基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種圖像的融合方法及系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種雷達(dá)探測(cè)圖像和斷層掃描 圖像的融合方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)療檢測(cè)過程中，通常包括X光攝片、彩超、磁共振W及組織學(xué)檢測(cè)。X光攝片分 辨率高，但伴隨著電離福射和對(duì)乳房的壓縮，不適應(yīng)于病人的普查。彩超檢測(cè)無放射性損 害，但是對(duì)部分癌癥病患、巧化點(diǎn)和毛刺楊結(jié)構(gòu)不能顯示，且受檢查醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)影響大。磁共 振費(fèi)用高，成像時(shí)間久，而組織學(xué)檢查亦需精確定位，如鋼祀引導(dǎo)入針、彩超引導(dǎo)入針等。因 此，當(dāng)前的運(yùn)些檢測(cè)手段并不適用于大規(guī)模的癌癥病患篩查，尤其是針對(duì)中國廣大的農(nóng)村 地區(qū)，醫(yī)療設(shè)施和普及非常不平衡的條件下，而微波成像的臨床檢測(cè)具有無電離福射、造價(jià) 低、效果和X光相當(dāng)、可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)特點(diǎn)，能夠成為我過大規(guī)模篩查的重要工具。
[0003] 在微波成像技術(shù)中，包括了兩種技術(shù)，微波雷達(dá)成像和微波斷層掃描成像，前者對(duì) 于對(duì)比清晰的乳房組織，能夠很好的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)散射區(qū)域，符合X光W及超聲和MRI的判斷，對(duì)于 非常致密的乳房難W解讀，而對(duì)于良性腫瘤，或一些組織結(jié)塊，一樣會(huì)給出誤讀，微波斷層 掃描成像則可W判斷組織的致密類型，同時(shí)可W判斷不同組織的區(qū)域，兩種成像方法各有 優(yōu)點(diǎn)但很難統(tǒng)一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：構(gòu)建一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法及系統(tǒng)， 克服現(xiàn)有技術(shù)單一檢測(cè)器件不能對(duì)兩種圖像進(jìn)行統(tǒng)一的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法，包括如下步 驟：
[0006] 微波掃描:對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信號(hào)和微波單頻相干信號(hào);接收微波寬 帶脈沖回波信號(hào)和微波單頻回波信號(hào)；
[0007] 分別成像:根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號(hào)生成雷達(dá)探測(cè)圖像，根據(jù)微波單頻回波信 號(hào)生成斷層掃描圖像；
[000引圖像融合:將所述斷層掃描圖像作為參考圖像，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像作為浮動(dòng)圖 像進(jìn)行配準(zhǔn)，對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像的像素進(jìn)行剛體變換，將所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá) 探測(cè)圖像的灰度值分別看作兩個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行互信息相關(guān)評(píng)估，當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量達(dá)到最佳 配準(zhǔn)時(shí)，它們對(duì)應(yīng)像素的灰度互相關(guān)信息值達(dá)到最大，完成圖像的融合。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像兩者中圖 像的特征點(diǎn)處進(jìn)行標(biāo)記，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記重合對(duì)所述 雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像進(jìn)行融合。
[0010] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在圖像融合時(shí)，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃 描圖像的圖像標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，然后將識(shí)別圖像作為界標(biāo)進(jìn)行圖像融合。
[0011] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在圖像融合步驟中，W所述斷層掃描圖像和所述雷 達(dá)探測(cè)圖像的相似性側(cè)度來衡量?jī)煞鶊D像的相似程度進(jìn)行融合優(yōu)化。
[0012] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在進(jìn)行圖像融合之前還包括利用點(diǎn)運(yùn)算來進(jìn)行對(duì)比 度的擴(kuò)展的圖像預(yù)處理。
