[发明专利]三维折射率层析显微成像系统及其方法

权利要求书

1.一种三维折射率层析显微成像系统，其特征在于，包括：

光照提供模块，用于提供带有光强编码的入射平行光；

显微样本，位于所述光源产生模块的后端，用于对所述入射平行光进行相位编码，使所述入射平行光照射所述显微样本后的出射光线带有所述显微样本的三维折射率场信息；

显微成像模块，位于所述显微样本的后端，用于将所述出射光线形成图像；

控制模块，用于对所述图像进行处理，以还原重构出所述显微样本的三维折射率信息。

2.根据权利要求1所述的三维折射率层析显微成像系统，其特征在于，所述光照产生模块包括：

光源模块，用于提供可调节传播方向的平行光；

参考图案，位于所述平行光产生装置和所述显微样本之间且设置在所述平行光产生装置的像面上，用于对所述平行光进行强度调制；

其中，所述控制模块还用于控制所述光源模块的照射角度。

3.根据权利要求2所述的三维折射率层析显微成像系统，其特征在于，所述参考图案为具有纹理信息的胶卷、由所述控制模块控制的液晶附硅或DMD精微反射镜面。

4.根据权利要求1所述的三维折射率层析显微成像系统，其特征在于，所述显微样本在各个视角下编码互不相同。

5.根据权利要求4所述的三维折射率层析显微成像系统，其特征在于，还包括：

显微样本移动装置，用于移动所述显微样本的位置；

其中，所述控制装置用于控制所述显微样本移动装置对所述显微样本进行移动。

6.一种三维折射率层析显微成像方法，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的三维折射率层析显微成像系统，所述方法包括以下步骤：

将系统视野调整至无样本区域，使用所述三维折射率层析显微成像系统获得各视角下无扭曲的参考图像；

保持所述三维折射率层析显微成像系统原有结构、参数以及光照不变，将系统视野调整至动态观察所述显微样本的位置，拍摄获得各视角下带有扭曲的显微样本动态视频；

计算各视角下视频帧与所述参考图像每个像素之间的匹配关系，并根据建立的光路模型以及层析成像原理，重构还原出所述显微样本的三维折射率信息。

7.根据权利要求6所述的三维折射率层析显微成像方法，其特征在于，所述计算各视角下视频帧与所述参考图像每个像素之间的匹配关系，并根据建立的光路模型以及层析成像原理，重构还原出所述显微样本的三维折射率信息进一步包括：

根据各个视角下采集的动态扭曲的视频帧图像以及静态参考图像，使用光流算法计算各个视角下每个像素点的扭曲偏移角；

根据各个视角下每个像素点的偏移角，使用层析成像算法，重构还原出动态的显微样本三维折射率场信息。