卡的輸入端，由血氧圖像采集卡再 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并輸入到乳腺血氧分析和處理單元，由乳腺血氧分 析和處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理經(jīng)計(jì)算機(jī)并輸出至多功能圖像顯示單元得到被
檢側(cè)乳腺的兩幅數(shù)字化乳腺圖像；(2)、按步驟(1)用連續(xù)波長(zhǎng)的可見(jiàn) 近紅 外光(500nm — 1500nm)對(duì)參照側(cè)乳腺(指人體兩個(gè)乳腺中相對(duì)于被檢側(cè)乳腺的另一個(gè)乳腺)透射，得到參照側(cè)乳腺的兩幅數(shù)字化乳腺圖像；(3)、將步 驟(l)、 (2)得到的被檢側(cè)和參照側(cè)乳腺共四幅圖像由乳腺血氧分析和處理單 元經(jīng)過(guò)計(jì)算公式①②計(jì)算后分別得到被檢側(cè)乳腺的血含量圖和氧含量圖。
血含量/^) = log，， ① 氧含量②
式中
A(x，力表示被檢側(cè)乳腺血含量圖上(X， y)處的血含量； /。0c,力表示被檢側(cè)乳腺氧含量圖上(X， y)處的氧含量； 巧(x,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射被檢側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A i的濾光
片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)；
A(x，力表示可見(jiàn) 近紅外光透射被檢側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為入2的濾光
片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)；
^(x,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射參照側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A i的濾光
片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)；
^(x,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射參照側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A 2的濾光 片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)。
乳腺三算子成像分析和處理過(guò)程按以下步驟進(jìn)行(1)、由光源發(fā)出連 續(xù)波長(zhǎng)為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外光并對(duì)乳腺透射，其形態(tài)學(xué)信息 光路中的透射光由三算子探測(cè)器接收，由攝像頭中的透鏡聚焦后再由CCD 將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；而后，由攝像頭的模擬視頻輸出端口經(jīng)視頻線傳 送到血氧和三算子信號(hào)采集單元中三算子圖像采集卡的輸入端，將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并輸入到三算子分析和處理單元，經(jīng)計(jì)算機(jī)由多功能圖 像顯示單元得到乳腺的透照原始圖像；(2)、由三算子分析和處理單元對(duì)原 始圖像分別進(jìn)行三算子處理得到如下三種特征信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)由多功能圖 像顯示單元得到乳腺三算子特征圖像。三算子功能如下
A 、改進(jìn)后的SObd算子對(duì)圖像進(jìn)行邊緣增強(qiáng)處理，能有效地提取近 紅外乳腺透射原始影像中的組織結(jié)構(gòu)信息，讀取處理后所得到的等灰度曲 線，正常乳房常顯示以乳頭為中心的均勻弧形曲線；當(dāng)組織結(jié)構(gòu)異常時(shí)， 等灰度曲線則發(fā)生紊亂；
B、 改進(jìn)后的各向異性梯度與平滑混合算子能有效地顯化原始圖像中
隱藏的血管，尤其是灰影區(qū)受背景影響顯化不清的血管，而血管的變化是
分辨良、惡性腫瘤的重要特征之一；
C、 邊緣銳化算子原始圖像受乳腺內(nèi)組織結(jié)構(gòu)變化的影響，背景往往 形成淺灰影，與病變區(qū)的灰影相重，看不清病變區(qū)灰影的邊緣，用邊緣銳 化算子處理后，能使灰影邊緣顯示出毛糙或光滑；邊緣不整，似蟹足狀是 惡性病變的特征，因而也能將腫塊外圍的血管惡性征兆表現(xiàn)出來(lái)。

