一种肿瘤血管正常化检测系统和检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种肿瘤血管正常化检测系统和检测方法，该系统包括：激光光源模块、成像模块、图像处理器、血流检测分析模块、血管形态学分析模块、人工智能分析模块及显示模块；血流检测分析模块，用于获取血流流速图像，将散斑图像通过算法处理为血流流速图像；血管形态学分析模块，用于提取肿瘤血管形态结构，对肿瘤血管密度和血管扭曲程度测定；人工智能分析模块，用于综合肿瘤血流速度、血管密度、扭曲程度，判定肿瘤血管是否正常化，并给出肿瘤血管正常化窗口期预测结果。本发明专利技术通过对肿瘤血管结构和功能成像，可评估肿瘤血管是否处于正常化窗口期，提升了抗肿瘤血管生成疗法的临床地位，为制定更合理的抗肿瘤联合治疗方案提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤血管正常化检测系统和检测方法
本专利技术涉及肿瘤血管正常化的人工智能检测
，尤其涉及一种肿瘤血管正常化检测系统和检测方法。
技术介绍
随着人们生活方式的改变和生活环境的污染，肿瘤疾病的发病率越来越高。肿瘤已经成为严重危害人类健康和生命的常见疾病。据《2018年全球癌症统计数据》报告，预估全球2018年将新增1810万癌症病例和970万癌症死亡病例。到本世纪末，癌症将成为全球头号“杀手”，也是阻碍人类预期寿命延长的最大“拦路虎”。根据最新的统计数据显示，中国恶性肿瘤患者占全球近20％，死亡人数占全球近24％，发病率、死亡率均为全球第一。目前恶性肿瘤已成为中国城市居民死亡的第一主要原因及农村居民死亡的第二主要原因。十多年来，中国恶性肿瘤发病率每年保持约3.9％的增幅，死亡率每年保持2.5％的增幅，每年恶性肿瘤所致的医疗花费超过2200亿。肿瘤血管在肿瘤细胞增殖、侵袭和转移中起到了重要作用。1971年Folkman教授率先提出了抗血管生成治疗恶性肿瘤的理论，即通过抑制肿瘤新生血管从而切断肿瘤的营养供给，进而达到抑制肿瘤生长的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肿瘤血管正常化检测系统，其特征在于，该系统包括：/n激光光源模块，包括：激光器，用于发射激光照明生物组织；可变衰减器，用于调节激光光强；扩束镜，用于改变激光的光束直径和发散角；反射镜，用于将调节后的激光反射到待测的生物组织上；/n成像模块，包括：体视显微镜，用于对激光照射的生物组织图像进行放大；相机，与体视显微镜连接，用于接受放大后的图像信号；/n图像处理器，与成像模块相连，用于对成像模块获取的图像进行图像处理，图像处理包括：去马赛克、去噪、去雾、色彩增强；/n血流检测分析模块，与成像模块相连，用于获取血流流速图像，血流检测分析模块通过对图像进行处理，将散斑图像通过算法处理为血流流速图...

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤血管正常化检测系统，其特征在于，该系统包括：
激光光源模块，包括：激光器，用于发射激光照明生物组织；可变衰减器，用于调节激光光强；扩束镜，用于改变激光的光束直径和发散角；反射镜，用于将调节后的激光反射到待测的生物组织上；
成像模块，包括：体视显微镜，用于对激光照射的生物组织图像进行放大；相机，与体视显微镜连接，用于接受放大后的图像信号；
图像处理器，与成像模块相连，用于对成像模块获取的图像进行图像处理，图像处理包括：去马赛克、去噪、去雾、色彩增强；
血流检测分析模块，与成像模块相连，用于获取血流流速图像，血流检测分析模块通过对图像进行处理，将散斑图像通过算法处理为血流流速图像；
血管形态学分析模块，与血流检测分析模块相连，用于提取肿瘤血管形态结构，对肿瘤血管密度和血管扭曲程度测定；
人工智能分析模块，与血管形态学分析模块相连，用于综合肿瘤血流速度、血管密度、扭曲程度，判定肿瘤血管是否正常化，并给出肿瘤血管正常化窗口期预测结果；
显示模块，与图像处理器、人工智能分析模块的输出端均相连，用于显示图像，并对肿瘤血管是否正常化的判定结果进行提示。


2.根据权利要求1所述的肿瘤血管正常化检测系统，其特征在于，激光器的波长范围为600nm～1300nm。


3.根据权利要求1所述的肿瘤血管正常化检测系统，其特征在于，血流检测分析模块的硬件构成为现场可编程门阵列FPGA、专有Asic芯片或高性能显卡；人工智能分析模块的硬件构成为专有Asic芯片或高性能显卡。


4.根据权利要求1所述的肿瘤血管正常化检测系统，其特征在于，显示模块包括显示器和语音提示器。


5.一种肿瘤血管正常化检测方法，采用权利要求1所述的肿瘤血管正常化检测系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：通过调节后的激光照射在待测的生物组织上，采集被照明的生物组织的肿瘤散斑图像，从散斑图像重建出肿瘤血流图像；
步骤2：基于图像形态学处理，从肿瘤血流图像中检测肿瘤血管结构；
步骤3：提取血管密度、血管直径以及血管分支节点；
步骤4：计算血管扭曲程度，并与预设的相同直径的正常组织血管比较，对肿瘤血管的扭曲程度进行分级；
步骤5：通过人工智能分析模块综合肿瘤血流速度、血管密度、扭曲程度，判定肿瘤血管是否正常化，并给出肿瘤血管正常化窗口期预测结果的语音提示。


6.根据权利要求5所述的肿瘤血管正常化检测方法，其特征在于，该方法的步骤1中获取肿瘤血流图像的具体方法为：
以Ns*Ns的窗口滤波器对原始散斑图像进行处理，获得归一化方差图像Vns(x,y)，处理公式为：



其中，Ns为窗口滤波器的尺寸大小，取值为5～11，Is(i,j)为窗口滤波器内的像素灰度值，i和j分别为窗口滤波器内的像素点的横纵坐标，Is为窗口滤波器内像素灰度的均值，x和y为新生成的归一化方差图像像素点的横纵坐标；
计算肿瘤的二维血流图像，公式为：



其中，v(x,y)即为血流图像。


7.根据权利要求5所述的肿瘤血管正常化检测方法，其特征在于，该方法的步骤2中检测检测肿瘤血...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，刘立龙，陈亚昕，陈雪寒，袁茜，杨静，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42