CN103336143A - 塔板型灌注式生物反应器流场测速方法及其实现装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械中的生物反应器技术领域，更具体地，涉及塔板型灌注式生物反应器流场测速方法及其实现装置。本发明提出了针对塔板型灌注式生物反应器中塔板层间流体流场的流速简便测量方法，为在塔板型灌注式生物反应器中关键流场区域流速的分布提供了快捷简便而低成本的研究途径。本发明设计了可在塔板型灌注式生物反应器中测量塔板层间流场流速分布的装置，能在较低的成本下，快速有效地实时测量目标区域内流体流速。

Description

塔板型灌注式生物反应器流场测速方法及其实现装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域中生物反应器内流场的测量，更具体地，涉及一种塔板型灌注式生物反应器流场测速方法与实现装置。

背景技术

组织工程用生物反应器内培养液的流动，会对培养的细胞产生流体剪切力，流体剪切力过大，会对细胞造成损害，因此，需要研究流体剪切力的大小。

现有的在生物反应器内测量流体剪切力的方法主要为基于数字图像处理技术的图像测速方法，其中应用较普遍的是使用PIV（Particle Image Velocimetry）粒子图像测速系统进行测速的方法，该PIV系统的组成示意图如图1所示，由计算机101发出指令控制CCD相机102与同步控制器103，在CCD相机102拍照的时刻，同步控制器103发出脉冲信号，控制脉冲激光发生器104发射激光，经过透镜104形成片状激光105，照射到生物反应器内的流场区域106，片状激光105在流场区域106的培养液散射作用下，形成片状的激光区域。在流场区域106加注染色粒子，染色粒子会随着流场一起流动，CCD相机102从片状的激光区域的侧面以固定频率抓拍片状激光105及其区域内的染色粒子的图像，将图像传入计算机101内，在计算机101内，用数字图像处理算法，搜索片状激光105图像所在的区域，再在每幅图像中识别出该区域内的染色粒子，然后通过复杂的求自相关与互相关算法，确定在t时刻图像中的各染色粒子在其下一幅图像（                                                时刻）中的各自位置，计算出各染色粒子位置变化的距离M(i)，i为第i个染色粒子，从而可得到

时刻片状激光105区域内流场流速分布为：

，

为CCD相机102抓拍图像的时间间隔，为在

时间内，第i个染色粒子在位置上移动的距离。改变片状激光105在流场区域106内的位置，并调整CCD相机102的位置，可得到整个流场的流速分布。增加片状激光105与CCD相机102的个数，在同步控制器103的同步控制下，可获得同一时刻流场区域106中多个片状流场的流速分布，从而可得到全流场的流速分布。 

然而，这样一套PIV粒子图像测速系统比较昂贵，且因需加入染色粒子，对流场的流动特性产生了不可忽视的影响，染色粒子过小，则在成像后难以分辨出移动的轨迹，染色粒子过大，会破坏流场原有特性，得到的不是真实的流场速度分布特征。即现有的用于研究生物反应器中培养液流动时流速分布的方法与工具，主要存在以下不足：

（1）、现有的用于测量生物反应器中流场流速的基于数字图像处理技术的系统都比较昂贵，目前最昂贵的方法是应用MR（核磁共振）成像技术替代激光对染色粒子进行成像，这些成像测速方法因其设备过于昂贵而严重限制了其应用的推广；

（2）、现有的基于数字图像测量反应器内流场速度分布的方法，都要使用染色粒子，该染色粒子的加入，会严重影响流场原有的特性，包括流体的粘滞系数会被改变，染色粒子在流场中能否很好地跟随流体的流动，是否存在滞后性不能确定，染色粒子还会因自身的重力影响而存在在流场中下沉的运动分量，以染色粒子在流场中的流速作为原流场的流速，将存在较大的误差；

（3）、现有的基于粒子示踪的数字图像处理算法中，需通过非常复杂的算法以确定染色粒子的移动轨迹，即需要确定第N幅图像中的各染色粒子，在第N+1幅图像中对应的是哪些染色粒子，这需要通过对两幅图像进行复杂的求相关性计算，然后才能计算出各粒子的位置移动大小。

