[其他]医学图象光学假彩色处理仪

说明书

本实用新型发明是一种将黑白医学图象经光栅调制成位相图后按密度显示成假彩色提高对病变识别力的仪器。

将黑白图象用一维黑白光栅调制抽样翻拍后，漂白成位相图，再放在白光付立叶光学系统中，经空间滤波，可显示为按位相（即按其对应的密度）变化的假彩色图象。普通的黑白放大机不具备这个功能。本发明者在另一项专利申请中提出的“部分相干增强卫星图象的设备”可实现这一处理和显示过程，但装置精度高、功能较多，因而生产成本高，不易在医疗单位推广。本发明的目的是提供一种简便、经济、高成象质量的，将医学图象显示为按密度变化的假彩色图象的处理仪。

实现本发明的光学系统原理如图1所示，它是一种变形的近似付立叶变换的光学成象系统。发光区宽度为b的光源〔1〕发出的光，经起付立叶变换作用的大口径、大相对孔径、消色差白光聚光镜〔2〕会聚照明放在紧靠透镜的图象面〔3〕上的图象，位于光源灯丝象面〔4〕附近的成象镜〔5〕将图象成象在屏幕〔6〕上。

在这一光学系统中，不要求光源为点光源，只要求发光区为一维有限尺寸b。聚光镜〔2〕起近似付立叶变换作用，不决定图象的成象质量，只要求将光源灯丝成象到可进行空间滤波建立假彩色图象的精度。成象镜〔5〕放在灯丝象附近，因而零级光和附近足够高的高频光均可通过口径较小的成象镜，得到较高分辨率的输出图象。

若聚光镜和成象镜的焦距分别为f1和f2，聚光镜〔2〕到光源〔1〕的距离为2f1，则灯丝象的宽度等于灯丝的宽度b。将灯丝象平面作为滤波平面，宽狭缝作滤波器，其宽度r等于或略大于b，则垂直于狭缝方向允许通过成象镜的最高频率为v＝ (r)/(4f1·λ) ≥ (b)/(4f1·λ) ，顺狭缝方向通过的高频光不受滤波器限制。

图象面〔3〕上放置光栅时，在灯丝象面即滤波平面上，除中心零级灯丝象外，还有±1级、±2级等高次衍射灯丝象。若光栅频率适当，0级、＋1级和－1级三级灯丝象可独立分开。横向移动光源〔1〕的位置，可让0级光，＋1级光或－1级光分别进入狭缝，通过成象镜〔5〕中部，在屏幕〔6〕上成象。

按上述光学系统建立的直射投影式聚光照明假彩色处理仪，如图2、图3所示，包含有发光区为2×5（mm）的150W、12V溴钨灯〔7〕，平动三维度可调的灯座〔17〕，控制光源开关时间的定时器〔18〕、白光消色差聚光透镜〔8〕（由四片玻璃组成，直径φ100mm，焦距179mm，相对孔径约1：1.8）、可旋转的分离式图象夹〔9〕，宽约2mm的狭缝〔11〕、成象镜〔12〕（采用一种照相物镜，焦距180mm，相对孔径1：4.5）、成象镜调向机构〔16〕、20线对／毫米的黑白光栅〔13〕、观察图象的毛玻璃或漫射板所作的屏幕〔15〕等主要部件。

本装置对图象的予处理和显示分为两个步骤。

1.黑白图象的予处理

在图2中，图象夹〔9〕上放置原黑白图象〔10〕。成象镜在灯丝象后方，图象经过光栅〔13〕后成象在紧贴光栅放置的乳胶底片〔14〕上，对底片曝光。用曝光定时器〔18〕控制曝光时间。将曝光后的底片显影、定影、漂白，成为经光栅调制抽样的位相图〔19〕。

2.假彩色图象的显示

在图3中，将予处理后的位相图〔19〕放在图象面上，成象镜调向机构调向，将图象放大2倍显示在屏幕〔15〕上。移动调节机构〔17〕，横向改变溴钨灯〔7〕的位置，放在灯丝象平面上的狭缝〔11〕可分别让0级象，＋1级象或－1级象通过，屏幕〔15〕上显示假彩色图。0级和1级显示的假彩色图彩色为互补。

本仪器的特点如下：

1.将点光源改为面光源，采用普通溴钨灯，因而光源价廉、亮度高；滤波器采用宽狭缝，顺狭缝方向图象分辨率不受到影响。

2.分别用不同口径的两个透镜实现付立叶变换和成象，付立叶变换作用以会聚光照明实现，宽狭缝滤波，降低了对变换精度的要求，并使高频光可通过直径较小的成象镜。输出图象质量由成象镜保证，允许使用的镜头成象质量高、口径小、焦距短、成本低。两种镜头均可折卸，兼作他用。

3.本仪器具有予处理和假彩色显示两个功能，成象镜和滤波狭缝共同体具有调向机构，调向前后会聚光中心均通过狭缝，输出象可为1倍或2倍放大象。仪器的结构简单，操作方便，非光学工作者容易掌握。

4.在图象夹的前后方放置偏振片，可进行偏光图象处理。