一种红外乳腺检查装置及其方法与流程

本发明涉及红外检测技术领域，特别是涉及一种红外乳腺检查装置及其方法。

背景技术：

乳腺疾病是外科的常见病，近年来，乳腺疾病的发病率逐年上升，在美国，乳腺癌发病率占100人/10万人，我国为20人/10万人，沿海地区高达30-40人/10万人。

回顾乳腺疾病的检查的历史，手触式可为其初端，这种方法阳性率低。七十年代出现的x照相检查方法除同样存在阳性率低的问题外，副作用大是其致命缺陷。液晶式和热像仪是利用人体热量原理诊断乳腺疾病，因而受室温的影响，且不易保存，效果不能令医生满意。八十年代初推出的冷光源透照仪由于不能显示和记录图像等缺点，而不便于早期确诊断乳腺疾病。八十年代末九十年代初出现的红外乳腺诊断仪以其对人体无副作用，诊断率高的特点而倍受医务界欢迎。目前市面上的红外乳腺诊断仪主要是利用大功率红光激光光源照射乳腺组织来获取红外图像，这种方案效果好，专业性强，成本高，寿命短，目前此类设备售价都在万元以上，因此只能存在相对较大的医院和比较好的条件的计生中心，无法得到普及。

技术实现要素：

本发明提供一种红外乳腺检查装置及其方法，用以降低红外乳腺检查的成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种红外乳腺检查装置，其特征在于，包括红外led发光源、图像采集单元和个人计算机，所述红外led 发光源发光的红外光用于照射乳腺组织，所述图像采集单元用于采集红外光照射下乳腺组织的初始红外图像，所述个人计算机包括控制器，所述控制器与所述图像采集单元连接，用于获取乳腺组织的初始红外图像，并对所述初始红外图像进行处理，分析，获取检查结果。

本发明实施例中还提供一种红外乳腺检查方法，包括：

利用红外led发光源发出的红外光照射乳腺组织；

利用图像采集单元采集红外光照射下乳腺组织的初始红外图像；

利用设置在个人计算机上的控制器获取乳腺组织的初始红外图像，并对所述初始红外图像进行处理，分析，获取检查结果。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述技术方案中，红外乳腺检查装置采用红外led发光源发出红外光，来照射乳腺组织，获取乳腺组织的红外图像，由于红外led发光源具有功耗低、寿命长、光效高、体积小等优点，而且在个人计算机上就能够实现对乳腺组织的红外图像进行处理、分析，获取检查结果，大大降低了成本，便于普及。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例中红外乳腺检查装置的结构示意图；

图2表示本发明实施例中红外led发光源的结构示意图；

图3表示本发明实施例中红外乳腺检查装置的控制器的组成框图；

图4表示本发明实施例中红外乳腺检查方法的图像处理流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例中的红外乳腺检查装置，包括红外led发光 源101、图像采集单元102和个人计算机103。红外led发光源101发光的红外光用于照射乳腺组织，图像采集单元102用于采集红外光照射下乳腺组织的初始红外图像，个人计算机103包括控制器，所述控制器与图像采集单元102连接，用于获取乳腺组织的初始红外图像，并对所述初始红外图像进行处理，分析，获取检查结果。

所述控制器可以通过有线或无形的方式与图像采集单元102连接，获取乳腺组织的初始红外图像。

本发明的红外乳腺检查装置采用红外led发光源发出红外光，来照射乳腺组织，获取乳腺组织的红外图像，由于红外led发光源具有功耗低、寿命长、光效高、体积小等优点，而且在个人计算机上就能够实现对乳腺组织的红外图像进行处理、分析，获取检查结果，大大降低了成本，便于普及。

由于led灯发出的光线其能量的空间分布不均匀，并不适用于乳腺组织检查，因此，需要对led灯发出的光线进行调整，使得光线均匀射出。

如图2所示，本发明实施例中设置红外led发光源101包括电源206、若干颗红外led灯204、用于驱动红外led灯204发光的驱动电路205和光学组件。所述光学组件用于对红外led灯发出的光线进行调整，所述红外led灯发出的光线经过所述光学组件的调整后，均匀射出。

在一个具体的实施方式中，所述光学组件包括扩束镜203、透镜202和匀光片201，led灯发出的光线首先经过扩束镜203，扩展光束的直径，并减小光线的发散角，然后再经过透镜202，对光线进行汇聚，最后经过匀光片201，对光线进行扩散，使光线均匀射出。

