[發明專利]基于可調偏振的雙波段光譜成像儀及其光譜測定方法

有效

• 申請號: 201710245774.4
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106901698B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 李飛;傅楚華;陳圖南;馮華;劉凱;邱鵬;姜凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第一附屬醫院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/1455;G02B27/10;G02B5/20;G02B7/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

1.一種基于可調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生物組織上并對從待檢測生物組織返回的光透射；

還包括用于成像的成像系統，所述成像系統包括：

成像物鏡，用于自待檢測生物組織返回并經分光棱鏡Ⅰ的光經過并成像；

分光棱鏡Ⅱ，沿成像光路路徑設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，對應分光棱鏡Ⅱ的透射光路徑設置用于第一特定波段光通過；

濾光片Ⅱ，對應分光棱鏡Ⅱ的反射光路徑設置用于第二特定波段光通過；

成像系統還包括一一對應濾光片Ⅰ和濾光片Ⅱ設置的第一波段探測器和第二波段探測器；

所述光譜成像儀還包括用于去除成像光路中非目標光的檢偏片，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；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所對應的第一特定波段光的波長為530-560nm中的任意一種，所述濾光片Ⅱ所對應的第二特定波段光的波長為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出照明光變為線偏振光的起偏片，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、以可被驅動發生相對轉動的方式與支撐套配合的驅動套和與螺紋內套于所述驅動套設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圓周方向固定的方式內套于支撐套設置；所述濾光片Ⅰ和所述濾光片Ⅱ均通過一個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均設置在底座上，光源組件還包括準直鏡組，冷光源發出一束發散光，通過準直鏡組將光線變為平行光，之后通過起偏片將光線變為線偏振光；經分光棱鏡Ⅰ反射的線偏振光的入射方向與出射方向相垂直；光源組件集成設置在分光棱鏡Ⅰ的安裝座上。

2.根據權利要求1所述的基于可調偏振的雙波段光譜成像儀，其特征在于：還包括用于驅動驅動套轉動以使定位套相對于支撐套軸向移動進行調焦的調焦驅動組件，所述調焦驅動組件包括與驅動套外套圓周固定的從動錐齒輪、與從動錐齒輪以軸線垂直相交的方式嚙合的主動錐齒輪和與主動錐齒輪圓周固定并伸出殼體外的驅動軸。

3.根據權利要求2所述的基于可調偏振的雙波段光譜成像儀，其特征在于：所述定位套包括內設有定位卡臺的定位套本體和與定位卡臺配合對成像物鏡形成定位鎖止的定位機構，所述成像物鏡的筒體外側設置有可卡入定位卡臺與定位機構之間形成定位配合的卡臂。

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

S1、標定被探測目標需要探測的感興趣區；

S2、在不刺激被探測目標的靜息狀態下獲取光譜數據并經處理獲得所述感興趣區內每一像素點的光譜基線值Rr；

S3、在刺激被探測目標的激活狀態下獲取光譜數據并經處理獲得感興趣區內每個像素點的激活光譜值Ra；

S4、將激活狀態下感興趣區內每一像素點的激活光譜值Ra與靜息狀態下感興趣區內每個像素點的光譜基線值Rr進行比較，計算出每個像素點的差值Rd，Rd＝Ra-R0；

S5、將每個像素點的差值Rd賦以偽彩，重建形成差值地形圖。

5.根據權利要求4所述的光譜測定方法，其特征在于：步驟S2包括以下步驟：

S2-1、在不刺激被探測目標的靜息狀態下，采用不同光譜值的雙波段光譜通道同時連續采集光譜數據并通過標定點核準每幀光譜圖片；

S2-2、連續采集光譜圖片并核準后，提取感興趣區每個像素點的光譜值；

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

6.根據權利要求5所述的光譜測定方法，其特征在于：所述步驟S3包括以下步驟：在刺激狀態下，重復進行S2-1至S2-3步驟，并最終將獲得的所有時間點內的比值連續相加并計算平均值得出所述激活光譜值Ra。