[发明专利]一种用于烧伤皮肤坏死深度和面积诊断的近红外光谱成像系统及方法

权利要求书

1.一种用于烧伤皮肤坏死深度和面积诊断的近红外光谱成像系统，包括光谱成像仪和计算机控制系统；其特征在于：

所述光谱成像仪，包括光源、光学镜头、滤波器、驱动控制器和CCD像机；所述滤波器采用宽谱液晶可调滤光片（LCTF）或声光可调滤光片（AOTF），它们获取1100-2500nm波段的光谱信号；

所述计算机控制系统内置有通用模块、数据模块、光谱校正模块、光谱匹配模块、烧伤创面三维合成模块；

所述系统通过所述光谱成像仪获取目标区域烧伤皮肤坏死组织的光谱图像数据，输入所述计算机控制系统，经图像分析处理，即首先通过光谱校正模块进行光谱校正，然后通过光谱匹配模块将校正后的光谱图像中每个像元对应的光谱反射率曲线与数据模块中烧伤坏死皮肤光谱数据库的标准光谱反射率曲线进行光谱匹配识别，得到目标区域的烧伤深度和烧伤面积，最后由烧伤创面三维合成模块合成目标区域的三维图像，并通过显示器显示；

所述烧伤坏死皮肤光谱数据库中的标准光谱反射率曲线与病理数据库中的皮肤烧伤深度具有一对一的匹配关系，其是利用烧伤坏死皮肤在1100-2500nm波段的光谱反射率曲线特征，来定量烧伤皮肤中的坏死信号，并将坏死信号与病理数据进行关联，使烧伤坏死皮肤光谱数据库中的标准光谱反射率曲线与病理数据库中的皮肤烧伤深度的匹配，烧伤坏死皮肤光谱数据库中的每一条标准光谱曲线均代表一种烧伤深度。 

2.根据权利要求1所述的用于烧伤皮肤坏死深度和面积诊断的近红外光谱成像系统，其特征在于：所述烧伤坏死皮肤在1100-2500nm波段的光谱反射率曲线特征包括光谱反射率曲线的形状、曲线的平均幅值、以及曲线中波峰与波谷幅值的差值。 

3.根据权利要求1或2所述的近红外光谱成像系统，其特征在于：所述宽谱液晶可调滤光片（LCTF）包括液晶可调滤光片为多级级联结构，包括：一组电控液晶波片、一组固定位相延迟片和一组偏振片；所述偏振片与电控液晶波片和固定位相延迟片依次相互平行排列、间隔叠放，形成多级，但第一级中可以设置或不设置固定位相延迟片；其中所有偏振片的透射偏振光方向相互平行，所有电控液晶波片的快轴方向与所有偏振片透射偏振光方向成45°角；每级结构中电控液晶波片由过压驱动控制器控制，加载不同幅值的交流过压驱动信号。 

4.根据权利要求3所述的近红外光谱成像系统，其特征在于：所述电控液晶波片包括中间的向列相液晶层和两侧依次对称设置的取向膜、透明导电膜和透明基板，所述向列相液晶层两侧的取向膜摩擦方向反向平行，液晶层中的液晶分子沿面排列，所述液晶层的厚度通过在其中设置透明隔垫进行控制。 

5.根据权利要求4所述的近红外光谱成像系统，其特征在于：所述LCTF驱动控制器采用过压驱动，对电控液晶波片加载不同幅值的交流过压驱动信号，采用过压驱动器驱动：如果液晶波片需要的驱动电压为V₂，驱动时首先施加一个持续时间t很短的窄脉冲，t的取值范围在0-50ms之间，t不等于0，其电压幅度V₃>V_2., V₃的幅值范围在10-50V之间，然后再施加V₂的驱动电压，电压幅值在0-10V之间但不等于0，交变频率在0.5-5KHz。 

6.根据权利要求4所述的近红外光谱成像系统，其特征在于： 所述宽谱液晶可调滤光片（LCTF）的工作波段覆盖900nm~2500nm；光谱分辨率：5-20nm ；光学透过率：5-30%；视场角：1-10°。 

7.根据权利要求1-6之任一项所述的近红外光谱成像系统，其特征在于：所述光源提供同轴或者接近同轴的照明光源，照明光源的光谱范围覆盖900-2500nm，对目标区域进行均匀或者接近均匀的照明。