一種基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于人眼視覺的生物組織照明效 果的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年，光學(xué)的發(fā)展給很多產(chǎn)業(yè)帶來了革命性的變革。光子學(xué)及其技術(shù)也已廣泛應(yīng) 用或滲透到生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)的諸多方面，由此形成了生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)這一新興學(xué)科。生物 醫(yī)學(xué)光子學(xué)作為用光子來對生命進(jìn)行研宄的學(xué)科，它是光子學(xué)和生命科學(xué)相互交叉、互相 滲透而產(chǎn)生的邊緣學(xué)科。其研宄對象主要包括生物學(xué)研宄與醫(yī)學(xué)研宄，將服務(wù)于病人的診 斷和治療。生光技術(shù)發(fā)展迅速，儼然成為國際光學(xué)界和生物醫(yī)學(xué)界備受關(guān)注的一個重要的 研宄領(lǐng)域。
[0003] 應(yīng)用于臨床醫(yī)療中的光學(xué)特性服務(wù)于人體活體組織，因此，目前光學(xué)領(lǐng)域研宄的 重點(diǎn)是如何將現(xiàn)有的復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)及理論的光學(xué)技術(shù)帶到醫(yī)療站中。然而，醫(yī)療用燈 很大程度上干擾著醫(yī)生們的臨床發(fā)揮，不同醫(yī)療環(huán)境中對燈的選取成為手術(shù)成功的關(guān)鍵因 素。手術(shù)燈的主要功能是照明，但照明質(zhì)量的好壞又取決于其照明條件下醫(yī)生對組織的分 辨能力。因此，一種能夠基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測體系顯得尤為重要。
[0004] 目前，公開號為CN 103519787 A的專利文獻(xiàn)公開了一種光照對生物組織照明效果 的檢測方法，對某種光源照明下的生物組織進(jìn)行成像分析、評價，但是其主要評價對象為組 織在顯示設(shè)備中的成像效果，對傳統(tǒng)的顯示成像進(jìn)行組織對比度增強(qiáng)優(yōu)化。而在醫(yī)療手術(shù) 過程中較多時候是醫(yī)生直接進(jìn)行病灶組織觀察，操作手術(shù)過程中也需要醫(yī)生實時對組織情 況進(jìn)行判斷。此時，基于顯示成像的優(yōu)化光源就鞭長莫及，亟待一種基于人眼視覺優(yōu)化的組 織照明光源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡便、高效的光照對生物組織照 明效果的檢測方法。
[0006] 一種基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，包括以下步驟：
[0007] 1)選取包含多種生物組織的生物樣品，用光譜分布已知的寬光譜光源ρ(λ)分別 對生物樣品的組織區(qū)域a和組織區(qū)域b進(jìn)行照明；
[0008] 2)測量組織區(qū)域a和組織區(qū)域b的反射光譜Ra(A)和RbU)，求取相應(yīng)的光譜反 射率 Sa(A)和 SbU);
[0009] 3)利用不同峰值波長λ i的單色光對所述的組織區(qū)域a和組織區(qū)域b進(jìn)行照明， 獲得對應(yīng)光照下的生物樣品圖；
[0010] 4)將所述的生物樣品圖轉(zhuǎn)換為灰度圖，并計算灰度圖的圖像熵評價值Eai(X)和 Ebi ( λ )，i為單色光編號，求取組織區(qū)域a和組織區(qū)域b的熵函數(shù)Ea( λ )和Eb ( λ );
[0011] 5)針對不同入射光譜Ιη(λ)的光源，η為光源編號，利用公式；
[0012] F = J V(A)Ea(A)Eb(A) [SaU)-SbU)]InU)cU / / Ιη(λ)(1λ，ν( λ)為人眼 視見函數(shù)；
[0013] 求取每種光源所對應(yīng)的生物組織比度評價值F，根據(jù)F值的大小測試各光源對生 物組織的照明效果；F值越高，照明效果越好。
