一种多模态微波扫描乳房成像方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微波图像扫描方法及系统，尤其涉及一种用于乳房成像图像融合 的扫描方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在医疗检测过程中，通常包括X光摄片、彩超、磁共振以及组织学检测。X光摄片分 辨率高，但伴随着电离辐射和对乳房的压缩，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、钙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，如钼靶引导入针、彩超引导入针等。因 此，当前的这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辐射、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，微波天线的扫描技术具有重要作用，尤其针对乳房成像，是针 对部分区域，同时又具有一定形状，微波天线的形状和扫描方式对乳房成像具有重要作用。 现有技术并不具有专门针对乳房的微波扫描装置和方法，成像效果受到极大影响。
【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乳房成像方法及系统，克服现有 技术并不具有专门针对乳房的微波扫描装置和方法，成像效果受到极大影响的技术问题。
[0005] 本发明的技术方案是:提供一种多模态微波扫描乳房成像方法，包括如下步骤：
[0006] 微波扫描:微波信号发生单元发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号，微波 信号天线单元以螺旋方式绕待测乳房区域移动扫描，微波信号天线单元发射微波宽带脉冲 信号和微波单频相干信号，微波信号天线单元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；
[0008] 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: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。
[0010] 本发明的进一步技术方案是:在微波信号天线单元扫描时，从上往下以螺旋方式 扫描，扫描半径从小到大;或者从下往上以螺旋方式扫描，扫描半径从大到小。
[0011] 本发明的进一步技术方案是:所述微波信号天线单元包括微波发射天线和微波接 收天线，所述微波发射天线和微波接收天线并列固定设置。
[0012] 本发明的进一步技术方案是:所述微波信号天线单元以螺旋状方式在半球型轨道 移动扫描。
[0013] 本发明的技术方案是：构建一种多模态微波扫描乳房成像系统，包括微波信号发 生单元、微波信号天线单元、微波信号处理单元、雷达成像单元、断层扫描成像单元、融合处 理单元，微波信号发生单元发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号，微波信号天线单 元以螺旋方式绕待测乳房区域移动扫描，微波信号天线单元发射微波宽带脉冲信号和微波 单频相干信号，微波信号天线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 扫描图像中一幅图像的像素点映射到另一幅图像中进行融合。
[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、图像标记 识别模块，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:所述微波信号天线单元的移动轨道为从上往下呈 螺旋状，轨道从上往下半径由小到大;所述微波信号天线单元的移动轨道为从下往上呈螺 旋状，轨道半径从上往下由大到小。
[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:所述微波信号天线单元以螺旋状方式在半球型轨道 移动。
[0018] 本发明的技术效果是：构建一种多模态微波乳房成像方法及系统，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。在微波成像技术中，微波天线 的扫描技术具有重要作用，尤其针对乳房成像，是针对部分区域，同时又具有一定形状，微 波天线的形状和扫描方式对乳房成像具有重要作用。本发明微波信号天线单元以螺旋方式 绕待测乳房区域移动扫描，发送和接收微波信号，通过微波信号天线单元基于乳房形状进 行扫描，能使微波信号更好，成像更精细准确。
【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。 图3为本发明的实施流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
[0022] 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乳房成像方法，包括 如下步骤：
[0023] 微波扫描:微波信号发生单元发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号，微波 信号天线单元以螺旋方式绕待测乳房区域移动扫描，微波信号天线单元发射微波宽带脉冲 信号和微波单频相干信号，微波信号天线单元接收微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波 信号；
[0024] 具体实施过程如下:微波发生单元通过微波信号天线单元对待测乳房区域发生微 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，用若干个微波信号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 发生单元通过微波信号天线单元对对待测乳房区域发生微波单频相干信号，微波信号天线 单元扫描接收并记录下所在位置的微波单频回波信号。微波信号天线单元交替实现信号 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，为系统同时分别提供微波宽带脉冲 信号和微波单频相干信号。在发射和接收过程中微波信号天线单元以螺旋方式绕待测乳房 区域移动扫描。
[0025] 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。
[0026]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，以一个小天线作 为单个辐射单元，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，存贮接收信号的振幅和相位。通过微波信号天线单元记录接收到 微波散射信号的时间，即可算出时延，而微波发射天线与病灶的距离固定，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， 根据电磁特征参数分布及散射体目标的位置、形状和尺寸分布信息生成断层扫描图像。
[0027] 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，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。
[0028] 具体实施过程如下：图像