专利名称：一种利用ccd摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置和方法。
背景技术：
众所周知，所有的生命系统每时每刻都在向外辐射光子，对生物光子的研究可以追溯到1923年由苏联科学家所做的洋葱根尖实验，他们首次借助生物检波器观察到葱头的根能发射微弱紫外射线，并宣称光参与了刺激细胞分裂。尽管此后几年这个试验结果被其他科学家进一步证实，但是由于缺乏合适的光子测量装置以及生物化学领域的高速发展，这个试验结果被忽略了很长时间。70年代以后，随着激光的出现和生命科学的深入研究，Popp等科学家确定了“生物系统超弱光子辐射”这一命名，并根据研究的结果强调指出生物光子辐射是一个很本质的生命现象，是生命有机体的一个固有功能，它来源于生物体内的非局域性相干电磁场，是自然界普遍存在的现象。生物光子的探测和分析能揭示生物系统内部的细节变化，展示外界环境的微弱影响。经络是中国先民以经穴的临床应用为依据，在实践的基础上对人体的各种生理病理现象的一种认识和解释，是对人体内在规律的归纳总结。中医基本理论中最独特最不好解释的就是气及气的通道(经络)和气的聚散点(穴位)。气、经络、穴位的科学性若能明释，则很多中医问题就可迎刃而解。中医认为，经络是人体气血运行的通路，“内属于脏腑， 外络于肢节”，将各部组织器官联结成为一个有机的整体。实验研究发现人体光子辐射分布与中医14条经络吻合，并且穴位的辐射变化可以表征相关器官的病变。由于生物光子辐射来源于生物体内不同能级之间的跃迁，这种跃迁对应着相应的波长。我们之前的研究发现， 经络是体内光子辐射场发生干涉后在体表形成的条纹，穴位是这些干涉条纹的集聚点，因此通过对这些区域的光子辐射特性(空间分布、光强组成)的研究，理论上就可以揭示经络和穴位的物质基础及特性。以往的研究大都是采用单光子计数系统测量人体某些区域的光子强度，单光子计数系统虽然也可以测量穴位处辐射的光子，但是仅仅提供了海量的数据，对不同部位的光子辐射的强弱程度并没有一个直观的表示，而当前采用的成像系统由于测量视场过大，导致分辨率不好和成像效果不好。现有技术中，并没有一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的差异来定量揭示经络和穴位特性的装置，以及方法。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，及方法。本发明建立了一套更高灵敏度和分辨率的人体生物光子成像系统，对人体不同部位的生物光子辐射的空间分布、光强进行探测与分析，为更为全面的研究生物光子所带的机体信息提供了新技术和方法。
本发明是通过以下技术方案实现的—种利用CXD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，包括暗室、CXD摄像机、信号处理电路、控制电路、CCD制冷电路及计算机，其中，CCD摄像机位于暗室内，通过固定装置固定在暗室内(固定装置用于固定及操作CCD摄像机的移动)；信号处理电路与 CCD摄像机连接，控制电路(控制电路上自带有电源)与信号处理电路和CCD制冷电路连接，CXD制冷电路与CXD摄像机连接，计算机与信号处理电路连接；CXD摄像机用于对人体局部区域辐射的生物光子进行成像，信号处理电路用来A/D转换CCD摄像机接收到的生物光子信号，控制电路用于控制信号处理电路和CCD制冷电路，CCD制冷电路用于对摄像机致冷，计算机用于显示生物光子图像及光强。所述暗室内可以设有供人躺下的座椅或者床。所述CXD摄像机上设有CXD探测器和球面成像镜头。所述球面成像镜头为远心成像镜头，球面成像镜头把待测区域光点的像成像在 CXD探测器上。所述CXD摄像机能够测量具有400nm-900nm波长的生物光子，量子效率最大峰值出现在550nm。所述CXD摄像机成像的像素分辨率为2048X2048。所述CXD制冷电路能够制冷至环境温度120°C以下。所述计算机为装有CXD输出信号处理芯片的计算机。所述暗室面积为2mX2mXlm。所述暗室内壁均涂为黑色。一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的方法，人进入暗室， 暗适应至少15min，暴露待测区域并调整至最佳姿势，然后CXD摄像机对准待测部位测量 20min，经过信号处理电路处理所成的像后，在计算机上显示该区域的光强及图像。本发明的装置具有很高的灵敏度和分辨率，可实现对人体辐射出的微弱光子成像，形象直观，能够很好地区分出不同部位的光子辐射光强及光谱等的差异。此生物光子辐射图像及强度值，可以作为表征人体经络和穴位的特性的指标，其具有快速、灵敏、可靠、对人体无损等优点，有极大的应用潜力。
