本發明涉及紅外檢測技術領域，特別是涉及一種紅外乳腺檢查裝置及其方法。

背景技術：

乳腺疾病是外科的常見病，近年來，乳腺疾病的發病率逐年上升，在美國，乳腺癌發病率占100人/10萬人，我國為20人/10萬人，沿海地區高達30-40人/10萬人。

回顧乳腺疾病的檢查的歷史，手觸式可為其初端，這種方法陽性率低。七十年代出現的x照相檢查方法除同樣存在陽性率低的問題外，副作用大是其致命缺陷。液晶式和熱像儀是利用人體熱量原理診斷乳腺疾病，因而受室溫的影響，且不易保存，效果不能令醫生滿意。八十年代初推出的冷光源透照儀由于不能顯示和記錄圖像等缺點，而不便于早期確診斷乳腺疾病。八十年代末九十年代初出現的紅外乳腺診斷儀以其對人體無副作用，診斷率高的特點而倍受醫務界歡迎。目前市面上的紅外乳腺診斷儀主要是利用大功率紅光激光光源照射乳腺組織來獲取紅外圖像，這種方案效果好，專業性強，成本高，壽命短，目前此類設備售價都在萬元以上，因此只能存在相對較大的醫院和比較好的條件的計生中心，無法得到普及。

技術實現要素：

本發明提供一種紅外乳腺檢查裝置及其方法，用以降低紅外乳腺檢查的成本。

為解決上述技術問題，本發明實施例中提供一種紅外乳腺檢查裝置，其特征在于，包括紅外led發光源、圖像采集單元和個人計算機，所述紅外led 發光源發光的紅外光用于照射乳腺組織，所述圖像采集單元用于采集紅外光照射下乳腺組織的初始紅外圖像，所述個人計算機包括控制器，所述控制器與所述圖像采集單元連接，用于獲取乳腺組織的初始紅外圖像，并對所述初始紅外圖像進行處理，分析，獲取檢查結果。

本發明實施例中還提供一種紅外乳腺檢查方法，包括：

利用紅外led發光源發出的紅外光照射乳腺組織；

利用圖像采集單元采集紅外光照射下乳腺組織的初始紅外圖像；

利用設置在個人計算機上的控制器獲取乳腺組織的初始紅外圖像，并對所述初始紅外圖像進行處理，分析，獲取檢查結果。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：

上述技術方案中，紅外乳腺檢查裝置采用紅外led發光源發出紅外光，來照射乳腺組織，獲取乳腺組織的紅外圖像，由于紅外led發光源具有功耗低、壽命長、光效高、體積小等優點，而且在個人計算機上就能夠實現對乳腺組織的紅外圖像進行處理、分析，獲取檢查結果，大大降低了成本，便于普及。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1表示本發明實施例中紅外乳腺檢查裝置的結構示意圖；

圖2表示本發明實施例中紅外led發光源的結構示意圖；

圖3表示本發明實施例中紅外乳腺檢查裝置的控制器的組成框圖；

圖4表示本發明實施例中紅外乳腺檢查方法的圖像處理流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖1所示，本發明實施例中的紅外乳腺檢查裝置，包括紅外led發光 源101、圖像采集單元102和個人計算機103。紅外led發光源101發光的紅外光用于照射乳腺組織，圖像采集單元102用于采集紅外光照射下乳腺組織的初始紅外圖像，個人計算機103包括控制器，所述控制器與圖像采集單元102連接，用于獲取乳腺組織的初始紅外圖像，并對所述初始紅外圖像進行處理，分析，獲取檢查結果。

所述控制器可以通過有線或無形的方式與圖像采集單元102連接，獲取乳腺組織的初始紅外圖像。

本發明的紅外乳腺檢查裝置采用紅外led發光源發出紅外光，來照射乳腺組織，獲取乳腺組織的紅外圖像，由于紅外led發光源具有功耗低、壽命長、光效高、體積小等優點，而且在個人計算機上就能夠實現對乳腺組織的紅外圖像進行處理、分析，獲取檢查結果，大大降低了成本，便于普及。

由于led燈發出的光線其能量的空間分布不均勻，并不適用于乳腺組織檢查，因此，需要對led燈發出的光線進行調整，使得光線均勻射出。

如圖2所示，本發明實施例中設置紅外led發光源101包括電源206、若干顆紅外led燈204、用于驅動紅外led燈204發光的驅動電路205和光學組件。所述光學組件用于對紅外led燈發出的光線進行調整，所述紅外led燈發出的光線經過所述光學組件的調整后，均勻射出。

在一個具體的實施方式中，所述光學組件包括擴束鏡203、透鏡202和勻光片201，led燈發出的光線首先經過擴束鏡203，擴展光束的直徑，并減小光線的發散角，然后再經過透鏡202，對光線進行匯聚，最后經過勻光片201，對光線進行擴散，使光線均勻射出。