其中，透镜202可以为菲涅尔透镜。采用4颗850nm或其它波长的近红外led灯204。考虑到体积和性能等因素这里优选cree1w红外贴片led灯204。

经实验统计，若要在乳腺造影中达到较好的效果，红外led发光源101的驱动电流较大，本发明实施例中的电源206选择松下18650锂离子电池。

为了保证造影效果的稳定性，优选的，用于驱动红外led发光源101发光的驱动电路205为恒流驱动电路，例如：这里优选地cn5612电源管理芯片恒流驱动电路输出的电流为910v/r3。

在红外光照射乳腺后，由于不同的组织对红外光的吸收程度不同，如：病变部位可优先吸收红外光，而良性病变吸收红外光较少，故通过高灵敏度的图像采集单元102能够获取乳腺组织的初始红外图像，并根据图像的异同来诊断疾病。

其中，图像采集单元102可以为低功耗，并对红外光感应强的cmos图像采集单元，具体包括支架和设置在所述支架上的光学成像系统和发送模块，所述光学成像系统包括镜头、红外滤光片和cmos芯片。所述cmos芯片用于采集红外光照射下乳腺组织的初始红外图像，所述支架用于调节所述cmos芯片与乳腺组织之间的角度，所述红外滤光片用于滤除其他光线，仅让红外光照射下乳腺组织散射的红外光通过成像，形成乳腺组织的初始红外图像。所述发送模块用于将所述初始红外图像发送至个人计算机。所述光学成像系统的镜头优选为mtv255mp镜头，所述cmos芯片可以采用镁光1/4cmos芯片，其主要特点是对红外光高度敏感，其信噪比高。

在获取到乳腺组织的初始红外图像后，为了获得与所述初始红外图像对应的检查结果，可以预先存储多个典型的乳腺组织的预设红外图像及与其对应的诊断结果，通过对比所述初始红外图像和所述多个预设红外图像比较，获取与所述初始图像最相似的预设红外图像，与该预设红外图像对应的诊断结果即为最终的检查结果。则，如图3所示，所述控制器包括第一获取单元10、存储单元20和分析单元30。第一获取单元10与所述图像采集单元连接，用于获取乳腺组织的初始红外图像；存储单元20用于存储乳腺组织的预设红外图像以及与所述预设红外图像对应的检查结果；分析单元30与存储单元20和第一获取单元10连接，用于将乳腺组织的初始红外图像与所述预设红外图像进行比较，获取与所述初始红外图像匹配的检查结果。

所述预设红外图像包括乳腺组织的若干个健康红外图像和若干个不健康红外图像。

为了提高诊断疾病的准确性，可以对所述初始红外图像进行处理，将处理后的图像与存储的预设红外图像进行比较。则，所述控制器还包括处理单元40，与第一获取单元10连接，用于对获取的乳腺组织的初始红外图像进行处理，获得第一红外图像；分析单元30与处理单元40连接，用于将所述第一红 外图像与所述预设红外图像进行比较，获取与所述第一红外图像匹配的检查结果。

在一个具体的实施方式中，对图像组织的红外图像进行处理的处理单元40包括：

预处理模块41，用于对所述初始红外图像进行预处理，获取第二红外图像；

降噪滤波模块42，用于对所述第二红外图像进行降噪滤波处理，获得第三红外图像；

第一高斯滤波模块43，用于对所述第三红外图像进行高斯滤波，获得第四红外图像；

第一处理模块44，用于将所述第四红外图像和第三红外图像对应像素的灰阶值进行做差处理，获取所述第四红外图像和第三红外图像对应像素的灰阶值差，并对所述灰阶值差取绝对值，获得第一中间红外图像；

第二高斯滤波模块45，用于获取所述第一中间红外图像，并对所述第一中间红外图像进行高斯滤波，获得第二中间红外图像；

第二处理模块46，用于将所述第二中间红外图像和第一中间红外图像对应像素的灰阶值进行做差处理，获取所述第二中间红外图像和第一中间红外图像对应像素的灰阶值差，并对所述灰阶值差取绝对值，获得第三中间红外图像；

归一化处理模块47，用于对所述第三中间红外图像进行归一化处理，获得第四中间红外图像；

比较模块48，对所述第四中间红外图像和第三红外图像进行比较，取最小值，形成第一红外图像。

上述处理单元40对图像处理的能力强，能够增加图像的对比度，提高诊断疾病的准确性。

其中，降噪滤波模块42为同态滤波模块。

在实际应用过程中，为了提高红外乳腺检查装置的灵活性，可以设置所述控制器还包括第二获取单元50，用于获取用户的指令；处理单元40与所述第二获取单元50连接，根据用户的指令，对获取的乳腺组织的初始红外图像进行处理，获得第一红外图像。

