用于生物组织观测的成像设备的制作技术

本技术公开了一种用于生物组织观测的成像装置，包括LED模组、驱动电路、匀光耦合装置，传输光学系统、图像信号记录装置、数字化信号的自动高速采样的图像信号采集装置、图像信号处理装置、切换装置。LED模组的芯片为至少两组不同中心波长的LED芯片，其为共阳极或共阴极结构，每组LED芯片能独立控制。传输光学系统实现将光能量传输到需要照明的部位；信号记录装置为CCD或其它记录器件；图像信号处理装置通过不同波段图像的重建及合成技术，生成多个波段的图像信号；本技术实现了分时多波段多级可调LED发光技术，理论上可以实现任意多个不同中心波长的窄带光成像；通过切换装置，还可以实现普通的宽带白色光成像。

技术要求

1.一种用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，包括：

窄带多波段LED模组，所述窄带多波段LED模组包括高导热基板和LED芯片，所述高导热基板为金属基板或陶瓷基板，所述LED芯片为至少两组不同中心波长的LED芯片，每组LED芯片的数量为至少一个，每组LED芯片串联连接，其波段相同或不同，LED芯片为共阳极或共阴极结构；所述高导热基板上还设有线路层，所述每组LED芯片之间共阳极或共阴极电连接，所述每组LED芯片的另一端电极通过所述线路层独立引出以实现每组LED芯片能独立控制；

驱动电路，其针对所述的窄带多波段LED模组，提供低电压高电流的工作条件，能够是实现电压或电流的精确控制；

匀光耦合装置，其对从窄带多波段LED模组发出的光提供耦合接口，进行二次配光；

传输光学系统，其将光能量传输到需要照明的部位，实现所需的照明范围和光照均匀度；

图像信号记录装置，包括CCD或CMOS成像元件；

图像信号采集装置，其实现数字化信号的自动高速采样，并向上位机传输信号；

图像信号处理装置，其通过不同波段图像的重建及合成技术，生成多个波段的图像信号；

切换装置，实现窄带成像与宽带可见光成像的切换。

2.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述的LED芯片的中心波长范围为紫外波段到红外波段。

3.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述每组LED芯片各自设有独立并能控制对应组LED芯片的电路通断和电流大小的控制电路。

4.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述匀光耦合系统设置于窄带多波段LED模组后端。

5.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述的传输光学系统，为满足所需照明部位的光照强度、均匀度等方面的要求透镜的组合或者光纤结构。

6.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述的传输光学系统和图像信号记录装置，都位于生物组织观测用的成像装置内部，并具有可以自由拆卸的连接部。

7.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述的图像处理装置，包括实现图像的重建及合成的图像处理模块和记录并分析多个涉及生物组织关键指标参数的分析模块。

8.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述的驱动电路为实现LED模组大电流高电压下的正常工作需求的恒流驱动电路。

9.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述用于生物组织观测的成像装置还设有能够根据图像处理装置获得的图像信号、判断图像亮度是否在亮度标准以内、并根据判断结果进行自动调整的亮度调整装置。

10.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述图像处理装置设有能够对比两幅不同波段的图像、并自动对区别明显的部位做标记、便于将图像进行对比观察的多波段图像对比模块。

11.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述用于生物组织观测的成像装置还设有通过输入所观察的生物组织的特征信息、并结合采用宽带光进行成像时的色温等信息，可以自动调整成像光谱波段，选择一种或几种波段光进行成像，并在显示屏幕面板上对操作人员进行提示的成像波段自动选择模块。

12.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述用于生物组织观测的成像装置还设有可以实现不同颜色的多波段图像的同时显示以便于对比观察和判断的显示面板。

13.根据权利要求1所述的用于生物组织观测的成像装置，其特征在于，所述用于生物组织观测的成像装置还设有光能量阈值报警装置。

说明书

一种用于生物组织观测的成像装置

技术领域

本技术涉及生物组织研究及医学诊疗领域，特别涉及一种通过对组织进行病变形态学分析，从而对病理学和疾病诊断进行有效判断的用于生物组织观测的成像装置。

背景技术

生物组织的早期病变，如消化道,无论是早癌、恶性息肉、还是粘膜异生,一般都伴有血管增生,病灶表面的组织纹路异变，组织颜色异常等现象，这是判断疾病发生的有效诊疗手段，同时是对疾病的发生进行观察和病理学分析的有效方法。

传统的生物组织观测方法，如常规内镜检查，使用氙灯白光进行照射，被照射的物体表面的反射光被安置在内镜头端的电荷耦合器件（CCD）捕获。由于组织结构和血液流动改变可直接影响反射光的光谱成份，造成发射的光谱不同于反射的光谱，从而使组织细微结构的对比度不高，难以区别肿瘤性和非肿瘤性病变，造成部分疾病漏诊。随着生物医学技术的发展，内镜染色技术、放大内镜技术、超声内镜技术为疾病正确诊断提供了新的方法，但客观的讲, 以上种种方法和技术, 对于早期组织病变尤其是癌的发现而言, 仍是不够的。

最新的窄带成像技术在氙灯白光源前插入一种能旋转的干涉窄波段滤光片，利用血红蛋白分别对415 nm和540 nm的窄波光强烈吸收特点，增强二种光波长得到对比度，实现两种波段的窄带成像，使黏膜内的血管分布状况被容易识别。客观上讲，该技术对疾病诊断产生了积极地作用，应用前途广泛，但是采用窄带滤光片，增加了系统体积，增大了成本，并且限制了所使用的窄带波段数目，不能实现对组织的多波段全方位观察。

目前，虽然LED技术已经取得了飞速发展，并开始应用于对光的颜色和色温要求较高的照明或显示等领域。但是目前的LED模组不论采用传统双引脚LED芯片，还是采用共阴极或共阳极LED芯片，每个模组上所有的芯片均并联或串联由单一控制电路控制，一般只能发出特定波段的光，不能实现多波段的光谱自由发射。现有技术只能通过数个LED模组拼装来完成多光谱发射，造成设备体积较大，运用不灵活，成本较高。

技术内容