图1为利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置的结构示意图。图2为利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的方法的流程图。图3为实施例2中的测量结果示意图，其中，(a)背部生物光子辐射的CXD成像， (b)为普通摄像机成像。图4为实施例3中的测量结果示意图，其中，(a)右手背部生物光子辐射的CCD成像，(b)为普通摄像机成像。其中，1、CXD摄像机；2、信号处理电路；3、CXD制冷电路；4、计算机；5、球面成像镜头；6、(XD探测器；7、控制电路；8、固定装置；9、暗室；10、座椅。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。实施例1 一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置一种利用CXD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，包括暗室9、CXD 摄像机1、信号处理电路2、C⑶制冷电路3、控制电路7及计算机4，如图1所示，其中，CXD 摄像机1位于暗室9内，通过固定装置8固定在暗室9内(固定装置8用于固定及操作CXD 摄像机1的移动)；信号处理电路2与CCD摄像机1连接，CCD制冷电路3与CCD摄像机1 连接，控制电路 与信号处理电路2和CXD制冷电路3连接，计算机4与信号处理电路2连接。CCD摄像机1用于对人体局部区域辐射的生物光子进行成像，信号处理电路2用来A/D 转换CCD摄像机1接收到的生物光子信号，CCD制冷电路3用于对摄像机1致冷，控制电路 7用于控制信号处理电路2和CXD制冷电路3，计算机4用于显示和处理生物光子图像及光强。所述暗室9内设有供人躺下的座椅10。所述CXD摄像机上设有球面成像镜头5和CXD探测器6。所述球面成像镜头5为远心成像镜头，球面成像镜头5把待测区域光点的像成像在CXD探测器上6。所述CXD摄像机1能够测量具有400nm-900nm波长的生物光子，量子效率最大峰值出现在550nm。 所述CXD摄像机1像素分辨率为2048 X 2048。所述CXD制冷电路3，其可制冷至环境温度120°C以下。所述计算机4为装有数据及图像处理软件的计算机。所述暗室9面积为2mX 2mX lm。所述暗室9内壁均涂为黑色。实施例2 —种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的方法对一名健康成年男子的背部辐射的超微弱光子成像，步骤如下首先根据《标准针灸穴名》确定待测穴位，并在确定部位作好标记；测量前人先在暗室9以自然放松的状态半卧与暗室中的座椅10上，暗适应大约30min，在人暗适应的这段时间里，打开控制电路7和制冷电路3，对CCD摄像机1制冷以降低噪声；暗适应时间到，调整姿势使背部对着CCD摄像机1，然而再调整CCD摄像机1，使其对准待测区域进行图像采集，持续时间大约30min。由球面成像镜头5把待测穴区的像成在CXD探测器6上，该像通过信号处理电路2处理后经计算机显示系统4显示。流程图如图2所示。经计算处理后得到的结果如图3所示，其中(a)图是在安全黑暗的暗室9中，由 CCD摄像机1拍摄到的人背部超微弱光子辐射的图像，从图像上可以很明显的看出颈部区域明显亮于背部的其它区域，说明此区域的光子辐射更强，(b)图是在弱光照下拍摄的人背部图。结论是采用高分辨率的CCD摄像机可以得到目的区域的生物光子空间分布、光强以及生物光子辐射的光谱组成，这不仅为研究光子辐射与生物组织的联系提供了方法，而且还为研究经络和穴位的物质基础和特性奠定了基础。实施例3对右手手背生物光子辐射成像的结果如图4所示，左图为右手背部辐射的生物光子CXD图像，从图像上可以看出，手指亮度明显高于手背的其它区域，说明手指辐射的生物光子强度更大，由于生物光子辐射来源于生命系统内部生化反应的能级跃迁，携带着生命系统的微观信息，因此从不同区域的生物光子的空间分布、光强及光谱的组成，就可以揭示生物系统内部的细节变化，这对研究生物光子所携带的机体信息具有重大意义。