一種多模態(tài)微波掃描成像方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微波圖像掃描方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種用于微波成像圖像融合 的掃描方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)療檢測過程中，通常包括X光攝片、彩超、磁共振以及組織學(xué)檢測。X光攝片分 辨率高，但伴隨著電離輻射，不適應(yīng)于病人的普查。彩超檢測無放射性損害，但是對部分癌 癥病患、鈣化點和毛刺楊結(jié)構(gòu)不能顯示，且受檢查醫(yī)師經(jīng)驗影響大。磁共振費用高，成像時 間久，而組織學(xué)檢查亦需精確定位，如鉬靶引導(dǎo)入針、彩超引導(dǎo)入針等。因此，當(dāng)前的這些檢 測手段并不適用于大規(guī)模的癌癥病患篩查，尤其是針對中國廣大的農(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具有無電離輻射、造價低、效果和X光相 當(dāng)、可長期監(jiān)測特點，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，微波天線的掃描技術(shù)具有重要作用，尤其針對乳房成像，是針 對部分區(qū)域，同時又具有一定形狀，微波天線的形狀和掃描方式對乳房成像具有重要作用。 現(xiàn)有技術(shù)并不具有專門針對乳房的微波掃描裝置和方法，成像效果受到極大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：構(gòu)建一種多模態(tài)微波掃描成像方法及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有 技術(shù)不適應(yīng)于病人的普查的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種多模態(tài)微波掃描成像方法，包括如下步驟：
[0006] 微波掃描:微波信號發(fā)生單元發(fā)生微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干信號，微波 信號天線單元以線形排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描或者以線型排列相對待測區(qū)域移動掃描，微 波信號天線單元發(fā)射微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干信號，微波信號天線單元接收微波 寬帶脈沖回波信號和微波單頻回波信號；
[0007] 分別成像:根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號生成雷達探測圖像，根據(jù)微波單頻回波信 號生成斷層掃描圖像；
[0008] 圖像融合:將所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像中一幅圖像的像素點映射到 另一幅圖像中進行融合。
[0009] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:將所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像中一幅圖 像的像素點映射到另一幅圖像中，使兩幅圖像的相關(guān)像素點在空間位置上達到一致完成該 兩幅圖像的融合。
[0010] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:在所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像兩者中圖 像的特征點處進行標記，將所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標記重合對所述 雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像進行融合，將所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像的 圖像標記進行識別，然后將識別圖像作為界標進行圖像融合。
[0011] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:在微波信號天線單元掃描時，從上往下以螺旋方式 掃描，掃描半徑從小到大;或者從下往上以螺旋方式掃描，掃描半徑從大到小。
[0012] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述微波信號天線單元包括微波發(fā)射天線和微波接 收天線，所述微波發(fā)射天線和微波接收天線并列固定設(shè)置。
[0013] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:待測區(qū)域為立體時，微波信號天線單元繞待測區(qū)域 旋轉(zhuǎn)掃描;待測區(qū)域為面狀時，微波信號天線單元相對待測區(qū)域移動掃描。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：構(gòu)建一種多模態(tài)微波掃描成像系統(tǒng)，包括微波信號發(fā)生單 元、微波信號天線單元、雷達成像單元、斷層掃描成像單元、融合處理單元，微波信號發(fā)生單 元發(fā)生微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干信號，微波信號天線單元以線形排列繞待測區(qū)域 旋轉(zhuǎn)掃描或者以線型排列相對待測區(qū)域移動掃描，微波信號天線單元發(fā)射微波寬帶脈沖信 號和微波單頻相干信號，微波信號天線單元接收微波寬帶脈沖回波信號和微波單頻回波信 號，所述雷達成像單元根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號生成雷達探測圖像，所述斷層掃描成像 單元根據(jù)微波單頻回波信號生成斷層掃描圖像，所述融合處理單元將所述雷達探測圖像和 所述斷層掃描圖像中一幅圖像的像素點映射到另一幅圖像中進行融合。
