CN212698832U - 一种光学微波乳腺癌检测仪以及医疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学微波乳腺癌检测仪以及医疗设备，涉及医疗设备技术领域，包括罩杯部，还包括用于采集动态散射光学信号的动态散射光学模块和用于发射和采集微波信号的微波探测模块。本实用新型将动态散射光学成像系统得到的动态散射光学图像和微波成像系统得到的微波图像进行融合，提高诊断的准确性以及效率。

Description

一种光学微波乳腺癌检测仪以及医疗设备

【技术领域】

本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种光学微波乳腺癌检测仪以及医疗设备。

【背景技术】

动态散射光学成像(dynamic diffuse optical tomography)系统十分有利于乳腺癌的早期诊断，相比于钼靶X线、CT、MRI等影像学诊断方法，具有廉价安全、准确性高、无辐射、风险低的优点。但是，现有的动态散射光学成像系统仅能够提供乳房中是否有组织癌变的光学吸收信息，无法进一步提供肿瘤的位置和大小信息。

现有技术中，微波图像的构建方法主要包括微波断层扫描成像和雷达成像方法。这两种成像方法都是基于一组天线雷达发射微波信号对乳腺进行扫描，另外其他的至少一组天线雷达接收回波信号。然后计算机对接收的信号进行图像重建，生成二维或者三维的微波乳腺图像。

在临床诊断中，单一模态的图像往往不能提供医生所需要的足够信息，影响诊断的准确性，而不同模态的图像则需要患者辗转多处分别进行检测，再由医生根据检测结果进行诊断，导致诊断效率低下。

【实用新型内容】

为解决前述问题，本实用新型提供了一种光学微波乳腺癌检测仪，将动态散射光学成像系统得到的动态散射光学图像和微波成像系统得到的微波图像进行融合，提高诊断的准确性以及效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种光学微波乳腺癌检测仪，包括罩杯部，还包括用于采集动态散射光学信号的动态散射光学模块和用于发射和采集微波信号的微波探测模块，所述动态散射光学模块包括CCD相机，所述微波探测模块包括雷达，所述 CCD相机和所述雷达位于所述罩杯部内侧。

可选的，所述动态散射光学模块还包括用以对被检测器官施压的加压气囊，所述加压气囊位于所述罩杯部的内侧壁和被检测器官之间，覆盖所述罩杯部内侧壁的面积小于所述罩杯部内侧壁的面积，所述加压气囊在所述罩杯部高度方向上的最大距离小于所述罩杯部的高度。

可选的，所述动态散射光学模块还包括为所述动态散射光学模块提供光照的LED光源，所述LED光源分布于所述罩杯部的内侧壁，位于所述加压气囊和所述罩杯部的内侧壁之间。

可选的，所述动态散射光学模块还包括为所述动态散射光学模块提供光源的激光光源，所述激光光源布于所述罩杯部的内侧壁，并位于所述加压气囊和所述罩杯部的内侧壁之间。

可选的，所述CCD相机为针孔相机，所述动态散射光学模块包括设于所述罩杯部内侧的滑轨，所述CCD相机在所述滑轨上移动。

可选的，所述雷达包括用于产生并发射微波的微波发生部和用于接收微波的微波接收部，所述微波接收部包括导波管、角锥状后腔、喇叭体、锥形结构，所述锥形结构设于所述喇叭体内侧壁，所述喇叭体接收微波信号，由所述锥形结构放大，传递至所述导波管，所述导波管将微波信号传递至所述角锥状后腔，由所述角锥状后腔向外输出。

可选的，所述雷达分布于所述罩杯部内未被所述加压气囊覆盖的内侧壁上，所述雷达的朝向与其在所述罩杯部上安装点处的圆弧的切线垂直。

本实用新型所提供的技术方案，将动态散射光学成像模态和微波模态进行融合。本实用新型中的微波探测模块能够在病人站立的状态下进行自主断层扫描，形成精准的三维图像，在提供微波模态的三维图像同时，还可获得动态散射光学图像，得到肿瘤代谢功能信息，实现了在一幅图像上同时综合地表达来自多种成像源的信息，不仅提高了诊断的准确性，便于医生了解病变组织或器官的综合情况，做出更加准确的诊断或制定出更加科学优化的治疗方案，同时无需患者辗转多处进行检测，减轻了患者的负担，提高了诊断的效率。

此外，本实用新型还提供了一种医疗设备，所述医疗设备包括前述任意一项所述的光学微波乳腺癌检测仪。

可选的，所述动态散射光学模块和所述微波探测模块将信号传输至所述医疗设备，所述医疗设备根据所述信号进行成像。

本实用新型所提供的医疗设备的有益效果与前述光学微波乳腺癌检测仪的有益效果推理过程相似，在此不再赘述。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本实用新型最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本实用新型技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例一的整体示意图；

