探测人体微血管超微结构的三维成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置，至少包括：用于发射多束准直且平行出射光的光源模块；用于将出射光调整为圆偏振光的调光单元；用于将多束出射光按照顺序照射到暗视野物镜中的阵列反射单元；用于将光线部分反射，部分透过的分光单元；用于将环状入射光集中照射在焦点位置的暗视野物镜；用于成像的成像单元；用于呈现图像的呈像模块。通过阵列透射单元和阵列反射单元以及暗视野物镜的配合，将一束光线分成多束出射光依次进入暗视野物镜，通过暗视野物镜实现在同一位置由不同角度入射光进行照射并分别成像，通过光度立体三维测量方法得到微血管的三维立体图像，以精确地对纵切面的微血管密度以及微血管形状进行数字化定量化。

Three dimensional imaging device for detecting human microvascular ultrastructure

The invention relates to a three-dimensional imaging device for measuring human microvascular ultrastructure includes at least for transmitting multi beam collimation and parallel light source module; for light adjustment for dimming unit of circularly polarized light; for multi beam light irradiation to the array unit in accordance with the order of reflection scotopic field in the mirror; for part of the light reflection, light unit part through; for dark field objective incident light rays are concentrated in annular focus position; imaging unit for imaging; for rendering images like a module. Through the array transmission unit and array reflection unit and with scotopic field objective lens, a beam of light into multi beam light in order to enter the dark field objective, through the dark field objective real at the same position from different angles of incident light irradiation and imaging, three-dimensional image by the photometric stereo body 3D measurement method get the capillary, to accurately on the longitudinal section of the microvessel density and microvessel shape digital quantification.

