一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置及方法制造方法及图纸

技术编号:14153061 阅读:126 留言:0更新日期:2016-12-11 16:31
本发明专利技术涉及一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置与方法,包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路。近红外荧光样品受激产生近红外荧光显微图像;数字微镜器件对近红外荧光显微图像沿时间轴进行编码并通过近红外单元探测器进行单点成像;使用阿达玛变换理论实现近红外荧光显微图像的重构。本发明专利技术的优势在于无需增加机械扫描结构,取代价格昂贵的近红外面阵探测器成像设备,大幅度减少近红外荧光显微成像系统的复杂性以及成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于近红外荧光显微成像领域,具体涉及一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置及方法
技术介绍
荧光显微成像技术通过检测荧光样品发出的空间荧光光强分布,从而实现荧光样品内部结构信息的检测,它在生物医学、化学分析等检测等领域中具有广泛的应用前景。相对于荧光发射光谱在可见光区的荧光样品,近红外荧光样品的发射荧光波段在Δλ=800~1400nm。该波段Δλ对应的样品自发荧光光强较弱,可以避免背景荧光干扰从而提高成像信噪比和检测灵敏度,同时近红外荧光具有较强的穿透能力,其对样品的损伤小,因此近红外荧光显微成像技术是目前荧光显微成像技术中最具有前景的一项技术之一。目前探测器的感光面多采用的是硅基质材料,光谱响应范围大多在紫外可见光波段,并不适用于近红外荧光显微成像。因此,需要使用近红外面阵探测器对近红外荧光进行成像。但是目前近红外面阵探测器存在以下问题:(1)由于我国近红外面阵探测器发展起步较晚,国内生产工艺和技术仍未成熟;(2)近红外面阵探测器涉及到敏感的国防军事领域,国外存在限购政策;(3)近红外面阵探测器的造价十分昂贵,达到十几万甚至上百万;(4)近红外面阵探测器存在非均匀性问题,存在固有空间噪声,对图像造成失真干扰。上述问题极大限制了国内近红外荧光显微技术的进一步发展和应用。
技术实现思路
本专利技术针对上述近红外荧光显微成像技术所存在的问题,提出一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元探测器成像装置及方法。本专利技术在减少近红外荧光成像装置成本造价的同时,提高近红外荧光显微成像信噪比,具有广阔的应用价值。本专利技术通过以下技术方案实现:一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路,近红外荧光激发光路由激发光源、近红外荧光显微镜以及近红外荧光样品构成;所述前置成像光路包括第一透镜组、数字微镜器件;所述会聚光路包括第二透镜组和近红外单元探测器。更进一步地,一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路,近红外荧光激发光路由激发光源、近红外荧光显微镜以及近红外荧光样品构成;所述前置成像光路包括第一透镜组、数字微镜器件;所述会聚光路包括第二透镜组和近红外单元探测器;其中所述激发光源采用660nm LED光源。更进一步地,一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路,近红外荧光激发光路由激发光源、近红外荧光显微镜以及近红外荧光样品构成;所述前置成像光路包括第一透镜组、数字微镜器件;所述会聚光路包括第二透镜组和近红外单元探测器;成像装置还包括反射镜和计算机,反射镜连接所述近红外荧光激发光路和所述前置成像光路,计算机连接所述数字微镜器件和所述近红外单元探测器。本申请还提供一种用于上述的成像装置的基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像方法,其特征在于:包括以下步骤:1)激发光源激发近红外荧光样品,产生近红外荧光图像F;2)近红外荧光图像F经第一透镜组聚焦在数字微镜器件上并成像:上式中,矩阵S中的元素分别对应数字微镜器件中的微型镜面的翻转状态,其取值分别为0或1,数值0表示微型镜面将近红外荧光反射到吸收板上,数值1表示微型镜面将近红外荧光反射到探测器上接收;P表示近红外荧光图像总像素大小,P=p1×p2;p1和p2分别为水平、垂直方向像素总大小;3)根据阿达玛变换理论,对步骤2)中的矩阵S每一行按近红外荧光图像尺寸进行重新排列,生成二维调制图像序列S1,S2,…,SP: S 1 = a 11 ... a 1 p 1 . . . . . . . . . a 1 p 2 ... a 1 P , S 2 = a 21 ... a 2 p 1 . . . 本文档来自技高网...
一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置及方法

【技术保护点】
一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路,其特征在于:近红外荧光激发光路由激发光源、近红外荧光显微镜以及近红外荧光样品构成;所述前置成像光路包括第一透镜组、数字微镜器件;所述会聚光路包括第二透镜组和近红外单元探测器。

【技术特征摘要】
1.一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路,其特征在于:近红外荧光激发光路由激发光源、近红外荧光显微镜以及近红外荧光样品构成;所述前置成像光路包括第一透镜组、数字微镜器件;所述会聚光路包括第二透镜组和近红外单元探测器。2.如权利要求1所述的基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,其特征在于:所述激发光源采用660nm LED光源。3.如权利要求1所述的基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置,其特征在于:还包括反射镜和计算机,反射镜连接所述近红外荧光激发光路和所述前置成像光路,计算机连接所述数字微镜器件和所述近红外单元探测器。4.一种用于如权利要求1至3中任一项所述的成像装置的基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像方法,其特征在于:包括以下步骤:1)激发光源激发近红外荧光样品,产生近红外荧光图像F;2)近红外荧光图像F经第一透镜组聚焦在数字微镜器件上并成像:上式中,矩阵S中的元素分别对应数字微镜器件中的微型镜面的翻转状态,其取值分别为0或1,数值0表示微型镜面将近红外荧光反射到吸收板上,数值1表示微型镜面将近红外荧光反射到探测器上接收;P表示近红外荧光图像总像素大小,P=p1×p2;p1和p2分别为水平、垂直方向像素总大小;3)根据阿达玛变换理论,对步骤2)中的矩阵S每一行按近红外荧光图像尺寸进行重新排列,生成二维调制图像序列S1,S2,…,SP:4)数字微镜器件根据二维调制图像序列S...

【专利技术属性】
技术研发人员:白玉磊刘鸿周延周
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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