CN111281344A - 一种乳腺成像系统和乳腺成像方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种乳腺成像系统，包括：乳房托盘；设置在乳房托盘上的声波组件，用于发射目标声波后，接收乳房形态结构信息；设置在乳房托盘上的光源阵列；图像传感器，用于当光源阵列发射预设光束，且乳房受到挤压时，采集乳房透光信息；与声波组件、图像传感器连接的主机设备；与主机设备连接的成像系统，用于根据主机设备发送的乳房形态结构信息与乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用超声图像和光图像进行图像融合，得到融合图像。本申请提高了图像的可靠性，增强了诊断的准确性。本申请同时还提供了一种乳腺成像方法，具有上述有益效果。

Description

一种乳腺成像系统和乳腺成像方法

技术领域

本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种乳腺成像系统和乳腺成像方法。

背景技术

散射光学成像(DOT)系统是一种廉价安全，准确性高、无辐射、无风险的诊断方法，利于乳腺癌的早期诊断。现有的散射光学成像(DOT)系统能够提供乳房中是否有组织癌变的光学散射信息，但无法进一步确定肿瘤的位置和大小信息，得到的图像信息可靠性较低，易降低诊断的准确性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种乳腺成像系统和乳腺成像方法，能够提高图像的可靠性，增强诊断的准确性。其具体方案如下：

本申请提供一种乳腺成像系统，包括：

乳房托盘；

设置在所述乳房托盘上的声波组件，用于发射目标声波后，接收乳房形态结构信息；

设置在所述乳房托盘上的光源阵列；

图像传感器，用于当所述光源阵列发射预设光束，且乳房受到挤压时，采集乳房透光信息；

与所述声波组件、所述图像传感器连接的主机设备；

与所述主机设备连接的成像系统，用于根据所述主机设备发送的所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用所述超声图像和所述光图像进行图像融合，得到融合图像。

可选的，所述声波组件，还用于当所述光源阵列发射所述预设光束，且所述乳房受到挤压时，采集乳房声波数据；

对应的，所述成像系统，还用于根据所述乳房声波数据生成光声图像，将所述超声图像、所述光图像、所述光声图像进行图像融合，得到所述融合图像。

可选的，还包括：

与所述图像传感器连接的乳房挤压软支架，用于挤压所述乳房。

可选的，所述主机设备，还用于接收到乳房检测指令，根据所述乳房检测指令确定所述光源阵列中的预设位置的目标灯开启信息，将所述目标灯开启信息发送至所述光源阵列；

对应的，所述光源阵列，还用于根据所述目标灯开启信息控制对应的目标灯发射所述预设光束。

可选的，所述图像传感器是CCD相机。

可选的，所述声波组件是超声波探头组。

可选的，所述成像系统，用于提取所述声波图像的第一特征，提取所述光图像的第二特征，将所述第一特征与所述第二特征进行匹配，将匹配成功的特征对应的图像进行图像处理，以使得到所述融合图像。

可选的，所述成像系统，还用于将所述融合图像中的病变特征进行色彩处理，得到彩色融合图像。

可选的，还包括：

显示设备，用于显示所述彩色融合图像。

本申请提供一种乳腺成像方法，包括：

当设置在乳房托盘上的光源阵列发射预设光束且乳房受到挤压时，图像传感器采集乳房透光信息；

声波组件发射目标声波后，声波组件接收到乳房形态结构信息；

主机设备接收到所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息，并发送至成像系统；

所述成像系统根据所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用所述超声图像和所述光图像进行图像融合，得到融合图像。

本申请提供一种乳腺成像系统，包括：乳房托盘；设置在乳房托盘上的声波组件，用于发射目标声波后，接收乳房形态结构信息；设置在乳房托盘上的光源阵列；图像传感器，用于当光源阵列发射预设光束，且乳房受到挤压时，采集乳房透光信息；与声波组件、图像传感器连接的主机设备；与主机设备连接的成像系统，用于根据主机设备发送的乳房形态结构信息与乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用超声图像和光图像进行图像融合，得到融合图像。

可见，本申请提供的乳腺成像系统通过设置声波组件获取乳房形态结构信息，以便得到乳房的形态信息，包括大小和结构信息；再通过图像传感器采集到乳房透光信息，该乳房透光信息能够准确的得到乳腺组织结构的功能信息；将根据乳房形态结构信息和乳房透光信息生成的超声图像、光图像进行图像融合，得到融合图像，实现了声模态和光模态成像，得到了同时含有形态和功能信息的乳腺图像，该图像不仅能够确定是否包含组织病变信息还能确定该病变信息的位置和大小，提高了图像的可靠性，增强了诊断的准确性。

