本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的一種聲光顯微CT三維成像技術(shù)，特別涉及到應(yīng)用聲光學(xué)聚焦原理采用高分辨顯微光學(xué)技術(shù)和計算機(jī)三維斷層成像技術(shù)的聲光顯微CT三維成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

聲光數(shù)字顯微（Digital holographic microscopy，簡稱DHM）CT三維成像技術(shù)是應(yīng)用聲光學(xué)聚焦原理采用高分辨顯微光學(xué)技術(shù)。不直接記錄被觀測物體的圖像，而是記錄含有被觀測物體波前信息的全息圖，再通過計算機(jī)對所記錄的全息圖進(jìn)行數(shù)值重建來得到被測物體的相位和振幅（光強(qiáng)）信息，進(jìn)而完成數(shù)字三維重構(gòu)。來理解數(shù)值重建這個過程，利用計算機(jī)算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)光學(xué)顯微鏡中的成像透鏡。直觀實時、動態(tài)的觀測人體粘膜細(xì)胞病變發(fā)生、發(fā)展、療效及其損傷情況的先進(jìn)檢測與治療復(fù)合型檢測系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)的CT相比，它注重的是高分辨率顯微三維成像。與傳統(tǒng)病理活檢相比，它具有無創(chuàng)無痛、病人舒適度高以及檢查迅速，耗時少等優(yōu)點(diǎn)，更加直觀，而且是三維直觀；患者依從性高。它是采用一組近紅外慢光/超聲波束分別照射在人體相應(yīng)組織上，接收器依次接受每路光源/波源照射時從組織中折射的漫射光/聲波束，通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型重構(gòu)組織中的生理參數(shù)，采用空間位置的加權(quán)基于梯度的優(yōu)化算法，提高重構(gòu)精度，顯示空間位置，以應(yīng)用于連續(xù)光波斷層成像技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的采用計算機(jī)三維斷層成像技術(shù)，直觀實時、動態(tài)的觀測人體粘膜細(xì)胞病變發(fā)生、發(fā)展、療效及其損傷情況的先進(jìn)檢測與治療復(fù)合型的聲光顯微CT三維成像系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種聲光顯微CT三維成像系統(tǒng)，包括檢測采集單元、傳輸單元、圖像處理單元和顯示單元，檢測采集單元由醫(yī)生操控進(jìn)入病變部位進(jìn)行檢測采集，采集的數(shù)據(jù)通過傳輸單元傳送給計算機(jī)，采集的數(shù)據(jù)通過圖像處理單元的圖像處理與分析在顯示單元顯示，其特征在于：所述的檢測采集單元為單體類膠囊型或纖維內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)，檢測采集單元內(nèi)設(shè)有高分辨率微型攝像頭，由PCB板、鏡頭、固定器、濾色片、DSP、和傳感器部件組成，檢測采集單元采用聲光顯微CT三維成像技術(shù)，選擇聲波或光波進(jìn)行探查、掃描可疑病變部位，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑病變時給出提示信號，醫(yī)生可操作膠囊運(yùn)動控制系統(tǒng)對病變部位進(jìn)行準(zhǔn)確檢查或監(jiān)測；

對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，所述的檢測采集單元可安裝在胃、腸、支氣管纖維鏡或內(nèi)窺鏡中，實現(xiàn)胃腸道、氣管支氣管、尿道、膀胱、輸尿管、子宮等腔管圖像的實時采集與無線傳輸，圖像接收端收到圖像后傳送給計算機(jī)，經(jīng)由計算機(jī)端的內(nèi)窺鏡圖像處理與分析系統(tǒng)進(jìn)行病變診斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑病變時給出提示信號，醫(yī)生可疑操作控制系統(tǒng)對病變部位進(jìn)行準(zhǔn)確檢查。

對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，所述的檢測采集單元采用聲波或光波對被檢查部位的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行探查、掃描，圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描，也可根據(jù)人體狀況進(jìn)行多點(diǎn)掃描。

對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，所述的檢測采集單元采用聲光光子束、聲波束對人體某部粘膜/皮膚組織一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由于不同組織對近紅外光譜、聲波有不同的吸收和散射特性，近紅外光譜、聲波對不同的軟組織具有較強(qiáng)的區(qū)分能力，利用這種特性，通過測量組織的某些光學(xué)參數(shù)，檢測出不同組織的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字輸入計算機(jī)處理，形成體素；

對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，所述檢測采集單元掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個體素的聲、光衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣，數(shù)字矩陣存貯于計算機(jī)中；

對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，所述的圖像處理單元將檢測采集單元獲得的體素經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素，并按矩陣排列，即構(gòu)成CT圖像，聲光顯微CT圖像是重建圖像，每個體素的聲光吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學(xué)方法算出。它根據(jù)人體不同組織對聲光的吸收與折射率的不同，應(yīng)用靈敏度極高的儀器對組織進(jìn)行測量，然后將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計算機(jī)，電子計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，就可攝下人體被檢查組織的斷面或立體的圖像，發(fā)現(xiàn)體內(nèi)該部位的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)的細(xì)小變化。