（4）、现有的数字图像测速方法在获取生物反应器内流场的流速时，并未考虑简化的方法，实际上，针对特定形式的生物反应器内的流场，并不需要获得全流场的速度分布，对于细胞培养，只需测量与流体剪切力相关的流速分布。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种塔板型灌注式生物反应器流场测速方法，实现能在较低成本的条件下，简便快捷地测出流场内流速的分布，使得生物反应器内流场流速的测量可以得到普及实现。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种塔板型灌注式生物反应器流场测速方法，在全流场中取平行塔板之间流体的层流场测速，包括以下步骤：

S1.采用圆柱形激光束平行照射入层流场，激光束在层流场液体的散射作用下，形成一段激光束的圆柱形光柱区域；

S2.采用加液管向激光束的圆柱形光柱区域注入有色溶液，调节注入有色溶液的量与注入的速度，使有色溶液能随塔板间的培养液向塔板中心流动；其中有色溶液的比重与培养液的比重相同，有色溶液无毒性且能与培养液及激光颜色明显区分；

S3.采用相机连续抓拍并保存图像，当有色溶液边缘移至塔板中心时，停止相机的连续抓拍；其中所述相机所成像的中心水平线与激光束的圆柱形光柱区域水平面相平，并使塔板边缘到塔板中心端激光束的圆柱形光柱区域成像在相机所成像的水平中心区域；

S4.对相机抓拍的图像按照抓拍的先后顺序进行相同顺序的数字图像处理，得到所测塔板层流场的流速；

所述步骤S4得到所测塔板层流场流速的方式为：

在第一幅图像中搜索出塔板边缘到塔板中心的激光束圆柱形光柱区域，作为该层塔板上表面层流场的测速区域Zone，以塔板边缘位置作为该测速区域的起始位置Start，以塔板中心作为该测速区域的终点位置End，

得到起始位置Start与终点位置End之间的水平中心线上像素个数为L，水平激光束圆柱形光柱区域图像在竖直方向上的高度为H个像素，

对剩下的各幅图像按抓拍的先后顺序以同样的先后顺序分别进行处理，搜索出起始位置Start处出现所用有色溶液颜色的图像，以该图像抓拍的时刻作为测速的起始时间t0，以Start处像素作为该有色溶液图像在

测速区域内的前沿边缘Edge，以Start处像素的灰度值作为该前沿边缘像素的灰度值；继续检测其后图像的

测速区域中出现该有色溶液的所有像素，并用图像边缘检测算法检测出该有色溶液的图像在

区域内的前沿边缘；当在时间t0后第n副图像中该有色溶液的图像的前向边缘Edge距离起始位置Start为M个像素时，

，得

测速区域内该边缘Edge所在位置的流场速度为：

，其中，R为塔板的半径，

为数字相机抓拍图像的间隔时间。

在本测速方法中，将全流场测速简化为平行塔板之间层流场的流速，是因为在塔板型灌注式生物反应器中，仅需该薄层内流体的流速就可以确定塔板上培养的细胞经受的流体剪切力的大小，而测量生物反应器内流体流速的目的，就是为了确定生物反应器内培养的细胞所受的流体剪切力的大小。

步骤S1中激光的取像方式，是因为平行塔板的层间距离远小于塔板的表面半径，因此，塔板间的流体可以看作为充分发展的层流运动，只需以水平的方向截取流场作为激光成像的区域。

通过加液管向塔板间注入有色溶液，其中注入的有色溶液比重与层流场中的培养液的比重接近或相同，以尽量减少有色溶液注入到培养液中因比重不同而产生的竖直方向的运动，同时，在注入有色溶液时保证有色溶液的方向与所测流场流向垂直，使得加入的有色溶液在流场方向的初速度为零，对流场方向的流场速度没有影响。有色溶液应选用无毒性溶液，防止有色溶液污染培养液。调节有色溶液注入塔板间时能够进入激光束的圆柱形光柱区域内，并能随激光束的圆柱形光柱区域内层流向塔板中心流动。

相机采用数字相机，通过数字相机连续抓拍激光束的圆柱形光柱区域内的图像，调整相机的位置，保证相机所成像的中心水平线与激光束的圆柱形光柱区域水平面相平，并使塔板边缘到塔板中心端激光束的圆柱形光柱区域成像在相机所成像的水平中心区域。

