[發明專利]生物組織病變的新型光學方法檢測系統

無效

• 申請號: 201310102317.1
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103190886A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 李建龍;聶婭;王磊
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用奇點光學的方法來檢測生物組織病變的光學系統。本發明利用相干激光通過生物組織得到極化圖像關聯結構的結果，以及利用相互極化程度（DMP）的坐標分布的測量技術，來對生物組織極化不均勻圖像作拓撲描述，結果顯示S輪廓與DMP值的坐標分布的自相關函數的半寬有關系。這些信息能夠成為臨床診斷生物組織癌變的基礎。

背景技術

當今，醫學正處在一個重大的變革時期。醫學的重點正由傳統的基于癥狀治療模式向以信息為依據的治療模式轉變。人們已經認識到，癥狀僅僅是疾病被滯后的很粗糙的人體異常反應。當今一些重大醫學課題的研究，一開始就把著眼點放在探索導致疾病的生物信息規律上，以控制生物邏輯信息處于健康狀態，進而達到治療疾病的目的。為此，人們從各個學科（磁學、聲學、化學、光學等）探索醫學診斷和治療的新方法。目前，人們認為光學有希望在當今醫學的大變革中扮演重要角色。認識光在生物組織中的傳播規律，以及激光為代表的高性能光源和高靈敏度光學探測器的研制成功分別是這種認知的理論依據和物質基礎。雖然傳統光學檢測和診斷與傳統醫學的方法相比較有許多優點，尤其是600nm至1300nm“光學窗”波長范圍內的無損檢測和診斷技術蓬勃發展，如組織血氧和腦血氧的檢測、血氧和葡萄糖含量的監測。在成像技術方面近年發展起來的OCT技術也受到人們的高度重視，但由于生物組織的多樣性和復雜性，傳統光學檢測和診斷技術在理論上尤其是如何為醫學臨床提供可靠的生理參數指標尚有許多問題需要加強研究，檢測和治療的有效性和可靠性還有完善的空間。本發明在繼承傳統光學檢測病變性生物組織的非接觸、非電離、無創傷或者微創傷以及高靈活性優點的基礎上，利用奇點光學方法來檢測病理性病變雙折射生物組織，從而能夠為臨床醫學提供更準確的生物組織體場參量。

發明內容

為了能夠提高組織光學參量的可靠性，我們提出了一種新型光學方法檢測系統。該系統與傳統光學檢測的思路不同，結合了奇點光學獨特的場結構特點，基于分析從生物組織散射出來的場的非均勻極化結構，通過測量生物組織圖像的奇點極化和相互極化程度（DMP值）等場參量的空間分布，來檢測雙折射生物組織的病理性病變。

本發明的技術方案是：測量系統如圖1所示，光源是準直了的氦氖激光，（λ=0.6328?μm，W=5.0?mw，直徑為10?mm）。極化是由3和5的四分之一波片控制的，起偏器4調整極化光的角度和橢圓率，其中0≤α₀≤180⁰，0≤β₀≤90⁰。生物組織的極化圖像是用顯微樣品7發射到CCD陣列9得到的，CCD的像素為800*600，CCD陣列可以為生物組織提供從2到200微米的側面范圍測量。用起偏器8可以分析生物組織圖像。

本發明同其他的光學檢測方法相比能夠利用奇點光學獨特的場結構特點，獲得生物組織散射出來的場的極化參量空間分布，從而檢測雙折射生物組織的病理性病變。本發明結構簡單，易于制作。

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1是生物組織病變的新型光學方法檢測系統示意圖。

圖2是實施例一中的研究物體。

圖3是實施例一中的實驗結果。

圖4是實施例二中的研究物體。

圖5是實施例二中的實驗結果一。

圖6是實施例二中的實驗結果二。

圖7是實施例二中的實驗結果三。

圖8是實施例二中的實驗結果四。

圖1中1氦氖激光器，2準直儀，3、5四分之一波片，4、8起偏器，6研究的物體，7顯微樣品，9CCD攝影機，10處理單元。

圖2中1用同軸和2交叉起偏器得到的心肌組織極化圖像?！癙”標記的是被研究極化拓撲結構區域。

圖3中心肌組織圖像極化奇點（S輪廓）的拓撲分布。S狀態用黑點標記；右旋的C點用紅點標記，左旋的C點用藍點標記。

圖4中1生理正常和2癌變的真皮組織在交叉起偏器下的極化圖像。

圖5中1生理正常和2癌變的真皮組織圖像的極化橢圓率β(r)的坐標分布。

圖6中1生理正常和2癌變的真皮組織的單簡并和雙簡并極化奇點的坐標分布。

圖7中1生理正常和2癌變的真皮組織的DMP值分布。

圖8中1正常和2癌變的真皮組織的DMP坐標分布的二維自相關函數。3正常和4癌變的真皮組織的DMP對應的自相關函數的三維圖。

具體實施例：