[發明專利]實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法

在審

• 申請號: 201711041861.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107802269A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 徐敏;林維豪;曹自立;陳新林;曾碧新
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙)33237
• 代理人: 陳暉

技術領域

本發明具體涉及一種實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法。

背景技術

傳統的SFDI系統通常使用傳統三相移法進行解調，但是傳統三相移法需要三個不同的相位(0,2π/3,and 4π/3)的空間調制圖像才能完整解析單個頻率的調制深度(MTF)，存在解調速度慢，有運動鬼影等問題。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提出一種實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法。

本發明提供一種實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法，其包括以下步驟：

一、實時投影一個空間調制圖案在待測物體上，該空間調制圖案包括多個調制頻率的成分；

二、采集待測物體漫反射后的反射光強，獲取空間調制圖像I(x,y)；

三、通過單次快照多頻解調法

獲取反射光強的直流值I_DC和針對每一調制頻率相應的分流值I_AC,i，其中I(x,y)為測得的二維圖像，f_x,i，f_y,i是第i個調制成分的x、y軸的空間頻率，T₁、T₂是所有1/f_x,i，1/f_y,i的最小公倍數；

四、獲取反射光強的直流值I_DC和分流值I_AC,i之后，得到調制深度其中是入射的第i調制頻率成分強度，是入射直流成分強度；

五、根據獲得的調制深度，通過與光在介質中傳播的模型比較獲取介質的光學參數。

步驟一中，將一個空間調制圖案通過分光鏡作用在待測物體上。

步驟三中，單次快照多頻解調法可對由多個空間調制頻率組成的圖案中單幅解析出多個空間調制頻率的各自的反射光強的直流值I_DC和分流值I_AC,i，獲取不同深度的光學信息。

一種基于上述的實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法在深度分辨的成像上的應用。

一種基于上述的實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法在3D重構上建模的應用。

一種基于上述的實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法在皮膚大面積成像的應用。

一種基于上述的實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法在內窺鏡表面粘膜層大面積成像的應用。

本發明的有益效果：解決了傳統解調技術速度慢，有運動鬼影的問題，并且此解調技術有很高的信噪比，以此技術搭建的SSMD-SFDI系統能夠實時解調出MTF，因此可實時獲取光學信息和生理信息。

附圖說明

圖1為SSMD與標準三相移技術的對比示意圖。

圖2為SSMD-SFDI裝置示意圖。

圖3為典型被測者在前臂反應性充血實驗中氧合血紅蛋白濃度(a)、脫氧血紅蛋白濃度(b)、總血紅蛋白濃度(c)和血氧飽和度變化過程(d)的示意圖。

圖4為在前臂反應性充血實驗中黑色素含量和表皮層厚度的示意圖。

圖5為表皮層(a-c)和真皮層(d-f)各波長下的吸收系數和皮膚的散射系數(g)和散射能力(h)的示意圖。

圖6為SSMD-SFDI系統下被測區域，虛線矩形區域為感興趣區域。

圖7為正常組織和黑痣光學參數(各波長各層吸收系數(a-f)，散射系數(g)和散射能力(h))的分布圖。

圖8為正常組織和黑痣生理參數(，含氧血紅蛋白(a)，缺氧血紅蛋白(b)，總含氧血紅蛋白(c)，血氧飽和度(d)，黑色素(e)和表皮層厚度(f))的分布圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施例作進一步說明：

本發明提供一種實時單次快照多頻解調空間頻域成像方法，

其包括以下步驟：

一、實時投影一個空間調制圖案，通過分光鏡作用在待測物體上，該空間調制圖案包括多個調制頻率的成分；

二、采集待測物體漫反射后的反射光強，獲取空間調制圖像I(x,y)；

三、通過單次快照多頻解調法