图2为本实用新型实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中雷达排布的示意图；

图4为本实用新型实施例一中雷达的示意图；

图5为本实用新型实施例二的示意图；

图6为本实用新型实施例二的工作示意图。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供了一种光学微波乳腺癌检测仪，用于乳腺癌的检测，整体外形与女性文胸类似，患者检测时需穿戴于身上，包括罩杯部1，还包括用于采集动态散射光学信号的动态散射光学模块和用于采集微波信号的微波探测模块，罩杯部1除用于提供穿戴后乳房所需的必要空间外，还为动态散射光学模块和微波探测模块提供空间。

罩杯部1的内部结构如图2所示，动态散射光学模块包括滑轨2、CCD 相机3、加压气囊4和LED光源5，CCD相机3可以为针孔相机或其他小尺寸的微型摄像机，在此不作限定。CCD相机3在滑轨2上移动，滑轨2 和CCD相机3均设于罩杯部1的内侧。加压气囊4用以对被检测器官，即乳房施压，位于罩杯部1的内侧壁和被检测器官之间，加压气囊4覆盖罩杯部1内侧壁的面积小于罩杯部1内侧壁的面积，同时，加压气囊4在罩杯部1高度方向上的最大距离小于罩杯部1的高度。换言之，加压气囊4 只覆盖罩杯部1内的一部分，当患者穿戴好光学微波乳腺癌检测仪以后，加压气囊4只对乳房的前半部进行施压，而乳房的根部不进行施压。LED光源5为动态散射光学模块提供光照，在其他实施例中，LED光源也可采用激光光源，在此不做限定。本实施例中，LED光源5均布于罩杯部1的内侧壁，并且位于加压气囊4和罩杯部1的内侧壁之间。

如图2和图3所示，微波探测模块包括雷达6，雷达6包括用于产生并发射微波的微波发生部和用于接收微波的微波接收部，雷达6的朝向与其在罩杯部1上安装点处的圆弧的切线垂直。雷达6分布于罩杯部1内未被加压气囊4覆盖的内侧壁上，并在未被覆盖的内侧壁上周向均布。换言之，当患者穿戴好光学微波乳腺癌检测仪以后，若干雷达6环绕乳房的根部，对其附近进行雷达检测。并且，本实施例中，微波探测模块还包括位于罩杯部1外的耦合剂囊7和耦合剂导管8，耦合剂囊7内的耦合剂通过耦合剂导管8进入罩杯部1内。

如图4所示，微波接收部包括导波管61、角锥状后腔62、喇叭体63、锥形结构64。本实施例中，喇叭体63呈方形台形状，锥形结构64具有两个，分别设于喇叭体63互为相对面的内侧壁上，喇叭体63接收微波信号，由锥形结构64放大，传递至导波管61，导波管61的导波腔611将微波信号传递至角锥状后腔62，由角锥状后腔62向外输出。在其他实施例中，用于接收和/或发射微波的，除雷达6外，也可采用其他天线，例如单级天线、偶极天线等，在此不作限定。

光学微波乳腺癌检测仪使用时，患者穿戴本实施例所提供的光学微波乳腺癌检测仪：

动态散射光学模块方面，由于CCD相机3也在罩杯部1内，因此，需要LED光源5进行照射。加压气囊4对被检测器官，也就是乳房施压，其表面紧贴到被检测器官表面，对被检测器官进行挤压，同时，CCD相机3 在滑轨2上移动，从不同方位采集乳房透射光信息，然后经过成像系统进行图像重建形成精准的三维功能图像。初期肿瘤细胞会刺激新生血管的生成来保障细胞生长需要连续不断的养分和氧气供应。恶性肿瘤组织刺激生成的新生血管具有高密度及高血含量、高血流阻力、受挤压血管塌陷、高氧消耗及高光传播衰减等特征。当用近红外光照射时，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CCD相机3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肿瘤代谢的功能信息。

微波探测模块方面，由于微波检测需要耦合剂的辅助，以提高微波的传递效率，因此，先令耦合剂囊7中的耦合剂通过耦合剂导管8进入罩杯部1内，由于光学微波乳腺癌检测仪已经穿戴完毕，因此，进入罩杯部1 内的耦合剂在狭窄的空间内自然会被挤压而涂抹于被检测器官表面。而耦合剂囊7中的耦合剂可以通过人工挤压的方式进入罩杯部1内，也可以在耦合剂囊7上加装传送装置，根据设定好的耦合剂需求量，将耦合剂自动注入，在使用完毕后，也可通过传送装置将罩杯部1内的耦合剂回收至耦合剂囊7中。而诸如耦合剂这类的流体的输送，属于现有技术，在此不作限定。进行微波检测时，雷达6分布的一圈形成图像域66，被检测器官组织65在图像域66内，预先设定若干雷达6的微波发射序列以及若干雷达6 的微波接收序列，根据预先设定，发射微波的雷达6发射微波，接收微波的雷达6接收乳腺组织回波散射的微波信号，对乳腺进行断层扫描，全方位的检测乳腺，形成精准的三维图像，提高医生对乳腺肿瘤位置的判断。而发射微波的雷达6的序列以及接收微波的雷达6的序列，可由医生根据实际临床需要灵活设置，在此不作限定。相比于现有的微波乳腺成像系统，一般采用仰卧式，通过环绕乳腺一周的天线、雷达、单级天线、偶极天线或喇叭等，按照一定序列发射或接收微波信号，然后通过成像算法对探测到的信号进行成像。本实施例在进行微波检测时，患者可以采用站立姿势，穿戴好光学微波乳腺癌检测仪，然后微波探测模块对乳房进行成像，减少了扫描时间，提高了扫描效率。

