专利名称：乳腺成像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医学诊断系统，尤其是一种适用于乳腺肿瘤检测的乳腺成像系统。
背景技术：
乳腺成像系统广泛地运用于现有的乳腺肿瘤检测技术中，其中X射线摄影术是一种常见的成像技术，由于其诊断率可达85％-90％，成为目前乳腺成像的重要手段，例如CN2635020Y号实用新型专利中所述的一种X射线数字成像乳腺扫描装置，即采用了X射线源，然而，X射线这种电离性射线本身就可能诱发癌变，安全性不高，故不宜多次、反复使用，也不能用于普查。另有一种较为普遍使用的近红外乳腺诊断仪，其采用近红外光照射乳房，通过观察透射光中是否存在阴影来诊断乳腺肿瘤，其判断乳腺肿瘤的标准是同时发现灰影和异常血管，然而，现有的近红外乳腺诊断仪多采用强光照射，发热量大使用不便，因此业界出现了一些改良方案，例如在CN2530370Y号实用新型专利、CN2490980Y号实用新型专利以及CN1407678A号中国发明专利申请所公开的技术方案中均对近红外乳腺诊断仪的光源进行改进，采用激光光源降低功耗。但是，这些改进仍然使用直接照射乳腺组织而成像的方法，得到的像为阴影叠加，图像分辨率低，造成肿瘤的形状和位置不易确定。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用安全且分辨率高的乳腺成像系统。
为实现上述目的，本发明给出的乳腺成像系统包括成像装置以及与成像装置相连的处理器，所述成像装置包括前段容纳腔、后段容纳腔、连接前段容纳腔与后段容纳腔的支架，其中，前段容纳腔中进一步包括半导体激光器阵列、前透镜和透明挡板，后段容纳腔中进一步包括后透镜和影像感测器，处理器包含至少一视频采集卡，视频采集卡与影像感测器通过数据线连接，前透镜与后透镜之间设置一个菲涅耳波带板。
显然，上述乳腺成像系统未使用X射线源，且采用了菲涅耳波带板对光束进行调制，既提高了乳腺成像系统的使用安全性，也避免了图像分辨率低的缺陷，达到了使用安全且成像清晰之目的。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中所述的半导体激光器阵列的排列图；以下结合实施例及其附图作进一步说明。
实施方式参见图1所示，本发明的较佳实施例包括前段容纳腔1、后段容纳腔2、连接前段容纳腔1与后段容纳腔2的支架3以及与后段容纳腔2连接的处理器4，其中，前段容纳腔1中进一步包括半导体激光器阵列10、毛玻璃11、前透镜12、菲涅耳波带板13和透明挡板14，后段容纳腔2中进一步包括后透镜20和影像感测器21，处理器4包含至少一视频采集卡41，影像感测器21通过数据线40与视频采集卡41连接。
结合参照图2所示，图2是半导体激光器阵列10的排列图，此半导体激光器阵列10固定在前段容纳腔1中，其在电源接通情况下可发出激光；前段容纳腔1中依次顺序设置半导体激光器阵列10、毛玻璃11、前透镜12、菲涅耳波带板13以及透明挡板14，透明挡板14起密封、保护前段容纳腔1中的内部元件的作用。
后段容纳腔2中依次设置后透镜20以及影像感测器21，本实施例中影像感测器21可采用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合装置)影像感测器，后透镜20的焦距与前透镜12的焦距相同，影像感测器21设置在后透镜20的焦平面处。后透镜20与前透镜12之间的距离为前透镜12的焦距的两倍。支架3连接前段容纳腔1与后段容纳腔2并使得透明挡板14与后透镜20正对。
处理器4通过数据线40与影像感测器21相连，处理器4中包含至少一个视频采集卡41，此视频采集卡41可对扫描全息图信号进行处理，并将处理结果通过外围输出设备(图未示)显示出来。
本发明可对乳腺组织进行清晰成像，其原理如下理论上，照明光束经某种编码后在物体上形成投影，设其透过率函数为I2(x，y；z)。同时假设将乳腺组织由n个离散的断面组成，物体第i个断面的光强透过率函数为o(x，y；zi)(i＝1，2，……，n)，由投影对乳腺组某个断面编码的信号为H(x，y；zi)，它是物体zi断面强度透过率函数o(x，y；zi)和到达该断面的菲涅耳波带板投影的透过率函数I2(x，y；zi)的卷积，表示为H(x，y；zi)＝O(x，y；zi)*I2(x，y；zi).其中H(x，y；zi)称为乳腺断面的扫描全息图函数。将各个断面扫描全息图函数H(x，y；zi)非相干叠加就是乳腺组织的编码记录H(x，y，z)，表示为
H(x,y,z)=Σi=1nH(x,y;zi)]]>=Σi=1n[O(x,y;zi)*I2(x,y;zi)].]]>H(x，y，z)即是乳腺组织的扫描全息图。
H(x，y，z)经A/D变换后送到计算机中进行数字解码，可以用某个解码函数与扫描全息图函数作相关解卷积，恢复被编码物体的像。设解码函数为I′2(x，y；z)，用某一断面的解码函数I′2(x，y；zj)对H(x，y，z)解码，则解码输出函数可表示为 如果编码函数和解码函数的互相关对应系统点扩展函数，它如果达到或接近于二维的δ函数，即FPSF＝I2(x，y；zj)☆I2′(x，y；zj)≈δ(x，y；zj).
