專利名稱：一種乳腺病灶穿刺點的定位方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及乳腺檢測技術領域，尤其涉及ー種乳腺病灶穿刺點的定位方法及其系統。
背景技術：
為預防和減輕乳腺疾病對 女性健康的危害，需用精確的檢測手段正確診斷疾病，易及時采取治療措施。目前乳腺疾病檢測的方式有x射線鑰靶乳腺檢測，X光射線數字乳腺檢測，超聲乳腺檢測以及磁共振乳腺等檢測手段，其中，X光乳腺檢測為最常用的檢測方式，是乳腺檢測的金標準。微小病灶(〈10mm)準確檢測能提早發現乳腺癌，盡早治療乳腺癌，可延長女性壽命，但難完全通過影像學做出準確診斷。據權威調查得知，在IOmm以下尺度上發現乳腺腫瘤，能延長患者壽命5"10年。臨床上,通過細針穿刺針吸活檢或導絲立體定位穿刺活檢的方式，可對微小病灶進行準確診斷。無論通過細針穿刺針吸活檢，還是通過導絲立體定位穿刺活檢，都需計算出穿刺點的坐標，以此指導穿刺。乳腺穿刺技術常見于臨床，給醫生準確診斷提供了很大幫助。尤其對于尺寸在15mm以上的病灶進行穿刺，準確率較高。但是，由于ニ維乳腺圖像，存在組織疊加，很難準確定位病灶位置。目前仍然存在穿刺坐標點定位不準的現象，臨床出現過穿刺點與病灶中心的距離大于2. 5mm的情況，甚至出現穿刺點不在病灶內部。對于微小病灶(〈10mm)來說，病灶定位困難，穿刺點與病灶邊緣距離太近，穿刺所取病灶組織過少，診斷結果為假陰性。有鑒于此，現有技術有待改進和提高。
發明內容
鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供ー種乳腺病灶穿刺點的定位方法及其系統，g在解決現有技術中微小病灶的穿刺點定位困難的問題。本發明的技術方案如下
ー種乳腺病灶穿刺點的定位方法，用于X射線數字乳腺機進行乳腺活檢穿刺中，其中，所述定位方法包括以下步驟
ST1、獲取X射線數字乳腺機的球管的焦點分別設置在A、B兩點處的兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像；
ST2、在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；并分別以所述A指引點和B指引點為圓心定乂出A指引圓和B指引圓，所述A指引圓和B指引圓都位于待檢測病灶區域內；
ST3、以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引維體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引錐體；
ST4、A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面；
ST5、選取指引截面中面積最大的，其重心即為穿刺點。所述的乳腺病灶穿刺點的定位方法，其中，所述A指弓I點或B指弓I點根據待檢測病灶區域的大小來選取。所述的乳腺病灶穿刺點的定位方法，其中，所述步驟ST5中選取指引截面中面積最大的方法具體為
將所述指引截面定義為兩平行于探測器的圓圍成，兩平行于探測器的圓中心距最小時，指引截面面積最大。ー種乳腺病灶穿刺點的定位系統，用于X射線數字乳腺機進行乳腺活檢穿刺的穿刺點定位，其中，所述定位系統包括 圖像獲取模塊，用于獲取數字乳腺機的球管的焦點分別設置在A、B兩點處的兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像；
指引圓設置模塊，用于在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；并分別以所述A指引點和B指引點為圓心定義出A指引圓和B指引圓，所述A指引圓和B指引圓都位于待檢測病灶區域內；
指引錐體設置模塊，用于以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引錐體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引錐體；
指引截面設置模塊，用于將A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于X射線數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面；