【技术实现步骤摘要】

本专利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，具体的说是一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置。
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流速度等参数的变化，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。因此通过了解微血流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。微血流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流成像进行使用。其中，侧流暗场(SDF)成像技术是对于微血流进行成像的一种新技术。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流成像进行使用。其中，侧流暗场(SDF)成像技术和正交偏振光谱(OPS)成像技术是对于微血流进行成像的两种常用技术。然而，常规的正交偏振光谱(OPS)成像技术中，由于偏振板对于正交偏振光的反射能力有上限，偏振反射光不能100％被过滤掉而造成成像中背景噪声过大，为了解决这个问题，侧流暗场(SDF)成像技术在2007年被提出，其原理如图1所示。侧流暗场成像技术中，首先采用环形LED照明围绕在成像显微镜头周围，LED发出的光源同OPS成像技术一样，是特殊波长的光，但不是偏振光。LED光从显微镜头周围环形的照射到皮肤上，在皮肤表面发生散射的同时在皮肤内部发生散射。因为显微镜头距离皮肤很近，环状照射到皮肤上又反射回来的光很难进入镜头成像，而内部散射光的照射方向是随机的，会有一部分照射到显微镜头而在CCD上成像。这样就避免了皮肤表面反射直接对微微血管超微结构进行成像。在以往的侧流暗场成像技术中，只能呈现二维图像。利用对二维成像的分析虽然能够对微血流流速，微血管管径，以及横切面微血管密度进行定量化数字化，但由于二维成像无法取得深度信息，因此对于纵切面的微血管密度和微血管形状进行分析，二维成像并不能满足要求。这时就需要对成像设备进行改进，使其具有三维测量的能力，能够对微血管进行三维测量以获取深度信息，精确地对纵切面的微血管密度、微血管形状以及微血管内皮细胞和血细胞形态等微血管超微结构进行数字化定量化。
技术实现思路
根据上述不足之处，本专利技术的目的在于提供一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案在于：一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置，至少包括：用于发射多束准直且平行出射光的光源模块；用于将出射光调整为圆偏振光的调光单元；用于将多束出射光按照顺序照射到暗视野物镜中的阵列反射单元；用于将光线部分反射，部分透过的分光单元；用于将依次射入的环状入射光集中照射在焦点位置的暗视野物镜；用于成像的成像单元；用于呈现图像的呈像模块。优选的是：所述的光源模块包括光源和设置在出射光方向上用于将光源调整成为多束准直平行岀射的阵列透射单元。优选的是：所述的阵列透射单元为微透镜阵列。优选的是：所述的阵列反射单元为微反射镜阵列。优选的是：所述的微反射镜阵列的阵列设置与微透镜阵列的阵列设置相对应。优选的是：所述的调光单元位于光源与阵列透射单元之间或者位于阵列透射单元与阵列反射单元之间或者位于阵列反射单元与分光单元之间或者位于分光单元与暗视野物镜之间或者位于暗视野物镜的前端。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：所述的分光单元为半透镜或非偏振分光器。优选的是：所述分光单元的侧部设有阻断透过分光单元的光线的遮光板。优选的是：所述的光源模块、调光单元、阵列反射单元、分光单元、暗视野物镜、成像单元、呈像模块的外周设有固定框架。本专利技术的有益效果在于：(1)通过阵列透射单元和阵列反射单元以及暗视野物镜的配合，将一束光线分成多束出射光依次进入暗视野物镜，通过暗视野物镜实现在同一位置由不同角度入射光进行照射并分别成像，通过光度立体三维测量方法得到微血管超微结构的三维立体图像，以精确地对纵切面的微血管密度、微血管形状以及微血管内皮细胞和血细胞形态等微血管超微结构进行数字化定量化。(2)本装置仅通过阵列透射单元和阵列反射单元以及暗视野物镜的配合，即可实现三维立体成像，避免了传统三维成像系统中需要多个二维成像系统组合实现，各器件体积小，使得本系统结构简单小巧，操作方便，降低了成本，这在实际应用推广过程中十分重要。(3)通过调光单元将线偏振光转变为圆偏振光，增加了光的利用效率，提高了成像的清晰度，为三维成像提供了保证，并为进行实时监测微血管超微结构提供了可能。(4)本装置可以对微血流进行实时的检测，且成像效果清晰，这对于某些疾病的预防、诊断和治疗而言是一项革命性的专利技术创造。附图说明图1是
技术介绍
中的原理说明图；图2是本专利技术实施例1的光线原理图；图3是本专利技术实施例1的结构示意图；图4是本专利技术实施例2的光线原理图；图5是本专利技术实施例2的结构示意图；图6是本专利技术实施例3的光线原理图；图7是本专利技术实施例3的结构示意图；图8是本专利技术实施例4的光线原理图；图9是本专利技术实施例4的结构示意图；图10是本专利技术实施例5的光线原理图；图11是本专利技术实施例5的结构示意图；图12是本专利技术微反射镜阵列控制系统的结构示意图；图13是本专利技术阵列透射单元与阵列反射单元的示意图；图14是本专利技术阵列反射单元控制的原理图；图15是本专利技术三维成像的原理图。图中，1-光源；2-调光单元；3-阵列透射单元；4-阵列反射单元；5-分光单元；6-暗视野物镜；7-遮光板；8-成像单元；9-呈像模块；10-固定框架；11-阵列反射单元控制电路；12-伸缩镜筒。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术涉及一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置，至少包括：用于发射多束准直且平行出射光的光源模块；用于将出射光调整为圆偏振光的调光单元2；用于将多束出射光按照顺序照射到暗视野物镜中的阵列反射单元4；用于将光线部分反射，部分透过的分光单元5；用于将环状入射光集中照射在焦点位置的暗视野物镜6；用于成像的成像单元8；用于呈现图像的呈像模块9。根据调光单元的位置不同，分为多种情况，具体说明如下。实施例1如图2-3所示的一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置，至少包括：用于发射多束准直且平行出射光的光源模块；用于将出射光调整为圆偏振光的调光单元2；用于将多束出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置，其特征在于：至少包括：用于发射多束准直且平行出射光的光源模块；用于将出射光调整为圆偏振光的调光单元(2)；用于将多束出射光按照顺序照射到暗视野物镜中的阵列反射单元(4)；用于将光线部分反射，部分透过的分光单元(5)；用于将依次射入的环状入射光集中照射在焦点位置的暗视野物镜(6)；用于成像的成像单元(8)；用于呈现图像的呈像模块(9)。

【技术特征摘要】
1.一种探测人体微血管超微结构的三维成像装置，其特征在于：至少包括：用于发射多束准直且平行出射光的光源模块；用于将出射光调整为圆偏振光的调光单元(2)；用于将多束出射光按照顺序照射到暗视野物镜中的阵列反射单元(4)；用于将光线部分反射，部分透过的分光单元(5)；用于将依次射入的环状入射光集中照射在焦点位置的暗视野物镜(6)；用于成像的成像单元(8)；用于呈现图像的呈像模块(9)。2.根据权利要求1所述的探测人体微血管超微结构的三维成像装置，其特征在于：所述的光源模块包括光源(1)和设置在出射光方向上用于将光源调整成为多束准直平行岀射的阵列透射单元(3)。3.根据权利要求2所述的探测人体微血管超微结构的三维成像装置，其特征在于：所述的阵列透射单元(3)为微透镜阵列。4.根据权利要求1所述的探测人体微血管超微结构的三维成像装置，其特征在于：所述的阵列反射单元(4)为微反射镜阵列。5.根据权利要求4所述的探测人体微血管超微结构的三维成像装置，其特征在于：所述的微反射镜阵列的阵列设置与微透镜阵列的阵列设置相对应。6...

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