CN103110406B - 基于单光源双向光路的乳腺成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单光源双向光路的乳腺成像系统，只使用一个光源和一台影像采集装置，无须旋转、移动光源和影像采集装置即实现从乳腺上下两侧拍摄图像。系统包括上下透光板，四个反光镜以及成像装置；成像装置包括光源和影像采集装置；由光源发射的一部分红外光依次经过第四、第一、第二和第三反光镜到达影像采集装置，另一部分红外光依次经过第三、第二、第一和第四反光镜到达影像采集装置，形成双向光路。本发明使用对人体无害的红外光，可用于孕妇等特殊人群；系统采用简单而普通的装置，通过巧妙利用反光镜，只用一台影像采集装置实现从乳腺上下两侧拍摄红外光透射图像，以较低的设备成本，实现了较高的图像分辨率，有利于乳腺普查。

Description

基于单光源双向光路的乳腺成像系统

技术领域

本发明属于医学影像设备领域，具体涉及一种基于单光源双向光路的乳腺成像系统。

背景技术

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，居女性各类恶性肿瘤死亡率之首。在我国，自上世纪90年代以来，乳腺癌的发病率有逐年升高的趋势。目前，对乳腺癌尚不能做到一级预防，但早期诊断带来的生存率提高和生活质量改善已获证实，因此，大规模推广乳腺普查，对于保障广大妇女的健康具有十分重要的意义。

目前用于乳腺检测的钼靶X线、超声、核磁共振等成像技术或者对人体有损伤，或者成本太高，或者诊断效果有局限，不适用于乳腺普查。近年来出现的红外光扫描乳腺成像技术，是一种无创的乳腺成像方法，其基本原理是利用红外光对人体软组织的穿透能力成像。

红外光乳腺成像的主要问题之一是红外光在乳腺组织中的强散射现象，使得离成像表面越远的组织结构，特别是出现在靠近光源一边的组织结构，反映在图像中越模糊，甚至完全消失，不利于医生的诊断。本发明提出一种方法在一定程度上解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无创伤、低成本、图像质量较高的基于单光源双向光路的乳腺成像系统。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于单光源双向光路的乳腺成像系统，其特征在于，该系统只使用包含一个光源和一台影像采集装置的成像装置，无须旋转、移动光源和影像采集装置即能够实现从两侧拍摄乳腺图像。

作为上述技术方案的优选，该系统包括上透光板、下透光板、第一至第四反光镜以及所述成像装置；该成像装置包括光源和影像采集装置；

上透光板、下透光板用于压平和固定乳腺；第一至第四反光镜分上下两层放置，其中，第一、四反光镜放置在下层，第二、三反光镜放置在上层；第一反光镜与上透光板安装在乳腺下侧的活动支架上，其中，第一反光镜位于下透光板的下方，其反光面靠近下透光板，与下透光板呈锐角；第二反光镜和上透光板安装在乳腺上侧的活动支架上，其中，第二反光镜位于上透光板上方，其反光面靠近上透光板，与上透光板呈锐角；两个活动支架可以上下移动，它们之间的间距可调节；

第三反光镜与第四反光镜的反光面位于光源的照射范围内；第三反光镜与第二反光镜的反光面相对，二者之间的夹角小于180度，确保第三反光镜能够将光源射向它的光反射到第二反光镜；第四反光镜与第一反光镜反光面相对，二者平行或近似平行，确保第四反光镜能够将光源射向它的光反射到第一反光镜，且不能挡住成像装置与第三反光镜之间的光路；

由光源发射的一部分红外光依次经过第四反光镜、第一反光镜、第二反光镜和第三反光镜到达影像采集装置，由光源发射的另一部分红外光依次经过第三反光镜、第二反光镜、第一反光镜和第四反光镜到达影像采集装置，由此形成双向光路。

上述乳腺成像系统使用对人体无害的红外光，可用于孕妇等特殊人群；系统采用简单而普通的装置，通过巧妙利用反光镜，只用一台影像采集装置实现从乳腺上下两侧拍摄红外光透射图像，以较低的设备成本，实现了较高的图像分辨率，有利于乳腺普查。

附图说明

图1为本发明提供的乳腺成像系统的结构示意图；

图2为成像装置结构示意图；

图3为摄像机同时拍摄到的乳腺上下两侧图像。

具体实施方式

下面借助实施例更加详细地说明本发明，但该实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受该实施例的限制。

如图1所示，本发明的一个实施实例包括设备支架1，上透光板5、下透光板3，第一至第四反光镜2、6、7、8，以及成像装置9。

设备支架1分为上下两部分，成像装置9放置在设备支架1的下部，其左视图如图2所示，它包括一个可控制照射角度的光源10和一台可拍摄红外图像的影像采集装置11。

上透光板5、下透光板3安装在设备支架1的上部的一侧，用于压平和固定乳腺4。第一至第四反光镜2、6、7、8分上下两层放置在设备支架1的上部，其中，第一反光镜2、第四反光镜8放置在下层，第二反光镜6、第三反光镜7放置在上层。第一反光镜2与上透光板3安装在乳腺下侧的活动支架上，其中，第一反光镜2位于下透光板3的下方，其反光面靠近下透光板3，与下透光板3呈锐角；第二反光镜6和上透光板5安装在乳腺上侧的活动支架上，其中，第二反光镜6位于为上透光板5上方，其反光面靠近上透光板5，与上透光板5呈锐角；两个活动支架可以上下移动，它们之间的间距可调节，可以通过步进电机或手动实现。