圖1為多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)構(gòu)成框圖。 圖2為被檢側(cè)乳腺經(jīng)入j慮光片后的透照原始圖。 圖3為被檢側(cè)乳腺經(jīng)入2濾光片后的透照原始圖。 圖4為參照側(cè)乳腺經(jīng)A i濾光片后的透照原始圖。 圖5為參照側(cè)乳腺經(jīng)A 2濾光片后的透照原始圖。 圖6為乳腺的血含量圖。圖7為乳腺的氧含量圖。
圖8為乳腺的透照原始圖。
圖9為乳腺的透照原始圖經(jīng)改進(jìn)后的sobel算子處理的結(jié)構(gòu)分析圖。 圖10為乳腺的透照原始圖經(jīng)改進(jìn)后的各向異性梯度與平滑混合算子處理的血管顯化圖。 圖11為乳腺的透照原始圖經(jīng)邊緣銳化算子處理的邊緣檢測(cè)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
參見(jiàn)圖1， 一種多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，包括光源、血氧探 測(cè)器、三算子探測(cè)器、血氧和三算子信號(hào)采集單元、計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析 處理系統(tǒng)，其特征在于血氧探測(cè)器中兩個(gè)輸出端經(jīng)視頻線分別與血氧和 三算子信號(hào)采集單元中的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸入端相連，三算子探測(cè) 器的輸出端經(jīng)視頻線與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的三算子圖像采集卡 的輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三個(gè)輸出端分別與計(jì)算機(jī)及 多模態(tài)分析處理系統(tǒng)相連。
所述的計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、乳腺血氧分析和 處理單元、三算子分析和處理單元、多功能圖像顯示單元，血氧和三算子 信號(hào)采集單元的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸出端分別與乳腺血氧分析和處理
單元的兩個(gè)輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三算子圖像采集卡 的輸出端與三算子分析和處理單元的輸入端相連，計(jì)算機(jī)分別與乳腺血氧 分析和處理單元、三算子分析和處理單元的輸出端相連，計(jì)算機(jī)與多功能 圖像顯示單元的輸入端相連，多功能圖像顯示單元由雙顯顯卡和雙顯示屏 構(gòu)成，雙顯示屏分別用于顯示血氧功能圖像和三算子圖像。所述的光源為發(fā)出500nm-1500nm連續(xù)光譜的可見(jiàn) 近紅外光源，光 源發(fā)出的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光透射乳腺后分成兩個(gè)光路功能學(xué)信息光路 和形態(tài)學(xué)信息光路，分別進(jìn)入血氧探測(cè)器和三算子探測(cè)器。
所述的血氧探測(cè)器由兩個(gè)并列置放的濾光片、兩個(gè)并列置放的透鏡和 兩個(gè)并列置放的攝像頭組成，兩個(gè)并列置放的濾光片分別置于兩個(gè)并列置 放的透鏡的正前方，兩個(gè)并列置放的透鏡分別置于兩個(gè)并列置放的攝像頭 的正前方，兩個(gè)濾光片的透光波長(zhǎng)范圍分別為？n = 600nm-800nm、入2 = 810nm-1000nm，兩個(gè)攝像頭的接收波長(zhǎng)范圍均為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光譜，用于分別接收功能學(xué)信息光路透過(guò)兩個(gè)濾光片的透射光 信號(hào)，并將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
所述的三算子探測(cè)器由一個(gè)透鏡和一個(gè)攝像頭組成，攝像頭的接收波 長(zhǎng)范圍為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光譜，用于接收形態(tài)學(xué)信息 光路的透射光信號(hào)，并將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