同时令 由于δ函数的性质，N(x，y；z)≈0.可以得到O^(x,y;z)≈O(x,y;zj)*δ(x,y;zj).]]>O^(x,y;z)≈O(x,y;zj).]]>即得到了近似乳腺组织O(x，y；zj)的图像
根据上述原理，只要找到编码函数和解码函数的互相关对应系统点扩展函数达到或接近于二维的δ函数，就可以很好的对乳腺组织进行成像。
依据上述原理，本发明的工作流程如下半导体激光器阵列10发出激光，此激光穿过毛玻璃11后形成均匀光；均匀光依次通过前透镜12，菲涅耳波带板13以及透明挡板14，经过菲涅耳波带板13调制后，照射到位于前段容纳腔1与后段容纳腔2之间的乳腺组织(图未示)；由于正常乳腺组织对近红外激光具有弱吸收、强散射特性，而癌变组织生长活跃，代谢亢进，导致局部供血量和耗氧量增加，使得光吸收比周围组织大，透射光通过后透镜20生成扫描全息图，这种非相干全息图记录了癌变组织的三维信息；影像感测器21接收并处理所得到的扫描全息图，并将此扫描全息图信号传输至视频采集卡41，视频采集卡41将视频信号转换为数字信号，处理器4对此数字信号进行相关的解卷积和数字滤波处理，并且数字构造复合全息图，然后对其解码得到重建后的图像，最终实现对乳腺组织的清晰成像。
显然，根据上述原理，本发明采用经过菲涅耳波带板13调制的近红外光束通过透镜照射乳腺组织，相比X射线而言，提高了安全性；另一方面，由于并非仅仅使用透镜直接成像，而是通过菲涅耳波带板13对光束进行了调制，克服了图像分辨率低的缺陷，使用过程中更容易确定肿瘤的形状和位置。
本发明并不仅限于上述实施例，在权利要求给出技术构思下还可以有多种结构变化，如支架3可以设计成具备可调性的支撑装置，即，可以在保证透明挡板14与后透镜20正对的情况下，根据实际需要调节前段容纳腔1与后段容纳腔2之间的距离，此时前透镜12可以设计成可调节式，以便于与后透镜20之间保持两倍焦距的距离；另一方面，此乳腺成像系统中还可以根据实际应用的场合以及使用要求，增加诸如透镜之类的光学元件，此时透镜之间的距离以及后透镜20与影像感测器21之间的距离也可以进行适当的变化，以满足成像系统的需要；此外，影像感测器21也可以采用CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor互补型金属氧化物半导体)型影像感测器；处理器4可以是个人电脑等具备数据输入、处理、输出功能的计算机设备。诸如此类的等效变化均应包含在权利要求所述的范围内。
权利要求
1.乳腺成像系统，包括成像装置以及与成像装置相连的处理器，所述成像装置包括前段容纳腔、后段容纳腔、连接前段容纳腔与后段容纳腔的支架，其中，前段容纳腔中进一步包括半导体激光器阵列、前透镜和透明挡板，后段容纳腔中进一步包括后透镜和影像感测器，处理器包含至少一视频采集卡，视频采集卡与影像感测器通过数据线连接，其特征在于前透镜与后透镜之间设置一个菲涅耳波带板。
2.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于所述半导体激光器阵列与前透镜之间设置一个毛玻璃。
3.根据权利要求1所述的乳腺成像系统，其特征在于所述支架是具备可调性的支撑装置，其可以在保证透明挡板与后透镜正对的情况下，调节前段容纳腔与后段容纳腔之间的距离。
4.根据权利要求3所述的乳腺成像系统，其特征在于前透镜为可调节式，其与后透镜之间始终保持两倍于前透镜焦距的距离。
全文摘要
乳腺成像系统，包括成像装置和处理器，所述成像装置包括前段容纳腔、后段容纳腔、连接前段容纳腔与后段容纳腔的支架，前段容纳腔中进一步包括半导体激光器阵列、前透镜和透明挡板，后段容纳腔中进一步包括后透镜和影像感测器，处理器包含至少一视频采集卡，视频采集卡与影像感测器通过数据线连接，前透镜与后透镜之间设置一个菲涅耳波带板。由于未使用X射线源，而是采用菲涅耳波带板对照射光束进行调制，因此本发明所述的乳腺成像系统具有使用安全且成像清晰之优点。
文档编号A61B6/00GK1827044SQ200510033378
公开日2006年9月6日 申请日期2005年3月4日 优先权日2005年3月4日
发明者刘伟峰 申请人:广东威尔医学科技股份有限公司