CN103445764A

CN103445764A - 微循环成像监测装置与方法

Info

Publication number: CN103445764A
Application number: CN2013103957369A
Authority: CN
Inventors: 刘满林; 张莉均; 滕升; 亚历克斯·布兰多; 罗晓川
Original assignee: GUANGZHOU MEDSOFT SYSTEM Ltd
Current assignee: GUANGZHOU MEDSOFT SYSTEM Ltd
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: WO2015032251A1; CN103445764B

Abstract

本发明公开了一种微循环成像监测装置，包括：光源系统、分光镜、导光管、反射镜、光学成像探头、检偏器和变焦光学系统。光源系统提供偏振方向与皮肤表面入射平面平行的偏振光；偏振光经所述分光镜、导光管的传输后到达反射镜；反射镜调整所述偏振光投射到皮肤表面入射平面的入射角；光学成像探头收集经人体组织散射后返回皮肤表面的光线并传输至检偏器；检偏器对光线进行过滤后传输至变焦光学系统，以对人体组织的成像进行采集。本发明提供的装置，使得偏振光在人体组织的透射深度可调整，且装置的视场与分辨率可实时调整，以实现对微循环成像的特定区域更细致的观察。本发明还公开了一种微循环成像监测方法。

Description

微循环成像监测装置与方法

技术领域

本发明涉及生物光学成像技术领域，尤其涉及一种微循环成像监测装置与方法。

背景技术

在人体血液循环系统中，微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环，是输送氧气和营养物质给组织细胞并运走二氧化碳CO₂和代谢产物的最终环节，也是最重要的环节。微循环的灌注对于细胞代谢非常重要，微循环灌注障碍将引起严重的代谢障碍，严重情况将引起各组织器官的衰竭并导致死亡。实时监测微循环状况，特别是如何快速简单地监测危重病人的微循环状况，如早期发现休克（微循环衰竭）征兆等，对于提高危重病人的生存率极为关键。

目前，活体显微镜是微循环观察和研究的主要手段。但是，由于活体显微镜需要注射荧光染料，因而无法进行临床应用。观察微循环的另一种方法是基于激光多普勒微循环成像技术。该技术利用激光与红细胞相互作用时产生的频移效应，实现对微血管血流测速。激光多普勒微循环成像技术目前已应用在监测脓毒症病人皮肤和肌肉中微循环情况。但激光多普勒微循环成像技术的局限性在于：它只测量一个特定体积的组织内所有血管速度的平均值，因而无法体现出各个不同微血管血流速度的区别，即各个微血管血流速度的异质性，而微循环异质性却是判断微循环状态的一个重要参数。

近年来有相关人员提出了基于正交偏振成像方法的微循环成像装置，在一定程度上实现对微循环的无创、实时监测。但是目前的基于正交偏振成像的微循环成像装置仍然存在其局限性，主要体现在：一方面，采用正入射方式将偏振光投射到皮肤表面，使得偏振光的透射深度或观察到的微血管的深度受到限制，通常只能穿透皮肤下1毫米范围之内，而微循环处于皮肤表面下的较为深层的人体组织中；另一方面，微循环成像装置具有固定的视场和数值孔径，从而使得该装置具有固定的视场和图像分辨率，因此即使利用电子放大处理，也无法对感兴趣区域进行更细致的观察。例如在图像中发现微循环异常区域，却没办法对该区域进行更细致的观察，也无法获得更多细节信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种微循环成像监测装置与方法，使得偏振光在人体组织内部的透射深度可调整，且可根据实际需要对采集得到的微循环成像的视场与分辨率进行实时调整，以实现对微循环成像的特定区域更细致的观察。

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种微循环成像监测装置，包括：光源系统、分光镜、导光管、反射镜、光学成像探头、检偏器和变焦光学系统；

所述光源系统，用于提供偏振方向与皮肤表面入射平面平行的偏振光；

所述分光镜设置在所述偏振光的前进方向，用于将所述偏振光导入所述导光管中；

所述导光管包括照明通道，所述照明光通道用于将所述分光镜导入的偏振光传输至所述反射镜；

所述反射镜设置在所述照明通道的末端，用于调整所述偏振光投射到皮肤表面入射平面的入射角θ，其中0≤θ≤90°；

所述导光管还包括成像通道，所述光学成像探头设置在所述成像通道的末端；所述光学成像探头用于收集经人体组织散射后返回皮肤表面的光线，并将所述光线经由所述成像通道，传输至所述检偏器；

所述检偏器的偏振方向与所述皮肤表面入射平面垂直，用于对所述光学成像探头收集的光线进行过滤，以获得对人体组织的第一成像，并将过滤后的光线传输至所述变焦光学系统；

所述变焦光学系统，用于通过实时调整成像倍率和数值孔径，对所述第一成像的视场和图像分辨率进行调整，以获得对所述人体组织的第二成像，并对所述第二成像进行采集。

进一步地，所述变焦光学系统由固定组、变焦组和补偿组三组光学透镜组成；

所述变焦组用于通过手动或自动调整其位置，连续改变所述变焦光学系统的焦距；并通过手动或自动调整所述变焦组的孔径光阑大小，连续改变所述变焦光学系统的入瞳直径；所述变焦光学系统根据所述焦距与所述入瞳直径的连续改变，实现对所述成像倍率与所述数值孔径的实时调整，以改变所述变焦光学系统的视场与图像分辨率；

