利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，至少包括光源模块、分光单元、镜头模块、偏振板和呈像模块；光源模块包括光源和位于光源照射方向上用于将光线转成为柱状直线传播的准直单元；镜头模块包括成像单元、用于将被观测对象放大成像的镜头单元和用于将线偏振光调制成圆偏振光的调光单元；呈像模块为数字相机。本实用新型专利技术的有益效果在于：(1)通过调光单元将垂直线偏振光转变为圆偏振光，并照射到人体皮肤上，使得入射光具有更好的透射能力和成像清晰度，因此，本装置具有比传统成像装置更好的成像性能；(2)采用半导体激光器代替传统的LED光源，半导体激光器物美价廉，且具有极好的偏振特性和直线传播特性。

Device for detecting ultrastructure of human microvessels by circular polarization spectrum imaging

The utility model relates to a device for detecting the ultrastructure of human microvascular with circular polarization spectrum imaging, at least including a light source module, a light splitting unit, a lens module, a polarizing plate and an image module. The light source module includes a light source and a collimating unit for turning light into a cylindrical straight line in the direction of the light source. The lens module consists of an imaging unit, a lens unit for amplifying the observed object and a dimming unit for modulating the line polarized light into a circular polarized light; the image module is a digital camera. The beneficial effect of the utility model is that: (1) the polarized light of the vertical line is converted into a circular polarized light through a dimming unit and irradiated on the human skin to make the incident light better transmission and imaging clarity. Therefore, the device has a better imaging performance than the traditional imaging device; (2) using a semiconductor laser instead of a laser. For the traditional LED light source, the semiconductor laser is inexpensive, and has excellent polarization characteristics and linear propagation characteristics.

