[发明专利]一种光学散射模拟模型的构建方法及其应用

权利要求书

1.一种光学散射模拟模型的构建方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将所需构建模型的散射介质置于显微镜下，在显微镜的物镜下进行三维立体扫描成像，获得散射介质的三维结构图像；

(2)将每张二维结构图像转为灰度图像矩阵，并对每个灰度图像矩阵进行幅值归一化处理，获得归一化图像矩阵；

(3)根据散射介质的物理参量计算设定相位差权重，并将相位差权重乘到每个归一化图像矩阵上，得到光学相位差分布矩阵，由所有光学相位差分布矩阵组成光学散射模拟模型；

所述的散射介质的三维结构图像是由显微镜在沿自身光轴方向的不同散射结构层位置进行扫描获得的沿光轴依次排列的各层二维结构图像组成，并且通过显微镜参数换算获得二维结构图像所扫描范围的实际尺寸；

所述步骤(3)根据散射介质的物理参量计算设定相位差权重具体是采用以下公式计算获得入射光散射时所改变的最大相位差△φ，以最大相位差△φ作为相位差权重：

△φ＝2πnd/λ

其中，d为每层扫描的散射介质厚度，λ表示入射光的波长，n表示散射介质的折射率；

所述步骤(3)中的相位差分布矩阵是指将散射介质的每层散射结构表征为光相位改变量的幅值，并对每层灰度图像矩阵乘以最大相位差，从而将结构图像矩阵转为光因散射结构而导致的相位差分布矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种光学散射模拟模型的构建方法，其特征在于：

所述的散射介质为已表达荧光蛋白或进行荧光染色的离体生物组织、经透明化处理的离体生物组织或含荧光小球的琼脂块。

3.根据权利要求1所述的一种光学散射模拟模型的构建方法，其特征在于：

所述的显微镜采用宽场荧光显微镜、激光片层扫描显微镜、激光共聚焦显微镜、双光子荧光显微镜。

4.根据权利要求1所述的一种光学散射模拟模型的构建方法，其特征在于：所述步骤(1)中的三维结构图像是包括单份三维结构图像或者多份连续分布散射介质的三维结构图像的结合。

5.根据权利要求1所述的一种光学散射模拟模型的构建方法，其特征在于：所述步骤(2)中的矩阵幅值归一化处理具体是指：针对每个灰度图像矩阵，将灰度图像矩阵中的各个元素值均除以所有元素值中的最大值后替换原元素值，使得归一化处理后矩阵中的各元素值按0～1分布。

6.根据权利要求1-5任一所述方法构建获得的模型的应用，其特征在于：所述模型在光学散射模拟与自适应光学矫正模拟中的应用。