对所有连续抓拍的图像进行数字图像处理，从而获取得到所测塔板层流场的流速。激光笔与数字相机在垂直方向上等距离地改变位置，重复步骤S1至S5，即可对不同塔板层间的层流场进行测速。

更进一步的，所述步骤S1中激光束的圆柱形光柱区域下表面距离塔板上表面最近但不接触到细胞培养层面；激光束从塔板外边缘水平指向塔板中心，即激光束的指向与塔板间层流场流向一致。

更进一步的，所述图像边缘检测算法为多重梯度推进法，多重梯度推进法具体为：

在t0后第n幅图像

个像素的目标区域内，对于检测到的边缘Edge上的像素，与第n-1幅图像检测到的边缘Edge上像素进行像素灰度值比较，判断两图中边缘Edge上像素的灰度值是否发生改变，如果其灰度值的变化超过阈值

，则从第n幅图像中边缘线Edge开始，在

目标区域内沿与流场流向相反的方向搜索有色溶液的像素，以灰度值与第n-1幅图像中边缘Edge上像素灰度值相同或差值最小的像素，作为第n幅图像新的边缘Edge，并更新流场速度计算的像素位置为Edge。

多重梯度推进法可以克服有色溶液在随流场的移动中，其边缘颜色因被培养液稀释而逐渐变淡，最终在数字图像中消失引起的问题：如果采用传统的边缘检测算法，会将数字图像中新出现的边缘误作为原来已消失的边缘，得出错误的流场速度分布。本发明提出的多重梯度推进算法，能在有色溶液边缘因被培养液稀释变淡而在数字图像中消失之前，就修正流场速度计算点，得到正确的流场速度分布。

本发明的又一目的在于提出一种塔板型灌注式生物反应器流场测速方法的实现装置，包括培养罐和塔板组，所述塔板组放置在培养罐内，所述塔板组由若干个平行的塔板组成，培养罐下端设有培养液入口，上端设有培养液出口，所述塔板组中心设有塔板中心导流管，

还包括加液管、激光笔、相机、处理器和支架，所述相机与处理器连接，支架包括相机支架、激光笔支架和直角支架，相机支架和激光笔支架分别接在直角支架两端，所述相机通过可调结构安装在相机支架上，所述激光笔通过可调结构安装在激光笔支架上；所述加液管安装在直角支架上，加液管放置在培养罐内并位于塔板组边缘，所述加液管的顶部为有色溶液加注口，加液管的侧壁面上开设有一列细孔，各细孔之间的孔间距与各层塔板之间的间距相同，各细孔的孔径自上至下依次增大，使得从有色溶液加注口加注有色溶液时，从各细孔内流出的有色溶液速度相近，从各细孔中流出的有色溶液的方向与塔板边缘相切，各细孔与各层塔板上表面的圆柱形光柱区域的水平轴线在同一水平面；

所述激光笔发出的激光束方向为水平方向，并指向塔板中心；

所述相机拍摄激光束照射层流场形成的圆柱形光柱区域。

直角支架水平固定在培养灌的上盖上，激光笔支架和相机支架分别连接在直角支架的两端，激光笔通过可调结构可在激光笔支架上作上、下调节；相机通过可调结构可在相机支架上作上、下调节。其中激光笔发射的激光束方向为水平方向，且指向塔板的中心。对应的相机的镜头方向指向需测速的塔板层区域，其中相机所成像的中心水平线与激光束所截取的层流场的水平面相平，并使塔板边缘到塔板中心端的激光束区域成像在相机所成像的水平中心区域。

加液管的外径应尽量小，使其对塔板间流体流场的影响可以忽略。在本实现装置中，加液管侧壁面上开设的一列细孔必须达到以下要求：

各细孔之间的孔间距与各层塔板之间的间距相同，且各细孔的孔径自上至下依次增大，使得从有色溶液加注口加注有色溶液时，从各细孔内流出的有色溶液速度相近；且从各细孔中流出的有色溶液的方向必须与塔板边缘相切，保证有色溶液的方向与所测流场流向垂直，使得注入的有色溶液在流场方向的初速度为零，对流场方向的流场速度没有影响。

