[發(fā)明專利]一種光學(xué)散射模擬模型的構(gòu)建方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018929.0
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106898042B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔薇;斯科;胡樂佳;祝欣培
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種光學(xué)散射模擬模型的構(gòu)建方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將所需構(gòu)建模型的散射介質(zhì)置于顯微鏡下，在顯微鏡的物鏡下進(jìn)行三維立體掃描成像，獲得散射介質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)圖像；

(2)將每張二維結(jié)構(gòu)圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像矩陣，并對每個灰度圖像矩陣進(jìn)行幅值歸一化處理，獲得歸一化圖像矩陣；

(3)根據(jù)散射介質(zhì)的物理參量計算設(shè)定相位差權(quán)重，并將相位差權(quán)重乘到每個歸一化圖像矩陣上，得到光學(xué)相位差分布矩陣，由所有光學(xué)相位差分布矩陣組成光學(xué)散射模擬模型；

所述的散射介質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)圖像是由顯微鏡在沿自身光軸方向的不同散射結(jié)構(gòu)層位置進(jìn)行掃描獲得的沿光軸依次排列的各層二維結(jié)構(gòu)圖像組成，并且通過顯微鏡參數(shù)換算獲得二維結(jié)構(gòu)圖像所掃描范圍的實際尺寸；

所述步驟(3)根據(jù)散射介質(zhì)的物理參量計算設(shè)定相位差權(quán)重具體是采用以下公式計算獲得入射光散射時所改變的最大相位差△φ，以最大相位差△φ作為相位差權(quán)重：

△φ＝2πnd/λ

其中，d為每層掃描的散射介質(zhì)厚度，λ表示入射光的波長，n表示散射介質(zhì)的折射率；

所述步驟(3)中的相位差分布矩陣是指將散射介質(zhì)的每層散射結(jié)構(gòu)表征為光相位改變量的幅值，并對每層灰度圖像矩陣乘以最大相位差，從而將結(jié)構(gòu)圖像矩陣轉(zhuǎn)為光因散射結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的相位差分布矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)散射模擬模型的構(gòu)建方法，其特征在于：

所述的散射介質(zhì)為已表達(dá)熒光蛋白或進(jìn)行熒光染色的離體生物組織、經(jīng)透明化處理的離體生物組織或含熒光小球的瓊脂塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)散射模擬模型的構(gòu)建方法，其特征在于：

所述的顯微鏡采用寬場熒光顯微鏡、激光片層掃描顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、雙光子熒光顯微鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)散射模擬模型的構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟(1)中的三維結(jié)構(gòu)圖像是包括單份三維結(jié)構(gòu)圖像或者多份連續(xù)分布散射介質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)圖像的結(jié)合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)散射模擬模型的構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟(2)中的矩陣幅值歸一化處理具體是指：針對每個灰度圖像矩陣，將灰度圖像矩陣中的各個元素值均除以所有元素值中的最大值后替換原元素值，使得歸一化處理后矩陣中的各元素值按0～1分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述方法構(gòu)建獲得的模型的應(yīng)用，其特征在于：所述模型在光學(xué)散射模擬與自適應(yīng)光學(xué)矯正模擬中的應(yīng)用。