CN201822858U - 双光源双探头乳腺血氧功能成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,包括:双波长光源、双探测器、血氧和三算子信号采集单元、计算机及乳腺信息分析处理系统,其特征在于:双探测器中两个输出端经视频线分别与血氧和三算子信号采集单元中的血氧图像采集卡的两个输入端及三算子图像采集卡的一个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三个输出端分别与计算机及乳腺信息分析处理系统相连。本实用新型提供一种双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,为医生诊断提供一种快捷方便、实用、高效的乳腺影像诊断设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种集功能学影像和形态学影像于一体的医学影像设备,特别是涉及一种可应用于乳腺疾病诊断的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统。
背景技术
乳腺癌的早期诊断和早期治疗是提高乳腺癌生存率的重要而有效的途径,但到目前为止还没有一种特别有效的乳腺影像学的诊断方法和设备。因此,对乳腺癌的影像学诊断方法研究在国内外医学界受到广泛的重视。
现有的乳腺影像诊断设备有多种,有功能学影像设备也有形态学影像设备,研究与开发新型乳腺功能影像学诊断设备是近年来乳腺影像学诊断设备的一种发展趋势。
发明内容
本实用新型的目是提供一种快捷方便、实用、高效的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统。
为实现上述目的,本实用新型所采取的技术方案是:
一种双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,包括:双波长光源、双探测器、血氧和三算子信号采集单元、计算机及乳腺信息分析处理系统,其特征在于:双探测器中两个输出端经视频线分别与血氧和三算子信号采集 单元中的血氧图像采集卡的两个输入端及三算子图像采集卡的一个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三个输出端分别与计算机及乳腺信息分析处理系统相连。
所述的计算机及乳腺信息分析处理系统,包括计算机、乳腺血氧分析和处理单元、三算子分析和处理单元、多功能图像显示单元,血氧和三算子信号采集单元的血氧图像采集卡的两个输出端分别与乳腺血氧分析和处理单元的两个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三算子图像采集卡的输出端与三算子分析和处理单元的输入端相连,计算机分别与乳腺血氧分析和处理单元、三算子分析和处理单元的输出端相连,计算机与多功能图像显示单元的输入端相连,多功能图像显示单元由双显显卡和双显示屏构成,双显示屏分别用于显示血氧功能图像和三算子图像。
所述的双波长光源为分别能发出波长范围在λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的LED光源。
所述的双探测器由两个并列置放的窄带滤光片、两个并列置放的透镜和两个并列置放的摄像头组成,两个并列置放的窄带滤光片分别置于两个并列置放的透镜的正前方,两个并列置放的透镜分别置于两个并列置放的摄像头的正前方,两个窄带滤光片选择的带宽小于20nm、透光波长范围分别为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm,两个摄像头的接收波长范围均为500nm-1500nm的可见~近红外连续光谱,用于分别接收两个信息光路透过两个窄带滤光片的透射光信号,并将透射光信号转换成电信号输出。
所述的血氧和三算子信号采集单元由两个图像采集卡组成,一个为血氧图像采集卡具有两个视频输入端口,将双探测器中两个摄像头输出的电 信号分别从模拟量转换成数字量,再输入到乳腺血氧分析和处理单元,乳腺血氧分析和处理单元应用乳腺组织血氧含量计算公式将血氧图像采集卡输入的数字量进行分析和处理得到乳腺组织血氧功能数据;另一个为三算子图像采集卡具有一个视频输入端口,选择双探测器中的一个摄像头输出的电信号从模拟量转换成数字量,再输入到三算子分析和处理单元,由三算子算法将三算子图像采集卡输入的数字量进行分析和处理得到三种特征图像数据;多功能图像显示单元将乳腺血氧分析和处理单元经过计算后得到的乳腺组织血氧功能数据和三算子分析和处理单元处理后得到的三种特征图像数据转化成图像方式显示在显示屏上,用于医生的分析和诊断。