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：構(gòu)建一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像系統(tǒng)，包括微波信 號(hào)發(fā)生單元、微波信號(hào)接收單元、雷達(dá)成像單元、斷層掃描成像單元、融合處理單元，所述微 波信號(hào)發(fā)生單元對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信號(hào)和微波單頻相干信號(hào)，所述微波信號(hào)接 收單元接收微波寬帶脈沖回波信號(hào)和微波單頻回波信號(hào)，所述雷達(dá)成像單元根據(jù)微波寬帶 脈沖回波信號(hào)生成雷達(dá)探測(cè)圖像，所述斷層掃描成像單元根據(jù)微波單頻回波信號(hào)生成斷層 掃描圖像，所述融合處理單元所述融合處理單元將所述斷層掃描圖像作為參考圖像，將所 述雷達(dá)探測(cè)圖像作為浮動(dòng)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，所述融合處理單元對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像的像素進(jìn) 行剛體變換，所述融合處理單元將所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá)探測(cè)圖像的灰度值分別看 作兩個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行互信息相關(guān)評(píng)估，當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量達(dá)到最佳配準(zhǔn)時(shí)，它們對(duì)應(yīng)像素的 灰度互相關(guān)信息值達(dá)到最大，完成圖像的融合。。
[0014] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述融合處理單元還包括圖像標(biāo)記模塊，所述圖像 標(biāo)記模塊在所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像兩者中圖像的特征點(diǎn)處進(jìn)行標(biāo)記，將所 述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記重合對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃 描圖像進(jìn)行融合。
[0015] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述融合處理單元還包括圖像標(biāo)記識(shí)別模塊，所述 圖像標(biāo)記識(shí)別模塊將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別。
[0016] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:還包括圖像優(yōu)化模塊，所述圖像優(yōu)化模塊W所述斷 層掃描圖像和所述雷達(dá)探測(cè)圖像的相似性側(cè)度來衡量?jī)煞鶊D像的相似程度進(jìn)行融合優(yōu)化。
[0017] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述微波信號(hào)處理單元包括微波雷達(dá)信號(hào)處理單元 和微波斷層信號(hào)處理單元。
[0018] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法及系統(tǒng)，通過 將所述斷層掃描圖像作為參考圖像，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像作為浮動(dòng)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，對(duì)所述 雷達(dá)探測(cè)圖像的像素進(jìn)行剛體變換，將所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá)探測(cè)圖像的灰度值分 別看作兩個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行互信息相關(guān)評(píng)估，當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量達(dá)到最佳配準(zhǔn)時(shí)，它們對(duì)應(yīng)像 素的灰度互相關(guān)信息值達(dá)到最大，完成圖像的融合。在診斷早期癌癥患者的過程中可W通 過使用不同的成像模態(tài)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，微波雷達(dá)成像利用超寬帶微波信號(hào)來獲取目標(biāo)散射 中屯、在距離上的高分辨率，然后利用多普勒信息，獲得散射中屯、在橫向距離上的高分辨率， 兩者結(jié)合即可獲得目標(biāo)的二維或=維分辨率，從而使目標(biāo)的多位高分辨率得W實(shí)現(xiàn)。微波 斷層掃描成像是將低功率微波射向被測(cè)物體，在微波的激勵(lì)下被測(cè)物產(chǎn)生一個(gè)散射場(chǎng)，該 散射場(chǎng)與被測(cè)物內(nèi)部的復(fù)介電常數(shù)分布有關(guān)，通過對(duì)該散射物的測(cè)量，得到被測(cè)物的相對(duì) 介電常數(shù)及電導(dǎo)率的分布，進(jìn)行相應(yīng)的信息處理后即可獲得被測(cè)物內(nèi)部目標(biāo)的微波斷層成 像。本發(fā)明中將運(yùn)兩種技術(shù)成功融合，構(gòu)成一套多模微波乳腺成像系統(tǒng)，達(dá)到成像優(yōu)劣互補(bǔ) 的目的。
【附圖說明】
[0019] 圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明的融合流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是:提供一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方 法，包括如下步驟：
[0024] 微波掃描:對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信號(hào)和微波單頻相干信號(hào);接收微波寬 帶脈沖回波信號(hào)和微波單頻回波信號(hào)；
[0025] 具體實(shí)施過程如下:微波發(fā)生單元通過微波天線對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信 號(hào)，微波寬帶脈沖信號(hào)照射成像區(qū)域中的病灶區(qū)域，在病灶區(qū)域表面產(chǎn)生散射，用若干個(gè)微 波天線掃描接收從病灶表面散射的微波寬帶脈沖回波信號(hào)。微波信號(hào)發(fā)生單元1包括微波 發(fā)生器和微波發(fā)射天線，微波信號(hào)接收單元包括微波接收天線。微波天線包括微微波發(fā)射 天線和微波接收天線。微波發(fā)生單元通過微波天線對(duì)對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波單頻相干信號(hào)， 微波天線掃描接