[发明专利]一种体液成像系统、方法及景深扩展成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术，尤其涉及一种体液成像系统和方法、及景深扩展成像装置。

背景技术

体液成像技术是生物研究和临床应用中最有用的技术之一。通常情况下，体液是一种液体混合物，包含不同形状的较小有形成分。体液包括：血液、唾液、尿液、精液、脑脊髓液、泪液和汗液等。对体液样本中的有形成分进行成像，所得到的清晰图像能够为相关的生物学研究、临床诊断学、病理学等提供非常有价值的信息。

一般来说，可以利用显微镜对体液样本中的有形成分进行成像。以尿液样本为例，大致操作如下：将尿液样本注入尿液样本容器中，利用具有数字图像传感器的显微镜捕获尿液样本中的有形成分的明视场图像。目前，理论研究主要关注能够提高图像质量和分辨能力的最近技术，但临床应用更青睐能够兼顾速度、精确性、可靠性和成本的全自动系统。

目前，随着机械自动化和图像识别技术的发展，全自动临床体液检验技术正逐渐推广和应用。如下三种技术的应用推动了自动临床体液检验的发展：一、自动流体系统，该系统能够精确收集、分配以及丢弃体液样本；二、具有自动聚焦优化功能的显微镜，其能够捕获体液样本的数字图像；三、图像识别软件，该软件能够对显微镜捕获的数字图像进行处理，以对体液样本中的不同有形成分进行分类和计数。将这三种技术结合起来能够设计出一种系统，使用该系统能自动生成对临床诊断非常有意义的检测报告。

现有的静态显微技术在实际应用中被广泛使用，例如临床体液检验。下面以一个具体的例子介绍这种静态显微镜系统。图1为现有技术中的静态显微镜系统的结构示意图。该系统包括：光源10、体液样本容器11、成像元件12、图像传感器13和图像处理器14。

其中，光源10从体液样本容器11的底部或顶部照射体液样本。成像元件12，用于接收经过该体液样本折射和/或反射的光线，将接收的光线进行汇聚处理。数字图像传感器13，用于接收经所述成像元件12汇聚的光线，对所述体液样本中的有形成分进行成像，记录所成的图像，并将该图像发送到所述图像处理器14。所述图像处理器14，用于对所述图像进行进一步处理。

其中，数字图像传感器13可以是电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体器件(CMOS，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)、或者其它能够成像的数字成像器件。成像元件12可以是玻璃透镜、聚合物透镜、液体透镜、电磁过滤器、菲涅耳带片(Fresnel zone plate)、光子晶体等。

如果获得清晰的图像，需满足如下条件：

1/do+1/di-1/f＝0；其中，do代表有形成分和成像元件12之间的距离，di代表成像元件12和图像传感器13之间的距离，f代表成像元件12的焦距。

景深是指沿成像系统的轴向上能够获取有形成分清晰图像的距离范围。在本实施例中，在该距离范围(或DOF)内的有形成分都能够在图像传感器13上清晰成像。通常情况下，成像元件12的景深(DOF)很小，一般只有2～10微米。如果体液样本容器11的腔的厚度远大于焦深，要使体液样本中的所有有形成分都能够清晰成像，需要将成像元件12的最佳焦面调整到样本体液样本容器11的底部，等体液样本内的所有有形成分沉降到腔的底部之后，再对腔的底部的所有有形成分进行成像。或者，要使体液样本中的所有有形成分都能够清晰成像，需要有效地调整do和di以获得清晰的图像，在成像过程中需要不断地调整体液样本容器11、成像元件12和图像传感器13之间的相对距离。

要获得整个体液样本中有形成分的清晰图像，需要等体液样本中的所有有形成分沉降到体液样本容器11的底部，这在一定程度上延长了每一个体液样本的处理时间，导致系统具有较小的产率；或者，在成像过程中需要对透镜进行频繁的机械调整，以有效调整体液样本容器11、成像元件12和图像传感器13之间的相对位置来获取整个体液样本中有形成分的清晰图像，但是机械调整会引进误差，降低系统的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种体液成像系统、方法和景深扩展成像装置，用于提高体液样本成像的产率，以及提高系统的可靠性。

本发明实施例提供一种景深扩展成像装置，该装置包括：

接口单元，用于接收经当前体液样本容器中体液样本折射和/或反射的光；以及

景深扩展单元，用于对所述接口单元接收到光进行波前编码和汇聚处理。

在发明的一个较佳实施例中，该景深扩展单元包括：

景深扩展元件，用于对所述接口单元接收到的光进行波前编码；和