[发明专利]基于正交偏振门光学相干层析成像的汗腺识别方法及系统

说明书

本发明公开基于正交偏振门光学相干层析成像的汗腺识别方法及系统，正交偏振门光学相干层析成像系统，在参考壁有两种不同偏振类型的光学通道：水平线偏振光和垂直线偏振光，同时样品臂是使用软件程序控制精密旋转工作台旋转二分之一波片来实现水平线偏振光和垂直线偏振光，运用该系统对手指指纹样本进行数据采集，对采集到的数据经过运算处理后，可以得到指纹数据的强度图M00，最后通过卷积神经网络对强度图中的汗管进行分割，提取汗管并标记汗腺左右旋结构。本发明可以快速、无创地确定螺旋汗腺导管的方向。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及基于正交偏振门光学相干层析成像的汗腺识别方法及系统。

背景技术

光学相干断层扫描(OCT)是一种高分辨率无创成像技术，它提供生物组织形态结构的三维图像。我们发现汗腺在光学相干断层扫描中清晰地显示为螺旋导管，因为汗腺和角质组织之间的管腔壁具有较大的折射率变化。长度、圈数和直径等参数被用来表征汗管。然而，基于光学相干断层扫描图像不能直接确定螺旋汗管的旋向，需要对光学相干断层扫描图像进行人体分析。组织学研究表明，通过研究人体皮肤的解剖切片，汗腺导管优先具有右旋方向。右手螺旋汗腺导管的数量估计约为80％，这些值不是很准确，因为测量技术是侵入性的，不能覆盖整个区域。由于手性是生命系统的一个特征，我们在这项工作中提出了一种用于人体汗腺导管的正交偏振门控光学相干断层扫描(OPG)技术，以区分体内螺旋结构的旋转方向。这项技术的一个优点是，它可以快速、无创地确定螺旋汗腺导管的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供基于正交偏振门光学相干层析成像的汗腺识别方法及系统,可以快速、无创地确定螺旋汗腺导管的方向。

本发明采用的技术方案是：

基于正交偏振门光学相干层析成像的汗腺识别方法，其包括以下步骤：

步骤S1：运用正交偏振门光学相干层析成像系统对手指指纹样本进行数据采集；

步骤S2：对采集到的指纹图像数据经过运算后得到强度数据M00；

步骤S3：对强度数据进行图像重建得到M00图像，在用卷积神经网络对M00图像中的汗腺进行分割，并标识出左右旋汗腺结构。

进一步地，作为一种优选实施方式，步骤S1中在正交偏振门光学相干层析成像系统的参考壁设置两种不同偏振类型的光学通道，即水平线偏振光和垂直线偏振光，同时控制精密旋转工作台旋转二分之一波片使样品臂呈水平线偏振光和垂直线偏振光，进而对手指指纹样本进行数据采集。

进一步地，作为一种优选实施方式，步骤S1中将样品壁两路光分别与参考壁两路光分别干涉得到四组强度数据分别记为S_hR_h、S_hR_v、S_vR_h、S_vR_v；S_h表示样品壁水平线偏振态光,R_h表示参考壁水平线偏振态光,S_v表示样品壁垂直线偏振态光,R_v表示参考壁垂直线偏振态光。

进一步地，作为一种优选实施方式，步骤S2具体实现如下：

步骤S21、用正交偏振门光学相干层析成像系统扫描得到的四组数据S_hR_h、S_hR_v、S_vR_h、S_vR_v；根据Mueller矩阵元素可以知道M00表示强度数据,M00数据均和水平和垂直偏振态有关，根据以下公式可以计算得到M00强度数据值；