[發明專利]一種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統

有效

• 申請號: 202010331277.8
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111489316B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 謝曉青;何蕓蕓;馬貝;李世維;高爽;容若文;張國旺
• 申請（專利權）人: 浙江杜比醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50;G06T7/13;G06N3/126
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 朱鑫樂

本發明提供了一種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統，包括：圖像采集模塊，所述圖像采集某塊被配置為采集乳腺圖像和暗圖像；圖像處理模塊，所述圖像處理模塊被配置為獲取乳腺靜態圖像；輪廓提取模塊，所述輪廓提取模塊被配置獲取乳腺輪廓；圖像整合模塊，所述圖像整合模塊被配置為獲取乳腺平均圖像；參數計算模塊，所述參數計算模塊被配置為計算平均衰減系數和幾何形狀；矩陣計算模塊，所述矩陣計算模塊被配置為計算乳腺內部吸收系數變化矩陣；可視化模塊，所述可視化模塊被配置為對乳腺內部吸收系數變化矩陣X進行可視化處理。這種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統對乳腺的幾何形狀進行精確構造，能夠獲取病灶在乳腺中的位置。

技術領域

本發明涉及光學成像領域，尤其涉及一種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統。

背景技術

乳腺疾病是女性的常見病，近些年的臨床經驗總結表明，乳腺檢測的準確率低下是乳腺癌患者死亡率無法降低的原因之一。現有技術中存在乳腺鉬靶、X光成像、核磁共振成像和超聲成像等乳腺檢測方法，但是這些方法獲取的圖像存在一定的局限性；現有技術中存在一種新興的紅外成像技術，但是這種成像技術獲取的圖像中的病變組織的形狀比較模糊，無法對病灶的具體形狀和位置進行判斷。因此，有必要發明一種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了解決紅外成像技術獲取的圖像比較模糊無法確定病灶位置的問題，本發明提供了一種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統來解決上述問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于遺傳算法的乳腺擴散光學層析成像系統，包括：

圖像采集模塊，所述圖像采集模塊被配置為采集乳腺圖像和兩幀暗圖像；

圖像處理模塊，所述圖像處理模塊被配置為將乳腺圖像減去兩幀暗圖像的平均值后對乳腺圖像進行平滑濾波處理，所述圖像處理模塊還被配置為對第一組的N個近紅外LED燈的乳腺圖像進行疊加和歸一化處理后獲取乳腺靜態圖像；

輪廓提取模塊，所述輪廓提取模塊被配置為對所述乳腺靜態圖像進行算法處理獲取乳腺輪廓；

圖像整合模塊，所述圖像整合模塊被配置為對乳腺輪廓內的M組乳腺圖像進行合成疊加處理獲取乳腺平均圖像；

參數計算模塊，所述參數計算模塊被配置為利用遺傳算法和朗伯比爾定律計算出乳腺的平均衰減系數和幾何形狀；

矩陣計算模塊，所述矩陣計算模塊被配置為根據幾何形狀和DOT前向模型構建DOT前向模型對應的權重矩陣W，所述矩陣計算模塊還被配置為對乳腺圖像進行對數處理后減去第一組的乳腺圖像得到輸出矩陣Y，所述矩陣計算模塊還被配置為根據權重矩陣W和輸出矩陣Y計算乳腺內部吸收系數變化矩陣X；

可視化模塊，所述可視化模塊被配置為對乳腺內部吸收系數變化矩陣X進行可視化處理和偽彩處理得到乳腺組織光學系數動態變化的彩圖。

作為優選，所述圖像整合模塊被配置為通過以下步驟獲取乳腺平均圖像：

在乳腺輪廓內計算第一組乳腺圖像中每個近紅外LED燈的有效照亮區域，在有效照亮區域內得到每個近紅外LED燈的有效像素點個數p_i(i＝{1，2，...，N})和N個近紅外LED燈的總有效像素點個數p_a；

將M組N個近紅外LED燈的乳腺圖像按照每個近紅外LED燈進行整合得到N近紅外LED燈的平均圖像；

M組N個近紅外LED燈的乳腺圖像為I_dij(i＝{1，2，...，N}，j＝{1，2，...，M})，平均圖像的整合方式的公式如下：

式中：

I_di為第i個近紅外LED燈的平均圖像；