穿刺點選取模塊，用于選取指引截面中面積最大的，其重心即為穿刺點。所述的乳腺病灶穿刺點的定位系統，其中，所述圖像獲取模塊中A、B兩點分別位于球管偏轉Z軸的兩側，其與Z軸的夾角相等。所述的乳腺病灶穿刺點的定位系統，其中，所述指引圓設置模塊中A、B指引點的選取包括手動選擇和自動選擇兩種。有益效果本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法及其系統，其確定的穿刺點位于病灶內部，且距離病灶邊緣較遠，穿刺活檢時能獲取足夠多的病灶組織，為醫生準確診斷提供了充足的信息。與其他穿刺點坐標計算方法相比，本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法中的穿刺點計算精巧，理論完善，結果精度較高，操作簡單，運算速度快。
圖I為本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法的流程圖。圖2為本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法中的病灶投影光錐生成的穿刺指引體模型的示意圖。圖3為本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法中的平行探測器平面截指引體得到的最大截面的示意圖。圖4為本發明的乳腺病灶穿刺點的定位系統的結構框圖。
具體實施例方式在本申請中，提供了一種全新的計算穿刺點坐標的方法一光錐截面法。采用X光球管在兩個不同角度時所拍攝的圖像，建立病灶投影光錐產生穿刺指引體模型。用平行探測器平面截指引體得最大截面，在最大截面上取遠離邊緣的一點作為穿刺點。所得穿刺點位于病灶內部，且距離病灶邊緣較遠，穿刺活檢時能獲取足夠多的病灶組織，為醫生準確診斷提供了充足的信息。較其他穿刺點坐標計算方法，光錐截面法計算精巧，理論完善，結果精度較高，操作簡單，運算速度快。為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。請參閱圖1，其為本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法的流程圖。如圖所示，所述定位方法用于X射線數字乳腺機進行乳腺活檢穿刺中，包括以下步驟
51、獲取X射線數字乳腺機的球管的焦點分別設置在A、B兩點處的兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像；焦點便是點光源，也就是之后提及的各種錐體的頂點；
52、在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；并分別以所述A指引點和B指引點為圓心定乂出A指引圓和B指引圓，且都位于待檢測病灶區域內；其中，由于指引點選擇會有誤差，不同角度投影得到的病灶圖像區域大小也不相同，所以A指引圓和B指引圓的半徑可以不相同，只要分別滿足指引圓在病灶區域即可；
53、以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引維體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引錐體；所述椎體為幾何中的錐體；
54、A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面；
55、選取指引截面中面積最大的，其重心即為穿刺點。下面結合圖2分別針對上述步驟進行具體描述
所述步驟SI為獲取兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像；分別令X射線數字乳腺機的球管的焦點位于A、B兩點(A、B兩點即圖2中所示的I和2)，然后進行拍攝，獲取兩幅乳腺圖像，并將乳腺圖像保存下來。在本實施例中，A、B兩點(即A焦點和B焦點)的選取分別位于球管偏轉Z軸的兩側，其與Z軸的夾角相等。此為工程中的習慣，使用時兩角度也可設定不同。 所述步驟S2為確定指弓I圓，其首先在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；需要注意的是，A、B指引點的選取對后續穿刺點的確定十分重要，根據待檢測病灶區域的大小來選取，應當滿足位于病灶內部，且距離病灶邊緣較遠，即靠近乳腺病灶圖像區域的中心，如此ー來，會提高檢測的準確性。然后，分別以所述A指引點和B指引點為圓心定乂出A指引圓和B指引圓，且都位于待檢測病灶區域內。如圖2所示，以B指弓丨點3為圓心獲得B指引圓4 ;以A指引點5為圓心獲得A指引圓6。所述步驟S3為以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引錐體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引錐體。即圖2中的A指引錐體8包括A焦點I和A指引圓6，所述B指引錐體7包括B焦點2和B指引圓4。可以理解地是，指引點與指引圓的選擇必須能使得兩指引錐體在空間有共同區域，指引點盡量靠近病灶圖像區域的中心，兩指引圓不能包含病灶圖像區域之外的點。
