體表內(nèi)部虛擬超譜圖的初步研究.pdf

1、皮膚位于機(jī)體表面，保護(hù)內(nèi)部組織免受外界刺激的傷害，也可作為反映全身狀況的窗口。皮膚的異常或疾病不僅影響到人們的正常生活，更有可能威脅到人類的生命。光學(xué)方法在皮膚疾病的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)中具有重要作用，針對(duì)當(dāng)前檢測(cè)方法中存在的光譜技術(shù)檢測(cè)缺少組織的結(jié)構(gòu)信息、圖像技術(shù)檢測(cè)缺少組織的成分信息、高光譜技術(shù)檢測(cè)缺少結(jié)構(gòu)和成分的交互信息以及探測(cè)深度較淺等不足，本課題從組織中光傳輸?shù)摹跋憬丁蹦Ｐ偷幕纠碚?，提出了體表內(nèi)部虛擬超譜圖(VIHBS)技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)

2、構(gòu)造組織位置、波長(zhǎng)和光強(qiáng)的關(guān)系曲線，可同時(shí)獲得組織的光譜和“圖像”信息，反映組織內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)的變化。為消除VIHBS檢測(cè)中環(huán)境光的影響和抑制暗儀器電流，本課題采用了調(diào)制光源技術(shù)。
　　 首先搭建了VIHBS檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括調(diào)制光源、水平電控平移臺(tái)、光譜儀和PC機(jī)，可實(shí)現(xiàn)VIHBS數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集存貯的功能。調(diào)制光源設(shè)計(jì)包括機(jī)械斬光器和上位機(jī)串口通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供操作簡(jiǎn)單的調(diào)制輸入光信號(hào)。水平電控平移臺(tái)由移動(dòng)

3、機(jī)械結(jié)構(gòu)和移動(dòng)控制系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)光纖探測(cè)器一定的線性范圍內(nèi)的可控的往返移動(dòng)。上位機(jī)軟件采用LabVIEW語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，上位機(jī)和下位機(jī)通過(guò)串口通信控制平移臺(tái)的狀態(tài)，并完成光譜數(shù)據(jù)采集。然后對(duì)VIHBS系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性測(cè)試。
　　 本課題對(duì)VIHBS技術(shù)的可行性、調(diào)制技術(shù)的有效性以及VIHBS初步應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在VIHBS可行性實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)比較正常蘋果和人為摻雜質(zhì)的蘋果的VIHBS特性，實(shí)現(xiàn)有效的區(qū)分和定位，并證明了VIHBS技術(shù)

4、的分類效果優(yōu)于反射光譜。在調(diào)制光源的測(cè)試中，人為添加雜散光干擾，對(duì)比調(diào)制前后VIHBS圖像，證明了調(diào)制方法可以有效消除環(huán)境干擾的影響，抑制儀器暗電流。最后對(duì)VIHBS技術(shù)進(jìn)行了初步研究，采用調(diào)制光源，以豬肉為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，構(gòu)造豬肉結(jié)構(gòu)和成分變化的模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)VIHBS技術(shù)進(jìn)行分析表明，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)VIHBS技術(shù)初步實(shí)現(xiàn)了豬肉中異物(紅色濾光片)的定位檢測(cè)；以及在近紅外波段實(shí)現(xiàn)對(duì)注入強(qiáng)散射雜質(zhì)脂肪乳的豬肉的篩查作用。
　　 今后，