本申请同时还提供了一种乳腺成像方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种乳腺成像系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种乳房放置的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种乳房托盘上的光源阵列和声波组件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种成像融合系统工作流程图；

图5为本申请实施例提供的一种乳腺成像方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，散射光学成像(DOT)系统是一种廉价安全，准确性高、无辐射、无风险的诊断方法，利于乳腺癌的早期诊断。现有的散射光学成像(DOT)系统能够提供乳房中是否有组织癌变的光学散射信息，但无法进一步确定肿瘤的位置和大小信息，得到的图像信息可靠性较低，易降低诊断的准确性。为解决上述技术问题，本实施例提供了一种乳腺成像系统，能够提高图像的可靠性，增强诊断的准确性，请参考图1，图1为本申请实施例提供的一种乳腺成像系统的结构示意图，包括：

乳房托盘100；设置在乳房托盘100上的声波组件200，用于发射目标声波后，接收乳房形态结构信息；设置在乳房托盘100上光源阵列300；图像传感器400，用于当光源阵列300发射预设光束，且乳房受到挤压时，采集乳房透光信息；与声波组件200、图像传感器400连接的主机设备500；与主机设备500连接的成像系统600，用于根据主机设备500发送的乳房形态结构信息与乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用超声图像和光图像进行图像融合，得到融合图像。

其中，本实施例中的近红外光是光源阵列300发射的，在进行近红外光发射时，光源阵列300可以是为LED阵列或者激光阵列，此时，系统会根据检查乳房的大小位置选择预设数量的LED灯进行照射。本实施例中的通过系统程序设定LED阵列的发射序列进行照射乳房，同时乳房挤压软支架对乳房进行挤压，图像传感器400如CCD相机通过系统控制采集乳房透射光信息，然后经过成像系统600进行图像重建形成精准的三维功能图像。

针对乳房托盘100进行进一步阐述，乳房托盘100是为了放置乳房，以使乳房能够在固定位置放置。本事实力不对乳房托盘100的材质、大小、形状进行限定，只要是能够实现本实施例的目的即可。

进一步的，乳腺成像系统，还包括：与图像传感器400连接的乳房挤压软支架700，用于挤压乳房。请参考图2，图2为本本申请实施例提供的一种乳房放置的示意图，其中，在进行图像获取时，乳房放置在乳房托盘100上，乳房挤压软支架700用于挤压乳房，图像传感器400当光源阵列300发射预设光束，且乳房受到挤压时，采集乳房透光信息。其中，图像传感器400设置在框体中，框体可以与乳房挤压软支架700一体式，也可以分体式。本实施例不对乳房挤压软支架700的材质进行限定，只要是能够实现本实施例的目的即可。

针对声波组件200进行进一步阐述，本实施例不对声波组件200进行限定，可以是超声波探头还可以是超声波探头组，针对超声波探头组中超声波探头的数量及放置位置本实施例不再进行限定。本发明的超声探头在乳房受到挤压时，通过系统设定的序列发射和接收超声波对乳房进行探测，得到乳房的形态结构信息。超声探头内部的压电电阻单元可以形成不同方向和形状的声波，然后超声探头接收到发射回来的声波信息即乳房形态结构信息，具体的，根据声波来回的时间确定不同组织的声阻和深度，以得到乳房形态结构信息。

针对光源阵列300进行进一步阐述，请参考图3，图3为本本申请实施例提供的一种乳房托盘100上的光源阵列300和声波组件200的结构示意图。其中，光源阵列300中的光源的排列方式和数量本实施例不在进行限定，用户可自定义设置。光源阵列300可以是激光阵列，还可以是LED阵列，其中LED阵列可以发射近红外光。本实施例中的近红外光是光源阵列300发射的，在进行近红外光发射时，光源阵列300为LED阵列，此时，系统会根据检查乳房的大小位置选择预设数量的LED灯进行照射。具体的，声波组件200的位置设置用户也可以自定义设置，优选的，声波组件200设置在中间位置。

