一种多模态微波成像方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种图像的融合方法及系统，尤其设及一种雷达探测图像和断层扫描 图像的融合方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在医疗检测过程中，通常包括X光摄片、彩超、磁共振W及组织学检测。X光摄片分 辨率高，但伴随着电离福射和对乳房的压缩，不适应于病人的普查。彩超检测无放射性损 害，但是对部分癌症病患、巧化点和毛刺杨结构不能显示，且受检查医师经验影响大。磁共 振费用高，成像时间久，而组织学检查亦需精确定位，如钢祀引导入针、彩超引导入针等。因 此，当前的运些检测手段并不适用于大规模的癌症病患筛查，尤其是针对中国广大的农村 地区，医疗设施和普及非常不平衡的条件下，而微波成像的临床检测具有无电离福射、造价 低、效果和X光相当、可长期监测特点，能够成为我过大规模筛查的重要工具。
[0003] 在微波成像技术中，包括了两种技术，微波雷达成像和微波断层扫描成像，前者对 于对比清晰的乳房组织，能够很好的发现强散射区域，符合X光W及超声和MRI的判断，对于 非常致密的乳房难W解读，而对于良性肿瘤，或一些组织结块，一样会给出误读，微波断层 扫描成像则可W判断组织的致密类型，同时可W判断不同组织的区域，两种成像方法各有 优点但很难统一。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：构建一种多模态微波成像方法及系统，克服现有技术 单一检测器件不能对两种图像进行统一的技术问题。
[0005] 本发明的技术方案是:提供一种多模态微波成像方法，包括如下步骤：
[0006] 微波扫描:对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号;接收微波宽 带脉冲回波信号和微波单频回波信号；
[0007] 分别成像:根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，根据微波单频回波信 号生成断层扫描图像；
[000引图像融合:将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像中一幅图像的像素点映射到 另一幅图像中进行融合。
[0009] 本发明的进一步技术方案是:将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像中一幅图 像的像素点映射到另一幅图像中，使两幅图像的相关像素点在空间位置上达到一致完成该 两幅图像的融合。
[0010] 本发明的进一步技术方案是:在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图 像的特征点处进行标记，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述 雷达探测图像和所述断层扫描图像进行融合，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的 图像标记进行识别，然后将识别图像作为界标进行图像融合。
[0011] 本发明的进一步技术方案是:在图像融合步骤中，将所述雷达探测图像和所述断 层扫描图像对应位置的图像像素加权平均完成图像融合。
[0012] 本发明的进一步技术方案是:在进行标记后对图像进行优化。
[0013] 本发明的技术方案是:构建一种多模态微波成像系统，包括微波信号发生单元、微 波信号接收单元、雷达成像单元、断层扫描成像单元、融合处理单元，所述微波信号发生单 元对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号，所述微波信号接收单元接收微 波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号，所述雷达成像单元根据微波宽带脉冲回波信号 生成雷达探测图像，所述断层扫描成像单元根据微波单频回波信号生成断层扫描图像，所 述融合处理单元将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像进行融合。
[0014] 本发明的进一步技术方案是:所述融合处理单元还包括图像标记模块，所述图像 标记模块在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图像的特征点处进行标记，将所 述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述雷达探测图像和所述断层扫 描图像进行融合。
[0015] 本发明的进一步技术方案是:所述融合处理单元还包括图像标记识别模块，所述 图像标记识别模块将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记进行识别。
[0016] 本发明的进一步技术方案是:还包括图像优化模块，所述图像优化模块对标记后 的图像进行优化。
[0017] 本发明的进一步技术方案是:微波信号发生单元为多个，分别发生微波宽带脉冲 信号和微波单频相干信号；或者微波信号发生单元为一个，交替发生微波宽带脉冲信号和 微波单频相干信号。
[0018] 本发明的技术效果是：构建一种多模态微波成像方法及系统，通过将所述雷达探 测图像和所述断层扫描图像中一幅图像的像素点映射到另一幅图像中，使两幅图像的相关 像素点在空间位置上达到一致完成该两幅图像的融合。在诊断早期癌症患者的过程中可W 通过使用不同的成像模态进行优势互补，微波雷达成像利用超宽带微波信号来获取目标散 射中屯、在距离上的高分辨率，然后利用多普勒信息，获得散射中屯、在横向距离上的高分辨 率，两者结合即可获得目标的二维或=维分辨率，从而使目标的多位高分辨率得W实现。微 波断层扫描成像是将低功率微波射向被测物体，在微波的激励下被测物产生一个散射场， 该散射场与被测物内部的复介电常数分布有关，通过对该散射物的测量，得到被测物的相 对介电常数及电导率的分布，进行相应的信息处理后即可获得被测物内部目标的微波断层 成像。本发明中将运两种技术成功融合，构成一套多模微波乳腺成像系统，达到成像优劣互 补的目的。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的结构示意图。
[0020] 图2为本发明的结构图。
[0021] 图3为本发明的融合流程图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
[0023] 如图1所示，本发明的【具体实施方式】是:提供一种多模态微波成像方法，包括如下 步骤：
[0024] 微波扫描:对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号;接收微波宽 带脉冲回波信号和微波单频回波信号；
[0025] 具体实施过程如下:微波发生单元通过微波天线单元对待测区域发生微波宽带脉 冲信号，微波宽带脉冲信号照射成像区域中的病灶区域，在病灶区域表面产生散射，用若干 个微波天线单元扫描接收从病灶表面散射的微波宽带脉冲回波信号。微波发生单元通过微 波天线单元对对待测区域发生微波单频相干信号，微波天线单元扫描接收并记录下所在位 置的微波单频回波信号。微波扫描天线交替实现信号发射和接收;或微波发射天线和微波 接收天线呈阵列排列，同时进行发射微波信号和接收微波回波信号微波信号发生单元为多 个信号发生器，为系统提供微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号。
[0026] 分别成像:根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，根据微波单频回波信 号生成断层扫描图像。
[0027] 具体实施过程如下:微波雷达成像原理利用合成孔径雷达原理，W-个小天线作 为单个福射单元，沿一直线方向不断移动扫描，在移动中选择若干位置发射信号，接收相应 的发射位置的回波信号，存胆接收信号的振幅和相位。通过微波天线单元记录接收到微波 散射信号的时间，即可算出时延，而微波天线单元与病灶的距离固定，故可得到微发射天线 到病灶的距离，从而进行精确的成像。微波断层成像方法类似于计算机断层摄影术，是一种 电磁逆散射方法，通过在散射体外部观测到的电磁场来反演成像区域的电磁特征参数分 布，从而判断散射体目标的位置、形状和尺寸分布等信息。将接收的微波单频回波信号，根 据电磁特