一種乳腺癌診斷設備的圖像獲取系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種用于診斷乳腺癌的專用設備。
【背景技術(shù)】
[0002]在科技界，新血管生成的過程已經(jīng)證明是與大多數(shù)癌癥的生長和發(fā)展有直接的關(guān)聯(lián)，同時它還與其他70多種人類疾病有著密切聯(lián)系。
[0003]新血管生成是發(fā)生在健康組織和疾病組織上的關(guān)鍵生物過程。在正常情況下，新血管生成對于再生、胚胎發(fā)育和傷口修復是必須的。在上述情況下，復雜的新血管生成過程維持著微妙的平衡。這種平衡是由多種新血管生成刺激生長因子、心血管抑制劑、細胞集合分子、細胞外基質(zhì)和其他調(diào)節(jié)因子共同作用完成的。但是，當這種平衡被破壞時就會產(chǎn)生太多或太少的新生血管，從而導致不同的病理狀態(tài)，如癌癥、風濕性關(guān)節(jié)炎以及冠狀動脈疾病等。像所有細胞一樣，初期的腫瘤細胞需要連續(xù)不斷的養(yǎng)分和氧氣的供應，并排泄廢棄物。腫瘤在很小的狀態(tài)(大約直徑Imm左右)時，通過細胞膜就足以提供養(yǎng)分和排泄廢物。當腫瘤直徑生長超過Imm時，腫瘤細胞就必須像其周圍的健康組織一樣，生成它們自己的供血系統(tǒng)。腫瘤的形成有一個漸進的過程，是細胞發(fā)生多次基因突變并積累的結(jié)果。隨著這些異常突變發(fā)生積累，由量變到質(zhì)變，細胞逐漸獲得了惡性腫瘤細胞的特性，即增強的繁殖能力，侵犯性轉(zhuǎn)移能力等。在癌瘤沒有侵犯周圍組織，遠處轉(zhuǎn)移前，用局部治療手段，配合全身治療，可使大多數(shù)(90%以上)癌瘤得到根治。
[0004]由于乳腺組織相對均勻的低吸收光學特性以及癌變組織血管新生效應所提供的顯著的光學對比度機制，如血紅蛋白濃度升高和血氧飽和度降低等，光學乳腺層析技術(shù)在靈敏度、特異性和安全性等方面較X射線、磁共振和超聲等傳統(tǒng)解剖成像模態(tài)具有潛在的綜合優(yōu)勢.現(xiàn)有的各種光學診斷方法大多僅對組織體的光學或熒光特性成像:如血氧擴散光學層析能夠原理上獲得用于判別組織良惡程度的本征生理特征，但由于其逆問題嚴重的病態(tài)性和所依賴內(nèi)源性對比度的有限性，該方法在實際應用中存在精度不足和偽像干擾大的缺點；熒光擴散光層析依賴熒光劑在病變與正常組織間藥代動力學性能的顯著差異所提供的外源性對比度增強(2?4倍)機制，能更為可靠地獲取腫瘤位置信息，但無法獲得組織體的本征生理特征。
[0005]正常的細胞組織中交織著密實的毛細血管網(wǎng)。毛細血管由內(nèi)皮細胞構(gòu)成，負責供應養(yǎng)分、排出廢物。當細胞缺氧時，細胞組織就會釋放出新血管生長因子，例如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和堿性成纖維生長因子(bFGF)，刺激血管內(nèi)皮細胞繁殖并形成新的毛細血管。某些腫瘤細胞也像正常細胞一樣，具有分泌新血管生長因子的能力，因而可以從鄰近組織中吸引內(nèi)皮細胞，并導致內(nèi)皮細胞繁殖。通過促使腫瘤內(nèi)毛細血管的生長,腫瘤細胞可以直接從血液中獲取含有豐富養(yǎng)分和氧氣供腫瘤細胞生長發(fā)展，并將其排泄廢物的通過新生血管系統(tǒng)輸送出去，腫瘤細胞也因此迅速生長同時廣泛擴散。醫(yī)生可以通過觀察腫瘤標本是否存在致密性毛細血管網(wǎng)來判斷腫瘤的發(fā)育階段，并預測其未來的發(fā)展過程。腫瘤的新血管生成過程如下:
[0006](i)初始階段:病變組織(腫瘤)生成并釋放新血管生長因子，并且將這些生長因子擴散到周圍的組織中。
[0007](?)血管內(nèi)皮細胞增殖和侵入階段:新血管生長因子附著在附近血管內(nèi)皮細胞的感受器上。在血管內(nèi)皮細胞內(nèi)部，信號從細胞表面向細胞核發(fā)送，細胞開始產(chǎn)生新的分子，包括酶。酶將環(huán)繞血管的外殼樣的細胞基質(zhì)溶解出一個小洞。血管內(nèi)皮細胞開始分裂繁殖，并通過溶洞向腫瘤方向生長遷移。稱為粘附分子或細胞整合素(ανβ3和ανβ5)的特殊分子，幫助向前拉伸血管芽尖端。一種稱為基質(zhì)金屬蛋白酶，能夠溶解萌發(fā)血管前端的組織，隨著血管的擴張，組織就被改造為環(huán)繞血管的形狀。萌發(fā)的血管內(nèi)皮細胞環(huán)繞構(gòu)成血管管道，各個血管管道連接起來形成完整的血管環(huán)以循環(huán)血液。
[0008](iii)血管成熟階段:特殊肌細胞的生成能夠為新生成的血管管道提供結(jié)構(gòu)化支撐，使新血管的生長保持穩(wěn)定。血液開始在新生成的血管內(nèi)流動。這些新血管就是腫瘤賴以生存的含豐富養(yǎng)分和血液的結(jié)構(gòu)，使得腫瘤能夠迅速生長并在體內(nèi)擴散。沒有這個環(huán)境，新生的腫瘤組織將局限在大約的I立方毫米的范圍之內(nèi)，因為缺少養(yǎng)分輸送和廢物排出循環(huán)系統(tǒng)而被細胞自身的排泄物包圍而窒息消亡。