其中，透鏡202可以為菲涅爾透鏡。采用4顆850nm或其它波長的近紅外led燈204。考慮到體積和性能等因素這里優選cree1w紅外貼片led燈204。

經實驗統計，若要在乳腺造影中達到較好的效果，紅外led發光源101的驅動電流較大，本發明實施例中的電源206選擇松下18650鋰離子電池。

為了保證造影效果的穩定性，優選的，用于驅動紅外led發光源101發光的驅動電路205為恒流驅動電路，例如：這里優選地cn5612電源管理芯片恒流驅動電路輸出的電流為910v/r3。

在紅外光照射乳腺后，由于不同的組織對紅外光的吸收程度不同，如：病變部位可優先吸收紅外光，而良性病變吸收紅外光較少，故通過高靈敏度的圖像采集單元102能夠獲取乳腺組織的初始紅外圖像，并根據圖像的異同來診斷疾病。

其中，圖像采集單元102可以為低功耗，并對紅外光感應強的cmos圖像采集單元，具體包括支架和設置在所述支架上的光學成像系統和發送模塊，所述光學成像系統包括鏡頭、紅外濾光片和cmos芯片。所述cmos芯片用于采集紅外光照射下乳腺組織的初始紅外圖像，所述支架用于調節所述cmos芯片與乳腺組織之間的角度，所述紅外濾光片用于濾除其他光線，僅讓紅外光照射下乳腺組織散射的紅外光通過成像，形成乳腺組織的初始紅外圖像。所述發送模塊用于將所述初始紅外圖像發送至個人計算機。所述光學成像系統的鏡頭優選為mtv255mp鏡頭，所述cmos芯片可以采用鎂光1/4cmos芯片，其主要特點是對紅外光高度敏感，其信噪比高。

在獲取到乳腺組織的初始紅外圖像后，為了獲得與所述初始紅外圖像對應的檢查結果，可以預先存儲多個典型的乳腺組織的預設紅外圖像及與其對應的診斷結果，通過對比所述初始紅外圖像和所述多個預設紅外圖像比較，獲取與所述初始圖像最相似的預設紅外圖像，與該預設紅外圖像對應的診斷結果即為最終的檢查結果。則，如圖3所示，所述控制器包括第一獲取單元10、存儲單元20和分析單元30。第一獲取單元10與所述圖像采集單元連接，用于獲取乳腺組織的初始紅外圖像；存儲單元20用于存儲乳腺組織的預設紅外圖像以及與所述預設紅外圖像對應的檢查結果；分析單元30與存儲單元20和第一獲取單元10連接，用于將乳腺組織的初始紅外圖像與所述預設紅外圖像進行比較，獲取與所述初始紅外圖像匹配的檢查結果。

所述預設紅外圖像包括乳腺組織的若干個健康紅外圖像和若干個不健康紅外圖像。

為了提高診斷疾病的準確性，可以對所述初始紅外圖像進行處理，將處理后的圖像與存儲的預設紅外圖像進行比較。則，所述控制器還包括處理單元40，與第一獲取單元10連接，用于對獲取的乳腺組織的初始紅外圖像進行處理，獲得第一紅外圖像；分析單元30與處理單元40連接，用于將所述第一紅 外圖像與所述預設紅外圖像進行比較，獲取與所述第一紅外圖像匹配的檢查結果。

在一個具體的實施方式中，對圖像組織的紅外圖像進行處理的處理單元40包括：

預處理模塊41，用于對所述初始紅外圖像進行預處理，獲取第二紅外圖像；

降噪濾波模塊42，用于對所述第二紅外圖像進行降噪濾波處理，獲得第三紅外圖像；

第一高斯濾波模塊43，用于對所述第三紅外圖像進行高斯濾波，獲得第四紅外圖像；

第一處理模塊44，用于將所述第四紅外圖像和第三紅外圖像對應像素的灰階值進行做差處理，獲取所述第四紅外圖像和第三紅外圖像對應像素的灰階值差，并對所述灰階值差取絕對值，獲得第一中間紅外圖像；

第二高斯濾波模塊45，用于獲取所述第一中間紅外圖像，并對所述第一中間紅外圖像進行高斯濾波，獲得第二中間紅外圖像；

第二處理模塊46，用于將所述第二中間紅外圖像和第一中間紅外圖像對應像素的灰階值進行做差處理，獲取所述第二中間紅外圖像和第一中間紅外圖像對應像素的灰階值差，并對所述灰階值差取絕對值，獲得第三中間紅外圖像；

歸一化處理模塊47，用于對所述第三中間紅外圖像進行歸一化處理，獲得第四中間紅外圖像；

比較模塊48，對所述第四中間紅外圖像和第三紅外圖像進行比較，取最小值，形成第一紅外圖像。

上述處理單元40對圖像處理的能力強，能夠增加圖像的對比度，提高診斷疾病的準確性。

其中，降噪濾波模塊42為同態濾波模塊。

在實際應用過程中，為了提高紅外乳腺檢查裝置的靈活性，可以設置所述控制器還包括第二獲取單元50，用于獲取用戶的指令；處理單元40與所述第二獲取單元50連接，根據用戶的指令，對獲取的乳腺組織的初始紅外圖像進行處理，獲得第一紅外圖像。