請ー并參閱圖3，所述步驟S4為設定A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面。如圖2和圖3所示，A指引錐體8和B指引錐體7的公共部分為指引體9，平行于探測器的平面10橫截指引體9得到指引截面13。所述步驟S5為選取指引截面中面積最大的ー個，面積最大的指引截面的重心即為穿刺點。所述指引截面13的面積沿z軸正方向先増大后減小通過極值法計算面積最大時的z坐標，以便求解穿刺點坐標。進ー步地，在本實施例中，步驟S5中選取指引截面中面積最大的方法為將所述指引截面定義為兩平行于探測器的圓圍成，兩平行于探測器的圓中心距14最小時，指引截面面積最大。結合圖2、3來具體介紹ー下
為了方便討論和計算，建立坐標系，將A指引錐體8和B指引錐體7分別表示為
卜-ら卜卜= f公式⑴·
10 <z <
+ b — = 2 公式⑵
O < Z < Za
由公式(I)、(2)可知，01.% (4 4句)’ OwR (4 )分別為A焦點I和B焦點2的位置，A指引圓圓心、B指引圓圓心分別為,Zp)，,zf)，指引圓半徑分別為f和#。由于存在A、B指引圓半徑與圓11和圓12 (即兩平行于探測器的圓)的半徑平行。根據相似三角形對應邊的比例關系可知A焦點I和B焦點2分別到對應的A指引圓和B指引圓的圓心的距離，A焦點I和B焦點2到圓11和圓12 (即兩平行于探測器的圓)的圓心的距離之間成比例關系。根據這些比例關系能計算出指引截面13面積最大時z坐標值。最終求得穿刺點的z坐標值為
れ^^4とゼ^]公式⑶
(4 — d2f + (d3—d4f
其中，其中，z￡(R)-zm￡ , く -ズf =ゴI ’ X1l -X1r ^d2, yf - = d3,
- < = d4。然后根據比例關系便可求出穿刺點其他兩維坐標。由于兩指引錐體(B指引錐體7和A指引錐體8)所形成的指引體9成梭狀，橫截平面10 (即平行于探測器的平面10)的位置不同，指引截面13面積也不相同指引截面13的面積沿z軸正方向先增大后減小
另外，本發明還提供了ー種乳腺病灶穿刺點的定位系統，用于X射線數字乳腺機進行乳腺活檢穿刺的穿刺點定位，如圖4所示，所述定位系統包括圖像獲取模塊100、指引圓設置模塊200、指引錐體設置模塊300、指引截面設置模塊400、穿刺點選取模塊500。其中，所述圖像獲取模塊100用于獲取X射線數字乳腺機的球管的焦點分別設置在A、B兩點處的兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像；所述指引圓設置模塊200用于在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；并分別以所述A指引點和B指引點為圓心定乂出A指引圓和B指引圓，所述A指引圓和B指引圓的半徑相同，且都位于待檢測病灶區域內；所述指引錐體設置模塊300用于以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引維體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引維體；所述指引截面設置模塊400用于將A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于X射線數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面；所述穿刺點選取模塊500用于選取指引截面中面積最大的，其重心即為穿刺點。上述功能模塊的具體實現細節已經在方法步驟中進行了詳細介紹，這里就不再 贅述了 O 偏轉Z軸的兩側，其與Z軸的夾角相等。當然，也可以不處于z軸兩側，只要偏轉角度不同即可，即保證A，B為不同的點，但在實施中更多采用左右側旋轉相同角度。另外，所述指引圓設直ネ吳塊中A、B指引點的選取包括手動選擇和自動選擇兩種，即手動選擇打開兩幅乳腺圖像后，手動選擇A、B指引點，為提高檢測的準確性，指引點需靠近乳腺病灶圖像區域的中心。自動選擇運行根據算法編寫的軟件，輸入乳腺成像時的球管角度0、，然后通過圖像處理的方法計算出病灶圖像區域的中心，再選擇出合適的指引點在圖像上選擇兩指引點后將其保存，使用算法程序中計算功能，自動將圖像坐標系中的指引點轉換到系統坐標系(以探測器上某點為原點的坐標系)中，此時指引點位于探測器上。算法自動檢測所選的指引點是否能生成指引體，若不能則報錯。若能，則逐步計算位于系統坐標中的指引錐體，指引體，指引截面并最終根據極值法計算得出穿刺點在系統坐標系中的三個坐標值。