还包括系统控制单元、云台镜头控制单元和功能键操作单元,系统控制单元分别与计算机、云台镜头控制单元、功能键操作单元、血氧和三算子信号采集单元相连,云台镜头控制单元分别与功能键操作单元、固定血氧探测器和三算子探测器的云台相连。计算机通过系统控制单元来调节控制云台镜头控制单元和功能键操作单元,云台镜头控制单元用于控制云台带动血氧探测器、三算子探测器内的摄像头的上下左右旋转和摄像头镜头的聚焦和光圈调节,功能键操作单元设置电源开关、云台控制按钮和镜头调节按钮。
还包括图像存档与通信单元、报告单生成与打印单元、数据库管理与检索单元,图像存档与通信单元、报告单生成与打印单元、数据库管理与检索单元的输入端分别与计算机相连。通过计算机将乳腺组织血氧功能数据和三种特征图像数据存放在数据库管理与检索单元并可由图像存档与通信单元实现血氧功能图像和三种特征图像的远程通信与传输,也可以通过 报告单生成与打印单元将乳腺组织血氧功能数据和三种特征图像数据打印出来。
乳腺组织血氧功能成像过程按以下步骤进行:(1)、双波长LED光源分别发出波长为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的光并对被检侧乳腺(指人体两个乳腺中疑似患病的一个乳腺)透射,其透射光分两路分别经过带宽小于20nm、透光波长范围分别为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的窄带滤光片滤光,再经过透镜聚焦后分别通过各自的摄像头成像在CCD平面上;而后,由各自的摄像头的模拟视频输出端口经视频线分别传送到血氧和三算子信号采集单元中具有两个视频输入端口的血氧图像采集卡的输入端,由血氧图像采集卡再通过模数转化成数字量并输入到乳腺血氧分析和处理单元,由乳腺血氧分析和处理单元进行数据处理经计算机并输出至多功能图像显示单元得到被检侧乳腺的两幅数字化乳腺图像;(2)、按步骤(1)用双波长LED光源分别发出波长为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的光对参照侧乳腺(指人体两个乳腺中相对于被检侧乳腺的另一个乳腺)透射,得到参照侧乳腺的两幅数字化乳腺图像;(3)、将步骤(1)、(2)得到的被检侧和参照侧乳腺共四幅图像由乳腺血氧分析和处理单元经过计算公式①②计算后分别得到被检侧乳腺的血含量图和氧含量图。
血含量: ①
氧含量: ②
式中:
Ib(x,y)表示被检侧乳腺血含量图上(x,y)处的血含量;
Io(x,y)表示被检侧乳腺氧含量图上(x,y)处的氧含量;
H1(x,y)表示可见~近红外光透射被检侧乳腺并通过波长为λ1的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强;
H2(x,y)表示可见~近红外光透射被检侧乳腺并通过波长为λ2的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强;
J1(x,y)表示可见~近红外光透射参照侧乳腺并通过波长为λ1的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强;
J2(x,y)表示可见~近红外光透射参照侧乳腺并通过波长为λ2的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强。
乳腺三算子成像分析和处理过程按以下步骤进行:(1)、由双波长LED光源发出的光并对乳腺透射,其双探头中的其中一个探头接收,由该摄像头中的透镜聚焦后再由CCD将光信号转换成电信号;而后,由该摄像头的模拟视频输出端口经视频线传送到血氧和三算子信号采集单元中三算子图像采集卡的输入端,将模拟电信号转化成数字量并输入到三算子分析和处理单元,经计算机由多功能图像显示单元得到乳腺的透照原始图像;(2)、由三算子分析和处理单元对原始图像分别进行三算子处理得到如下三种特征信息,经计算机由多功能图像显示单元得到乳腺三算子特征图像。三算子功能如下:
A、改进后的sobel算子:对图像进行边缘增强处理,能有效地提取近红外乳腺透射原始影像中的组织结构信息,读取处理后所得到的等灰度曲线,正常乳房常显示以乳头为中心的均匀弧形曲线;当组织结构异常时,等灰度曲线则发生紊乱;
B、改进后的各向异性梯度与平滑混合算子:能有效地显化原始图像中隐藏的血管,尤其是灰影区受背景影响显化不清的血管,而血管的变化是分辨良、恶性肿瘤的重要特征之一;
C、边缘锐化算子:原始图像受乳腺内组织结构变化的影响,背景往往形成浅灰影,与病变区的灰影相重,看不清病变区灰影的边缘,用边缘锐化算子处理后,能使灰影边缘显示出毛糙或光滑;边缘不整,似蟹足状是恶性病变的特征,因而也能将肿块外围的血管恶性征兆表现出来。
附图说明
