一种血管成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种血管成像装置，应用于医学成像显示技术领域，包括多个光源，各个光源按照预设光谱范围在对应不同的方向上向被测血管部位分时发射光信号；光调制及传感单元，用于调制并采集被测血管部位反射和/或散射的不同方向的光信号，以获取其中包含的表征血管的多维度信息并发送；成像单元，与所述光调制及传感单元相连，用于接收所述光调制及传感单元发送的血管的多维度信息，并基于该信息进行三维成像；控制单元，用于控制多个光源、光调制及传感单元和成像单元正常工作。本发明专利技术实现了皮下血管结构的深度成像，进而实现了血管结构的三维立体成像；同时进一步在光信号传输过程中加入光信号调制过程，提高了成像的清晰度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像显示
，具体地说，涉及一种透过皮肤等身体组织对血管 进行成像的装置。 一种血管成像装置
技术介绍
生物组织对可见光及红外光的吸收作用较弱，而血管中的血红蛋白对可见光和红 外光的吸收作用较强。所以，人们采用可见光和红外光照射血管部位，利用不同组织对不同 光谱吸收能力的差异来进行成像。 由于人体血管埋藏于皮肤或者其他组织之下，其埋藏深度可能从毫米到厘米不 等，通过体表的投影并不能把血管在人体中的实际位置体现出来。同时，由于光在照射人体 部位时，光与人体的皮肤、组织液等物质发生严重的散射作用，使得待观察的血管信息在采 集到的图像信息中被散射光干扰，大大降低了血管的清晰度。 基于上述情况，亟需一种既能将血管深度显示出来进而实现血管三维成像、并能 增加成像清晰度的装置。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种既能将血管深度显示出来实现血管三维成 像、并能增加成像清晰度的成像装置。 根据本专利技术的一个实施例，其提供了一种血管成像装置，包括： 多个光源，各个光源按照预设光谱范围在对应不同的方向上向被测血管部位分时 发射光信号； 光调制及传感单元，用于调制并采集被测血管部位反射和/或散射的不同方向的 光信号，以获取其中包含的表征血管的多维度信息并发送； 成像单元，与所述光调制及传感单元相连，用于接收所述光调制及传感单元发送 的血管的多维度信息，并基于该信息进行三维成像； 控制单元，用于控制所述多个光源、所述光调制及传感单元和所述成像单元正常 工作。 根据本专利技术的一个实施例，所述光调制及传感单元设有第一光信号调制单元，该 调制单元包括微透镜阵列，用于对光信号进行重聚焦和形成三维视角。 根据本专利技术的一个实施例，所述光调制及传感单元设有第二光信号调制单元，该 调制单元包括圆台曲面镜面，用于扩展观察视野并实现光信号的三维重建。 根据本专利技术的一个实施例，所述光调制及传感单元包括所述第一光信号调制单元 和所述第二光信号调制单元，其中第二光信号调制单元位于所述第一光信号调制单元前 端。 根据本专利技术的一个实施例，所述光调制及传感单元中设有光分解单元，该分解单 元设置于所述光调制及传感单元中的调制部分与传感部分之间，该光分解单元包括小孔掩 膜阵列，通过小孔掩膜阵列将直接光和散射光分解并滤除散射光。 根据本专利技术的一个实施例，所述多个光源为多个LED光源，光谱范围为400? 1100 μ m〇 根据本专利技术的一个实施例，所述多个LED光源围绕被测部位全方位排列，用于多 角度照射被测血管部位。 根据本专利技术的一个实施例，所述多个LED光源紧密设置在一起形成一组光簇照射 被测部位，用于增加该方向的光照强度。 根据本专利技术的一个实施例，所述多个LED光源分时照射被测血管部位，用于提高 被测部位各个角度成像的清晰度，并减少其他角度的光照干扰。 根据本专利技术的一个实施例，在所述成像单元中设置高动态成像处理过程。 本专利技术带来了以下有益效果： 本专利技术通过设置一种新的光源结构发射光信号照射被测血管部位，实现皮下血管 的深度成像，进而实现血管结构的三维立体成像；同时进一步在光信号传输过程中加入光 信号调制过程和光分解过程，在成像过程中加入高动态成像处理过程，通过几种处理过程 的组合可以实现光信号的重聚焦和三维成像并能提高成像的清晰度。