本發(fā)明具有無創(chuàng)無痛、病人舒適度高以及檢查迅速，耗時少等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為聲光顯微CT三維成像系統(tǒng)工作原理圖。

圖2為聲光顯微CT三維成像系統(tǒng)檢測采集單元結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中：攝像頭1、CCD2、聲波發(fā)生器3、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、紅外線發(fā)生裝置5、顯示器6、膠囊型檢測采集單元7、檢測組織8和聲波9。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和工作原理對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說明：

如圖所示為聲光顯微CT三維成像系統(tǒng)工作原理圖和檢測采集單元結(jié)構(gòu)圖，包括攝像頭1、CCD2、聲波發(fā)生器3、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、紅外線發(fā)生裝置5、顯示器6、膠囊型檢測采集單元7、檢測組織8和聲波9。

聲光數(shù)字顯微CT三維成像技術(shù)工作原理為：

本發(fā)明由信息采集系統(tǒng)和一個計算機(jī)處理系統(tǒng)構(gòu)成；

本信息采集系統(tǒng)裝有一個高像素、高分辨率微型攝像頭，由PCB板、鏡頭、固定器和濾色片、DSP（CCD用）、傳感器等部件組成。其工作原理為：將被檢組織信息通過鏡頭將生成的聲光學(xué)圖像投射到傳感器上，然后聲光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)換成電信號，電信號再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過CCD加工處理，再傳輸至計算機(jī)信息處理系統(tǒng)，通過信息處理成為顯微CT三維圖像，在顯示器中顯示；它的信息采集系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)有一個微型聲波發(fā)生器和一個紅外線發(fā)生裝置，在自帶/外置電源的啟動下向被檢組織發(fā)出、折射聲光。

A/D(Analog to Digital Converter模數(shù)轉(zhuǎn)換器）是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換包括采樣、保持、量化和編碼四個過程。它是把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件。為確保系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度，A/D轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度；要實現(xiàn)快速變化信號的實時控制與檢測，A/D還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標(biāo)。本項目應(yīng)用的隨的是先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)混合集成型A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。D/A是DAC（Digital Analog Converter 數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器)的縮寫。它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬的器件。D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，簡稱ADC，它是把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件。

電源系統(tǒng)：電源電路主要由3.7V鋰電池、電源控制芯片、晶振、諧振電容、場效應(yīng)管、濾波電容、電感等組成。 計算機(jī)處理系統(tǒng)除具備一般計算機(jī)完整的先進(jìn)功能外，尚需有較大的人體聲光圖像、計算機(jī)語言、文學(xué)數(shù)字處理、轉(zhuǎn)換儲存功能，承擔(dān)人體聲光圖像和文學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)換；計算機(jī)系統(tǒng)中設(shè)有視頻輸入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：可以將電腦輸出的信號轉(zhuǎn)換為電視可以接受的信號,分辨率高達(dá)1280x1024@85Hz,提供超強(qiáng)的功能如觸鍵面板、視頻轉(zhuǎn)換、獨(dú)立的水平/垂直位置調(diào)整、電腦、電視同步顯示等。

視頻顯示系統(tǒng)：采用最先進(jìn)的數(shù)字壓縮技術(shù)（MPEG-4），通過計算機(jī)處理實現(xiàn)對圖像的顯示、存儲回放及遠(yuǎn)程傳輸。每路顯示、存儲、回放均可達(dá)到6.25幀/秒，顯示分辨率可達(dá)768*576，存儲、回放分辨率可達(dá)384*288?？梢詫D像觀測進(jìn)行硬盤存儲?？梢栽诖鎯^程中回放歷史存儲記錄。歷史記錄均有時間標(biāo)記。 系統(tǒng)集成度高在計算機(jī)上均能實現(xiàn)全部操作。全部采用WINDOWS界面，操作簡便靈活，可通過PSTN、ISDN、LAN、WAN實現(xiàn)圖像的遠(yuǎn)程瀏覽。傳感系統(tǒng)： 本系統(tǒng)是傳感器與測量儀表、變換裝置等的有機(jī)組合。 在實際中，需要有傳感器與測量儀有機(jī)地組合起來，構(gòu)成一個整體，能完成信號的檢測，這樣便形成了檢測系統(tǒng)。隨著計算機(jī)技術(shù)及信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，檢測系統(tǒng)所涉及的內(nèi)容也不斷得以充實。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程中，過程參數(shù)的檢測都是自動進(jìn)行的，即檢測任務(wù)是由檢測系統(tǒng)自動完成的。

本發(fā)明信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡便，趨于微型模塊。便于置于類膠囊型物體或纖維內(nèi)窺鏡中；便于回收再利用。

完整、成熟的軟件：發(fā)明者開發(fā)的軟件可完成整個和全套醫(yī)學(xué)聲光顯微CT圖像展現(xiàn)。