血红蛋白检测的滤光结构设计方法、光谱成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种血红蛋白检测的滤光结构设计方法、光谱成像装置及方法，其中血红蛋白检测滤光结构设计方法包括：基于预设检测精度要求和预设检测速度要求确定滤光结构的结构组数量和每个所述结构组中结构单元的数量；基于血红蛋白的光谱特征确定所述结构单元的透射率曲线且一个结构组中至少两个结构单元的透射率曲线不相同。其中血红蛋白检测光谱成像装置包括：图像传感器和采用血红蛋白检测滤光结构设计方法得到的滤光结构；滤光结构用于对待检测样本的入射光进行调制，获得调制光信号；图像传感器用于接收调制光信号。本发明专利技术提供的血红蛋白检测光谱成像装置实现了对血红蛋白状态的实时、准确检测。准确检测。准确检测。

【技术实现步骤摘要】
血红蛋白检测的滤光结构设计方法、光谱成像装置及方法


[0001]本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种血红蛋白检测的滤光结构设计方法、光谱成像装置及方法。

技术介绍

[0002]目前缺乏针对血红蛋白含量及其空间分布的、实时的无创检测手段，尤其是针对血红蛋白的脱氧和氧合两种状态的含量及其空间分布的无创、实时检测。因此在实际应用中，只能通过专家通过肉眼和经验来对被检测对象目标区域的血红蛋白状态进行判断，对治疗效果的稳定性会有一定的影响。
[0003]通过肉眼判断血红蛋白的含量，包括脱氧和氧合状态的相对含量，依赖专家本人的经验，其精度有限，而且容易受到环境因素的影响，因此难以保证判断结果的准确性和稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种血红蛋白检测的滤光结构设计方法、光谱成像装置及方法，用以解决现有技术中人工判断血红蛋白不准确的缺陷，提高血红蛋白状态检测的准确性。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种血红蛋白检测滤光结构设计方法，包括：
[0006]基于预设检测精度要求和预设检测速度要求确定滤光结构的结构组数量和每个所述结构组中结构单元的数量；
[0007]基于血红蛋白的光谱特征确定所述结构单元的透射率曲线且一个结构组中至少两个结构单元的透射率曲线不相同。
[0008]可选地，所述基于血红蛋白的光谱特征确定所述结构单元的透射率曲线，包括：
[0009]确定滤光对象组，所述滤光对象组包括一种或多种血红蛋白类型；
[0010]基于所述滤光对象组中一种或多种血红蛋白类型的吸收峰对应的光谱波段，确定每个所述结构单元的透射率曲线。
[0011]第二方面，本专利技术还提供一种血红蛋白检测光谱成像装置，包括：
[0012]滤光结构和图像传感器；所述滤光结构采用如第一方面所述的血红蛋白检测滤光结构设计方法得到，所述滤光结构包括X个结构组，每个所述结构组包括Y个结构单元，其中，X为大于等于1的正整数，Y为大于等于2的正整数；所述滤光结构设置于所述图像传感器的感光路径上；
[0013]所述滤光结构用于对待检测样本的入射光进行调制，获得调制光信号；
[0014]所述图像传感器用于接收所述调制光信号。
[0015]可选地，所述装置还包括：数据处理单元，所述数据处理单元与所述图像传感器电连接；
[0016]其中，所述图像传感器用于接收所述调制光信号，并获得检测图像，所述检测图像包括所述结构单元一一对应的光强数据，所述检测图像还包括多个检测位置，每个所述检
测位置与一个或多个结构组对应；
[0017]所述数据处理单元用于基于每个所述检测位置对应的光强数据组进行光谱恢复，获得所述待检测样本的检测位置对应的入射光光谱，所述入射光光谱用于确定所述检测位置的血红蛋白状态。
[0018]可选地，所述数据处理单元用于基于所述检测图像对所述待检测样本进行光谱恢复，获得所述待检测样本的检测位置对应的入射光光谱，包括：
[0019]所述数据处理单元用于基于所述检测位置对应的光强数据组、所述滤光结构的透射率曲线和所述图像传感器的量子效率对所述待检测样本进行光谱恢复，获得所述待检测样本的检测位置对应的入射光光谱。
[0020]可选地，所述图像传感器包括多个物理像素；
[0021]所述物理像素用于获取光强数据；
[0022]所述滤光结构中的每个所述结构单元对应一个或多个物理像素。
[0023]可选地，所述血红蛋白检测光谱成像装置还包括光学系统，所述光学系统布置于所述图像传感器的感光路径上；
[0024]所述光学系统用于对所述待检测样本的入射光进行光路调整。
[0025]第三方面，本专利技术还提供一种基于第二方面所述的血红蛋白检测光谱成像装置进行的血红蛋白检测方法，包括：
[0026]基于血红蛋白检测光谱成像装置对待检测对象进行检测，获得所述待检测样本的多个检测位置对应的入射光光谱；
[0027]基于所述入射光光谱确定每个所述检测位置的血红蛋白状态。
[0028]可选地，所述基于血红蛋白检测光谱成像装置对待检测对象进行检测，获得所述待检测样本的多个检测位置对应的入射光光谱，包括：
[0029]基于预设检测精度要求确定入射光采样点；
