性乳腺组织区域的血管相对比。通过这种对比显示，动态光学乳腺癌检测系统就有可能确认乳腺中癌变的存在，并将乳房中的癌变与良性病变和正常组织区别开来。
[0054]CXD摄像机采集的图像信息送入所述的计算机，并经计算机内的动态光学图像处理软件实时处理和图像重建之后在显示器上展示乳腺组织的动态功能图像。乳腺组织的动态功能图像的状态取决于乳房组织的解剖结构、生理病理状态以及主动式穿透近红外光的强度。通常，脂肪组织是高透光的，纤维组织、腺体组织和皮肤是低透光的。血液(主要是血红蛋白)透光性最低，也就是说血红蛋白对640nm波长的近红外光的吸收能力最强，皮肤颜色对图像没有影响。这些因素的组合，构成了动态光学乳腺肿瘤诊断成像特点。计算机近红外线扫描时要求在暗室中进行。通过研究光在人体组织中的传播特性，基于动态光学成像的算法，就可以重建图像，从而可以直观地表示检测出人体组织内氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和全血红蛋白的浓度变化。
[0055]动态特征取自记录图像的每个区域(像素)。因为恶性组织病理影响区的动态反应是与正常组织区的动态反应非常不同，医务人员可以清楚地通过对比来识别这种特征的不同。另外，为了使医务人员易于观察和病理分类，系统应用交叉相关算法构建了一个功能图像。在生成功能图像过程中使用的交叉相关处理中，一个“参考信号”被从正常乳腺组织取出来。之后，使用这个参考信号对所有乳腺区域的动态信号进行交叉相关处理。因为所有正常区域的动态信号与参考信号是相似的，因此这些正常区域就有很高的相关度。然而，恶性组织病理影响区的动态信号与参考信号差异很大，这些恶性区域相关度就很低。因此，相关处理的结果就产生了高对比度的功能图像。在这个功能图像中，亮的光强部分代表正常区，而暗的光强部分代表恶性病理区。
[0056]检查时，在乳房被放在乳腺托盘中间并且被气囊轻轻夹住后，关闭所有的室内灯光，相机便按照事先设置的速度开始采集图像，这些图像将以灰度和彩色等级进行显示。为了确保使用合适的LED模式扫描，根据乳腺尺寸选择的LED灯的位置可以根据病变的位置进行自动或手动调整。在LED灯的位置被选择好后，通过选择手工或者自动调整发光光强按键，最佳优化的发光光强将被设定。选定的最佳优化发光光强可以使穿透过乳腺光强度的动态范围达到最大。在这个阶段，必须通过用鼠标拖动光标处的圆圈来标记一个感兴趣(ROI)区域或者叫成像中心。这个感兴趣区域可以是先前临床发现或Mammography发现的可疑物区，也可以是乳腺检查的中心区域。一旦确认患者乳腺正确定位，而且所有LED灯的光强和模式都已设置好，就可以启动扫描。
[0057]图像数据经过处理后生成轴位视角从乳腺底部和顶部的动态图像。这些动态图像可以灰度或伪彩色方式来显示由于压力变化而引起的传输光亮度随时间的变化，也可以像电影一样连续播放来显示焦点区域与周围组织相比表现出来的不同时序特性。此外，可以用计算机鼠标来标记和查询不同的图像区域并且显示相应的时间曲线。显示在网格上(X轴为时间(秒)对应Y轴为光强变化百分比(％))的时间曲线的形状和幅度可以被定性和定量地进行描述。作为诊断工具，图像处理软件可以区分每个像素的时间曲线和显示乳腺图像。与恶性相关的时间曲线的乳腺区域呈现出深蓝色，而与正常组织相关的时间曲线的乳腺区域则呈现为绿色。
[0058]在压力调制期间，C⑶摄像机采集一系列的数字图像，并且将其存储到计算机内存中。目前，每个乳腺“扫描”采集和存储一百多帧图像。第一幅图像总是记录没有光照射时的情况，它被称为“暗帧”。在数据处理过程中，所有其它采集的图像序列都将减去这幅暗帧以便消除CCD的非零暗电流和其他的背景噪声。之后、图像序列将经过一个图像标准化过程的处理。这个标准化过程将采集到图像序列的不均匀亮度分布全部补偿掉。图像数据分析的这个阶段称为“图像预处理”。预处理后，系统将根据下面描述的“动态特征”和“功能成像”方法开始进行病理分类分析。