本实施例所提供的光学微波乳腺癌检测仪在使用时，两种模态可同时成像，也可分别成像，在此不作限定。

本实施例所提供的技术方案，将动态散射光学成像模态和微波模态进行融合，在病人站立的状态下进行自主断层扫描，形成精准的三维图像，在提供微波模态的三维图像同时，还可获得动态散射光学图像，得到肿瘤代谢功能信息，实现了在一幅图像上同时综合地表达来自多种成像源的信息，不仅提高了诊断的准确性，便于医生了解病变组织或器官的综合情况，做出更加准确的诊断或制定出更加科学优化的治疗方案，同时无需患者辗转多处进行检测，减轻了患者的负担，提高了诊断的效率。

实施例二

如图5和图6所示，本实施例提供了一种医疗设备，医疗设备9包括实施例1所述的光学微波乳腺癌检测仪。

医疗设备9的主机部分，与光学微波乳腺癌检测仪采用有线连接或无线连接，当采用有线连接时，光学微波乳腺癌检测仪直接由医疗设备9供电，当采用无线连接时，则采用电池对光学微波乳腺癌检测仪进行供电。医疗设备9的主机部分控制光学微波乳腺癌检测仪的信号部分，即LED光源进行照射和控制雷达6发射微波；控制光学微波乳腺癌检测仪的动作部分进行动作，即动态散射光学模块的CCD相机3在滑轨2上的移动以及加压气囊4对被检测器官的施压；同时，控制光学微波乳腺癌检测仪的检测部分，即CCD相机3和雷达6进行检测，CCD相机3采集的光学信号以及雷达6采集的微波信号传输至医疗设备9的主机部分，传输的方式可以采用有线传输，也可以采用无线传输，在此不作限定。经过医疗设备9的处理，医疗设备9的成像系统形成被检测器官的动态散射光学图像91和微波图像92并输出。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.一种光学微波乳腺癌检测仪，包括罩杯部，其特征在于，所述光学微波乳腺癌检测仪还包括用于采集动态散射光学信号的动态散射光学模块和用于发射和采集微波信号的微波探测模块，所述动态散射光学模块包括CCD相机，所述微波探测模块包括雷达，所述CCD相机和所述雷达位于所述罩杯部内侧。

2.根据权利要求1所述的光学微波乳腺癌检测仪，其特征在于：所述动态散射光学模块还包括用以对被检测器官施压的加压气囊，所述加压气囊位于所述罩杯部的内侧壁和被检测器官之间，覆盖所述罩杯部内侧壁的面积小于所述罩杯部内侧壁的面积，所述加压气囊在所述罩杯部高度方向上的最大距离小于所述罩杯部的高度。

3.根据权利要求2所述的光学微波乳腺癌检测仪，其特征在于：所述动态散射光学模块还包括为所述动态散射光学模块提供光照的LED光源，所述LED光源分布于所述罩杯部的内侧壁，位于所述加压气囊和所述罩杯部的内侧壁之间。

4.根据权利要求2所述的光学微波乳腺癌检测仪，其特征在于：所述动态散射光学模块还包括为所述动态散射光学模块提供光源的激光光源，所述激光光源布于所述罩杯部的内侧壁，并位于所述加压气囊和所述罩杯部的内侧壁之间。

5.根据权利要求1所述的光学微波乳腺癌检测仪，其特征在于：所述CCD相机为针孔相机，所述动态散射光学模块包括设于所述罩杯部内侧的滑轨，所述CCD相机在所述滑轨上移动。

6.根据权利要求1所述的光学微波乳腺癌检测仪，其特征在于：所述雷达包括用于产生并发射微波的微波发生部和用于接收微波的微波接收部，所述微波接收部包括导波管、角锥状后腔、喇叭体、锥形结构，所述锥形结构设于所述喇叭体内侧壁，所述喇叭体接收微波信号，由所述锥形结构放大，传递至所述导波管，所述导波管将微波信号传递至所述角锥状后腔，由所述角锥状后腔向外输出。

7.根据权利要求2所述的光学微波乳腺癌检测仪，其特征在于：所述雷达分布于所述罩杯部内未被所述加压气囊覆盖的内侧壁上，所述雷达的朝向与其在所述罩杯部上安装点处的圆弧的切线垂直。

8.一种医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括权利要求1至7中任意一项所述的光学微波乳腺癌检测仪。

9.根据权利要求8所述的医疗设备，其特征在于：所述动态散射光学模块和所述微波探测模块将信号传输至所述医疗设备，所述医疗设备根据所述信号进行成像。

Images