體表內(nèi)部虛擬超譜圖的初步研究.pdf

1、皮膚位于機體表面，保護內(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創(chuàng)檢測中具有重要作用，針對當(dāng)前檢測方法中存在的光譜技術(shù)檢測缺少組織的結(jié)構(gòu)信息、圖像技術(shù)檢測缺少組織的成分信息、高光譜技術(shù)檢測缺少結(jié)構(gòu)和成分的交互信息以及探測深度較淺等不足，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

2、構(gòu)造組織位置、波長和光強的關(guān)系曲線，可同時獲得組織的光譜和“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檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括調(diào)制光源、水平電控平移臺、光譜儀和PC機，可實現(xiàn)VIHBS數(shù)據(jù)的自動采集存貯的功能。調(diào)制光源設(shè)計包括機械斬光器和上位機串口通信系統(tǒng)的設(shè)計，為整個實驗系統(tǒng)提供操作簡單的調(diào)制輸入光信號。水平電控平移臺由移動

3、機械結(jié)構(gòu)和移動控制系統(tǒng)組成，實現(xiàn)光纖探測器一定的線性范圍內(nèi)的可控的往返移動。上位機軟件采用LabVIEW語言開發(fā)，上位機和下位機通過串口通信控制平移臺的狀態(tài)，并完成光譜數(shù)據(jù)采集。然后對VIHBS系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性測試。
　　 本課題對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)用進行了實驗研究。在VIHBS可行性實驗中，通過比較正常蘋果和人為摻雜質(zhì)的蘋果的VIHBS特性，實現(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)制光源的測試中，人為添加雜散光干擾，對比調(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VIHBS技術(shù)進行了初步研究，采用調(diào)制光源，以豬肉為實驗對象，構(gòu)造豬肉結(jié)構(gòu)和成分變化的模擬實驗，通過VIHBS技術(shù)進行分析表明，在可見光范圍內(nèi)VIHBS技術(shù)初步實現(xiàn)了豬肉中異物(紅色濾光片)的定位檢測；以及在近紅外波段實現(xiàn)對注入強散射雜質(zhì)脂肪乳的豬肉的篩查作用。
　　 今后，