更进一步的，所述相机通过USB接口连接处理器。采用USB接口可实时传输相机采集的图像。其中相机为数字相机，能够快速清晰地抓拍流场中注入的有色溶液的彩色图像。

更进一步的，所述激光笔为发射绿色激光束的激光笔。激光笔通过固定架固定在竖直放置的激光笔支架上，激光笔可通过位置调节螺孔在竖直方向作上、下调节，并可用螺丝进行位置固定。相机通过固定架固定在相机支架上，可通过位置调节螺孔在竖直方向上作上、下调节，并可用螺丝进行位置固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1）本发明的流场测速方法采取结构简单、易于实现的基于普通激光笔取像的数字图像测速方法，能准确方便地实时测量生物反应器内流场的速度分布，使得该类流速测量的成本得到极大降低，有益于基于图像测流场速度方法的推广普及。

2）本发明采用了生物反应器内流场流速的简化测量方法，根据塔板型灌注式生物反应器的结构特征，以及生物反应器内测量流场速度分布的目的，将生物反应器内流场流速测量简化为塔板层间、塔板上表面邻近薄层区域内层流场的流速测量。

3）本发明采用有色溶液代替染色粒子的示踪方法，避免了所添加的示踪物质对原流场特性的破坏，且增强了示踪物质对流场的跟随性能，使得所测出的速度分别于真实流场的速度分布保持高度的一致性。

4）本发明采用的有色溶液的加注方法，因其加注到培养液中时，在流场流动方向上的初速度为零，避免了因示踪物质的添加过程对原流场流速产生的影响。

5）本发明所采用的实验装置，能为本发明提出的实验方法提供实施的装置，即可提供圆柱形激光束截取出流场内的一段区域，并提供有色溶液的添加途径，使得有色溶液能在不影响流场所测特性的前提下，添加到所需的成像位置，并能实时获得有色溶液在目标流场区域内随流场移动的图像，从而得到目标区域内流场的流速分布。

附图说明

图1为现有的PIV（Particle Image Velocimetry）粒子图像测速系统示意图。

图2为塔板型灌注式生物反应器结构示意图。

图3为本发明测速方法的流程图。

图4为本发明测速方法中数字图像处理方法流程图。

图5为本发明装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

一种塔板型灌注式生物反应器流场简化测速方法，在如图5所示的装置中，培养液从培养液入口18进入培养罐1，从塔板3的各层塔板间流向塔板中心导流管2的侧壁孔19，再通过这些侧壁孔19从培养液出口16流出。为研究培养液流动过程中对培养在塔板3上细胞的影响，需研究细胞受到的流体剪切力的大小，而流体剪切力的大小，可由塔板3各层塔板上表面邻近区域流体的流速确定，因此，需测量塔板3各层塔板间的流场速度分布。

将激光笔7调整到适当位置，使激光笔7射出的激光束6，水平地射入到塔板3需测的层间流场，激光束6射向塔板3的中心，在培养液的散射作用下，形成一圆柱形光柱。将数字相机12调整到适当位置，使其成像的水平中心线为塔板层间激光束的成像。开启数字相机12，使其进入连续拍照、实时传送图像到计算机内保存的模式。调整好加液管4的位置，使加液管侧壁上各细孔与各层塔板3上表面的测速区域对齐，加液管侧壁上各细孔的朝向与塔板3的边缘相切并指向数字相机12，从有色溶液加注口17加入有色溶液，调节加入的量与速度，使有色溶液能添加到需测的塔板3外边缘，并能以垂直的入射角度进入激光束形成的圆柱形光柱后，能随光柱内流体一起向塔板3中心流动。当有色溶液的在流场流动方向上的前沿进入塔板3中心后，停止数字相机12的拍照，将所拍得的一序列图像，在计算机内采用数字图像处理算法，计算出所测流场的速度分布。等距离地在竖直方向上移动激光笔与数字相机到另一层塔板层间所在的水平面位置，重复上述过程，可对不同塔板层间的层流场进行测速。

激光笔7为普通激光笔，所发激光束为绿色，通过激光笔固定架8固定在竖直放置的激光笔支架10上，激光笔7可通过激光笔位置调节螺孔9在竖直方向作上、下调节，并可用螺丝进行位置固定，激光笔支架10的顶端与直角支架11的一端以直角垂直相连，直角支架11由呈“

