[發(fā)明專利]基于可調(diào)偏振的雙波段光譜成像儀及其光譜測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710245774.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106901698B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李飛;傅楚華;陳圖南;馮華;劉凱;邱鵬;姜?jiǎng)P
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00;A61B5/1455;G02B27/10;G02B5/20;G02B7/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

1.一種基于可調(diào)偏振的雙波段光譜成像儀，其特征在于：包括：

光源組件，用于形成線偏振光；

分光棱鏡Ⅰ，將線偏振光反射聚焦在待檢測(cè)生物組織上并對(duì)從待檢測(cè)生物組織返回的光透射；

還包括用于成像的成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括：

成像物鏡，用于自待檢測(cè)生物組織返回并經(jīng)分光棱鏡Ⅰ的光經(jīng)過(guò)并成像；

分光棱鏡Ⅱ，沿成像光路路徑設(shè)置在成像物鏡后方用于將成像光路路徑分成透射光路徑和反射光路徑；

濾光片Ⅰ，對(duì)應(yīng)分光棱鏡Ⅱ的透射光路徑設(shè)置用于第一特定波段光通過(guò)；

濾光片Ⅱ，對(duì)應(yīng)分光棱鏡Ⅱ的反射光路徑設(shè)置用于第二特定波段光通過(guò)；

成像系統(tǒng)還包括一一對(duì)應(yīng)濾光片Ⅰ和濾光片Ⅱ設(shè)置的第一波段探測(cè)器和第二波段探測(cè)器；

所述光譜成像儀還包括用于去除成像光路中非目標(biāo)光的檢偏片，所述檢偏片的偏振方向與所述光源組件所形成的線偏振光的偏振方向可調(diào)；所述濾光片Ⅰ和所述濾光片Ⅱ均為窄帶濾光片，所述濾光片Ⅰ所對(duì)應(yīng)的第一特定波段光的波長(zhǎng)為530-560nm中的任意一種，所述濾光片Ⅱ所對(duì)應(yīng)的第二特定波段光的波長(zhǎng)為600-640nm中的任意一種；所述光源組件至少包括冷光源和用于將冷光源發(fā)出照明光變?yōu)榫€偏振光的起偏片，所述光源組件直接安裝在所述分光棱鏡Ⅰ上，經(jīng)分光棱鏡Ⅰ反射的線偏振光的入射方向與出射方向相垂直；所述檢偏片設(shè)置在所述成像物鏡沿成像光路路徑后方；所述分光棱鏡Ⅰ和所述分光棱鏡Ⅱ均為半透半反棱鏡；還包括殼體和設(shè)置于殼體上的物鏡安裝組件，所述物鏡安裝組件包括固定于殼體的支撐套、以可被驅(qū)動(dòng)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與支撐套配合的驅(qū)動(dòng)套和與螺紋內(nèi)套于所述驅(qū)動(dòng)套設(shè)置并用于成像物鏡定位固定的定位套，且所述定位套以可軸向移動(dòng)圓周方向固定的方式內(nèi)套于支撐套設(shè)置；所述濾光片Ⅰ和所述濾光片Ⅱ均通過(guò)一個(gè)與光譜儀的殼體可拆卸連接的濾光片安裝支架安裝，濾光片通過(guò)壓圈安裝在安裝支架上，光譜成像儀還包括底座，光源組件和分光棱鏡Ⅰ均設(shè)置在底座上，光源組件還包括準(zhǔn)直鏡組，冷光源發(fā)出一束發(fā)散光，通過(guò)準(zhǔn)直鏡組將光線變?yōu)槠叫泄猓笸ㄟ^(guò)起偏片將光線變?yōu)榫€偏振光；經(jīng)分光棱鏡Ⅰ反射的線偏振光的入射方向與出射方向相垂直；光源組件集成設(shè)置在分光棱鏡Ⅰ的安裝座上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)偏振的雙波段光譜成像儀，其特征在于：還包括用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)套轉(zhuǎn)動(dòng)以使定位套相對(duì)于支撐套軸向移動(dòng)進(jìn)行調(diào)焦的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)組件，所述調(diào)焦驅(qū)動(dòng)組件包括與驅(qū)動(dòng)套外套圓周固定的從動(dòng)錐齒輪、與從動(dòng)錐齒輪以軸線垂直相交的方式嚙合的主動(dòng)錐齒輪和與主動(dòng)錐齒輪圓周固定并伸出殼體外的驅(qū)動(dòng)軸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于可調(diào)偏振的雙波段光譜成像儀，其特征在于：所述定位套包括內(nèi)設(shè)有定位卡臺(tái)的定位套本體和與定位卡臺(tái)配合對(duì)成像物鏡形成定位鎖止的定位機(jī)構(gòu)，所述成像物鏡的筒體外側(cè)設(shè)置有可卡入定位卡臺(tái)與定位機(jī)構(gòu)之間形成定位配合的卡臂。

4.一種利用權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的基于可調(diào)偏振的雙波段光譜成像儀的光譜測(cè)定方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、標(biāo)定被探測(cè)目標(biāo)需要探測(cè)的感興趣區(qū)；

S2、在不刺激被探測(cè)目標(biāo)的靜息狀態(tài)下獲取光譜數(shù)據(jù)并經(jīng)處理獲得所述感興趣區(qū)內(nèi)每一像素點(diǎn)的光譜基線值Rr；

S3、在刺激被探測(cè)目標(biāo)的激活狀態(tài)下獲取光譜數(shù)據(jù)并經(jīng)處理獲得感興趣區(qū)內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的激活光譜值Ra；

S4、將激活狀態(tài)下感興趣區(qū)內(nèi)每一像素點(diǎn)的激活光譜值Ra與靜息狀態(tài)下感興趣區(qū)內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的光譜基線值Rr進(jìn)行比較，計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)的差值Rd，Rd＝Ra-R0；

S5、將每個(gè)像素點(diǎn)的差值Rd賦以偽彩，重建形成差值地形圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光譜測(cè)定方法，其特征在于：步驟S2包括以下步驟：

S2-1、在不刺激被探測(cè)目標(biāo)的靜息狀態(tài)下，采用不同光譜值的雙波段光譜通道同時(shí)連續(xù)采集光譜數(shù)據(jù)并通過(guò)標(biāo)定點(diǎn)核準(zhǔn)每幀光譜圖片；

S2-2、連續(xù)采集光譜圖片并核準(zhǔn)后，提取感興趣區(qū)每個(gè)像素點(diǎn)的光譜值；

S2-3、將雙波段光譜通道同一時(shí)間點(diǎn)采集的光譜照片相同位置的像素點(diǎn)的光譜值進(jìn)行比值，并將相同位置像素點(diǎn)的所有時(shí)間點(diǎn)的比值連續(xù)相加并計(jì)算平均值得出所述光譜基線值Rr。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光譜測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟S3包括以下步驟：在刺激狀態(tài)下，重復(fù)進(jìn)行S2-1至S2-3步驟，并最終將獲得的所有時(shí)間點(diǎn)內(nèi)的比值連續(xù)相加并計(jì)算平均值得出所述激活光譜值Ra。