三維乳腺x射線與三維彩超融合成像系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維乳腺X射線與三維彩超融合成像系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前乳腺癌的早期篩查主要通過乳腺X射線成像或者超聲成像。
[0003]乳腺X射線系統(tǒng)原理與其他X射線成像系統(tǒng)的基本原理相同，主要是利用X射線的穿透性能以及X射線在穿透人體組織的過程中不同人體組織的對X射線的反應差異性，最后在圖像載體上形成明暗不同的圖像。數(shù)字乳腺X射線系統(tǒng)的整機工作原理是工頻電能經(jīng)高頻高壓發(fā)生器產(chǎn)生高頻脈沖電壓，經(jīng)整流后加于X射線管上產(chǎn)生X射線，穿過被檢查患者的乳腺部位，投照于數(shù)字影像接收器上，獲得影像數(shù)字信息，圖像采集裝置和圖像處理工作站收集和處理數(shù)字圖像信息，通過網(wǎng)絡將數(shù)字化圖像信息傳輸?shù)綄ｉT的圖像閱讀設備上，進行閱讀和診斷。
[0004]乳腺三維超聲成像原理是將乳腺的二維超聲圖像重建成三維圖像，進而獲得冠狀面、矢狀面和橫斷面三個方向圖像。在乳腺腫塊的鑒別診斷中，三維超聲成像彌補了二維超聲的不足，能獲更具診斷意義的冠狀面二維圖像。
[0005]乳腺X射線是早期發(fā)現(xiàn)乳腺增生、結(jié)節(jié)、鈣化、癌變的金標準，而彩超則對于發(fā)現(xiàn)乳腺組織的結(jié)構(gòu)性病變和腺體血流狀況有獨到優(yōu)勢，國際上早期診斷乳腺癌在臨床上最可靠的診斷方法是分別采用X射線和超聲檢查，再將二者檢查診斷結(jié)果進行比對判斷是否需要進行組織活檢確認。
[0006]X射線成像的主要優(yōu)點是能識別微小鈣化等病變細節(jié)能較早的發(fā)現(xiàn)乳腺的潛在病變;缺點是須對乳房進行較大壓迫，且難以看到病變組織的完整影像結(jié)構(gòu)。超聲成像能清晰的病變組織的完整影像結(jié)構(gòu)，但對微小的鈣化等病變細節(jié)較難發(fā)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于乳腺疾病的檢測診斷的三維乳腺X射線與三維彩超融合成像系統(tǒng)及方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種三維乳腺X射線與三維彩超融合成像系統(tǒng)，包括采集乳房的三維X射線圖像的乳腺X射線機、采集乳房的三維超聲圖像的超聲機、以及將所述乳房的三維X射線圖像和三維超聲圖像進行融合處理以獲得二維圖像組的采集終端，所述二維圖像組包括兩個及以上的融合后的二維圖像；
[0009]所述采集終端分別與所述乳腺X射線機和所述超聲機通訊連接。
[0010]優(yōu)選地，所述采集終端包括將所述三維X射線圖像和三維超聲圖像進行融合處理的圖像融合處理主機、以及將融合獲得的所述二維圖像組顯示出來的顯示單元。
[0011]優(yōu)選地，所述圖像融合處理主機包括:
[0012]讀取所述三維X射線圖像和三維超聲圖像的三維圖像數(shù)據(jù)，以預設的間距多次讀取所述三維X射線圖像和三維超聲圖像在同一平面的二維圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀取模塊；
[0013]對處于同一平面的所述三維X射線圖像的二維圖像和所述三維超聲圖像的二維圖像進行坐標定位的定位模塊；
[0014]對經(jīng)過坐標定位后的兩幅所述二維圖像相同的坐標點進行分析計算以融合成同一體層的二維圖像的融合計算模塊;以及
[0015]將多次融合后獲得的二維圖像組輸送至所述顯示單元的輸出模塊。
[0016]優(yōu)選地，所述圖像融合處理主機還包括:
[0017]判斷所述三維X射線圖像和三維超聲圖像在多個平面的二維圖像數(shù)據(jù)讀取是否完成的判斷模塊;完成時，輸出融合后的二維圖像;否則，以預設間距繼續(xù)讀取所述三維X射線圖像和三維超聲圖像在同一平面的二維圖像數(shù)據(jù)。