[0030]基于所述入射光采样点确定与每个所述检测位置对应的透射率；
[0031]基于所述每个所述检测位置对应的透射率和所述图像传感器的量子效率确定每个所述检测位置对应的系统响应系数；
[0032]基于每个所述检测位置对应的光强数据组和每个所述检测位置对应的系统响应系数，获得每个所述检测位置对应的入射光光谱。
[0033]可选地，所述基于每个所述检测位置对应的光强数据组和每个所述检测位置对应的系统响应系数，获得每个所述检测位置对应的入射光光谱，包括：
[0034]将每个所述检测位置对应的光强数据组和每个所述检测位置对应的系统响应系数输入至光谱恢复公式，获得每个所述检测位置对应的入射光光谱；
[0035]所述光谱恢复公式为：
[0036]b
i
＝Ax
j
；
[0037][0038][0039][0040]其中，b
i
表示所述图像传感器的光谱响应，i＝1，2，3......m，其中m为正整数，表示m个结构单元；A表示系统响应系数，所述系统响应系数为所述滤光结构的透射率和所述图像传感器的量子效率的乘积；x
i
表示待检测对象的入射光光谱，j＝1，2，3......n，其中n为正整数，表示n个入射光采样点。
[0041]本专利技术提供的血红蛋白检测的滤光结构设计方法、光谱成像装置及方法，通过对检测位置对应的光强数据组进行光谱恢复，获得待检测样本的检测位置对应的入射光光谱，根据入射光的光谱特征确定血红蛋白的状态，提高了血红蛋白状态判断的准确性；并且，本专利技术中的滤光结构是根据血红蛋白的光谱特征确定的，能够缩短反演入射光光谱的速度，提高了血红蛋白检测的实时性。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术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使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1是本专利技术实施例提供的血红蛋白检测滤光结构设计方法的流程示意图；
[0044]图2是本专利技术实施例提供的第一结构单元的透射率曲线示意图；
[0045]图3是本专利技术实施例提供的血红蛋白检测光谱成像装置的结构示意图之一；
[0046]图4是本专利技术实施例提供的结构组的结构示意图；
[0047]图5是本专利技术实施例提供的滤光结构的结构示意图；
[0048]图6是本专利技术实施例提供的血红蛋白检测光谱成像装置的剖面结构示意图；
[0049]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血红蛋白检测滤光结构设计方法，其特征在于，包括：基于预设检测精度要求和预设检测速度要求确定滤光结构的结构组数量和每个所述结构组中结构单元的数量；基于血红蛋白的光谱特征确定所述结构单元的透射率曲线且一个结构组中至少两个结构单元的透射率曲线不相同。2.根据权利要求1所述的血红蛋白检测滤光结构设计方法，其特征在于，所述基于血红蛋白的光谱特征确定所述结构单元的透射率曲线，包括：确定滤光对象组，所述滤光对象组包括一种或多种血红蛋白类型；基于所述滤光对象组中一种或多种血红蛋白类型的吸收峰对应的光谱波段，确定每个所述结构单元的透射率曲线。3.一种血红蛋白检测光谱成像装置，其特征在于，包括：滤光结构和图像传感器；所述滤光结构采用如权利要求1
‑
2中任一项所述的血红蛋白检测滤光结构设计方法得到，所述滤光结构包括X个结构组，每个所述结构组包括Y个结构单元，其中，X为大于等于1的正整数，Y为大于等于2的正整数；所述滤光结构设置于所述图像传感器的感光路径上；所述滤光结构用于对待检测样本的入射光进行调制，获得调制光信号；所述图像传感器用于接收所述调制光信号。4.根据权利要求3所述的血红蛋白检测光谱成像装置，其特征在于，所述装置还包括：数据处理单元，所述数据处理单元与所述图像传感器电连接；其中，所述图像传感器用于接收所述调制光信号，并获得检测图像和与所述结构单元一一对应的光强数据，所述检测图像包括多个检测位置，每个所述检测位置与一个或多个结构组对应；所述数据处理单元用于基于每个所述检测位置对应的光强数据组进行光谱恢复，获得所述待检测样本的检测位置对应的入射光光谱，所述入射光光谱用于确定所述检测位置的血红蛋白状态。5.根据权利要求4所述的血红蛋白检测光谱成像装置，其特征在于，所述数据处理单元用于基于所述检测图像对所述待检测样本进行光谱恢复，获得所述待检测样本的检测位置对应的入射光光谱，包括：所述数据处理单元用于基于所述检测位置对应的光强数据组、所述滤光结构的透射率曲线和所述图像传感器的量子效率对所述待检测样本进行光谱恢复，获得所述待检测样本的检测位置对应的入射光光谱。6.根据权利要求5所述的血红蛋白检测光谱成像装置，其特征在于，所述图像传感器包括多个物理像素；所述物理像素用于获...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔开宇，徐晟，黄翊东，张巍，冯雪，刘仿，
申请(专利权)人：北京与光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：