图1为双光源双探头乳腺血氧功能成像系统构成框图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例来详细描述本实用新型。
参见图1,一种双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,包括:双波长光源、双探测器、血氧和三算子信号采集单元、计算机及乳腺信息分析处理系统,其特征在于:双探测器中两个输出端经视频线分别与血氧和三算子信号采集单元中的血氧图像采集卡的两个输入端及三算子图像采集卡的一个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三个输出端分别与计算机及乳腺信息分析处理系统相连。
所述的计算机及乳腺信息分析处理系统,包括计算机、乳腺血氧分析和处理单元、三算子分析和处理单元、多功能图像显示单元,血氧和三算子信号采集单元的血氧图像采集卡的两个输出端分别与乳腺血氧分析和处理单元的两个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三算子图像采集卡的输出端与三算子分析和处理单元的输入端相连,计算机分别与乳腺血 氧分析和处理单元、三算子分析和处理单元的输出端相连,计算机与多功能图像显示单元的输入端相连,多功能图像显示单元由双显显卡和双显示屏构成,双显示屏分别用于显示血氧功能图像和三算子图像。
所述的双波长光源为分别能发出波长范围在λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的LED光源。
所述的双探测器由两个并列置放的窄带滤光片、两个并列置放的透镜和两个并列置放的摄像头组成,两个并列置放的窄带滤光片分别置于两个并列置放的透镜的正前方,两个并列置放的透镜分别置于两个并列置放的摄像头的正前方,两个窄带滤光片选择的带宽小于20nm、透光波长范围分别为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm,两个摄像头的接收波长范围均为500nm-1500nm的可见~近红外连续光谱,用于分别接收两个信息光路透过两个窄带滤光片的透射光信号,并将透射光信号转换成电信号输出。
所述的血氧和三算子信号采集单元由两个图像采集卡组成,一个为血氧图像采集卡具有两个视频输入端口,将双探测器中两个摄像头输出的电信号分别从模拟量转换成数字量,再输入到乳腺血氧分析和处理单元,乳腺血氧分析和处理单元应用乳腺组织血氧含量计算公式将血氧图像采集卡输入的数字量进行分析和处理得到乳腺组织血氧功能数据;另一个为三算子图像采集卡具有一个视频输入端口,选择双探测器中的一个摄像头输出的电信号从模拟量转换成数字量,再输入到三算子分析和处理单元,由三算子算法将三算子图像采集卡输入的数字量进行分析和处理得到三种特征图像数据;多功能图像显示单元将乳腺血氧分析和处理单元经过计算后得到的乳腺组织血氧功能数据和三算子分析和处理单元处理后得到的三种特 征图像数据转化成图像方式显示在显示屏上,用于医生的分析和诊断。
还包括系统控制单元、云台镜头控制单元和功能键操作单元,系统控制单元分别与计算机、云台镜头控制单元、功能键操作单元、血氧和三算子信号采集单元相连,云台镜头控制单元分别与功能键操作单元、固定血氧探测器和三算子探测器的云台相连。计算机通过系统控制单元来调节控制云台镜头控制单元和功能键操作单元,云台镜头控制单元用于控制云台带动血氧探测器、三算子探测器内的摄像头的上下左右旋转和摄像头镜头的聚焦和光圈调节,功能键操作单元设置电源开关、云台控制按钮和镜头调节按钮。
还包括图像存档与通信单元、报告单生成与打印单元、数据库管理与检索单元,图像存档与通信单元、报告单生成与打印单元、数据库管理与检索单元的输入端分别与计算机相连。通过计算机将乳腺组织血氧功能数据和三种特征图像数据存放在数据库管理与检索单元并可由图像存档与通信单元实现血氧功能图像和三种特征图像的远程通信与传输,也可以通过报告单生成与打印单元将乳腺组织血氧功能数据和三种特征图像数据打印出来。