【技术实现步骤摘要】
利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置
本技术涉及一种利用光学成像技术进行医学诊断的医疗器械，具体的说是一种利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置。
技术介绍
微循环是指微动脉与微静脉之间的血液与组织细胞进行物质交换的场所。微循环的功能，形态和代谢的完整是维持人体器官正常功能所不可缺少的条件。通过微循环的研究，便于进一步了解人体各脏器的特殊功能，认知疾病的发病机理，有利于疾病预防，诊断和治疗。各种不同的疾病状态包括糖尿病，高血压和冠心病等，都会引起微循环的病态，包括微血管管径，微血管密度以及微血管内的微血管超微结构速度等参数的变化，还能够对微血管内皮细胞以及微血管内流动的血细胞进行观测。因此通过了解微血管超微结构情况来把握微循环质量，对于各类疾病的诊断和治疗有着极其重要的作用。微血管超微结构情况对健康和疾病诊疗如此重要，对微血管超微结构情况进行高精度的数字化定量化，实现精确诊疗就有重大的必要性。为了实现利用微血管超微结构的精确诊疗，必不可少的需要能够在无创的情况下对微血管超微结构进行实时高清晰成像并数字化的“无创动态微血管超微结构观测系统”。在医学领域，透过皮肤无创地对身体内部进行成像的方式有很多，例如，计算机断层成像(CT)技术以及核磁共振成像(MRI)技术等等。虽然这些技术产生的早，发展成熟，但是由于设备体积大，分辨率低，实时性差等缺点并不适合对微血管超微结构以及微血管超微结构成像进行使用。其中，正交偏振光谱(OPS)成像技术是对于微血管超微结构进行成像的一种新技术。能够在无创的情况下实时对活体微血管超微结构进行观察的成像系统在1999年被提出[1]：正交偏振光谱(OPS)成像技术。该技术的原理图如图1所示。具体的说：正交偏振光谱成像技术中，首先利用特殊波长的光作为成像光源，这样的光源既能够在一定程度上透过皮肤并在其内部进行散射又能够被微血管中的红血球所吸收。光源发出的光本身是非偏振光，需要透过偏振板(A)成为线性偏振光。然后，线性偏振光源通过位于系统中心的分光镜反射到皮肤表面。线性偏振光照射到皮肤表面时会产生两种光：与照射光偏振方向相同的偏振反射光以及照射到内部发生散射而失去统一偏振性的非偏振散射光。非偏振散射光在皮肤内部形成照射光源，又透过皮肤同偏振反射光一起通过分光镜照射到位于数字相机传感器CCD前方的偏振板(B)上。这时，非偏振散射光因为反映了内部微血管超微结构情况而需要被成像，但偏振反射光则需要被作为噪声过滤掉。因为偏振板B与偏振板A的偏振方向成正交，也就是与偏振反射光的偏振方向成正交。根据偏振板的特性，偏振反射光会被偏振板B反射回去而非偏振散射光会通过偏振板B而在CCD表面成像。这样，通过正交偏振的原理就可以在无创的情况下实时观测到微血管超微结构的影像了，这里因为红血球对光源具有一定的吸收作用，所以能够观察到微血管较暗，其他组织较亮的影像。中国专利CN1897870A《用于进行正交偏振光谱成像(OPSI)的装置和方法》以及中国专利CN104783767A《一种利用正交偏振光谱成像探测人体微循环的装置及方法》均公开了两块旋转角度相正交的偏光板和一块非偏振分光器构成的正交偏振光谱进行成像，实质上是采用了线偏振光作为光源。这样的成像清晰度不高，并且以上两个专利均无法对人体微血管的超微结构进行观测。
技术实现思路
为克服上述不足之处，本技术的目的在于提供一种成像清晰度高的利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置。为实现上述目的，本技术的技术方案在于：一种利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：至少包括光源模块、分光单元、镜头模块、偏振板和呈像模块；光源模块包括光源和位于光源照射方向上用于将光线转成为柱状直线传播的准直单元；镜头模块包括成像单元、用于将被观测对象放大成像的镜头单元和用于将线偏振光调制成圆偏振光的调光单元；呈像模块为数字相机。优选的是：所述的调光单元位于分光单元与成像单元之间或者位于成像单元与镜头单元之间或者位于镜头单元的前端。优选的是：所述的调光单元为1/4波长板或者1/4相位差膜。优选的是：所述的准直单元为非球面透镜或平凸透镜。优选的是：所述的分光单元为半透镜或者非偏振分光器。优选的是：所述分光单元的侧部设置有阻断透过分光单元的光线的遮光板(7)。优选的是：所述的镜头单元为显微镜物镜或可变焦镜头。优选的是：所述的光源为能够发出线偏振光的镀偏振膜的LED或者半导体激光器。优选的是：所述准直单元与分光单元之间设有直角反射平面镜。优选的是：所述光源模块、分光单元、镜头模块、偏振板和呈像模块的外部设有固定框架。本技术的有益效果在于：(1)通过1/4波长板或者1/4相位差膜将垂直线偏振光转变为圆偏振光，并照射到人体皮肤上，使得入射光具有更好的透射能力和成像清晰度，因此，本装置具有比传统成像装置更好的成像性能；(2)通过准直单元将从光源中发出的以辐射式传播的直线光转变为柱状直线光，提高入射光的光效，以提高成像的清晰度；(3)通过外部的固定框架，将本装置容纳在整体装置中，并设置成手持设备，使用方便；(4)通过直角反射平面镜将光源模块的方向与呈像模块的方向一致，使得整个设备更加紧凑。(5)通过镜头单元能够对微血管内皮细胞以及血细胞等超微结构进行观测，通过镜头单元中的可变焦镜头既能够在大视野范围对微血管进行宏观观测也能够在小视野范围对微血管的超微结构进行微观观测。附图说明图1是现有技术的原理示意图；图2a是本技术的第一实施例的光线原理图一；图2b是本技术的第一实施例的光线原理图二；图2c是本技术的第一实施例的光线原理图三；图2d是本技术的第一实施例的光线原理图四；图3a是本技术的第一实施例的结构示意图一；图3b是本技术的第一实施例的结构示意图二；图3c是本技术的第一实施例的结构示意图三；图3d是本技术的第一实施例的结构示意图四；图4a是本技术的第二实施例的光线原理图一；图4b是本技术的第二实施例的光线原理图二；图4c是本技术的第二实施例的光线原理图三；图4d是本技术的第二实施例的光线原理图四；图5a是本技术的第二实施例的结构示意图一；图5b是本技术的第二实施例的结构示意图二；图5c是本技术的第二实施例的结构示意图三；图5d是本技术的第二实施例的结构示意图四；图6a是本技术的第三实施例的光线原理图一；图6b是本技术的第三实施例的光线原理图二；图6c是本技术的第三实施例的光线原理图三；图6d是本技术的第三实施例的光线原理图四；图7a是本技术的第三实施例的结构示意图一；图7b是本技术的第三实施例的结构示意图二；图7c是本技术的第三实施例的结构示意图三；图7d是本技术的第三实施例的结构示意图四；图8a是本技术的第四实施例的光线原理图一；图8b是本技术的第四实施例的光线原理图二；图8c是本技术的第四实施例的光线原理图三；图8d是本技术的第四实施例的光线原理图四；图9a是本技术的第四实施例的结构示意图一；图9b是本技术的第四实施例的结构示意图二；图9c是本技术的第四实施例的结构示意图三；图9d是本技术的第四实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：至少包括光源模块、分光单元(3)、镜头模块、偏振板(8)和呈像模块(9)；所述光源模块包括光源(1)和位于光源(1)照射方向上用于将光线转成为柱状直线传播的准直单元(2)；所述的镜头模块包括成像单元(4)，用于将被观测对象放大成像的镜头单元(5)和用于将线偏振光调制成圆偏振光的调光单元(6)；所述的呈像模块(9)为数字相机。

【技术特征摘要】
1.一种利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：至少包括光源模块、分光单元(3)、镜头模块、偏振板(8)和呈像模块(9)；所述光源模块包括光源(1)和位于光源(1)照射方向上用于将光线转成为柱状直线传播的准直单元(2)；所述的镜头模块包括成像单元(4)，用于将被观测对象放大成像的镜头单元(5)和用于将线偏振光调制成圆偏振光的调光单元(6)；所述的呈像模块(9)为数字相机。2.根据权利要求1所述的利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：所述的调光单元(6)位于分光单元(3)与成像单元(4)之间或者位于成像单元(4)与镜头单元(5)之间或者位于镜头单元(5)的前端。3.根据权利要求1或2所述的利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：所述的调光单元(6)为1/4波长板或者1/4相位差膜。4.根据权利要求1所述的利用圆偏振光谱成像探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：所述的准直单元(2)为非球面透镜或平凸透镜。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏楠，董蒨，于綦悦，魏宾，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：新型
国别省市：山东,37