利用全息膜侧流暗场成像技术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全息膜侧流暗场成像技术探测人体微血管超微结构的装置，至少包括光源模块、镜头模块和呈像模块；光源模块包括设置在镜头单元前端的环状光源，在所述光源前端沿光源照射方向上设有全息膜单元和调光单元；镜头模块包括成像单元和用于将被观测对象放大成像的镜头单元；呈像模块为数字相机。利用全息膜能记录并再现物体光的入射角度这以特性，将使用过程中的入射光以事先记录好的入射光的角度射出，根据需要，将入射光集中照射在皮肤同一位置上，大大的提升了光源能量的利用。

Device for detecting ultrastructure of human microvessels by holographic film lateral flow dark field imaging technology

The utility model relates to a device for detecting the ultrastructure of the human microvascular with the holographic film side flow dark field imaging technology, at least including the light source module, the lens module and the image module. The light source module includes a ring light source installed at the front of the lens unit, and a holographic membrane unit is provided on the light source direction in the front end of the light source. The lens module comprises an imaging unit and a lens unit for amplifying and imaging the observed object; the image module is a digital camera. Using the holographic film to record and reproduce the incident angle of the object light, the incident light in the process is emitted in the angle of the pre recorded incident light, and the incident light is irradiated in the same position on the skin according to the need, which greatly improves the use of the energy of the light source.

