CN104523286A - Rf医学成像装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RF医学成像方法，采用RF低频电磁波照射人体或器官，根据接收透射的RF波的信号强度衰减，对人体影像进行投影，所述的RF波的频率范围为30MHz～3GHz。基于上述方法，本发明还公开了RF医学成像装置，包括控制器，及分别与控制器连接的RF发射阵列，RF接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；被拍摄人体或器官置于RF发射阵列和RF接收阵列之间。优选地，RF发射阵列和RF接收阵列可以通过控制信号进行复用，将RF阵列设置在柔性材料，包裹被检测人体或部位避免信号在空气中衰减。本发明的RF医学成像装置和方法结合无线通信技术能够便捷有效的建立医学影像，减少人体遭受的辐射和损害。

Description

RF医学成像装置及方法

技术领域

本发明涉及一种医用器材，具体涉及一种RF医学成像装置。

背景技术

现代影像学的范畴包括：常规X线诊断，X线造影，DSA数字减影血管造影，CT(X线计算机体层摄影)；超声成像包括B超；MRI磁共振成像；核医学包括ECT。

一.X射线成像原理：

X射线是高能量的光，它可以穿透许多物质，包括人体组织。X射线穿过人体时，和身体内部的物质相互作用，使一部分X射线被散射或吸收，其余部分的X射线可以穿过身体，穿出人体的x射线的强度减弱了。正是由于X射线穿过人体内部不同部位时的穿透强度不同，在体外记录穿透出来的X射线的X线底片上，就有不同的曝光，底片记录的“投影”图像，会呈现出深浅不同的影像。这样，用X射线透视人体或对人体“拍片”，也可以诊断人体内部的病灶。医生正是利用X射线的上述特性来了解人体内部结构情况的。

DSA数字减影血管造影是电子计算机与常规X线心血管造影相结合的一种新技术。

X射线CT是X射线计算机断层成像仪的意思。进行X射线CT扫描时，在人体外面用X射在不同角度上照射和扫描人体。得到多个投影像，用计算机处理方法，组成立体的图像。

二.超声成像就是利用超声波的物理特性与人体组织器官的声学特性互相作用，从而产生信息，采集并处理后形成图像。由于超声诊断直观性能好,检出率高,操作简单,诊断迅速,尤其对先天性畸形的诊断敏感性高,因此很受欢迎.临床上妇产科应用极为广泛.孕妇一般在孕20-22周时做超声检查,这时胎儿整体及内部结构均能显示,可以诊断胎儿畸形.用彩色B超还能诊断心脏及大血管畸形.

三.医学的MRI成像原理有别于X射线摄影和CT，它是利用人体内大量存在的水分中的氢质子(H+)来成像。单个质子是带正电荷的，同时它还能绕着它自身的轴心旋转，称为自旋。为了便于理解，常将质子的旋转比作许多人孩童时候玩的陀螺。当它高速旋转时处于垂直状态，用鞭子轻轻地抽一鞭，它就会偏离轴心，然后再渐渐恢复到直立旋转状态。人体内有无数的氢质子，由于方向杂乱无章，相互间磁场抵消后并不向外界表现出任何的磁场，这就像一群顽皮的孩童在操场上吵闹，到处乱跑，现在需要老师将他们排列成队，那么如何将氢质子变成队列呢？假如将人体放入一个强大的磁场中那么情况会发生戏剧性的变化，这时候，构成人体的一个个像小磁棒的质子就会按照磁场方向暂时排列形成一个大磁棒。将质子排列成队后，发出的信号就大到足以被仪器探测到了，经计算机处理然后就得到人体的图像。

四.核医学成像：它是根据脏器摄取带有放射性的物质(显像剂)后，由于靶器官与非靶器官之间，正常组织与病变组织存在分布上的差异，靶器官的选择性摄取、病变组织细胞的选择性摄取或因无正常功能而不摄取，显像剂的分布就出现显著的不同。首先静脉注射放射性药物然后利用仪器收集来自靶器官内部发射出的核射线信息，并根据各部位发射射线的密度用计算机组成图像，这种图像直接反映器官各部位细胞的功能，故称之为“功能显像”。

上述医学成像原理采用的射线都会对人体造成比较大的损伤，在空间传播着的交变电磁场，即电磁波。它在真空中的传播速度约为每秒30万公里。电磁波包括的范围很广。实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、r射线都是电磁波，寻找更适宜的电磁波段用于医学成像具有很大的创新性和实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种RF医学成像装置，能够便捷有效的建立医学影像，减少人体遭受的辐射和损害。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种RF医学成像装置，包括控制器，及分别与所述控制器连接的RF发射阵列，RF接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；被拍摄人体或器官置于所述的RF发射阵列和所述的RF接收阵列之间，所述的RF发射阵列和RF接收阵列所采用的RF低频电磁波的频率范围为30MHz～3GHz。

优选地，本发明的RF医学成像装置，所述的RF发射阵列和所述的RF接收阵列在以人体为轴心的圆周轨道上转动，通过断层扫描建立3D医学图像信息。

本发明还提供了一种RF医学成像装置，包括控制器，及分别与所述控制器连接的RF发射与接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；所述RF发射与接收阵列设置在柔性材料上，被拍摄人体或器官被所述的柔性材料类包裹，所述的RF发射与接收阵列所采用的RF低频电磁波的频率范围为30MHz～3GHz。

优选地，本发明的RF医学成像装置，所述的柔性材料为织物、软塑料或橡胶，所述的柔性材料制成衣服、裤子、腹带和臂带的形状。

本发明还公开了一种RF医学成像方法，采用RF低频电磁波照射人体或器官，根据接收透射的RF波的信号强度衰减，对人体影像进行投影，所述的RF波的频率范围为30MHz～3GHz。

