[发明专利]一种交叉偏振照相成像装置及成像方法

说明书

技术领域

本发明属于光学医学影像学技术领域，特别是一种人体成像装置及方法。

背景技术

对于现代医学影像学，目前常用的有CT(Computed Tomography)、PET(Positron emission tomography)、B超以及MRI(Magnetic Resonance Imaging)等等。但是上述的方法都有它们的缺陷，CT利用的是高频高能射线，能对人体组织造成不可逆转的破坏；PET扫描则伴随着大量的辐射剂量，甚至致癌风险；B超是利用的超声波，其分辨率很低，易产生漏诊，而且孕妇滥查B超可能易致胎儿畸形；MRI的确诊率不高，对于孕妇以及危重病人不适用，检查的时间也比较长。

为了解决以上问题，人们开始探索光学成像这种无损的人体组织探测方法。90年代开始人们发展了一系列的先进光学取像方法：比如时间分辨透射投影层析成像超短激光脉冲与时间门相结合的取像方法、双光子荧光成像、光子密度波方法、空间低频光共焦扫描透射成像法以及光学相干层析术(OCT)等。但是由于组织结构的复杂性，光学取像方法还很不成熟。从探测深度、分辨率和实用性等方面综合评定，目前OCT技术是最有发展前途的一种，但是目前OCT仅仅对于组织结构相对简单的眼睛有较好的探测结果，对于复杂组织成像存在速度较慢、成本高、成像的分辨率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种速度快、成本低、成像深、无损试样成像装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种利用交叉偏振进行照相成像的装置，其结构包括计算机、光源控制器和照相模块，其中照相模块包括相机、LCD、偏振光源和检偏器。相机与载物台之间放置两块不同相位的LCD，并在相机与LCD之间放置检偏器。计算机经由光源控制器控制光源的开关和切换，相机直接与计算机连接。

偏振光源以一定的倾斜角度照射到样品上，经试样反射后的光线依次垂直通过LCD、检偏器后由相机采集，将图像数据传输到计算机。

优选地，所述第一LCD和第二LCD的快轴方向为45°，0°。

优选地，所述相机和计算机可以用移动设备代替。

一种基于交叉偏振照相成像装置的成像方法，步骤如下：

步骤1，将样品置于显微镜的载物台上；

步骤2，打开光源控制器点亮第一偏振光源和第二偏振光源，利用相机获得一幅光强图片，作为未被处理的原始图像并输入计算机；

步骤3、改变第一LCD、第二LCD的电压，拍摄多幅图像，根据电压得出实际的相位延迟量。依据的关系式为：

δ₁＝-1.5·10^-6·V₁²+0.0093·V₁-12(2000mv＜V₁＜3200mv)

δ₂＝-1.6·10^-6·V₂²+0.0094·V₂-12(2000mv＜V₂＜3200mv)

其中δ₁和V₁为第二LCD的相位延迟量和电压，δ₂和V₂为第一LCD的相位延迟量和电压。

步骤4、利用步骤3所得实际相位延迟量和拍摄到的图像光强，可以得出斯托克斯参量S₀、S₁、S₂和S₃，再由斯托克斯参量得出方位角，椭圆率，椭圆率角，偏振度等信息。所述根据光强和实际相位延迟量得到斯托克斯参量的关系式为：

本发明与现有的技术相比，其显著的优点为：(1)无损试样：本发明采用的是光学成像方法，不需对试样进行表面处理，不会对试样造成损坏或污染。(2)成本低：本发明的成本较低，主要是由光学元件构成。(3)分辨率高：由于该方法，利用偏振参数成像，可以绕开衍射极限，获得高分辨率的假彩色图像。(4)效率高：本发明采用的是光学成像方法，成像速度快，获得各种偏振态下的图像过程可控制在5分钟以内。

附图说明

图1为交叉偏振进行照相成像的装置的基本原理图。

图2为本发明交叉偏振进行照相成像的装置的一种具体实施方式的示意图。

图3为本发明交叉偏振进行照相成像的装置的另一种具体实施方式的示意图。

具体实施方式