[0018]優(yōu)選地，所述乳腺X射線機包括:
[0019]承載乳房的承載臺；
[0020]設置在所述承載臺上方，對乳房進行壓迫并采集乳房壓迫后的厚度及壓力的壓迫器；
[0021]設置在所述承載臺上方，產(chǎn)生X射線并照射到所述承載臺上的球管組件；
[0022]連接所述球管組件，為所述球管組件提供高壓直流的高壓發(fā)生器；
[0023]連接所述承載臺和球管組件，調(diào)節(jié)所述承載臺的高度和所述球管組件的照射角度的運動控制單元；
[0024]根據(jù)所述乳房的厚度及壓力設置曝光參數(shù)以控制所述高壓發(fā)生器的曝光控制單元；以及
[0025]采集乳房的三維X射線圖像，并將采集的圖像數(shù)據(jù)及乳房信息數(shù)據(jù)發(fā)送至所述采集終端的影像采集單元；
[0026]所述超聲機包括通訊連接的超聲主機和超聲探頭;所述超聲探頭可移動設置在所述乳腺X射線機的壓迫器上，根據(jù)超聲參數(shù)對所述乳房進行三維超聲掃描，并將掃描到的超聲數(shù)據(jù)發(fā)送至所述超聲主機;所述超聲主機對所述超聲數(shù)據(jù)進行處理獲得三維超聲圖像，并將三維超聲圖像發(fā)送至所述采集終端。
[0027]優(yōu)選地，所述超聲主機包括:
[0028]接收所述超聲探頭掃描的超聲數(shù)據(jù)的超聲數(shù)據(jù)采集單元；以及
[0029]對所述超聲數(shù)據(jù)進行處理以獲得乳房的三維超聲圖像、并將所述三維超聲圖像發(fā)送至所述采集終端的超聲數(shù)據(jù)處理單元。
[0030]優(yōu)選地，所述超聲主機還包括:
[0031]顯示超聲參數(shù)的顯示界面；以及
[0032]設置超聲參數(shù)的操作面板。
[0033]本發(fā)明還提供一種三維乳腺X射線與三維彩超融合成像方法，包括以下步驟:
[0034]S1、采集乳房的三維X射線圖像；
[0035]S2、米集所述乳房的二維超聲圖像；
[0036]S3、將所述三維X射線圖像和三維超聲圖像進行融合處理，獲得二維圖像組;所述二維圖像組包括兩個及以上的融合后的二維圖像。
[0037]優(yōu)選地，所述步驟S3包括:
[0038]S3.K讀取所述三維X射線圖像和三維超聲圖像的三維圖像數(shù)據(jù)；
[0039]S3.2、以預設的間距多次讀取所述三維X射線圖像和三維超聲圖像在同一平面的二維圖像數(shù)據(jù)；
[0040]S3.3、對處于同一平面的所述三維X射線圖像的二維圖像和所述三維超聲圖像的二維圖像進行坐標定位；
[0041]S3.4、對經(jīng)過坐標定位后的兩幅所述二維圖像相同的坐標點進行分析計算，融合成同一體層的二維圖像；
[0042]循環(huán)進行步驟S3.3-3.4后執(zhí)行S3.6;
[0043 ] S3.6、輸出多次融合后獲得的二維圖像組。
[0044]優(yōu)選地，所述步驟S3中，在步驟S3.6之前還包括:
[0045]S3.5、判斷所述三維X射線圖像和三維超聲圖像在多個平面的二維圖像數(shù)據(jù)讀取是否完成;完成時，執(zhí)行步驟S3.6，輸出融合后的二維圖像組;否則，返回步驟S3.2。
[0046]本發(fā)明用于乳腺疾病的檢測診斷，將三維數(shù)字乳腺X光成像技術(shù)與三維數(shù)字彩超成像技術(shù)進行融合，在同一個系統(tǒng)中同時實現(xiàn)對乳腺三維X射線圖像和三維彩超圖像的采集，并將采集到的乳腺三維X射線圖像和三維彩超圖像進行融合成像，結(jié)合X射線和彩超兩種技術(shù)的優(yōu)點，從而得到融合了 X射線和彩超成像信息的乳腺二維圖像組，使得臨床醫(yī)生可以更準確、更方便地診斷乳腺疾病。
【附圖說明】
[0047]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0048]圖1是本發(fā)明一實施例的三維乳腺X射線與三維彩超融合成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0049]圖2是本發(fā)明一實施例的融合成像系統(tǒng)中乳腺X射線機的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖3是本發(fā)明一實施例的三維乳腺X射線與三維彩超融合成像方法的流程圖；
