電阻抗乳腺掃描(EIS)硬件故障診斷系統(tǒng)的研究及圖像后處理.pdf

1、乳腺癌是一種嚴重危害婦女健康的惡性腫瘤，盡早發(fā)現(xiàn)它是提高乳腺癌患者生存率的關鍵，國內(nèi)外的相關機構都大力提倡對適齡婦女進行乳腺癌普查。然而，常用的乳腺癌檢查方法并不能夠很好地勝任早期普查。電阻抗掃描（ElectricalImpedanceScanning，EIS）作為一種新型的乳腺癌檢測技術，它根據(jù)惡性腫瘤組織與正常乳腺組織的電導率之間存在顯著性差異，通過檢測電極陣列測量乳腺表面的電流分布情況來觀察乳腺內(nèi)部是否含有電導率異常的包塊。該技術

2、已被證明可以輔助其它影像設備，如X線鉬靶，為乳腺癌的早期診斷提供了一種新的方法。由于EIS具有無創(chuàng)、無輻射，操作簡便，設備價格低、檢查費用低等諸多優(yōu)點，該技術尤其適用于乳腺癌的早期普查。
　　在2002年，第四軍醫(yī)大學生物醫(yī)學工程系電阻抗研究小組推出了國內(nèi)第一臺基于電阻抗掃描成像原理的乳腺掃描成像樣機，隨后進行了臨床試驗。在臨床試驗中，該設備獲得了較好的檢測效果，顯示了其廣闊的應用前景，同時臨床試驗也對這一設備提出了新的要求和建議

3、。為了使EIS能更好地應用于臨床普查，有必要在原有EIS系統(tǒng)的基礎上作進一步的研究與改進。
　　1、可能存在多種因素會導致EIS硬件電路出現(xiàn)一些故障，使整個EIS系統(tǒng)無法正常工作。本課題在分析原有的EIS硬件電路的基礎上，確定了關鍵的測試點，設計了故障診斷系統(tǒng)的硬件電路和配套軟件。通過DAQ板對測試點的模擬電壓信號進行采集，利用DIO板對測試點的數(shù)字電壓信號進行采集。并使用故障診斷軟件控制測量流程，分析處理測試點的信號，最終可以把

4、故障定位到以各個芯片為中心的功能模塊級和通道電路級。EIS硬件電路的故障診斷系統(tǒng)使EIS系統(tǒng)更加完善，而且用戶可借助于此系統(tǒng)以更高的效率來排除故障進而確保設備運行的可靠性，使EIS更加適合臨床普查。
　　2、本課題組正在研制新一代的EIS成像系統(tǒng)，在新系統(tǒng)中采用USB（UniversalSerialBus）接口來連接計算機和EIS主機。由于EIS主機是專用的USB設備，我們還必須為應用程序提供適當?shù)腢SB設備驅(qū)動程序，使得應用程序

5、可以調(diào)用存取設備的函數(shù)來與設備進行通信。為此，本課題借助于DriverStudio、DDK和VisualC++三個軟件開發(fā)了適合EIS系統(tǒng)的USB設備驅(qū)動程序，相應的用戶應用程序和USB設備固件程序。經(jīng)過調(diào)試，成功地實現(xiàn)了計算機與EIS主機間的數(shù)據(jù)傳輸。
　　3、為了進一步提高EIS對病變組織的檢測能力，本課題對原有的EIS軟件算法作了一些改進：通過對EIS圖像中暗團塊部分的數(shù)據(jù)分析，確定了暗團塊識別的空間判據(jù)和閾值判據(jù)，采用圖像

6、增強技術對圖像中的暗團塊部分進行凸顯。編程實現(xiàn)了暗團塊識別模塊，最后用此模塊對06年40例含有暗團塊圖像的患者數(shù)據(jù)進行了識別，發(fā)現(xiàn)其對典型暗團塊的檢出率為100％。
　　4、EIS檢查時要把乳房分成九個區(qū)分別進行掃描，所以對每個乳房的檢查便得到九幀圖像。本課題嘗試把這九幀掃描圖像拼接到一起，形成一幅完整的對整個乳房進行掃描的圖像。為此，本課題確定了每幀圖像間的拼接點并對其進行圖像拼接，然后再利用淡入淡出的思想對合成圖像中的拼接縫進