第三反光镜7与第四反光镜8的反光面位于光源10的照射范围内。第三反光镜7与第二反光镜6的反光面相对，二者之间的夹角小于180度，确保第三反光镜7能够将光源10射向它的光反射到第二反光镜6；第四反光镜8与第一反光镜2反光面相对，二者平行或近似平行，确保第四反光镜8能够将光源10射向它的光反射到第一反光镜2，且不能挡住成像装置9与反光镜7之间的光路。

参见图1和图2，光源10发射的一部分红外光依次经过第四反光镜8、第一反光镜2，第二反光镜6和第三反光镜7，最后到达影像采集装置11；光源10发射的另一部分红外光依次经过第三反光镜7、第二反光镜6，第一反光镜2和第四反光镜8，最后到达影像采集装置11。由此形成双向光路，影像采集装置11采集这两个光路的红外光图像，得到的乳腺上下两侧图像如图3所示，图中左边的是乳腺下侧图像，右边的是乳腺上侧图像。

如图1所示，本实施例中的上透光板5、下透光板3以及第一至第四面反光镜2、6、7、8可设计为一个整体，该整体到成像装置9之间的距离可调节，以适应不同身高的妇女。设备支架1也可以做成分离的二部分，摆放的位置也可以是立式或卧式。在保证光路通畅的前提下，第三反光镜7与第四反光镜8也可以合并成一面反光镜。

本发明能够实现较高成像分辨率的原理如下：

实践经验表明，在人体软组织内部，越靠近影像采集装置侧皮肤的组织结构受红外光线散射和吸收的影响越小，其成像也就越清晰。显然，将影像采集装置从乳腺上下两侧拍摄图像，可以得到一组乳腺上侧组织结构较为清晰的图像，和一组乳腺下侧组织结构较为清晰的图像，这比仅从单侧拍摄所获取的乳腺组织结构的信息要更为精细得多。

为实现从乳腺上下两侧拍摄图像，一种容易想到的方法是使用两台影像采集装置、两个光源，分别从上、下两侧侧拍摄，这种方法成本较高；或用一台影像采集装置和一个光源，从乳腺一侧拍摄图像后，大角度和大幅度旋转和移动影像采集装置、光源，然后拍摄乳腺另一侧的图像，这又使得成像系统结构设计和实现方面的难度和成本较高。

本实施例只使用一个光源和一台影像采集装置，无须旋转、移动光源和影像采集装置，利用双向光路实现从乳腺上下两侧拍摄图像。如图1和图2所示，双向光路描述如下：

(1)拍摄乳腺上侧图像：光源10发出的一部分红外光射向反光镜8，并被反射到反光镜2，然后红外光从乳腺下侧进、上侧出，穿透乳腺4到达反光镜6，接着，红外光被反射到反光镜7，最后到达影像采集装置11。

(2)拍摄乳腺下侧图像：光源10发出的另一部分红外光射向反光镜7，并被反射到反光镜6，然后红外光从乳腺上侧进、下侧出，穿透乳腺4到达反光镜2，接着，红外光被反射到反光镜8，最后到达影像采集装置11。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于单光源双向光路的乳腺成像系统，其特征在于，该系统只使用包含一个光源和一台影像采集装置的成像装置，无须旋转、移动光源和影像采集装置即能够实现从乳腺上下两侧拍摄图像；

该系统具体包括上透光板，下透光板，第一至第四反光镜以及所述成像装置；该成像装置包括光源和影像采集装置；

上透光板、下透光板用于压平和固定乳腺；第一至第四反光镜分上下两层放置，其中，第一反光镜和第四反光镜放置在下层，第二反光镜、第三反光镜放置在上层；第一反光镜与上透光板安装在乳腺下侧的活动支架上，其中，第一反光镜位于下透光板的下方，其反光面靠近下透光板，与下透光板呈锐角；第二反光镜和上透光板安装在乳腺上侧的活动支架上，其中，第二反光镜位于上透光板上方，其反光面靠近上透光板，与上透光板呈锐角；

第三反光镜与第四反光镜的反光面位于光源的照射范围内；第三反光镜与第二反光镜的反光面相对，二者之间的夹角小于180度，确保第三反光镜能够将光源射向它的光反射到第二反光镜；第四反光镜与第一反光镜反光面相对，二者平行或近似平行，确保第四反光镜能够将光源射向它的光反射到第一反光镜，且不能挡住成像装置与第三反光镜之间的光路；

由光源发射的一部分红外光依次经过第四反光镜、第一反光镜、第二反光镜和第三反光镜到达影像采集装置；由光源发射的另一部分红外光依次经过第三反光镜、第二反光镜、第一反光镜和第四反光镜到达影像采集装置，形成双向光路。

2.根据权利要求1所述的基于单光源双向光路的乳腺成像系统，其特征在于，上透光板、下透光板，以及第一至第四反光镜安装在上支架内，成像装置安装在下支架内。

3.根据权利要求2所述的基于单光源双向光路的乳腺成像系统，其特征在于，上、下支架为一个整体。

4.根据权利要求2或3所述的基于单光源双向光路的乳腺成像系统，其特征在于，上、下支架为立式结构或卧式结构。

5.根据权利要求1至3中任一所述的基于单光源双向光路的乳腺成像系统，其特征在于，光源和影像采集装置均安装在机壳内。