针对图像传感器400进行进一步阐述，其中，针对光图像的原理为，当用预设光束(近红外光或者激光)照射时，同时利用乳房挤压软托架对乳房进行挤压刺激时，恶性肿瘤血管会出现区别于正常组织的光学吸收特性，用图像传感器400如CCD相机将这些异常光学信息进行记录并且通过成像算法进行成像就可以得到乳房透光信息即肿瘤代谢的功能信息。但是无法进一步确定肿瘤的位置和大小信息，需要声波组件200提供辅助信息，得到位置和大小信息。本实施例中的近红外光是光源阵列300发射的，在进行近红外光发射时，光源阵列300为LED阵列，此时，系统会根据检查乳房的大小位置选择预设数量的LED灯进行照射。本实施例中的通过系统程序设定LED阵列的发射序列进行照射乳房，同时乳房挤压软支架700对乳房进行挤压，CCD相机通过系统控制采集乳房透射光信息，然后经过成像系统600进行图像重建形成精准的三维功能图像即光图像。

针对主机设备500进行进一步阐述，主机设备500与声波组件200、光源阵列300、图像传感器400连接，用于控制成像平台，主机设备500还与成像系统600进行连接，用于实现图像的融合。

针对成像系统600进行进一步阐述，成像系统600，用于根据所述主机设备500发送的所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用所述超声图像和所述光图像进行图像融合，得到融合图像。本实施例不对图像生成的方式、图像融合的方式进行阐述，请参考相关技术。

基于上述技术手段，本实施例提供的乳腺成像系统通过设置声波组件200获取乳房形态结构信息，以便得到乳房的形态信息，包括大小和结构信息；再通过图像传感器400采集到乳房透光信息，该乳房透光信息能够准确的得到乳腺组织结构的功能信息；将根据乳房形态结构信息和乳房透光信息生成的超声图像、光图像进行图像融合，得到融合图像，实现了声模态和光模态成像，得到了同时含有形态和功能信息的乳腺图像，该图像不仅能够确定是否包含组织病变信息还能确定该病变信息的位置和大小，提高了图像的可靠性，增强了诊断的准确性。

为了进一步提高图像的可靠性，增强诊断的准确性，乳腺成像系统中的声波组件200，还用于当光源阵列300发射预设光束后，采集乳房声波数据；对应的，成像系统600，还用于根据乳房声波数据生成光声图像，将超声图像、光图像、光声图像进行图像融合，得到融合图像。

本实施例中以光源阵列300为LED阵列为例。可以理解的是，当用光束照射组织时，光的能量被组织吸收后会产生热弹性膨胀，然后会产生声波，由于肿瘤细胞生长时会刺激新生血管的生成，改变了肿瘤局部有氧和缺氧血红蛋白的分布，当用近红外光照射时，会出现明显区别于周围组织的不同的吸收率，进而有了不同的声波发射。本实施例通过系统程序设定LED阵列的发射序列进行照射乳房，超声探测器探测由于乳房组织吸收了LED光源热量而发出的声波，通过不同的LED对检测组织进行照射能够得到乳房声波数据，然后经过成像系统600进行图像重建形成精准的三维功能图像即光声图像，其中乳房声波数据包括声波的强度和接收的时间。本实施例中应用LED阵列，区别于传统的光声成像系统600采用单个激光作为光源，激光光束只能沿直线照射，本实施例采用价格更加便宜的LED，可以从不同方向和LED组合对乳房进行照射，通过三维图像重建得到光声图像。

在本实施例中，检测时，系统将控制乳房挤压软支架700加压，声波组件200、图像传感器400分别对待检测的乳房进行扫描，然后将三维动态散射光学(光图像)、光声图像和三维超声图像(超声图像)进行融合，得到包含三维功能和形态的融合图像，提高乳腺癌检测的准确率。成像融合系统工作流程如图4所示，首先将三种模态的光图像、超声图像、光声图像进行特征提取，成像系统600，用于提取声波图像的第一特征，提取光图像的第二特征，将第一特征与第二特征进行匹配，将匹配成功的特征对应的图像进行图像处理，以使得到融合图像。其中，特征提取可以提取乳头大小、位置信息或者乳房后壁的纹理结构，然后通过对图像进行缩放和旋转达到匹配特征的目的，最后输出融合图像。

当然，在一种可实现的实施方式中，成像系统600对光图像、超声图像、光声图像进行图像融合，得到融合图像；在另一种可实现的实施方式中，成像系统600对光图像、光声图像进行图像融合，得到融合图像；在另一种可实现的实施方式中，成像系统600对超声图像、光图像进行图像融合，得到融合图像。

进一步的，主机设备500，还用于接收到乳房检测指令，根据乳房检测指令确定光源阵列300中的预设位置的目标灯开启信息，将目标灯开启信息发送至光源阵列300；对应的，光源阵列300，还用于根据目标灯开启信息控制对应的目标灯发射预设光束。通过下发指令，能够对乳房局部进行乳腺成像，针对性更强，减少设备的损耗。