乳腺组织血氧功能成像过程按以下步骤进行:(1)、双波长LED光源分别发出波长为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的光并对被检侧乳腺(指人体两个乳腺中疑似患病的一个乳腺)透射,其透射光分两路分别经过带宽小于20nm、透光波长范围分别为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的窄带滤光片滤光,再经过透镜聚焦后分别通过各自的摄像头成像在CCD平面上;而后,由各自的摄像头的模拟视频输出端口经视频线分别传送到 血氧和三算子信号采集单元中具有两个视频输入端口的血氧图像采集卡的输入端,由血氧图像采集卡再通过模数转化成数字量并输入到乳腺血氧分析和处理单元,由乳腺血氧分析和处理单元进行数据处理经计算机并输出至多功能图像显示单元得到被检侧乳腺的两幅数字化乳腺图像;(2)、按步骤(1)用双波长LED光源分别发出波长为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的光对参照侧乳腺(指人体两个乳腺中相对于被检侧乳腺的另一个乳腺)透射,得到参照侧乳腺的两幅数字化乳腺图像;(3)、将步骤(1)、(2)得到的被检侧和参照侧乳腺共四幅图像由乳腺血氧分析和处理单元经过计算公式①②计算后分别得到被检侧乳腺的血含量图和氧含量图。
血含量: ①
氧含量: ②
式中:
Ib(x,y)表示被检侧乳腺血含量图上(x,y)处的血含量;
Io(x,y)表示被检侧乳腺氧含量图上(x,y)处的氧含量;
H1(x,y)表示可见~近红外光透射被检侧乳腺并通过波长为λ1的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强;
H2(x,y)表示可见~近红外光透射被检侧乳腺并通过波长为λ2的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强;
J1(x,y)表示可见~近红外光透射参照侧乳腺并通过波长为λ1的滤光片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强;
J2(x,y)表示可见~近红外光透射参照侧乳腺并通过波长为λ2的滤光 片后对应于红外扫描图像上(x,y)处CCD探测到的光强。
乳腺三算子成像分析和处理过程按以下步骤进行:(1)、由双波长LED光源发出的光并对乳腺透射,其双探头中的其中一个探头接收,由该摄像头中的透镜聚焦后再由CCD将光信号转换成电信号;而后,由该摄像头的模拟视频输出端口经视频线传送到血氧和三算子信号采集单元中三算子图像采集卡的输入端,将模拟电信号转化成数字量并输入到三算子分析和处理单元,经计算机由多功能图像显示单元得到乳腺的透照原始图像;(2)、由三算子分析和处理单元对原始图像分别进行三算子处理得到如下三种特征数据,经计算机由多功能图像显示单元得到乳腺三算子图像。三算子功能如下:
A、改进后的sobel算子:对图像进行边缘增强处理,能有效地提取近红外乳腺透射原始影像中的组织结构信息,读取处理后所得到的等灰度曲线,正常乳房常显示以乳头为中心的均匀弧形曲线;当组织结构异常时,等灰度曲线则发生紊乱;
B、改进后的各向异性梯度与平滑混合算子:能有效地显化原始图像中隐藏的血管,尤其是灰影区受背景影响显化不清的血管,而血管的变化是分辨良、恶性肿瘤的重要特征之一;
C、边缘锐化算子:原始图像受乳腺内组织结构变化的影响,背景往往形成浅灰影,与病变区的灰影相重,看不清病变区灰影的边缘,用边缘锐化算子处理后,能使灰影边缘显示出毛糙或光滑;边缘不整,似蟹足状是恶性病变的特征,因而也能将肿块外围的血管恶性征兆表现出来。
Claims (7)
1.一种双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,包括:双波长光源、双探测器、血氧和三算子信号采集单元、计算机及乳腺信息分析处理系统,其特征在于:双探测器中两个输出端经视频线分别与血氧和三算子信号采集单元中的血氧图像采集卡的两个输入端及三算子图像采集卡的一个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三个输出端分别与计算机及乳腺信息分析处理系统相连。
2.根据权利要求1所述的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,其特征在于:所述的计算机及乳腺信息分析处理系统,包括计算机、乳腺血氧分析和处理单元、三算子分析和处理单元、多功能图像显示单元,血氧和三算子信号采集单元的血氧图像采集卡的两个输出端分别与乳腺血氧分析和处理单元的两个输入端相连,血氧和三算子信号采集单元的三算子图像采集卡的一个输出端与三算子分析和处理单元的一个输入端相连,计算机分别与乳腺血氧分析和处理单元、三算子分析和处理单元的输出端相连,计算机与多功能图像显示单元的输入端相连。
3.根据权利要求1或2所述的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,其特征在于:还包括系统控制单元、云台镜头控制单元和功能键操作单元,系统控制单元分别与计算机、云台镜头控制单元、功能键操作单元、血氧和三算子信号采集单元相连,云台镜头控制单元分别与功能键操作单元、固定血氧探测器和三算子探测器的云台相连。
