[發明專利]一種乳腺癌超聲檢測系統

在審

• 申請號: 202210073722.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114403925A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳天年;紀彩霞;張春玉;邵珊珊;李悅涵;王明福
• 申請（專利權）人: 山東黃金職業病防治院
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 高維波

1.一種乳腺癌超聲檢測系統，包括檢測主機、超聲探頭、顯示屏幕和圖像處理模塊，其特征在于：還包括提醒屏幕、位置計算模塊和光學傳感器；

檢測主機連接超聲探頭、顯示屏幕圖像處理模塊、提醒屏幕和位置計算模塊；

超聲探頭發射和接收超聲波信號，并將收集的超聲回波信號發送給檢測主機，檢測主機將超聲回波信號發送給圖像處理模塊進行圖像處理，將超聲回波信號計算成二維圖像，并顯示在顯示屏幕上；

超聲探頭上安裝有光學傳感器，光學傳感器用于實時記錄超聲探頭相對皮膚的移動數據，并將移動數據發送給檢測主機，檢測主機將收到的移動數據發送給位置計算模塊，位置計算模塊根據移動數據進行位置計算，并將計算的位置坐標和超聲探頭檢測的圖像進行關聯；

檢測主機實時獲取圖像處理模塊的二維圖像數據，并將二維圖像數據輸入神經網絡判別模型，得到每一幀圖像的風險值，并將風險值實時顯示在提醒屏幕上；提醒屏幕連接檢測主機，檢測主機根據執行一次檢測流程中風險值最高的圖像幀對應的位置坐標，在提醒屏幕上顯示控制超聲探頭移動方向的指令。

2.根據權利要求1所述的乳腺癌超聲檢測系統，其特征在于：

光學傳感器設置在超聲探頭的頂端，使用時與皮膚接觸，包括發光器、棱鏡、光檢測器和分析芯片；發光器發射光經過棱鏡的引導照射到皮膚上，皮膚反射的光被棱鏡接收并引導至光檢測器，光檢測器將接收到的反射光的信號發送給分析芯片，分析芯片由此計算出光學傳感器相對于皮膚移動的方向和速度；光學傳感器將實時記錄的方向和速度數據發送給檢測主機。

3.根據權利要求1所述的乳腺癌超聲檢測系統，其特征在于：

檢測主機將二維圖像數據輸入神經網絡判別模型包括：

降低像素：首先將圖像進行分塊，將圖像分成均勻的128×128個區域，每個區域內的像素的灰度值進行平均，從而得到一個128×128像素的圖像；

圖像編碼：將降低像素后的圖像進行編碼，按照灰度值從低到高分成8個區間，每個區間用一個數值代替，從而可以實現利用從0至7的8個數字將圖像灰度值替代，進而得到一個128×128的矩陣，矩陣內每一個元素的值為0至7之間；

特征提取：將進行特征提取圖像編碼后的矩陣進行特征提取，得到每一個矩陣的特征向量，即得到了每一幀圖像對應的特征向量；

將特征向量輸入神經網絡模型得到對應的風險值。

4.根據權利要求3所述的乳腺癌超聲檢測系統，其特征在于：

神經網絡模型建立方法如下：

將已知患有乳腺癌的患者的多張超聲檢測圖像作為訓練樣本，并進行標記，其中無法推斷出具有乳腺癌的圖像的風險值標記為0，乳腺癌區域明顯的圖像風險值標記為100，介于兩者之間的圖像的風險值根據乳腺癌區域的明顯程度標記；

然后執行降低像素：首先將圖像進行分塊，將圖像分成均勻的128×128個區域，每個區域內的像素的灰度值進行平均，從而得到一個128×128像素的圖像；

然后執行圖像編碼：將降低像素后的圖像進行編碼，按照灰度值從低到高分成8個區間，每個區間用一個數值代替，從而可以實現利用從0至7的8個數字將圖像灰度值替代，進而得到一個128×128的矩陣，矩陣內每一個元素的值為0至7之間；

然后執行特征提取：將進行特征提取圖像編碼后的矩陣進行特征提取，得到每一個矩陣的特征向量，即得到了每一幀圖像對應的特征向量；

將特征向量作為神經網絡模型的輸入，將風險值作為神經網絡模型的輸出構建神經網絡模型。

5.根據權利要求1所述的乳腺癌超聲檢測系統，其特征在于：

神經網絡判別模型為卷積神經網絡判別模型。

6.根據權利要求1所述的乳腺癌超聲檢測系統，其特征在于：

光學傳感器的結構與光電鼠標的光學傳感器的結構相同。

7.根據權利要求4所述的乳腺癌超聲檢測系統，其特征在于：

檢測的過程如下：

步驟1：開啟主機，并在超聲探頭上涂抹耦合劑，并檢查光學傳感器是否正常工作；

步驟2：提醒屏幕上顯示：請將超聲探頭放置于左乳房的左下角，啟動超聲探頭開始檢測；

步驟3：超聲探頭收集的超聲回波信號發送給檢測主機，檢測主機將超聲回波信號發送給圖像處理模塊進行圖像處理，將超聲回波信號計算成二維圖像，并顯示在顯示屏幕上；同時光學傳感器實時記錄超聲探頭相對皮膚的移動數據，并將移動數據發送給檢測主機，檢測主機將收到的移動數據發送給位置計算模塊，位置計算模塊根據移動數據進行位置計算，并將計算的位置坐標和超聲探頭檢測的圖像進行關聯；

步驟4：檢測主機實時獲取圖像處理模塊的二維圖像數據:將二維圖像數據輸入神經網絡判別模型，得到每一幀圖像的風險值，并將風險值實時顯示在提醒屏幕上；當任意一幀圖像的風險值超過閾值時，提醒屏幕上顯示該一幀圖像的風險值和坐標，同時提醒屏幕上顯示導航指示，引導超聲探頭朝著該一幀圖像的坐標移動，以進行進一步詳細檢查。