【技术实现步骤摘要】
利用全息膜侧流暗场成像技术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全息膜侧流暗场成像技术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流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血流进行成像。但是，传统的侧流暗场成像技术采用环形LED光源围绕在镜头单元镜头的周围，由于此光源不是偏振光，因此，绝大部分的光线发生散射无法反射到成像镜头单元中，也就是说光的利用率极低，成像很不清晰。而对于人体微血管超微结构的探测而言，由于一方面微血管超微结构本身就非常微小，另一方面后期需要实现实时观测，因此，成像清晰度的好坏对于观测结果的准确性与否紧密相关，并且直接影响疾病的诊断。
技术实现思路
根据上述不足之处，本技术的目的在于提供一种利用全息膜侧流暗场成像技术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：一种利用全息膜侧流暗场成像技术探测人体微血管超微结构的装置，至少包括光源模块、镜头模块和呈像模块；光源模块包括设置在镜头单元前端的环状光源，在所述光源前端沿光源照射方向上设有全息膜单元和调光单元；镜头模块包括成像单元和用于将被观测对象放大成像的镜头单元；呈像模块为数字相机。优选的是：所述的全息膜单元包括与环状光源相配合的环状全息膜和设置在全息膜两侧用于保护全息膜的防护单元。优选的是：所述防护单元的表面涂覆有防止可见光反射的AR镀膜。优选的是：所述的调光单元是1/4波长板或1/4相位差膜。优选的是：所述的光源为半导体激光器或镀有偏振膜的LED。优选的是：所述的光源设有光源固定支架。优选的是：所述的镜头模块和呈像模块外周设有固定框架。本技术的有益效果在于：(1)利用全息膜能记录并再现物体光的入射角度这以特性，将使用过程中的入射光以事先记录好的入射光的角度射出，根据需要，将入射光集中照射在皮肤同一位置上，大大的提升了光源能量的利用；(2)通过全息膜能提升光源能量的利用，因此，可以在保证光源能量的需求的情况下，降低光源的功率，也就是说可以采用低功率的激光光源，从而使用起来更加安全；(3)通过1/4波长板或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；(4)通过将环状光源设置在镜头单元的镜头部分代替原本设置在装置内镜头单元后方的的LED光源，拉近了光源与被测物体的距离，大大的提高了光的利用效率，从而可以降低半导体激光器的能量值；(5)将本装置通过固定框架进行密封，制成手持式的简式装置，使用起来非常方便。附图说明图1是
技术介绍
的设备原理图；图2是本技术的结构示意图；图3是本技术的光线原理图；图4是本技术光源模块的结构示意图一；图5是本技术光源模块的结构示意图二；图6是光照强度和照射范围的关系图；图7是本技术全息膜的入射光记录过程原理图一；图8是本技术全息膜的入射光记录过程原理图二；图9是本技术全息膜的入射光记录过程原理图三。图中，1-全息膜；2-调光单元；3-光源；4-镜头单元；5-成像单元；6-呈像模块；7-固定框架；8-光源固定支架；9-防护单元。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步说明。如图2所示的一种利用全息膜侧流暗场成像技术探测人体微血管超微结构的装置，至少包括光源模块、镜头模块和呈像模块6；光源模块包括设置在镜头单元4前端的环状光源3，在光源3前端沿光源照射方向上设有全息膜单元和调光单元2；镜头模块包括成像单元5和用于将被观测对象放大成像的镜头单元4；呈像模块6为数字相机。由于近年技术的进步，CMOS传感器的信噪比也有所提升，媲美CCD传感器，且价格低廉，因此本装置中使用CMOS传感器来代替以往的CCD传感器，达到降低成本的目的。进一步的，全息膜单元与调光单元2沿光源照射方向上的设置位置为全息膜单元和调光单元，或着调光单元和全息膜单元，即两者的位置可以互换。当第一种设置位置：沿光源照射方向上依次设置全息膜单元和调光单元时，光源与全息膜之间没有障碍物，光线照射到全息膜表面时，不会因为折射率变化而发生光线方向的变化，因此这种情况下，透过全息膜的光线会按照全息膜记录时的既定路线传播，保证光线照射到被观测对象时的照射率精度。当第二种设置位置：沿光源照射方向上依次设置调光单元和全息膜单元时，光线与全息膜之间有调光单元阻挡，光线照射到全息膜表面时，光线方向由于调光单元的折射率而发生变化，因此这种情况下，透过全息膜的光线传播路径与全息膜记录时的既定路径具有一定的偏差，虽然一定程度上能够实现的光线照射到被观测对象时的照射率增强，但无法保证精度。因此，优选第一种设置位置：沿光源照射方向上依次设置全息膜单元和调光单元。进一步的，用于将被观测物体放大成像的镜头单元包括显微镜物镜或着可变焦镜头。显微镜物镜包括有限远补正显微物镜以及无限远补正显微物镜，具有很高的光学分辨率，能够实现对被观测物体部分宏观结构以及内部微结构，如血细胞和微血管内皮细胞的清晰成像，但是放大倍率固定，不可调节。可变焦镜头是可以调节放大倍数以实现对观测范围进行扩大和缩小的镜头，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用全息膜侧流暗场成像技术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、镜头模块和呈像模块(6)；所述光源模块包括设置在镜头单元(4)前端的环状光源(3)，在所述光源(3)前端沿光源照射方向上设有全息膜单元和调光单元(2)；所述的镜头模块包括成像单元(5)和用于将被观测对象放大成像的镜头单元(4)；所述的呈像模块(6)为数字相机。

【技术特征摘要】
1.一种利用全息膜侧流暗场成像技术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、镜头模块和呈像模块(6)；所述光源模块包括设置在镜头单元(4)前端的环状光源(3)，在所述光源(3)前端沿光源照射方向上设有全息膜单元和调光单元(2)；所述的镜头模块包括成像单元(5)和用于将被观测对象放大成像的镜头单元(4)；所述的呈像模块(6)为数字相机。2.根据权利要求1所述的利用全息膜侧流暗场成像技术探测人体微血管超微结构的装置，其特征在于：所述的全息膜单元包括与环状光源(3)相配合的环状全息膜(1)和设置在全息膜(1)两侧用于保护全息膜(1)的防护单元(9)。3.根据权利要求2所述的利用全息膜侧流暗场成像技术探测人体微血管超微结构...

【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：新型
国别省市：山东,37