[发明专利]一种生物组织粘弹性的定量检测系统

说明书

一种生物组织粘弹性的定量检测系统，涉及材料的粘弹性检测技术领域，包括：激励子系统、反射式激光散斑成像子系统和信号发生器，激励子系统用于对被测样本表面进行激励，在被测样本表面形成瑞利波；反射式激光散斑成像子系统用于采集被测样本在瑞利波传播整个过程的所有激光散斑图像；信号发生器用于产生两路时序信号，一路为脉冲信号，控制激励子系统；另一路为方波信号，控制反射式激光散斑成像子系统对被测样本的曝光及采集；所述激励子系统和反射式激光散斑成像子系统通过时序控制保持同步。通过本发明中的系统，能够同时定量检测生物组织的粘性和弹性，便于实际应用，耗费时间短，不易受边界条件影响。

技术领域

本发明涉及材料的粘弹性检测技术领域，具体来讲是一种生物组织粘弹性的定量检测系统。

背景技术

疾病(如动脉粥样硬化、皮肤瘤等)的发生和发展会改变生物组织的机械性质(如弹性和粘性)。生物组织粘弹性测量可以用来监测病变过程，并做到早期诊断的目的。

生物组织粘弹性测量，是通过测量生物组织在应力作用下的应变来反映生物组织的机械性能的，其中应力通过外部激励装置施加到被测样本，应变相关参量可以用激光散斑衬比成像的方法来进行测量。激光散斑衬比成像是通过扰动下散斑图样的变化来检测被测物体的运动，已经被广泛用于血流的检测。

现阶段激光散斑技术大多只用于被测样本的弹性的定量检测，并不能同时检测被测样本的粘性。另外，采用透射式激光散斑衬比分析技术，检测连续简谐激励下剪切波的衰减的频散特性，在实际应用中多有不便。如果采用连续波振动的方法采取多个连续的正弦激励源激励样本，需要多个连续的激励，耗费的时间较长；并且瑞利波会从边界反射，与从激励源出发且沿远离激励源方向传播的瑞利波叠加，容易受到样本边界条件的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种生物组织粘弹性的定量检测系统，通过该系统能够同时定量检测生物组织的粘性和弹性，便于实际应用，耗费时间短，不易受边界条件影响。

为达到以上目的，本发明采取一种生物组织粘弹性的定量检测系统，包括：

激励子系统，用于对被测样本表面进行激励，在被测样本表面形成瑞利波；

反射式激光散斑成像子系统，用于采集被测样本在瑞利波传播整个过程的所有激光散斑图像；

信号发生器，用于产生两路时序信号，一路为脉冲信号，控制激励子系统；另一路为方波信号，控制反射式激光散斑成像子系统对被测样本的曝光及采集；

所述激励子系统和反射式激光散斑成像子系统通过时序控制保持同步。

在上述技术方案的基础上，所述激励子系统包括扬声器驱动装置和扬声器，扬声器的振动膜片与被测样本的上表面相接触，扬声器驱动装置分别连接扬声器和信号发生器，信号发生器输出脉冲信号激励扬声器驱动装置驱动扬声器。

在上述技术方案的基础上，反射式激光散斑成像子系统包括激光器、相机和计算机，激光器用于发出照射在被测样本表面的激光光束；所述相机用于多次采集被测样本的激光散斑图像；所述计算机与信号发生器相连，用于设置时序信号的参数；所述信号发生器与相机相连，用于控制相机的曝光和采集；所述计算机还连接相机，用于接收相机采集激光散斑图像并进行处理。

在上述技术方案的基础上，所述计算机包括控制模块、激光散斑衬比计算模块、散斑衬比数据集处理模块、数据预处理模块和粘弹性计算模块；

控制模块用于设置信号发生器发出时序信号的参数，并控制信号发生器；

激光散斑衬比计算模块用于对相机采集到的某一帧激光散斑图像，选取尺寸为W×W的空间窗口，并计算出该空间窗口内的空间散斑衬比C，赋值给所述空间窗口中心位置的像素；