[发明专利]软组织检测成象方法及其装置

说明书

本发明涉及医学诊断方法和仪器，特别涉及使用宽光谱带非电离辐射源的高分辨率的软组织检测成像方法及其装置。

美国专利US4，649，275公开了一种使用窄光谱带非电离辐射的乳房成像装置。它使用窄光谱带，小空间尺度的平行光束照射用两块平板压紧的乳房，光探测器在另一侧对准并接收通过乳房的平行光束，然后对电信号进行处理。由于需用两块平行压板压紧乳房，使操作不方便，受检者感觉不舒服，所以无法判断病变的游离性，也容易对重叠的病变区域误诊。特别是由于使用窄光谱带、小空间尺度的平行光束，不能在同一时间进行大面积照射，使图象的空间层次少，不易进行对比分析，也不利于用计算机进行处理、分析和判断。

现有技术中的另一种方法使用宽光谱带大光束的平行光照射乳房，用摄像机接收透过乳房的光，然后对信号进行显示、处理或分析。在这种方法中，光探测器放在被检测乳房的另一侧，与光源相对，平行光透过被检测的乳房直接照射到光探测器上，使光探测器易于饱和，图象灰度层次差。由于各种组织成分对宽光谱光束中各种波长的光吸收不同，使得用这种方法区分各种软组织的类型的能力较差。

本发明的目的在于：1、提供了一种高分辩率的软组织检测成像方法及装置，该装置与成像方法克服了现有技术中的一些缺点。2、提供了一种有效的、对软组织无损和无放射性的检测方法及装置。3、提供了一种可早期诊断软组织疾病（例如乳腺癌）的检测方法及装置。

本发明人经过认真的研究和大量的实验、分析，采用宽光谱带的非电离辐射源发出的可见光和近红外光通过光学漫射体之后形成有较大出射面积的漫射光，并用这种漫射光照射软组织，光在软组织内被吸收、折射、反射和散射，使软组织被均匀照亮。在软组织侧面并与漫射光出射面的法线成一定角度的位置用CCD摄像机接收通过软组织透射出的光，可以形成层次丰富的软组织的观测图象。计算机图象处理系统再对图象进行处理、分析，将被怀疑的病变部位与正常部位进行比较，求出被怀疑的病变部位与正常部位的相对灰度差值，从而帮助医生定量地判断病变情况。

本发明的装置包括一个小型光源头、一个加有截止滤光片的CCD摄像机和一个计算机图象处理系统。光源头便于操作者持握和操作，它发出漫射光，清晰地照亮被检测软组织的内部结构。在被检测的软组织另一侧与一个检测压板相配合。压板上可以标有刻度，使之和被检测部位一起被摄入光采集器，计算机系统可根据该刻度计算出病变部位的实际直径、投影面积和体积，并且确定其位置。光采集器通过截止滤光片接收被照亮的软组织的影像，并将信号送入计算机处理系统进行处理、分析，对图象被怀疑部分和正常部分进行比较，然后计算出相对灰度差值。

具体地说，本发明的方法采用宽光谱带的非电离辐射源，它发射可见光和近红外光，经过光学漫射体形成较大面积的漫射光。用这种宽光谱带的漫射光照射软组织，例如乳房。为了使被照射的乳房厚度均匀，使用一块检测压板轻微压住乳房的被检测部分，这时乳房被宽光谱带的漫射光均匀地照亮，用CCD摄像机接收通过乳房透出的光。CCD摄像机的纵轴与漫射光出射面的法线成一定角度，一般在50°～110°之间，90°最好，检测压板所在的平面基本上垂直于CCD摄像机的纵轴，这就好比从侧面观察被光线照亮的灰尘，能够更清楚地辨别灰尘的状态（丁达尔现象）一样。根据受检者的不同情况和被检测部位的游离性。为了对不同类型的乳房（如脂肪多的和脂肪少的，乳腺大的和乳腺小的，等等）都能得到清晰的图象，在CCD摄像机前设置了一组可选择的不同波长的截止滤光片，使进入CCD摄像机的光通过不同的截止滤光片，转变成电信号，再输入到计算机图象处理装置。例如：由于脂肪对红外光的吸收率与组织液或水等对红外光的吸收率不同，可以让红黄色可见光进入CCD摄像机可以增加光通量，提高采集图象的信噪比，以适应不同受检者的情况。计算机图象处理系统对观察到的图象进行处理，并将其清晰地显示在图象监视器上，并将被怀疑的病变部位的灰度与同一图象的正常部位的灰度进行比较，求出相对灰度差值，供操作者定量地判断被检测软组织的病变情况。