进一步的，成像系统600，还用于将融合图像中的病变特征进行色彩处理，得到彩色融合图像。对应的，乳腺成像系统，还包括：显示设备，用于显示彩色融合图像。

本实施例中，将病变特征进行彩色处理，能够突出病变特征，便于用户直观的从图像中获取有用信息，本实施例不对色彩处理进行限定，只要是能够突出病变特征的方式即可。进一步的，在显示设备上显示彩色融合图像，当然，本实施例中，还可以当鼠标移动到彩色融合图像中的病变特征的预设区域时，显示病变特征的相关参数，该相关参数包括但是不限定于最大长度、面积等信息。

下面对本申请实施例提供的一种乳腺成像方法进行介绍，下文描述的乳腺成像方法与上文描述的乳腺成像系统可相互对应参照，请参考图5，图5为本本申请实施例提供的一种乳腺成像方法的流程示意图，包括：

S110、当设置在乳房托盘上的光源阵列发射预设光束且乳房受到挤压时，图像传感器采集乳房透光信息；

S120、声波组件发射目标声波后，声波组件接收到乳房形态结构信息；

S130、主机设备接收到乳房形态结构信息与乳房透光信息，并发送至成像系统；

S140、成像系统根据乳房形态结构信息与乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用超声图像和光图像进行图像融合，得到融合图像。

本实施例提供的技术手段，通过设置声波组件获取乳房形态结构信息，以便得到乳房的形态信息，包括大小和位置信息；再通过图像传感器采集到乳房透光信息，该乳房透光信息能够准确的得到乳腺组织结构的功能信息；将根据乳房形态结构信息和乳房透光信息生成的超声图像、光图像进行图像融合，得到融合图像，实现了声模态和光模态成像，得到了同时含有形态和功能信息的乳腺图像，该图像不仅能够确定是否包含组织病变信息还能确定该病变信息的位置和大小，提高了图像的可靠性，增强了诊断的准确性。

由于乳腺成像方法的实施例与乳腺成像系统部分的实施例相互对应，因此乳腺成像方法部分的实施例请参见乳腺成像系统部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种乳腺成像系统和乳腺成像方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种乳腺成像系统，其特征在于，包括：

乳房托盘；

设置在所述乳房托盘上的声波组件，用于发射目标声波后，接收乳房形态结构信息；

设置在所述乳房托盘上的光源阵列；

图像传感器，用于当所述光源阵列发射预设光束，且乳房受到挤压时，采集乳房透光信息；

与所述声波组件、所述图像传感器连接的主机设备；

与所述主机设备连接的成像系统，用于根据所述主机设备发送的所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用所述超声图像和所述光图像进行图像融合，得到融合图像。

2.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于，所述声波组件，还用于当所述光源阵列发射所述预设光束，且所述乳房受到挤压时，采集乳房声波数据；

对应的，所述成像系统，还用于根据所述乳房声波数据生成光声图像，将所述超声图像、所述光图像、所述光声图像进行图像融合，得到所述融合图像。

3.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于，还包括：

与所述图像传感器连接的乳房挤压软支架，用于挤压所述乳房。

4.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于，所述主机设备，还用于接收到乳房检测指令，根据所述乳房检测指令确定所述光源阵列中的预设位置的目标灯开启信息，将所述目标灯开启信息发送至所述光源阵列；

对应的，所述光源阵列，还用于根据所述目标灯开启信息控制对应的目标灯发射所述预设光束。

5.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于，所述图像传感器是CCD相机。

6.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于，所述声波组件是超声波探头组。

7.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于，所述成像系统，用于提取所述声波图像的第一特征，提取所述光图像的第二特征，将所述第一特征与所述第二特征进行匹配，将匹配成功的特征对应的图像进行图像处理，以使得到所述融合图像。

8.根据权利要求1至7任一项所述的乳腺成像系统，其特征在于，所述成像系统，还用于将所述融合图像中的病变特征进行色彩处理，得到彩色融合图像。

9.根据权利要求8所述的乳腺成像系统，其特征在于，还包括：

显示设备，用于显示所述彩色融合图像。

10.一种乳腺成像方法，其特征在于，包括：

当设置在乳房托盘上的光源阵列发射预设光束且乳房受到挤压时，图像传感器采集乳房透光信息；

声波组件发射目标声波后，声波组件接收到乳房形态结构信息；

主机设备接收到所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息，并发送至成像系统；

所述成像系统根据所述乳房形态结构信息与所述乳房透光信息生成对应的超声图像、光图像，并利用所述超声图像和所述光图像进行图像融合，得到融合图像。

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