”形，直角支架1水平固定在培养罐1的上盖上，培养罐1内竖直放置的加液管4与直角支架1垂直。直角支架1的另一端与竖直放置的相机支架15垂直相连，数字相机12通过相机固定架13固定在相机支架15上，可通过相机位置调节螺孔14在竖直方向上作上、下调节，并可用螺丝进行位置固定。

在需要测量不同层流场的流速时，只需同时相应的调整数字相机12和激光笔7的位置即可。

所述的数字图像处理算法，如图4所示，其具体过程为：先在第一幅图像中搜索出塔板边缘到塔板中心的一段激光束区域，作为该层塔板上表面层流场的测速区域Zone，以塔板边缘位置作为该测速区域的起始位置Start，以塔板中心作为该测速区域的终点位置End，可得到起始位置Start与终点位置End之间的水平中心线上像素个数为L，水平激光束光柱图像在竖直方向上的高度为H个像素。在该批次的后续测速序列图像中只处理该

矩形测速区域内的像素。继续对剩下的各幅图像按抓拍的先后顺序以同样的先后顺序分别进行处理，搜索出起始位置Start处出现所用有色溶液颜色的图像，以该图像抓拍的时刻作为测速的起始时间t0，以Start处像素作为该有色溶液图像在

测速区域内的前沿边缘Edge，以Start处像素的灰度值作为该前沿边缘像素的灰度值；继续检测其后图像的测速区域中出现该有色溶液的所有像素，并用图像边缘检测算法检测出该有色溶液的图像在

区域内的前沿边缘；当t0后第n副图像中该有色溶液的图像的前向边缘Edge距离起始位置Start为M（

）个像素时，可得

测速区域内该边缘Edge所在位置的流场速度为：

，其中，R为塔板的半径，

为数字相机抓拍图像的间隔时间。

所述的有色溶液图像边缘检测算法为本发明提出的多重梯度推进法，在t0后第n幅图像

个像素的目标区域内，对于检测到的边缘Edge上的像素，与第n-1幅图像检测到的边缘Edge上像素进行像素灰度值比较，判断两图中边缘Edge上像素的灰度值是否发生改变，如果其灰度值的变化超过阈值

，则从第n幅图像中边缘线Edge开始，在

目标区域内沿与流场相反的方向搜索有色溶液的像素，以灰度值与第n-1幅图像中边缘Edge上像素灰度值相同（或差值最小）的像素，作为第n幅图像新的边缘Edge，并更新流场速度计算的像素位置为Edge。

该多重梯度推进算法，可以克服有色溶液在随流场的移动中，其边缘颜色因被培养液稀释而逐渐变淡，最终在数字图像中消失引起的问题：如果采用传统的边缘检测算法，会将数字图像中新出现的边缘误作为原来已消失的边缘，得出错误的流场速度分布。本发明提出的多重梯度推进算法，能在有色溶液边缘因被培养液稀释变淡而在数字图像中消失之前，就修正流场速度计算点，得到正确的流场速度分布。

本发明提出的流速测量方法，实现了在流体的空间区域中，以简便易行而低成本的方式，测得流场的流速分布数据，所测得的流速，能较真实地反应实际流场的流动特性，为研究生物反应器内培养的细胞所受的流体剪切力的大小提供了科学准确的测量途径。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种塔板型灌注式生物反应器流场测速方法，在全流场中取平行塔板之间流体的层流场测速，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采用圆柱形激光束平行照射入层流场，激光束在层流场液体的散射作用下，形成一段激光束的圆柱形光柱区域；

S2.采用加液管向激光束的圆柱形光柱区域注入有色溶液，调节注入有色溶液的量与注入的速度，使有色溶液能随塔板间的培养液向塔板中心流动；其中有色溶液的比重与培养液的比重相同，有色溶液无毒性且能与培养液及激光颜色明显区分；

S3.采用相机连续抓拍并保存图像，当有色溶液边缘移至塔板中心时，停止相机的连续抓拍；其中所述相机所成像的中心水平线与激光束的圆柱形光柱区域水平面相平，并使塔板边缘到塔板中心端激光束的圆柱形光柱区域成像在相机所成像的水平中心区域；