[0051 ]圖4是圖3中融合步驟S3的進一步實施方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0052]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0053]如圖1所示，本發(fā)明一實施例的三維乳腺X射線與三維彩超融合成像系統(tǒng)，包括采集乳房的三維X射線圖像的乳腺X射線機10、采集乳房的三維超聲圖像的超聲機20、以及將乳房的三維X射線圖像和三維超聲圖像進行融合處理以獲得二維圖像組的采集終端30，采集終端30分別與乳腺X射線機10和超聲機20通訊連接。二維圖像組包括兩個及以上的融合后的二維圖像。
[0054]結(jié)合圖1、2，乳腺X射線機10包括承載臺11、壓迫器12、球管組件13、高壓發(fā)生器14、運動控制單元15、曝光控制單元16以及影像采集單元17。其中，承載臺11用于承載乳房;壓迫器12設置在承載臺11上方，用于對乳房進行壓迫并采集乳房壓迫后的厚度及壓力；通過壓迫器12對乳房的壓迫，以減少散射線及曝光劑量。球管組件13設置在承載臺11上方，用于產(chǎn)生X射線并照射到承載臺11上;高壓發(fā)生器14連接球管組件13，為球管組件13提供高壓直流。運動控制單元15連接承載臺11和球管組件13，調(diào)節(jié)承載臺11的高度和球管組件13的照射角度;通過對承載臺11高度的調(diào)節(jié)，適應不同高度的人;通過調(diào)節(jié)球管組件13的照射角度，使乳房在不同角度成像。
[0055]曝光控制單元16根據(jù)乳房的厚度及壓力設置曝光參數(shù)以控制高壓發(fā)生器14進行高壓直流發(fā)射。影像采集單元17用于采集乳房的三維X射線圖像，并將采集的圖像數(shù)據(jù)及乳房信息數(shù)據(jù)發(fā)送至采集終端30，該影像采集單元17設置在承載臺11上。
[0056]可以理解地，該乳腺X射線機10結(jié)構(gòu)及其采集方法均可采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。如圖2中所示，乳腺X射線機10還包括主機18、以及可轉(zhuǎn)動設置在主機18上的C型投照架19等。
[0057]乳腺X射線機10采集乳房的三維X射線圖像的方法可如下:
[0058]將乳房放置在承載臺11上，踩下腳踏開關(guān)驅(qū)動壓迫器12對乳房進行壓迫。
[0059]待乳房充分壓迫完成后，選擇自動曝光模式進行曝光。
[0060]壓迫器12及影像采集單元17保持O度位置不變，投照架19會分別旋轉(zhuǎn)到不同角度位置(0°、±2°、±4°、±6°、±8°、±10°、±12°、±14°、±16°、±18°、±20°、±22°、±24°)，在不同的角度位置球管組件13發(fā)出X射線進行曝光，同時曝光時影像采集單元17在不同的角度分別采集圖像數(shù)據(jù)。同時X射線成像系統(tǒng)會記錄每個角度下的曝光參數(shù)、投照架19角度、乳房厚度等參數(shù)。整個曝光完成功能得到25張不同角度的圖像。
[0061]完成三維圖像數(shù)據(jù)采集后，系統(tǒng)自動結(jié)束曝光，X射線圖像采集系統(tǒng)將25張三維圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給采集終端30處理成乳腺X射線三維圖像。
[0062]如圖1所示，超聲機20包括通訊連接的超聲主機21和超聲探頭22。超聲探頭22可移動設置在乳腺X射線機10的壓迫器12上，根據(jù)超聲參數(shù)對乳房進行三維超聲掃描，并將掃描到的超聲數(shù)據(jù)發(fā)送至超聲主機21;超聲主機21對超聲數(shù)據(jù)進行處理獲得三維超聲圖像，并將