[0014] 在步驟1)中，寬光譜光源Ρ( λ )中的λ取值范圍為（Amin，λ_)，其中 Amin彡380nm，λ max彡780nm，光譜覆蓋人眼可見譜段。
[0015] 所述步驟2)中的光譜反射率Sa ( λ )、Sb ( λ )為
[0016] Sa(A) = Ιζ(λ)/Ρ(λ) ;SbU) = Κ"λ)/Ρ(λ)
[0017] 在所述步驟3)中，入射光波長峰值λ丨應(yīng)滿足380nm彡λ丨彡780nm，同時利用CCD 對組織區(qū)域a和組織區(qū)域b分別成像，得到所述生物樣品圖。。
[0018] 所述步驟4)中的圖像熵評價值Μ λ)、Ebi( λ)為
【主權(quán)項】
1. 一種基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于，包括w下步驟： 1)選取包含多種生物組織的生物樣品，用光譜分布已知的寬光譜光源P(A)分別對生 物樣品的組織區(qū)域a和組織區(qū)域b進(jìn)行照明； 。測量組織區(qū)域a和組織區(qū)域b的反射光譜Ra(A)和Rb(A)，求取相應(yīng)的光譜反射率 Sa(入）和Sb(入）； 3) 利用不同峰值波長Ai的單色光對所述的組織區(qū)域a和組織區(qū)域b進(jìn)行照明，獲得 對應(yīng)光照下的生物樣品圖； 4) 將所述的生物樣品圖轉(zhuǎn)換為灰度圖，并計算灰度圖的圖像滴評價值Egi(A)和 Ema)，i為單色光編號，求取組織區(qū)域a和組織區(qū)域b的滴函數(shù)Eg(A)和Eb(入）； 5) 針對不同入射光譜1。（A)的光源，n為光源編號，利用公式； F= /V(入化a(入）Eb(入）權(quán)（入）-Sb(入）]1。（入）cU/ /I。（入）d入，V(入）為人眼視見 函數(shù)； 求取每種光源所對應(yīng)的生物組織比度評價值F，根據(jù)F值的大小測試各光源對生物組 織的照明效果。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于， 在步驟1)中，寬光譜光源P(A)中的A取值范圍為（入mi。，AmJ，其中Amh《 380皿， 入 780nm。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所 述步驟。中的光譜反射率S。（A)和Sba)為 Sa(A) =Ra(A)/P(A) ;Sb(A) =RbU)/P(入） 其中，pa)是寬光譜光源的光譜分布。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于，在 所述的步驟3)中，380nm《A780皿。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于，在 所述的步驟3)中，利用CCD對組織區(qū)域a和組織區(qū)域b分別成像，得到所述生物樣品圖。
6. 如權(quán)利要求1所述的基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所 述步驟4)中的圖像滴評價值E。;（A)和Em(A)為
式中，Pm表示灰度圖中灰度值為m的像素所占的比例。
7. 如權(quán)利要求1所述的基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，其特征在于，在 步驟4)，Ea(A)和旬（入）為Eai(A)、Ebi(A)對于入i的歸一化擬合函數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于人眼視覺的生物組織照明質(zhì)量檢測方法，對某種光源照明下的生物組織照明質(zhì)量進(jìn)行分析、評價；評價體系同時結(jié)合了圖像熵函數(shù)以及組織光譜反射率，評價范圍同時包含圖片中的兩個目標(biāo)區(qū)域，且反射光譜選取時應(yīng)結(jié)合兩部分目標(biāo)區(qū)域中的點(diǎn)進(jìn)行評價。本發(fā)明的評價方法具有高的可執(zhí)行性，同時，其結(jié)合了組織清晰度和對比度兩個指標(biāo)，使得評判標(biāo)準(zhǔn)多元化，穩(wěn)定性和重復(fù)性好。
【IPC分類】G01M11-02
【公開號】CN104792499
【申請?zhí)枴緾N201510173411
【發(fā)明人】申俊飛, 鄭臻榮, 吳懿思, 李安, 陳馳, 王會會, 李海峰, 劉旭
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月13日