[0059]使用该设备进行乳房检查时，LED灯发射的光由CXD摄像机(电荷耦合器件)连续记录45~72秒。用乳房固定架将乳房轻微地托住后，设备通过一个硅脂软质的气囊对乳腺组织施加轻微的均匀分布的压力，气囊的压力在5mmHg(初始压力)停留15秒钟之后，增加到1mmHg(分析压力)后持续30秒。当外部压力刺激均匀地加在乳房周围时，特别在外部初始压力和分析压力刺激后，乳房组织内的血液流动的变化规律是时间的函数。在外部压力的作用下，疑似癌细胞生成位置的异常血管区域内的血液重新分布、毛细血管和脉管中的血液以及血氧状态是与正常乳腺组织区域不同的。在上述这些变化发生时，C⑶摄像机通过采集加压前、加压后和加压过程中的乳腺图像来记录这些变化。
[0060]在检查过程中，动态光学成像系统产生的图像解释基于两个参数:(1)彩色窗口的色度范围和(2)对应选择区域的动态曲线。基于计算机系统中功能成像程序对LED灯发光信号的分析，评估出的深色区域代表相应增强的异常血管分布区域。相应的动态曲线提供了一种额外的精密的新方法用来计算增强的血管分布模式和有效地预测新血管生成区域。
【主权项】
1.一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，其特征在于:包括有安装架，安装在安装架上的一个用以产生红外光的LED光源，以及安装在安装架上LED光源上方的一个用以接收经LED光源发出并穿透受检乳房的红外光的图像获取模块；所述的LED光源产生的红外光波长在620nm和685nm之间；所述图像获取模块包括有一个用以拍摄动态图像的CXD摄像机，以及一个用以挤压乳房的气囊；所述气囊通过管道与一个真空罐和一个储气罐相连，气囊与真空罐、储气罐连接的管路上分别连接有电磁阀，储气罐与真空罐之间连接有将空气从真空罐抽入储气罐内的压缩机，气囊和储气罐内安装有空气压力传感器，所述空气压力传感器及两个电磁阀与一个控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，其特征在于:所述的LED光源包括有多个以阵列排布的LED灯构成，LED灯所发出红外光的波长为640nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，其特征在于:所述安装架包括有一个纵向设置的摄像机安装板，连接在摄像机安装板下部一侧的一个红外安装架，以及连接在摄像机安装板下端的升降架，所述升降架纵向滑动安装在一个升降座上，所述LED光源固定安装在红外安装架上，所述CCD摄像机固定安装在摄像机安装板上。
4.根据权利要求3所述的一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，其特征在于:所述红外安装架所处平面与摄像机安装板之间形成50-60度的夹角。
5.根据权利要求3所述的一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，其特征在于:所述的图像获取模块包括有一个摄像机罩，所述摄像机罩固定安装在所述摄像机安装板上，所述CCD摄像机安装在摄像机罩内靠近摄像机安装板的一侧，所述摄像机罩下方连接有一个软质的气囊支架，所述气囊固定在气囊支架上。
6.根据权利要求2所述的一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，其特征在于:所述的LED灯焊接在一个线路板上形成阵列，线路板上自外而内第1-7行每行均匀分布15个LED灯，第8行均匀分布13个LED灯，第9行均匀分布9个LED灯，LED灯之间的行距和列距均为0.5英寸，LED阵列左右对称。
【专利摘要】本实用新型公开了一种乳腺癌诊断设备的图像获取系统，包括有安装架，安装在安装架上的一个用以产生红外光的LED光源，以及安装在安装架上LED光源上方的一个用以接收经LED光源发出并穿透受检乳房的红外光的图像获取模块；所述图像获取模块包括有一个用以拍摄动态图像的CCD摄像机，以及一个用以挤压乳房的气囊；本实用新型的图像获取系统通过气囊对乳腺施加均匀分布的压力来驱使血液含量和脱氧血红蛋白产生明显的变化，通过这两个特征比用传统的影像方法所检测到的乳腺恶性病变特征要早6-8年。
【IPC分类】A61B5-00
【公开号】CN204468040
【申请号】CN201420843584
【发明人】不公告发明人
【申请人】宁波杜比医疗科技有限公司, 杜比国际公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年12月26日