所述的血氧和三算子信號(hào)采集單元由兩個(gè)圖像采集卡組成， 一個(gè)為血 氧圖像采集卡具有兩個(gè)視頻輸入端口，將血氧探測(cè)器中兩個(gè)攝像頭輸出的 電信號(hào)分別從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再輸入到乳腺血氧分析和處理單元， 乳腺血氧分析和處理單元應(yīng)用乳腺組織血氧含量計(jì)算公式將血氧圖像采集 卡輸入的數(shù)字量進(jìn)行分析和處理得到乳腺組織血氧功能數(shù)據(jù)；另一個(gè)為三 算子圖像采集卡具有一個(gè)視頻輸入端口，將三算子探測(cè)器中攝像頭輸出的 電信號(hào)從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再輸入到三算子分析和處理單元，由三算 子算法將三算子圖像采集卡輸入的數(shù)字量進(jìn)行分析和處理得到三種特征圖 像數(shù)據(jù)；多功能圖像顯示單元將乳腺血氧分析和處理單元經(jīng)過(guò)計(jì)算后得到的乳腺組織血氧功能數(shù)據(jù)和三算子分析和處理單元處理后得到的三種特征 圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖像方式顯示在顯示屏上，用于醫(yī)生的分析和診斷。
還包括系統(tǒng)控制單元、云臺(tái)鏡頭控制單元和功能鍵操作單元，系統(tǒng)控 制單元分別與計(jì)算機(jī)、云臺(tái)鏡頭控制單元、功能鍵操作單元相連，云臺(tái)鏡 頭控制單元與固定血氧探測(cè)器和三算子探測(cè)器的云臺(tái)相連。計(jì)算機(jī)通過(guò)系 統(tǒng)控制單元來(lái)調(diào)節(jié)控制云臺(tái)鏡頭控制單元和功能鍵操作單元，云臺(tái)鏡頭控 制單元用于控制云臺(tái)帶動(dòng)血氧探測(cè)器、三算子探測(cè)器內(nèi)的攝像頭的上下左 右旋轉(zhuǎn)和攝像頭鏡頭的聚焦和光圈調(diào)節(jié)，功能鍵操作單元設(shè)置電源開(kāi)關(guān)、 云臺(tái)控制按鈕和鏡頭調(diào)節(jié)按鈕。
還包括圖像存檔與通信單元、報(bào)告單生成與打印單元、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與 檢索單元，圖像存檔與通信單元、報(bào)告單生成與打印單元、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與 檢索單元的輸入端分別與計(jì)算機(jī)相連。通過(guò)計(jì)算機(jī)將乳腺組織血氧功能數(shù) 據(jù)和三種特征圖像數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)管理與檢索單元并可由圖像存檔與通 信單元實(shí)現(xiàn)血氧功能圖像和三種特征圖像的遠(yuǎn)程通信與傳輸，也可以通過(guò) 報(bào)告單生成與打印單元將乳腺組織血氧功能數(shù)據(jù)和三種特征圖像數(shù)據(jù)打印 出來(lái)。
乳腺組織血氧功能成像過(guò)程按以下步驟進(jìn)行(1)、光源發(fā)出連續(xù)波長(zhǎng)
為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外光并對(duì)被檢側(cè)乳腺(指人體兩個(gè)乳腺中疑 似患病的一個(gè)乳腺)透射，其透射光中的功能學(xué)信息光路再分兩路分別經(jīng)過(guò) 波長(zhǎng)為入尸600nm—800nm、 A 2=810nm—IOOO歸的濾光片濾光，再經(jīng)過(guò)透
鏡聚焦后分別通過(guò)各自的攝像頭成像在CCD平面上；而后，由各自的攝像
頭的模擬視頻輸出端口經(jīng)視頻線分別傳送到血氧和三算子信號(hào)采集單元中具有兩個(gè)視頻輸入端口的血氧圖像采集卡的輸入端，由血氧圖像采集卡再 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并輸入到乳腺血氧分析和處理單元，由乳腺血氧分 析和處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理經(jīng)計(jì)算機(jī)并輸出至多功能圖像顯示單元得到被 檢側(cè)乳腺的兩幅數(shù)字化乳腺圖像如圖2、圖3; (2)、按步驟(l)用連續(xù)波長(zhǎng)
的可見(jiàn) 近紅外光(500nm — 1500nm)對(duì)參照側(cè)乳腺(指人體兩個(gè)乳腺中相 對(duì)于被檢側(cè)乳腺的另一個(gè)乳腺)透射，得到參照側(cè)乳腺的兩幅數(shù)字化乳腺圖 像如圖4、圖5; (3)、將步驟(l)、 (2)得到的被檢側(cè)和參照側(cè)乳腺共四幅圖 像由乳腺血氧分析和處理單元經(jīng)過(guò)計(jì)算公式①②計(jì)算后分別得到被檢側(cè)乳 腺的血含量圖如圖6和氧含量圖如圖7。
血含量①
氧含量/。Oc，力-^^^Zl ②
(x,力x入(x，力
式中
/Jx,力表示被檢側(cè)乳腺血含量圖上(X， y)處的血含量； /。(x,力表示被檢側(cè)乳腺氧含量圖上(X， y)處的氧含量； 巧(;c,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射被檢側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A !的濾光 片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)；