[0009]惡性組織的新生血管有常見的共有特征。這些特征包括“獨特的血管形態(tài)”和“新血管生成特征”。動態(tài)光學成像儀可以檢測到這一特征，并可用于幫助診斷惡性組織是否存在。腫瘤新血管生成的這種特征與良性狀態(tài)下簡單的炎癥很不相同，具有如下腫瘤新血管生成的特征:
[0010](i)高密度及高血含量:為腫瘤提供養(yǎng)分的血管比正常組織的血管更多、更密。通過使用血管成像技術(shù)對幾組乳腺癌進行成像。癌變腫瘤周圍的微血管密度與其他地方相比是最大的。
[0011](ii)血流阻力:為供養(yǎng)腫瘤而生成的血管在輕微加壓下表現(xiàn)出比正常血管更大的血流阻力。
[0012](iii)血管滲漏:為供養(yǎng)腫瘤而生成的血管在外部壓力下會出現(xiàn)血管(壁)滲漏的現(xiàn)象。由于腫瘤區(qū)域的血管壁有更高的滲透性，所以腫瘤區(qū)的空隙流壓力是比較高的，它與微血管壓力接近并與其保持平衡。這一現(xiàn)象與正常組織的空隙流壓力形成鮮明的對比。在腫瘤區(qū)，這種高空隙流壓力會導致內(nèi)皮的壞死和血管的滲漏。
[0013](iv)高氧消耗及光傳播衰減:由于腫瘤快速生長比正常組織需要更多的氧，為供養(yǎng)腫瘤而生成的血管所攜帶血氧的消耗量就會相當大。此外，不含氧血具有光傳播衰減特性。
[0014]當腫瘤長大到超過一立方毫米(Imm3)后，就需要血管網(wǎng)來供應養(yǎng)分和氧氣以及排泄廢物。這種腫瘤內(nèi)部血管形成的復雜過程被稱為腫瘤“新血管生成”。在乳腺癌領(lǐng)域，腫瘤新血管生成及其臨床意義一直是研究重點。乳腺癌中的高微血管密度與腫瘤轉(zhuǎn)移擴散的趨勢有關(guān)。乳腺癌是一種依賴新血管生成的疾病，所有的實體瘤一旦發(fā)育了血液供應系統(tǒng)，就有可能轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒阅[瘤。新血管生成是腫瘤生長形成新血管的過程，這個過程使腫瘤可以獲取養(yǎng)分及排出廢物。
【實用新型內(nèi)容】
[0015]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有診斷設備的不足，提供一種用以診斷乳腺癌的設備的圖像獲取系統(tǒng)。
[0016]為實現(xiàn)本實用新型之目的，采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種乳腺癌診斷設備的圖像獲取系統(tǒng)，包括有安裝架，安裝在安裝架上的一個用以產(chǎn)生紅外光的LED光源，以及安裝在安裝架上LED光源上方的一個用以接收經(jīng)LED光源發(fā)出并穿透受檢乳房的紅外光的圖像獲取模塊；所述的LED光源產(chǎn)生的紅外光波長在620nm和685nm之間；所述圖像獲取模塊包括有一個用以拍攝動態(tài)圖像的CCD攝像機，以及一個用以擠壓乳房的氣囊；所述氣囊通過管道與一個真空罐和一個儲氣罐相連，氣囊與真空罐、儲氣罐連接的管路上分別連接有電磁閥，儲氣罐與真空罐之間連接有將空氣從真空罐抽入儲氣罐內(nèi)的壓縮機，氣囊和儲氣罐內(nèi)安裝有空氣壓力傳感器，所述空氣壓力傳感器及兩個電磁閥與一個控制器電連接。
[0017]作為優(yōu)選方案:所述的LED光源包括有多個以陣列排布的LED燈構(gòu)成，LED燈所發(fā)出紅外光的波長為640nm。
[0018]作為優(yōu)選方案:所述安裝架包括有一個縱向設置的攝像機安裝板，連接在攝像機安裝板下部一側(cè)的一個紅外安裝架，以及連接在攝像機安裝板下端的升降架，所述升降架縱向滑動安裝在一個升降座上，所述LED光源固定安裝在紅外安裝架上，所述CCD攝像機固定安裝在攝像機安裝板上。
[0019]作為優(yōu)選方案:所述紅外安裝架所處平面與攝像機安裝板之間形成50-60度的夾角。
[0020]作為優(yōu)選方案:所述的圖像獲取模塊包括有一個攝像機罩，所述攝像機罩固定安裝在所述攝像機安裝板上，所述CCD攝像機安裝在攝像機罩內(nèi)靠近攝像機安裝板的一側(cè)，所述攝像機罩下方連接有一個軟質(zhì)的氣囊支架，所述氣囊固定在氣囊支架上。
[0021]作為優(yōu)選方案:所述的LED燈焊接在一個線路板上形成陣列，線路板上自外而內(nèi)第1-7行每行均勻分布15個LED燈，第8行均勻分布13個LED燈，第9行均勻分布9個LED燈，LED燈之間的行距和列距均為0.5英寸，LED陣列左右對稱。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效