[发明专利]一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置及方法，装置包括LED光源、透镜组、液晶偏振调制器、反射镜、半透半反镜、物镜、波片、检偏器、成像透镜、CCD相机、液晶控制器和计算机。所述液晶偏振调制器将准直后的LED光变为线偏振光，经过反射镜组和半透半反镜后入射到样品上，样品内部存在激光激发产生的光声信号，经物镜、波片、检偏器和成像透镜透射后被CCD相机接收成像。其中用计算机驱动液晶控制器，使液晶偏振调制器改变入射光的偏振角度，并控制CCD相机拍摄图像，再利用算法得到偏振参数图像。本发明具有直观、成像快速、无损、成像深、调节精度高、分辨率高等优点。

技术领域

本发明属于光学和超声交叉领域，具体为一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置及方法。

背景技术

生物光学成像是了解生物体组织结构，阐明生物体各种生理功能的一种重要研究手段，在临床前和临床成像中都发挥着重大作用，且由于其检测仪器发展快速、成像直观、成像速度快等优点成为生物医学成像的研究重点。但在生物组织的光学成像中，许多情况下表面反射是一个严重的问题，而近红外有较强的组织穿透能力和较小的光散射，可以对生物组织进行深度成像。偏振参数成像技术能够利用目标与背景偏振特征的差异，提高目标与背景的对比度，从而对目标探测识别的能力有所提升。所以将红外成像和偏振成像技术结合可以提高生物组织深度成像的对比度和分辨率，能够为生物医学领域提供有效的探测手段。

超声是超过正常人耳能听到的声波，频率在20000赫兹(Hz)以上。超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。其中超声成像是利用超声声束扫描人体，通过对反射信号的接收、处理，以获得体内器官的图像。超声成像价廉、简便、无电离辐射性、成像速度快、实时成像、无痛苦，属于非损伤性检查，易被多数患者使用，因此，在临床上应用已普及，但不足之处在于图像的对比度和空间分辨率不如CT和MRI高，诊断准确性影响因素较多，受操作者经验技巧影响。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置，包括LED光源、沿LED光源出射光束方向依次同轴设置的准直透镜组、液晶偏振调制器和反射镜，沿反射镜反射光方向同轴设置的可移动反射镜，沿可移动反射镜反射光方向同轴设置的半透半反镜，沿半透半反镜反射光方向依次同轴设置的物镜和载物台，以及沿所述反射光经半透半反镜透射的方向依次同轴设置的第二波片、检偏器、成像透镜、CCD相机；所述液晶偏振调制器通过液晶控制器和计算机连接，CCD相机和计算机连接。

优选地，所述LED光源、准直透镜组、液晶偏振调制器、反射镜、可移动反射镜、半透半反镜、物镜、第二波片、检偏器、成像透镜和CCD相机均工作于近红外波段。

优选地，所述液晶偏振调制器包括沿LED光源出射光束方向依次同轴设置的线偏振片、全波液晶延迟器和第一波片。

优选地，所述第一波片和第二波片均为1/4波片。

本发明还提出了一种基于近红外偏振成像的深度声场成像方法，包括以下步骤：

步骤1、打开LED光源，计算机通过液晶控制器控制全波液晶延迟器使液晶偏振调制器改变出射光束的偏振角度，同时计算机控制CCD相机拍摄不同偏振光状态下的深度声场图；

步骤2、计算机对采集到的样品在不同偏振光状态下的深度声场图进行计算处理，得到样品的不同参数图。

优选地，所述样品的不同参数图包括相位差δ图像、方位角图像、Stokes参数S₀、S₁、S₂和S₃图像