此算法計算所得穿刺點一定位于待檢測的病灶內部且靠近病灶中心，完全能滿足乳腺穿刺活檢的要求。且算法思路精巧，操作簡單，計算結果準確。綜上所述，本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法及其系統，獲取X射線數字乳腺機的球管在兩個不同角度處所拍攝的乳腺圖像，建立病灶投影光錐產生穿刺指引體模型。用平行探測器平面截指引體得最大截面，在最大截面上取遠離邊緣的一點作為穿刺點。其確定的穿刺點位于病灶內部，且距離病灶邊緣較遠，穿刺活檢時能獲取足夠多的病灶組織，為醫生準確診斷提供了充足的信息。與其他穿刺點坐標計算方法相比，本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法中的穿刺點計算精巧，理論完善，結果精度較高，操作簡單，運算速度快。應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.ー種乳腺病灶穿刺點的定位方法，用于X射線數字乳腺機進行乳腺活檢穿刺中，其特征在于，所述定位方法包括以下步驟 ST1、獲取X射線數字乳腺機的球管的焦點分別設置在A、B兩點處的兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像； ST2、在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；并分別以所述A指引點和B指引點為圓心定乂出A指引圓和B指引圓，所述A指引圓和B指引圓都位于待檢測病灶區域內； ST3、以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引維體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引錐體； ST4、A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于X射線數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面； ST5、選取指引截面中面積最大的，其重心即為穿刺點。
2.根據權利要求I所述的乳腺病灶穿刺點的定位方法，其特征在于，所述A指引點或B指引點選取是根據待檢測病灶區域的大小來設定的。
3.根據權利要求I或2所述的乳腺病灶穿刺點的定位方法，其特征在于，所述步驟ST5中選取指引截面中面積最大的方法具體為 將所述指引截面定義為兩平行于探測器的圓圍成，兩平行于探測器的圓中心距最小時，指引截面面積最大。
4.ー種乳腺病灶穿刺點的定位系統，用于X射線數字乳腺機進行乳腺活檢穿刺的穿刺點定位，其特征在于，所述定位系統包括 圖像獲取模塊，用于獲取X射線數字乳腺機的球管的焦點分別設置在A、B兩點處的兩幅乳腺圖像A乳腺圖像和B乳腺圖像；指引圓設置模塊，用于在A乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇A指引點，在B乳腺圖像中的待檢測病灶區域中選擇B指引點；并分別以所述A指引點和B指引點為圓心定義出A指引圓和B指引圓，所述A指引圓和B指引圓的半徑相同，且都位于待檢測病灶區域內；指引錐體設置模塊，用于以A點為頂點、A指引圓為底面生成A指引錐體；以B點為頂點、B指引圓為底面生成B指引錐體； 指引截面設置模塊，用于將A指引錐體和B指引錐體的公共部分為指引體，并利用平行于X射線數字乳腺機的探測器的平面橫截指引體，得到指引截面； 穿刺點選取模塊，用于選取指引截面中面積最大的，其重心即為穿刺點。
5.根據權利要求4所述的乳腺病灶穿刺點的定位系統，其特征在于，所述圖像獲取模塊中A、B兩點分別位于球管偏轉Z軸的兩側，其與Z軸的夾角相等。
6.根據權利要求4所述的乳腺病灶穿刺點的定位系統，其特征在于，所述指引圓設置模塊中A、B指引點的選取包括手動選擇和自動選擇兩種。
全文摘要
本發明公開一種乳腺病灶穿刺點的定位方法及其系統，獲取X射線數字乳腺機的球管在兩個不同角度處拍攝的乳腺圖像，建立病灶投影光錐產生穿刺指引體模型。用平行探測器平面截指引體得最大截面，在最大截面上取遠離邊緣的一點作為穿刺點。其確定的穿刺點位于病灶內部，且距離病灶邊緣較遠，穿刺活檢時能獲取足夠多的病灶組織，與其他穿刺點坐標計算方法相比，本發明的乳腺病灶穿刺點的定位方法中的穿刺點計算精巧，理論完善，結果精度較高，操作簡單，運算速度快。
文檔編號A61B6/00GK102860834SQ20121034008
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者高鵬, 吳劍, 吳國輝, 席東星 申請人:深圳安科高技術股份有限公司