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍： 图1是根据本专利技术的一个实施例的结构框图； 图2是根据本专利技术的一个实施例的多个光源排列图； 图3a是根据本专利技术的一个实施例的光场显微镜结构示意图； 图3b是图3a所述光场显微镜的不同聚焦深度的成像效果图； 图3c是图3a所述光场显微镜的不同角度的成像效果图； 图4a是根据本专利技术的一个实施例的圆台曲面镜面成像示意图； 图4b是图4a所述圆台曲面镜面成像效果图； 图5a是根据本专利技术的一个实施例的采用小孔掩膜阵列的成像示意图； 图5b是不采用图5a所述小孔掩膜阵列的普通成像效果图； 图5c是图5a所述采用小孔掩膜阵列后的直接光成像效果图； 图5d是图5a所述采用小孔掩膜阵列后的散射光成像效果图； 图6a是同一画面不同曝光程度的多幅图像； 图6b是图6a得到的曝光值与像素值的响应曲线估计图； 图6c是图6a经过处理之后得到的画面的高动态图像。 【具体实施方式】 以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。 本专利技术围绕血管成像，在血管成像过程的不同阶段引入光信号处理过程，使得在 血管成像过程中能够增加皮下血管显示的深度进而实现血管结构的三维成像，并能提高成 像的清晰度。 如图1所示为本专利技术的一个实施例的装置结构图，包括多光谱LED光源、光调制及 传感单元、成像单元以及控制单元。光调制及传感单元置于多光谱LED光源和成像单元之 间，控制单元用于控制多光谱LED光源、光调制及传感单元和成像单元正常工作。 由于生物组织对可见光及红外光的吸收作用较弱，而血管中的血红蛋白对可见光 和红外光的吸收作用较强。针对两者不同的吸收特性，本专利技术中光源采用多光谱光源，包括 可见光段与红外光段，波长范围为400?1100 μ m。 基于LED光源方向性好的特性，本专利技术采用多个LED光源围绕被测部位全方位排 列、多角度照射被测血管部位。如图2所示，在本专利技术的一个实施例中，多个LED光源环形 排列。多个LED光源中不同的数字标号代表各个LED光源发射光信号的时间排列顺序。此 处通过设置控制单元实现多个LED光源在发光顺序、发光时间和光照持续时间发生变化， 并能控制部分LED光源组合发光。此处多个LED光源沿不同方向、分时照射被测血管部位， 使不同深度的血管产生不同的阴影，从而产生不同的反射和/或散射光信号，有利于定位、 计算该处血管的结构和深度。 在本专利技术的一个实施例中，多个LED光源紧密设置在一起组成一簇光源，沿相同 方向照射被测血管部位，用以增大该部位的光照强度，提高该部位反射和/或散射光线的 强度，有利于采集较多的光信号提高成像的清晰度。 光调制及传感单元中的调制部分用于将传输过程中的光信号进行调制处理。由于 光信号具有七维结构信息，包括三维空间信息，二维角度信息，一维光谱信息，一维时间信 息。这七维结构的光信号能够反映场景的多维度信息。但现有传感器只能采集二维图像， 无法对其他维度信息进行有效采集。因此，需要进行光路调制，使得目标的多维度信息能够 被低维度采样空间所采集，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血管成像装置，包括：多个光源，各个光源按照预设光谱范围在对应不同的方向上向被测血管部位分时发射光信号；光调制及传感单元，用于调制并采集被测血管部位反射和/或散射的不同方向的光信号，以获取其中包含的表征血管的多维度信息并发送；成像单元，与所述光调制及传感单元相连，用于接收所述光调制及传感单元发送的血管的多维度信息，并基于该信息进行三维成像；控制单元，用于控制所述多个光源、所述光调制及传感单元和所述成像单元正常工作。

【技术特征摘要】
1. 一种血管成像装置，包括： 多个光源，各个光源按照预设光谱范围在对应不同的方向上向被测血管部位分时发射 光信号； 光调制及传感单元，用于调制并采集被测血管部位反射和/或散射的不同方向的光信 号，以获取其中包含的表征血管的多维度信息并发送； 成像单元，与所述光调制及传感单元相连，用于接收所述光调制及传感单元发送的血 管的多维度信息，并基于该信息进行三维成像； 控制单元，用于控制所述多个光源、所述光调制及传感单元和所述成像单元正常工作。2. 如权利要求1所述的血管成像装置，其特征在于，所述光调制及传感单元设有第一 光信号调制单元，该调制单元包括微透镜阵列，用于对光信号进行重聚焦和形成三维视角。3. 如权利要求1所述的血管成像装置，其特征在于，所述光调制及传感单元设有第二 光信号调制单元，该调制单元包括圆台曲面镜面，用于扩展观察视野并实现光信号的三维 重建。4. 如权利要求1?3中任一项所述的血管成像装置，其特征在于，所述光调制及传感单 元包括所述第一光信号调制单元和所述第二光信号调制单元，其中第二光信号调制单元位 于所述第一光信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：武迪，李栋，李吉顺，
申请(专利权)人：李栋，
类型：发明
国别省市：北京;11