A(x,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射被檢側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A 2的濾光
片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)；
^(x,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射參照側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A !的濾光
片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)；
厶(x,力表示可見(jiàn) 近紅外光透射參照側(cè)乳腺并通過(guò)波長(zhǎng)為A2的濾光片后對(duì)應(yīng)于紅外掃描圖像上(x， y)處CCD探測(cè)到的光強(qiáng)。
乳腺三算子成像分析和處理過(guò)程按以下步驟進(jìn)行(1)、由光源發(fā)出連 續(xù)波長(zhǎng)為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外光并對(duì)乳腺透射，其形態(tài)學(xué)信息 光路中的透射光由三算子探測(cè)器接收，由攝像頭中的透鏡聚焦后再由CCD 將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；而后，由攝像頭的模擬視頻輸出端口經(jīng)視頻線傳 送到血氧和三算子信號(hào)采集單元中三算子圖像采集卡的輸入端，將模擬電 信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并輸入到三算子分析和處理單元，經(jīng)計(jì)算機(jī)由多功能圖 像顯示單元得到乳腺的透照原始圖像如圖8; (2)、由三算子分析和處理單 元對(duì)原始圖像分別進(jìn)行三算子處理得到如下三種特征數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)由多 功能圖像顯示單元得到乳腺三算子圖像如圖9、圖10、圖ll。三算子功能 如下
A 、改進(jìn)后的sobd算子對(duì)圖像進(jìn)行邊緣增強(qiáng)處理，能有效地提取近 紅外乳腺透射原始影像中的組織結(jié)構(gòu)信息，讀取處理后所得到的等灰度曲 線，正常乳房常顯示以乳頭為中心的均勻弧形曲線；當(dāng)組織結(jié)構(gòu)異常時(shí)， 等灰度曲線則發(fā)生紊亂；
B、 改進(jìn)后的各向異性梯度與平滑混合算子能有效地顯化原始圖像中 隱藏的血管，尤其是灰影區(qū)受背景影響顯化不清的血管，而血管的變化是 分辨良、惡性腫瘤的重要特征之一；
C、 邊緣銳化算子原始圖像受乳腺內(nèi)組織結(jié)構(gòu)變化的影響，背景往往 形成淺灰影，與病變區(qū)的灰影相重，看不清病變區(qū)灰影的邊緣，用邊緣銳 化算子處理后，能使灰影邊緣顯示出毛糙或光滑；邊緣不整，似蟹足狀是 惡性病變的特征，因而也能將腫塊外圍的血管惡性征兆表現(xiàn)出來(lái)。
權(quán)利要求1、一種多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，包括光源、血氧探測(cè)器、三算子探測(cè)器、血氧和三算子信號(hào)采集單元、計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)，其特征在于血氧探測(cè)器中兩個(gè)輸出端經(jīng)視頻線分別與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸入端相連，三算子探測(cè)器的輸出端經(jīng)視頻線與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的三算子圖像采集卡的輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三個(gè)輸出端分別與計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征在于 所述的計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、乳腺血氧分析和處理 單元、三算子分析和處理單元、多功能圖像顯示單元，血氧和三算子信號(hào) 采集單元的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸出端分別與乳腺血氧分析和處理單元的兩個(gè)輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三算子圖像采集卡的輸 出端與三算子分析和處理單元的輸入端相連，計(jì)算機(jī)分別與乳腺血氧分析 