优选地，本发明的RF医学成像方法，采用RF低频电磁波在不同角度上照射和扫描人体，得到多个投影像，用计算机进行断层扫描和重建方法，组成立体的医学图像。

本发明的RF医学成像装置和方法结合无线通信技术能够便捷有效的建立医学影像，减少人体遭受的辐射和损害。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的实施例一的RF医学成像装置系统示意图；

图2是本发明的实施例一的RF发射阵列和RF接收阵列示意图

图3是本发明的实施例二的RF医学成像装置系统示意图；

图4是本发明实施例二的RF发射和接收阵列示意图。

具体实施方式

CT(X线计算机体层摄影)和MRI磁共振成像能够对人体进行3D扫描与医学成像，但是每进行一次射线都会对人体造成很大的辐射和损害。

RF低频电磁波技术是通信领域里成熟的无线技术，申请人经过大量实验发现，频率范围为30MHz～3GHz的电磁波穿过人体时，各个组织器官对RF波会有不同程度的吸收，据此可以利用其进行医学成像。RF低频电磁波其最大的优点是低辐射，缺点是方向性较差，但相关的信号调制与解调技术已经很成熟，且抗多径的算法也有大量的研究可以采用。

本发明公开了一种RF医学成像方法，原理上采用RF低频电磁波照射人体或器官，根据接收透射的RF波的信号强度(RSSI)衰减，对人体影像进行投影，所述的RF波的频率范围为30MHz～3GHz(例如优选采用300MHz～3000MHz波段)。与CT和MRI近似，本发明的RF医学成像方法，采用RF低频电磁波在不同角度上照射和扫描人体，得到多个投影像，用计算机进行断层扫描和重建方法，可以组成3D立体的医学图像。

实施例一

如图1和图2所示，本发明提供了一种RF医学成像装置，包括控制器，及分别与所述控制器连接的RF发射阵列，RF接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；被拍摄人体或器官置于所述的RF发射阵列和所述的RF接收阵列之间，所述的RF发射阵列和RF接收阵列所采用的RF低频电磁波的频率范围为30MHz～3GHz。

优选地，本发明的RF医学成像装置，所述的RF发射阵列和所述的RF接收阵列在以人体为轴心的圆周轨道上转动，通过断层扫描建立3D医学图像信息。

通常CT和MRI扫描采用环带推进的方式，一次扫描的时间比较长。因为RF电磁波的辐射很小，本发明RF发射阵列和RF接收阵列的面积可以自由选用，当RF发射阵列和RF接收阵列的面积与人体高度近似时，通过一周旋转就可以完成整个人体的扫描，大大提高了成像的效率。

实施例二

因为RF电磁波的方向性比较差，且容易在空气传播中发生损耗，本发明更加优选的实施例是图3所示的RF医学成像装置。

与实施例一不同，本实施例的RF医学成像装置，包括控制器，及分别与所述控制器连接的RF发射与接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；所述RF发射与接收阵列设置在柔性材料上，被拍摄人体或器官被所述的柔性材料类包裹，所述的RF发射与接收阵列所采用的RF低频电磁波的频率范围为30MHz～3GHz。利用RF通信模块的双向传播特性，将RF发射与接收模块进行复用，通过控制器的不同控制信号进行功能控制，这样就省去了需要转动扫描的机械结构。同时，为了避免RF波在空气传播中的散射和衰减，可以将RF发射与接收阵列设置在柔性材料上，然后柔性材料包裹在被拍摄人体或器官上。

优选地，本发明的RF医学成像装置，所述的柔性材料为织物、软塑料或橡胶，所述的柔性材料可以制成衣服、裤子、腹带和臂带的形状，使用更加便捷灵活。如图4所示，是制成腹带形状的RF发射与接收阵列，使用时可以包裹在人体的胸部或腹部等需要检测的部位。

本发明的RF医学成像装置和方法结合无线通信技术能够便捷有效的建立医学影像，减少人体遭受的辐射和损害。多阵列发射和接收，提高检测效率，且RF阵列价格低，可以大大降低装置成本。

以上所述为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对本领域的技术人员来说，可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和范围内，所做的任何修改和等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种RF医学成像装置，其特征在于，包括控制器，及分别与所述控制器连接的RF发射阵列，RF接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；被拍摄人体或器官置于所述的RF发射阵列和所述的RF接收阵列之间，所述的RF发射阵列和RF接收阵列所采用的RF低频电磁波的频率范围为30MHz～3GHz。

2.如权利要求1所述的RF医学成像装置，其特征在于，所述的RF发射阵列和所述的RF接收阵列在以人体为轴心的圆周轨道上转动，通过断层扫描建立3D医学图像信息。

3.一种RF医学成像装置，其特征在于，包括控制器，及分别与所述控制器连接的RF发射与接收阵列，图像重建单元，存储器和显示器；所述RF发射与接收阵列设置在柔性材料上，被拍摄人体或器官被所述的柔性材料类包裹，所述的RF发射与接收阵列所采用的RF低频电磁波的频率范围为30MHz～3GHz。

4.如权利要求3所述的RF医学成像装置，其特征在于，所述的柔性材料为织物、软塑料或橡胶，所述的柔性材料制成衣服、裤子、腹带和臂带的形状。

5.一种RF医学成像方法，其特征在于，采用RF低频电磁波照射人体或器官，根据接收透射的RF波的信号强度衰减，对人体影像进行投影，所述的RF波的频率范围为30MHz～3GHz。

6.如权利要求5所述的RF医学成像方法，其特征在于，采用RF低频电磁波在不同角度上照射和扫描人体，得到多个投影像，用计算机进行断层扫描和重建方法，组成立体的医学图像。