[0015] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述融合處理單元還包括圖像標記模塊、圖像標記 識別模塊，所述圖像標記模塊在所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像兩者中圖像的特征 點處進行標記，將所述雷達探測圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標記重合對所述雷達探 測圖像和所述斷層掃描圖像進行融合。
[0016] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:根據(jù)待測區(qū)域的形狀，微波信號天線單元以直線形 狀排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描，或者以弧線形狀排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描。
[0017] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:還包括圖像優(yōu)化模塊，所述圖像優(yōu)化模塊對標記后 的圖像進行優(yōu)化。
[0018] 本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:微波信號天線單元繞立體待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描或者微 波信號天線單元相對面狀待測區(qū)域移動掃描。
[0019] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種多模態(tài)微波掃描成像方法及系統(tǒng)，通過將所述雷 達探測圖像和所述斷層掃描圖像中一幅圖像的像素點映射到另一幅圖像中，使兩幅圖像的 相關(guān)像素點在空間位置上達到一致完成該兩幅圖像的融合。在微波成像技術(shù)中，微波天線 的掃描技術(shù)具有重要作用。本發(fā)明微波信號天線單元以以線形排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描或 者以線型排列相對待測區(qū)域移動掃描，并發(fā)送和接收微波信號，通過微波信號天線單元基 于形狀進行掃描，特別是針對柱狀或平面開狀的物體成像，具有很好的效果，能使微波信號 更好，成像更精細準確。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。 圖3為本發(fā)明的實施流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案進一步說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的【具體實施方式】是:提供一種多模態(tài)微波掃描成像方法，包括 如下步驟：
[0024] 微波掃描:微波信號發(fā)生單元發(fā)生微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干信號，微波 信號天線單元以線形排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描或者以線型排列相對待測區(qū)域移動掃描，微 波信號天線單元發(fā)射微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干信號，微波信號天線單元接收微波 寬帶脈沖回波信號和微波單頻回波信號；
[0025] 具體實施過程如下:微波發(fā)生單元通過微波天線單元對待測乳房區(qū)域發(fā)生微波寬 帶脈沖信號，微波寬帶脈沖信號照射成像區(qū)域中的病灶區(qū)域，在病灶區(qū)域表面產(chǎn)生散射，用 若干個微波天線單元掃描接收從病灶表面散射的微波寬帶脈沖回波信號。微波發(fā)生單元通 過微波天線單元對對待測乳房區(qū)域發(fā)生微波單頻相干信號，微波天線單元掃描接收并記 錄下所在位置的微波單頻回波信號。微波天線單元交替實現(xiàn)信號發(fā)射和接收;或微波發(fā)射 天線和微波接收天線呈陣列排列，同時進行發(fā)射微波信號和接收微波回波信號，微波信號 發(fā)生單元為多個信號發(fā)生器，為系統(tǒng)同時分別提供微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干信 號。在發(fā)射和接收過程中微波信號天線單元以線形排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描或者以線型排 列相對待測區(qū)域移動掃描，具體方式為:根據(jù)待測區(qū)域的形狀，微波信號天線單元以直線形 狀排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描，或者以弧線形狀排列繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描。待測區(qū)域為立體 時，微波信號天線單元繞待測區(qū)域旋轉(zhuǎn)掃描;待測區(qū)域為面狀時，微波信號天線單元相對待 測區(qū)域移動掃描。掃描過程中，微波信號天線單元中的微波發(fā)射天線發(fā)射微波信號，微波信 號天線單元中的微波接收天線接收微波信號。
[0026] 分別成像:根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號生成雷達探測圖像，根據(jù)微波單頻回波信 號生成斷層掃描圖像。
[0027]具體實施過程如下:微波雷達成像原理利用合成孔徑雷達原理，以一個小天線作 為單個輻射單元，沿一直線方向不斷移動掃描，在移動中選擇若干位置發(fā)射信號，接收相應(yīng) 的發(fā)射位置的回波信號，存貯接收信號的振幅和相位。通過微波天線單元記錄接收到微波 散射信號的時間，即可