S4.对相机抓拍的图像按照抓拍的先后顺序进行相同顺序的数字图像处理，得到所测塔板层流场的流速；

所述步骤S4得到所测塔板层流场流速的方式为：

在第一幅图像中搜索出塔板边缘到塔板中心的激光束圆柱形光柱区域，作为该层塔板上表面层流场的测速区域Zone，以塔板边缘位置作为该测速区域的起始位置Start，以塔板中心作为该测速区域的终点位置End，

得到起始位置Start与终点位置End之间的水平中心线上像素个数为L，水平激光束圆柱形光柱区域图像在竖直方向上的高度为H个像素，

对剩下的各幅图像按抓拍的先后顺序以同样的先后顺序分别进行处理，搜索出起始位置Start处出现所用有色溶液颜色的图像，以该图像抓拍的时刻作为测速的起始时间t0，以Start处像素作为该有色溶液图像在                                               

测速区域内的前沿边缘Edge，以Start处像素的灰度值作为该前沿边缘像素的灰度值；继续检测其后图像的

测速区域中出现该有色溶液的所有像素，并用图像边缘检测算法检测出该有色溶液的图像在

区域内的前沿边缘；当在时间t0后第n副图像中该有色溶液的图像的前向边缘Edge距离起始位置Start为M个像素时，

，得

测速区域内该边缘Edge所在位置的流场速度为：，其中，R为塔板的半径，

为数字相机抓拍图像的间隔时间。

2.根据权利要求1所述的塔板型灌注式生物反应器流场测速方法，其特征在于，所述步骤S1中激光束的圆柱形光柱区域下表面距离塔板上表面最近但不接触到细胞培养层面；激光束从塔板外边缘水平指向塔板中心，即激光束的指向与塔板间层流场流向一致。

3.根据权利要求1或2所述的塔板型灌注式生物反应器流场测速方法，其特征在于，所述图像边缘检测算法为多重梯度推进法，多重梯度推进法具体为：

在t0后第n幅图像个像素的目标区域内，对于检测到的边缘Edge上的像素，与第n-1幅图像检测到的边缘Edge上像素进行像素灰度值比较，判断两图中边缘Edge上像素的灰度值是否发生改变，如果其灰度值的变化超过阈值

，则从第n幅图像中边缘线Edge开始，在

目标区域内沿与流场流向相反的方向搜索有色溶液的像素，以灰度值与第n-1幅图像中边缘Edge上像素灰度值相同或差值最小的像素，作为第n幅图像新的边缘Edge，并更新流场速度计算的像素位置为Edge。

4.一种应用于权利要求1、2或3所述的塔板型灌注式生物反应器流场测速方法的实现装置，包括培养罐和塔板组，所述塔板组放置在培养罐内，所述塔板组由若干个平行的塔板组成，培养罐下端设有培养液入口，上端设有培养液出口，所述塔板组中心设有塔板中心导流管，

其特征在于，还包括加液管、激光笔、相机、处理器和支架，所述相机与处理器连接，支架包括相机支架、激光笔支架和直角支架，相机支架和激光笔支架分别接在直角支架两端，所述相机通过可调结构安装在相机支架上，所述激光笔通过可调结构安装在激光笔支架上；所述加液管安装在直角支架上，加液管放置在培养罐内并位于塔板组边缘，所述加液管的顶部为有色溶液加注口，加液管的侧壁面上开设有一列细孔，各细孔之间的孔间距与各层塔板之间的间距相同，各细孔的孔径自上至下依次增大，使得从有色溶液加注口加注有色溶液时，从各细孔内流出的有色溶液速度相近，从各细孔中流出的有色溶液的方向与塔板边缘相切，各细孔与各层塔板上表面的圆柱形光柱区域的水平轴线在同一水平面；

所述激光笔发出的激光束方向为水平方向，并指向塔板中心；

所述相机拍摄激光束照射层流场形成的圆柱形光柱区域。

5.根据权利要求4所述的实现装置，其特征在于，所述相机通过USB接口连接处理器。

6.根据权利要求4所述的实现装置，其特征在于，所述激光笔为发射绿色激光束的激光笔。

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