一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置及系统的制作方法

1.本技术涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置及系统。


背景技术：

2.微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环，，是血液与组织细胞进行物质交换的场所，其基本功能是实现物质代换，向各组织细胞输送养料和运走代谢产物等。可以通过微循环成像装置观察微循环中的微血管形态以及测量微血管的生理学参数，了解疾病的发病情况，有利于疾病的预防、诊断和治疗。
3.随着技术的不断发展，现有的微循环成像研究中为了实现对检测对象的高度连续扫描，以更好的进行分析和计算，开始结合高光谱成像技术。但是目前结合有光谱成像技术的微循环成像装置存在整体结构复杂、体积庞大、光谱分辨率不高影响成像质量的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的第一目的是提供一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置，解决现有结合有光谱成像技术的微循环成像装置存在整体结构复杂、体积庞大、光谱分辨率不高的技术问题。
5.本技术的第二目的是提供一种基于液晶可调滤光器的微循环成像系统。
6.为达到上述技术目的，本技术提供了一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置，包括壳体、照明器、镜片模组、图像传感器以及控制器；
7.所述照明器、所述镜片模组以及所述图像传感器沿所述壳体轴向远离待检测组织表面的方向依次安装于所述壳体内；
8.所述镜片模组中的滤光器为液晶可调滤光器；
9.所述控制器与所述滤光器、所述图像传感器以及所述照明器电连接，用于控制所述滤光器的波长和步进、控制所述图像传感器的采集频率以及控制所述照明器的照明频率。
10.进一步地，所述镜片模组包括第一光线处理器、第二光线处理器以及所述液晶可调滤光器；
11.所述第一光线处理器安装于所述滤光器靠近待检测组织表面方向的一侧，用于使得经过的光线形成平行光线；
12.所述第二光线处理器安装于所述滤光器远离待检测组织表面方向的一侧，用于使得经过的光线汇聚至所述图像传感器。
13.进一步地，所述第一光线处理器为透镜。
14.进一步地，所述第二光线处理器为调焦镜。
15.进一步地，所述照明器为环形led灯。
16.进一步地，所述壳体的检测端上盖设有透明防护板。
17.进一步地，所述透明防护板由玻璃材料制备。
18.进一步地，所述控制器安装于所述壳体内。
19.本技术还公开了一种基于液晶可调滤光器的微循环成像系统，包括成像处理终端以及所述的微循环成像装置；
20.所述成像处理终端与所述微循环成像装置的控制器通信连接。
21.进一步地，所述成像处理终端为计算机。
22.从以上技术方案可以看出，本技术提供的微循环成像装置，对镜片模组中的滤光器采用液晶可调滤光器，并通过控制器实现波长以及步进的调节控制，能够快速切换波长通带范围，较于传统的机械结构调节方式，能够简化装置结构，减小装置体积以及重量，使得装置结构更加紧凑，提高集成度，使用也更加方便且成像分辨率高。另外，光照器的光照频率以及图像传感器的采集频率也受控制器控制，使得光照器、滤光器以及图像传感器能够同步配合，不仅可以实现高光谱连续窄波段的微循环成像，也可以结合光谱信息分析微循环参数。
附图说明
23.为了更清楚地说明本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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
24.图1为本技术中提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置结构示意图；
25.图2为本技术中提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像系统结构示意图；
26.图3为本技术中提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置及系统的液晶可调滤光器在400cm
‑
900cm波段内的各波长的透射率曲线示意图；
27.图中：1、透明防护板；2、照明器；3、透镜；4、液晶可调滤光器；5、调焦镜；6、图像传感器；7、控制器；8、待检测组织表面；9、计算机；10、壳体。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术实施例保护的范围。
29.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地
连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
31.本技术实施例公开了一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置及系统。
32.请参阅图1以及图3，本技术实施例中提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置的一个实施例包括：
33.壳体10、照明器2、镜片模组、图像传感器6以及控制器7。其中照明器2、镜片模组以及图像传感器6沿壳体10轴向远离待检测组织表面8的方向依次安装于壳体10内。本技术中壳体10结构可以根据实际需要做适当的设计，包括但不限于例如筒状结构，方形结构等，具体不做赘述。另外，本技术中光照器的光源可以为宽波段光源例如白光等，具体安装于壳体10内部前端位置，也即是壳体10内靠近待检测组织表面8方向的位置。而图像传感器6可以置于壳体10内靠近后端位置，镜片模组则置于光照器与图像传感器6之间，彼此之间的具体间隔距离，以及安装固定方式等可以参考常规的微循环成像装置，可以根据实际需要做适当的调整变换，具体不做赘述。