和處理單元、三算子分析和處理單元的輸出端相連，計(jì)算機(jī)與多功能圖像 顯示單元的輸入端相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征 在于還包括系統(tǒng)控制單元、云臺(tái)鏡頭控制單元和功能鍵操作單元，系統(tǒng) 控制單元分別與計(jì)算機(jī)、云臺(tái)鏡頭控制單元、功能鍵操作單元相連，云臺(tái) 鏡頭控制單元與固定血氧探測(cè)器和三算子探測(cè)器的云臺(tái)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征 在于還包括圖像存檔與通信單元、報(bào)告單生成與打印單元、數(shù)據(jù)庫(kù)管理 與檢索單元，圖像存檔與通信單元、報(bào)告單生成與打印單元、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與檢索單元的輸入端分別與計(jì)算機(jī)相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征在于所述的光源為發(fā)出500nm-1500nm連續(xù)光譜的可見(jiàn) 近紅外光源。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征在于 所述的血氧探測(cè)器由兩個(gè)并列置放的濾光片、兩個(gè)并列置放的透鏡和兩個(gè) 并列置放的攝像頭組成，兩個(gè)并列置放的濾光片分別置于兩個(gè)并列置放的 透鏡的正前方，兩個(gè)并列置放的透鏡分別置于兩個(gè)并列置放的攝像頭的正 前方，兩個(gè)濾光片的透光波長(zhǎng)范圍分別為、=600nm-800nm、、= 810nm-1000nm，兩個(gè)攝像頭的接收波長(zhǎng)范圍均為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光譜，用于分別接收功能學(xué)信息光路透過(guò)兩個(gè)濾光片的透射光 信號(hào)，并將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征在于 所述的三算子探測(cè)器由一個(gè)透鏡和一個(gè)攝像頭組成，攝像頭的接收波長(zhǎng)范 圍為500nm-1500nm的可見(jiàn) 近紅外連續(xù)光譜，用于接收形態(tài)學(xué)信息光路 的透射光信號(hào)，并將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，其特征在于 所述的血氧和三算子信號(hào)采集單元由兩個(gè)圖像采集卡組成， 一個(gè)為血氧圖 像采集卡具有兩個(gè)視頻輸入端口，將血氧探測(cè)器中兩個(gè)攝像頭輸出的電信 號(hào)分別從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再輸入到乳腺血氧分析和處理單元；另一 個(gè)為三算子圖像采集卡具有一個(gè)視頻輸入端口 ，將三算子探測(cè)器中攝像頭 輸出的電信號(hào)從模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再輸入到三算子分析和處理單元。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，包括光源、血氧探測(cè)器、三算子探測(cè)器、血氧和三算子信號(hào)采集單元、計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)，其特征在于血氧探測(cè)器中兩個(gè)輸出端經(jīng)視頻線分別與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的血氧圖像采集卡的輸入端相連，三算子探測(cè)器的輸出端經(jīng)視頻線與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的三算子圖像采集卡的輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三個(gè)輸出端分別與計(jì)算機(jī)及多模態(tài)分析處理系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型提供一種集形態(tài)學(xué)和功能學(xué)診斷于一體的多模態(tài)乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，為醫(yī)生診斷提供全面的多模態(tài)信息。
文檔編號(hào)A61B5/145GK201256969SQ20082019051
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者利 周, 喻學(xué)鋒, 張先林, 李凱揚(yáng), 楊宣東, 王曉芳, 彬 石, 謝則平 申請(qǐng)人:楊宣東