乳腺血氧成像系统介绍本系统包括两大部分,第一部分是乳腺病变部位局部血氧含量的测定及成像,第二部分是红外图像三算子处理,形成三副图像,(1)显示病变部位血管的变化及数量(血管显化);(2)显示病变部位结构变化(等灰度线);(3)病变部位边缘显示
完成以上功能的设计原理主要是依据乳腺癌的病理改变特征
当乳腺组织发生癌变后,癌细胞在增殖过程中形成大量新生血管,现在肿瘤已被证明是血管生成依赖性疾病,肿瘤血管生成就是新生血管在肿瘤现有血管上形成的过程,研究证明血管生成促进肿瘤生长、进展,且与预后相关,抑制血管生成,可以抑制肿瘤生长、并延长存活期
肿瘤形成后,其外围引流血管也逐渐发生变化(增粗、扭曲、中断、走行异常)
由于病变区内有大量血管,造成局部血含量增加(血红蛋白也就增多),而癌细胞增殖、活跃,消耗大量氧,使局部的血红蛋白处在脱氧状态,检测时多表现为高血低氧(图1),以此结果可参考判断病变区有恶性的可能
图1由于病变区局部血含量增加,血红蛋白增多,特异吸收红外光后形成灰影区(图2),(灰影往往大于肿块)为了了解灰影区内外的细微变化,利用三算子进一步分析,如果病变区内显示出大量血管(比原始图像内血管增多),这也是判断乳癌的一个依据(图3)
医学影像学对病变区的边缘很重视,边缘毛糙、不光滑多恶性(图4),边缘光滑多良性
图2图3图4乳癌的病理特征除局部血含量变化外,另一个特征是由于癌组织呈浸润性生长,病变区内有坏死、出血、钙化、含铁血黄素沉着、导管扩张、炎性细胞和反应性细胞浸润等变化,使癌组织内结构不均匀,当光经过一块不均匀的组织形成的图像也是不均匀的,但肉眼有时尚难分辨,此时若用等灰度曲线来表达,就容易识别了
这里利用了一个简单地光学原理,即光在均匀介质里传播,与光源等距离的各点亮度相同,将相同亮度的点连成线,会得到规则的曲线(同心圆)(图5)
如果曲线不规则,可以认为通过地介质(