34.本技术中镜片模组中的滤光器采用液晶可调滤光器4，而且控制器7与滤光器、图像传感器6以及照明器2电连接，分别用于控制滤光器的波长和步进、控制图像传感器6的采集频率以及控制照明器2的照明频率。控制器7接收指令后实时控制光照器照明、液晶可调滤光器4调谐和图像传感器6同步采集，不仅可以实现高光谱连续窄波段的微循环成像，也可以结合光谱信息分析微循环参数。
35.液晶可调滤光器4(liquid crystal tunable filter，简称lctf)是一种带通滤光片，成像分辨率高，可以通过控制器7控制调节液晶元件的电压，从而改变光谱通带的位置，可完成一定光谱段的连续光谱扫描分析，实现对检测对象的高速连续扫描成像。就液晶可调滤光器4的控制来说，控制器7具体可控制液晶可调滤光器4的起始波长、波长范围和步进，液晶可调滤光器4根据步进改变光谱通带位置，具有较广的波长选择范围，例如420nm
‑
730nm、650
‑
1100nm、850
‑
1800nm，最小调节步长为1nm。从图3的400nm
‑
900nm波段内各波长的透射率曲线示意图知道液晶可调滤光器4件的投射性良好，可以通过控制器7的电压调节，快速切换波长通带范围，实现高光谱连续窄带波段成像。
36.本技术就图像传感器6来说，可以是ccd传感器或cmos传感器，不做限制。
37.本技术微循环成像装置的工作原理如下：装置基于侧流暗场成像技术，光照器发出的光照射到待检测组织表面8，光线在组织内发生漫反射后，部分光线反射回装置经过镜片模组后被图像传感器6接收，图像传感器6对光信号进行光电转换后传至成像处理终端进行图像后处理得到各波段下的微循环成像效果，后续图像处理可以结合各波段下的微循环图像，得到微血管的光谱信息，从而计算微循环参数，如血液流速或血氧饱和度等。
38.从以上技术方案可以看出，本技术提供的微循环成像装置，对镜片模组中的滤光器采用液晶可调滤光器4，并通过控制器7实现波长以及步进的调节控制，能够快速切换波长通带范围，较于传统的机械结构调节方式，能够简化装置结构，减小装置体积以及重量，使得装置结构更加紧凑，提高集成度，使用也更加方便且成像分辨率高。另外，光照器的光照频率以及图像传感器6的采集频率也受控制器7控制，使得光照器、滤光器以及图像传感器6能够同步配合，不仅可以实现高光谱连续窄波段的微循环成像，也可以结合光谱信息分
析微循环参数。
39.以上为本技术实施例提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置的实施例一，以下为本技术实施例提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置的实施例二，具体请参阅图1。
40.基于上述实施一的技术方案：
41.进一步地，镜片模组具体包括第一光线处理器、第二光线处理器以及液晶可调滤光器4。第一光线处理器安装于滤光器靠近待检测组织表面8方向的一侧，用于使得经过的光线形成平行光线，避免滤波出来的中心波长会产生偏移，引起光谱弯曲。第二光线处理器安装于滤光器远离待检测组织表面8方向的一侧，用于使得经过的光线汇聚至图像传感器6，使得图像传感器6更好的采集光线。具体的，第一光线处理器可以是透镜3，第二光线处理器可以是调焦镜5，不做限制。光线在组织内发生漫反射后，部分光线反射回装置经过透镜3后以平行光穿过液晶可调滤光器4，由液晶可调滤光器4进行滤光后，再经调焦镜5聚焦后被图像传感器6接收。
42.进一步地，照明器2可以为环形led灯，根据实际需要可以采用其它形状led灯，具体不做限制。
43.进一步地，为了对壳体10内部起到防护且不会影响到光线穿过，壳体10的检测端上盖设有透明防护板1，具体可以是玻璃材料制备，不做限制。
44.进一步地，为了使得装置整体更加紧凑，控制器7也可以安装于壳体10内，具体可以是位于图像传感器6的后端位置，不做限制。
45.如图2所示，本技术还提供了一种基于液晶可调滤光器的微循环成像系统，包括成像处理终端以及前述实施例一或实施二的微循环成像装置，其中成像处理终端与微循环成像装置的控制器7通信连接。
46.进一步地，成像处理终端可以为计算机9，还可以是其它智能显示设备，不做限制。
47.微循环成像系统的具体工作过程例如下：
48.在采集微循环图像前，根据采集需要，在计算机9上图像分析软件上设置液晶可调滤光器4的波长范围和步进大小，如需要采集420
‑
730nm波长范围内间隔5nm的微循环图像，则将液晶可调滤光器4的波长范围设置成420nm
‑
730nm，步进设置成5nm，则可采集62个波段下的微循环图像。采集过程中，计算机9将环形led灯照明频率指令、图像传感器6采集频率指令以及液晶可调滤光器4的波长范围和步进的指令传输给控制器7，由控制器7控制led环形灯的照明频率、液晶可调滤光器4切换波长的频率以及图像传感器6采集频率达到一致，保证液晶可调滤光器4按照步进数值切换光谱通带过程中，环形led灯处于照明状态以及图像传感器6处于采集状态，即环形led灯、液晶可调滤光器4和图像传感器6同步工作，实现连续采集不同波段下的微循环图像。
49.采集微循环图像中，环形led灯发出的光照射到组织表面，光线在组织内进行反射和散射后，带有微循环信息的光线经过透镜3后以平行光方式穿液晶可调滤波器，液晶可调滤波器根据设置的波长步进，在波长范围内按照步进依次切换当前波长通带，滤掉其他波段的光线，仅通过设置的波长范围的光线，通过的波段内的光线经调焦镜5片后由图像传感器6接收，图像传感器6将得到波段内各个波长下采集的微循环图像并传至计算机9显示，从而得到各波段下的微循环成像效果，后续图像处理可以结合各波段下的微循环图像，得到
微血管的光谱信息，从而计算微循环参数，如血液流速或血氧饱和度等。
50.以上对本技术所提供的一种基于液晶可调滤光器的微循环成像装置及系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。