4.根据权利要求1或2所述的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,其特征在于:还包括图像存档与通信单元、报告单生成与打印单元、数据库管理与检索单元,图像存档与通信单元、报告单生成与打印单元、数据库管理与检索单元的输入端分别与计算机相连。
5.根据权利要求1所述的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,其特征在于:所述的双波长光源分别为能发出波长范围在λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm的LED光源。
6.根据权利要求1所述的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,其特征在于:所述的双探测器由两个并列置放的窄带滤光片、两个并列置放的透镜和两个并列置放的摄像头组成,两个并列置放的窄带滤光片分别置于两个并列置放的透镜的正前方,两个并列置放的透镜分别置于两个并列置放的摄像头的正前方,两个窄带滤光片选择的带宽小于20nm、透光波长范围分别为λ1=600nm-800nm、λ2=810nm-1000nm,两个摄像头的接收波长范围均为500nm-1500nm的可见~近红外连续光谱,用于分别接收两个信息光路透过两个窄带滤光片的透射光信号,并将透射光信号转换成电信号输出。
7.根据权利要求1所述的双光源双探头乳腺血氧功能成像系统,其特征在于:所述的血氧和三算子信号采集单元由两个图像采集卡组成,一个为血氧图像采集卡具有两个视频输入端口,将双探测器中两个摄像头输出的电信号分别从模拟量转换成数字量,再输入到乳腺血氧分析和处理单元;另一个为三算子图像采集卡具有一个视频输入端口,选择双探测器中的一个摄像头输出的电信号从模拟量转换成数字量,再输入到三算子分析和处理单元。
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CN2010201208023U CN201822858U (zh) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 双光源双探头乳腺血氧功能成像系统 |
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CN2010201208023U CN201822858U (zh) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 双光源双探头乳腺血氧功能成像系统 |
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CN2010201208023U Expired - Lifetime CN201822858U (zh) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 双光源双探头乳腺血氧功能成像系统 |
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CN (1) | CN201822858U (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104783761A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-07-22 | 天津大学 | 应用于乳腺的正交方波频率编码的高光谱图成像测量系统 |
CN107550474A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 生物体信息检测装置 |
CN107550459A (zh) * | 2017-08-11 | 2018-01-09 | 武汉大学 | 一种光耦合乳腺成像分析系统及方法 |
-
2010
- 2010-02-24 CN CN2010201208023U patent/CN201822858U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104783761A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-07-22 | 天津大学 | 应用于乳腺的正交方波频率编码的高光谱图成像测量系统 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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