综上所述，生物光子辐射提供了一个关于生命系统基本特性的综合指标，它关联到生物内部变化及环境影响所引起的生物学效应的整体信息，通过对人体不同部位的生物光子辐射的成像，可以得到该区域的生物光子的空间分布、光强及光谱组成，它可以作为一个疾病诊断的指标，用于指示人体健康的状态其具有快速、灵敏、可靠、对人体无损等优点， 有极大的应用潜力。本发明中未详细描述的装置、系统、方法等，均为现有技术中已有的，为所属领域技术人员所熟知的，故不再进行描述。
权利要求
1.一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于包括暗室、CCD摄像机、信号处理电路、控制电路、CCD制冷电路及计算机，其中，CCD摄像机位于暗室内，通过固定装置固定在暗室内；信号处理电路与CCD摄像机连接，控制电路与信号处理电路和CCD制冷电路连接，CCD制冷电路与CCD摄像机连接，计算机与信号处理电路连接； CCD摄像机用于对人体局部区域辐射的生物光子进行成像，信号处理电路用来A/D转换CCD 摄像机接收到的生物光子信号，控制电路用于控制信号处理电路和CCD制冷电路，CCD制冷电路用于对摄像机致冷，计算机用于显示生物光子图像及光强。
2.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述暗室内设有座椅或者床。
3.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述CCD摄像机上设有CCD探测器和球面成像镜头。
4.根据权利要求3所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述球面成像镜头为远心成像镜头，球面成像镜头把待测区域光点的像成像在CXD探测器上。
5.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述CXD摄像机能够测量具有400nm-900nm波长的生物光子，量子效率最大峰值出现在550nm。
6.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述CXD摄像机成像的像素分辨率为2048X2048。
7.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述CXD制冷电路能够制冷至环境温度120°C以下。
8.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述暗室面积为anXanXlm。
9.根据权利要求1所述的一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，其特征在于所述暗室内壁均涂为黑色。
10.一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的方法，其特征在于人进入暗室，暗适应至少15min，暴露待测区域，然后CXD摄像机对准待测部位持续测量20min， 经过信号处理电路处理成像后，在计算机上显示该区域的光强及图像。
全文摘要
本发明公开了一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的装置，包括暗室、CCD摄像机、信号处理电路、控制电路、CCD制冷电路及计算机，其中，CCD摄像机位于暗室内，信号处理电路与CCD摄像机连接，CCD制冷电路与CCD摄像机连接。本发明还公开了一种利用CCD摄像机对人体辐射的超微弱光子进行成像的方法人进入暗室，暗适应至少15min，暴露待测区域并调整至最佳姿势，然后CCD摄像机对准待测部位测量20min，经过信号处理电路处理所成的像后，在计算机上显示该区域的光强及图像。本发明的高灵敏度和高分辨率，可实现对人体辐射出的微弱光子成像，灵敏直观，能够很好地区分出不同部位的光子辐射差异。
文档编号A61H39/02GK102334978SQ20111019162
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者杨美娜, 韩金祥, 马千里, 黄金昭 申请人:山东省医药生物技术研究中心