[發明專利]一種動態散射光學成像系統及其成像方法

在審

• 申請號: 202010534507.0
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111728587A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 孫紅巖;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: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 朱鑫樂

1.一種動態散射光學成像系統，其特征在于，包括：

三維掃描設備，所述掃描設備用于采集乳房的三維外形圖像；

近紅外光成像設備，所述近紅外光成像設備用于獲取乳房光學圖像；

處理終端，所述處理終端與所述三維掃描設備和近紅外光成像設備通訊連接，所述處理終端能夠獲取光學性質分布信息；所述處理終端包括主機和設置在所述主機上的圖像處理系統，所述圖像處理系統被配置為根據所述三維外形圖像和乳房光學圖像生成重建圖像。

2.如權利要求1所述的一種動態散射光學成像系統，其特征在于：

所述圖像處理系統包括輸入模塊、有限元網格計算模塊、預處理模塊、圖像重建模塊、圖像計算模塊、收斂分析及優化模塊和輸出模塊；

所述輸入模塊被配置為將所述三維外形圖像輸入至所述有限元網格計算模塊；

所述有限元網格計算模塊被配置為根據所述三維外形圖像計算乳房的有限元網格；

所述預處理模塊被配置為獲取原始預估圖像和預估的乳房光學參數；

所述圖像重建模塊被配置為通過迭代法對所述乳房光學參數進行迭代計算；所述圖像重建模塊還被配置為利用所述乳房光學參數將所述原始預估圖像和乳房光學圖像處理為所述重建圖像；所述圖像重建模塊還被配置為將經過迭代后的所述乳房光學參數帶入所述有限元網格內；所述圖像重建模塊還被配置為對所述迭代法進行更新優化；

所述圖像計算模塊被配置為根據所述光學性質分布信息和有限元網格計算理論透射光分布參數；

所述收斂分析及優化模塊被配置為根據所述理論透射光分布參數和所述乳房光學圖像的透射光分布參數計算透射光分布差異；所述收斂分析及優化模塊還被配置為判斷所述透射光分布差異是否滿足收斂要求；

所述輸出模塊被配置為輸出所述重建圖像。

3.如權利要求2所述的一種動態散射光學成像系統，其特征在于：

所述近紅外光成像設備包括：

托盤，所述托盤用于承托乳房，所述托盤上開設有豎直設置的透光孔；

光源，所述光源包括設置在所述托盤的下方的LED陣列；

擠壓軟支架，所述擠壓軟支架設置在所述托盤的上方，所述擠壓軟支架能夠對設置在所述托盤上的乳房進行擠壓；

CCD相機，所述CCD相機設置在所述托盤的上方。

4.如權利要求3所述的一種動態散射光學成像系統，其特征在于：

所述三維掃描設備包括設置在所述托盤側邊的3D掃描儀，所述3D掃描儀的掃描口始終朝向所述托盤。

5.如權利要求4所述的一種動態散射光學成像系統，其特征在于：

所述三維掃描設備還包括設置在所述托盤圍邊的軌道，所述3D掃描儀可滑動設置在所述軌道上，所述3D掃描儀能夠采集設置在所述托盤上的乳房的三維外形圖像。

6.如權利要求4所述的一種動態散射光學成像系統，其特征在于：

所述三維掃描設備包括多個所述3D掃描儀，所述3D掃描儀均勻分布在所述托盤的四周，所述3D掃描儀能夠采集設置在所述托盤上的乳房的三維外形圖像。

7.一種動態散射光學成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、處理終端控制LED陣列按照預設的發光序列發光，擠壓軟支架擠壓設置在托盤上的乳房；

S2、CCD相機獲取乳房光學圖像，3D掃描儀采集三維外形圖像；

S3、有限元網格計算模塊根據三維外形圖像計算有限元網格；

S4、預處理模塊獲取原始預估圖像和乳房光學參數；

S5、圖像重建模塊通過迭代法對乳房光學參數進行迭代計算，圖像重建模塊將經過迭代后的乳房光學參數帶入有限元網格；

S6、圖像計算模塊根據光學性質分布信息和有限元網格計算理論透射光分布參數；

S7、收斂分析及優化模塊根據理論透射光分布參數和乳房光學圖像的透射光分布參數計算透射光分布差異，收斂分析及優化模塊判斷透射光分布差異是否滿足收斂要求；

若滿足收斂要求則圖像重建模塊利用乳房光學參數將原始預估圖像和乳房光學圖像處理為重建圖像，輸出模塊輸出重建圖像；

否則圖像重建模塊根據透射光分布差異對迭代法進行更新優化，重復步驟S5。