本发明实施例中红外乳腺检查装置的工作过程为：

利用4颗850nm的红外led灯204组成一个强度可调节的红外led发光源101，在探测中将其紧贴乳房皮肤表面，注意不要漏光。针对不同大小的乳房调节光源的强度，以达到图像采集单元102获取的图像刚好最清晰但又不至于过曝的效果为最佳；

乳房散射出来的红外光线经过图像采集单元102的红外滤光片，滤除杂散光仅让乳房散射的红外光通过至cmos芯片成像，所成的乳腺组织的初始红外图像经过usb线传输至个人计算机；

个人计算机获取到乳腺组织的初始红外图像后，将按照不同的帧数进行逐帧处理，每一帧图像需要按照前面介绍的图像处理方法出后后，再输出显示，然后再处理下一帧。个人计算机的显示屏能够实时显示着增强后的红外乳腺动态图像。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供一种红外乳腺检查方法，包括：

利用红外led发光源发出的红外光照射乳腺组织；

利用图像采集单元采集红外光照射下乳腺组织的初始红外图像；

利用设置在个人计算机上的控制器获取乳腺组织的初始红外图像，并对所述初始红外图像进行处理，分析，获取检查结果。

上述红外乳腺检查方法采用红外led发光源发出红外光，来照射乳腺组织，获取乳腺组织的红外图像，由于红外led发光源具有功耗低、寿命长、光效高、体积小等优点，而且在个人计算机上就能够实现对乳腺组织的红外图像进行处理、分析，获取检查结果，大大降低了成本，便于普及。

为了获得与采集的初始红外图像对应的诊断结果，本发明实施例中，所述检查方法还包括：

预先存储乳腺组织的预设红外图像以及与所述预设红外图像对应的检查结果；

具体将乳腺组织的初始红外图像与所述预设红外图像进行比较，获取与所述初始红外图像匹配的检查结果。

优选地，将乳腺组织的初始红外图像与所述预设红外图像进行比较的步骤之前，所述检查方法还包括：

对获取的乳腺组织的初始红外图像进行处理，获得第一红外图像；

具体将所述第一红外图像与所述预设红外图像进行比较，获取与所述第一红外图像匹配的检查结果。

通过对初始红外图像进行处理，能够提高疾病诊断的准确性。

如图4所示，作为一个优选的实施方式，对获取的乳腺组织的初始红外图像进行处理的步骤具体包括：

对乳腺组织的初始红外图像进行预处理，获取第二红外图像；

对所述第二红外图像进行降噪滤波处理，获得第三红外图像；

对所述第三红外图像进行高斯滤波，获得第四红外图像；

将所述第四红外图像和第三红外图像对应像素的灰阶值进行做差处理，获取所述第四红外图像和第三红外图像对应像素的灰阶值差，并对所述灰阶值差取绝对值，获得第一中间红外图像；

获取所述第一中间红外图像，并对所述第一中间红外图像进行高斯滤波，获得第二中间红外图像；

将所述第二中间红外图像和第一中间红外图像对应像素的灰阶值进行做差处理，获取所述第二中间红外图像和第一中间红外图像对应像素的灰阶值差，并对所述灰阶值差取绝对值，获得第三中间红外图像；

对所述第三中间红外图像进行归一化处理，获得第四中间红外图像；

对所述第四中间红外图像和第三红外图像进行比较，取最小值，形成第一红外图像。

采集的乳腺组织的初始红外图像经过该优选实施方式中的图像处理方法处理后，能够获得对比度更高的第一红外图像，提高疾病诊断的准确性。

一般地，所述第一红外图像是灰度图像，人眼对灰度图像的识别率较低。为了方便用户本人观看图像直接进行诊断，可以对所述第一红外图像进行伪彩色映射，即在第一红外图像出来之后需要再执行一部转彩色的算法，伪彩色的算法种类有很多，比如彩虹编码/热金属编码等等。

进一步地，为了提高灵活性，设置所述检查方法还包括：

获取用户的指令；

具体根据用户的指令，对获取的乳腺组织的初始红外图像进行处理，获得 第一红外图像。

在实际使用中我们添加的帧抓取的拍照功能和参数调节/仪器端口选择等功能性设置，这里不做赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。