本發明實施例中紅外乳腺檢查裝置的工作過程為：

利用4顆850nm的紅外led燈204組成一個強度可調節的紅外led發光源101，在探測中將其緊貼乳房皮膚表面，注意不要漏光。針對不同大小的乳房調節光源的強度，以達到圖像采集單元102獲取的圖像剛好最清晰但又不至于過曝的效果為最佳；

乳房散射出來的紅外光線經過圖像采集單元102的紅外濾光片，濾除雜散光僅讓乳房散射的紅外光通過至cmos芯片成像，所成的乳腺組織的初始紅外圖像經過usb線傳輸至個人計算機；

個人計算機獲取到乳腺組織的初始紅外圖像后，將按照不同的幀數進行逐幀處理，每一幀圖像需要按照前面介紹的圖像處理方法出后后，再輸出顯示，然后再處理下一幀。個人計算機的顯示屏能夠實時顯示著增強后的紅外乳腺動態圖像。

基于同一發明構思，本發明實施例中還提供一種紅外乳腺檢查方法，包括：

利用紅外led發光源發出的紅外光照射乳腺組織；

利用圖像采集單元采集紅外光照射下乳腺組織的初始紅外圖像；

利用設置在個人計算機上的控制器獲取乳腺組織的初始紅外圖像，并對所述初始紅外圖像進行處理，分析，獲取檢查結果。

上述紅外乳腺檢查方法采用紅外led發光源發出紅外光，來照射乳腺組織，獲取乳腺組織的紅外圖像，由于紅外led發光源具有功耗低、壽命長、光效高、體積小等優點，而且在個人計算機上就能夠實現對乳腺組織的紅外圖像進行處理、分析，獲取檢查結果，大大降低了成本，便于普及。

為了獲得與采集的初始紅外圖像對應的診斷結果，本發明實施例中，所述檢查方法還包括：

預先存儲乳腺組織的預設紅外圖像以及與所述預設紅外圖像對應的檢查結果；

具體將乳腺組織的初始紅外圖像與所述預設紅外圖像進行比較，獲取與所述初始紅外圖像匹配的檢查結果。

優選地，將乳腺組織的初始紅外圖像與所述預設紅外圖像進行比較的步驟之前，所述檢查方法還包括：

對獲取的乳腺組織的初始紅外圖像進行處理，獲得第一紅外圖像；

具體將所述第一紅外圖像與所述預設紅外圖像進行比較，獲取與所述第一紅外圖像匹配的檢查結果。

通過對初始紅外圖像進行處理，能夠提高疾病診斷的準確性。

如圖4所示，作為一個優選的實施方式，對獲取的乳腺組織的初始紅外圖像進行處理的步驟具體包括：

對乳腺組織的初始紅外圖像進行預處理，獲取第二紅外圖像；

對所述第二紅外圖像進行降噪濾波處理，獲得第三紅外圖像；

對所述第三紅外圖像進行高斯濾波，獲得第四紅外圖像；

將所述第四紅外圖像和第三紅外圖像對應像素的灰階值進行做差處理，獲取所述第四紅外圖像和第三紅外圖像對應像素的灰階值差，并對所述灰階值差取絕對值，獲得第一中間紅外圖像；

獲取所述第一中間紅外圖像，并對所述第一中間紅外圖像進行高斯濾波，獲得第二中間紅外圖像；

將所述第二中間紅外圖像和第一中間紅外圖像對應像素的灰階值進行做差處理，獲取所述第二中間紅外圖像和第一中間紅外圖像對應像素的灰階值差，并對所述灰階值差取絕對值，獲得第三中間紅外圖像；

對所述第三中間紅外圖像進行歸一化處理，獲得第四中間紅外圖像；

對所述第四中間紅外圖像和第三紅外圖像進行比較，取最小值，形成第一紅外圖像。

采集的乳腺組織的初始紅外圖像經過該優選實施方式中的圖像處理方法處理后，能夠獲得對比度更高的第一紅外圖像，提高疾病診斷的準確性。

一般地，所述第一紅外圖像是灰度圖像，人眼對灰度圖像的識別率較低。為了方便用戶本人觀看圖像直接進行診斷，可以對所述第一紅外圖像進行偽彩色映射，即在第一紅外圖像出來之后需要再執行一部轉彩色的算法，偽彩色的算法種類有很多，比如彩虹編碼/熱金屬編碼等等。

進一步地，為了提高靈活性，設置所述檢查方法還包括：

獲取用戶的指令；

具體根據用戶的指令，對獲取的乳腺組織的初始紅外圖像進行處理，獲得 第一紅外圖像。

在實際使用中我們添加的幀抓取的拍照功能和參數調節/儀器端口選擇等功能性設置，這里不做贅述。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護范圍。