所述补偿组用于与所述变焦组联动，补偿物像距离，以保持成像清晰视场。

在一种可实现方式中，所述光源系统包括光源、聚光镜和起偏器；

所述光源用于提供波长为λ的入射光线，其中λ＞0；

所述聚光镜设置在所述入射光线的前进方向，用于将所述入射光线准直为平行光；

所述起偏器设置在所述聚光镜发出的平行光的前进方向，用于将所述平行光转换为偏振方向与所述皮肤表面入射平面平行的偏振光。

优选地，所述入射光线的波长λ为550纳米。

优选地，所述偏振光投射到皮肤表面入射平面的入射角θ为布儒斯特角θ_b，其中θ_b=arctan（n₂/n₁），n₁为空气折射率，n₂为人体组织的折射率。

本发明还进一步提供了一种微循环成像监测方法，包括：

微循环成像监测装置启动光源发出波长为λ的入射光线，并将所述入射光线准直为平行光后，将所述平行光转换为偏振方向与所述皮肤表面入射平面平行的偏振光，其中λ＞0；

所述微循环成像监测装置将所述偏振光以入射角θ投射到皮肤表面的入射平面，其中0≤θ≤90°；

所述微循环成像监测装置收集经人体组织散射后返回皮肤表面的光线，并对所述光线进行过滤后获得对所述人体组织的第一成像；

所述微循环成像监测装置通过实时调整成像倍率和数值孔径，对所述第一成像的视场和图像分辨率进行调整，以获得对所述人体组织的第二成像，并对所述第二成像进行采集。

具体地，所述对所述第二成像进行采集，具体为对所述第二成像进行图像拍照和/或视频录像。

进一步地，所述微循环成像监测装置对所述第二成像进行采集之后，还包括对所述第二成像进行光电转换和图像处理，以对所述人体组织进行分析测量，获得人体微循环信息。

本发明还提供了一种微循环成像监测方法，具有以下有益效果：利用以上所述的微循环成像监测装置，控制投射到皮肤表面入射平面的偏振光的入射角，使入射偏振光透射到人体组织的深度可调节，且在入射角为布儒斯特角时可获得最大透射深度，再通过所述微循环成像装置中的变焦光学系统采集得到不同深度层次、视野与分辨率可调的人体组织的成像。

附图说明

图1是本发明提供的微循环成像监测装置的一个实施例的结构方框图；

图2是图1提供的微循环成像监测装置的一个结构示意图；

图3是偏振光在两种各向同性介质中传播的示意图；

图4是本发明提供的一种微循环成像监测方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本发明提供的微循环成像监测装置的一个实施例的结构方框图。

在本实施例中，所述的微循环成像监测装置包括：光源系统101、分光镜102、导光管103、反射镜104、光学成像探头105、检偏器106和变焦光学系统107。

本微循环成像监测装置的基本工作原理是：光源系统101向分光镜102发射出偏振方向与皮肤入射表面平行的偏振光；分光镜102接收到入射偏振光后，所述入射偏振光穿过导光管103到达反射镜104；通过反射镜104，可对入射偏振光在皮肤表面的入射角度进行调整，从而改变偏振光入射至皮肤的深度，以获得不同深度层次的光学成像图；光学成像探头105用于采集由皮肤表面散射回来的偏振光，并将采集得到的偏振光通过所述导光管103，并经过分光镜102后到达检偏器106；检偏器106的偏振方向与皮肤表面的水平面垂直，因而可对光学成像探头105采集得到的偏振光进行过滤，并将获得的初次成像投射到变焦光学系统107中进行处理，由变焦光学系统107对光进行处理，以获得所需的人体皮肤的微循环成像。

参看图2，是图1提供的微循环成像监测装置的一个结构示意图。

其中，所述光源系统，用于提供偏振方向与皮肤表面入射平面平行的偏振光。

具体地，在一种可实现方式中，所述光源系统包括光源201、聚光镜202和起偏器203。

所述光源201用于提供波长为λ的入射光线，其中λ＞0。具体地，光源201所发出的“光”可以是能够脉动的光，包括但不限于：脉冲氙弧光或灯、汞弧光或灯，卤素光或灯、钨弧光或灯、激光器，激光二极管或发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED）。“光”还可以分为相干光或非相干光，因此光源201可以为相干光源或者非相干光源。具体实施过程中，光源201提供的入射光线的波长λ由微循环中的血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收光谱决定。在血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收光谱中，420nm（纳米），550nm和800nm是血红蛋白和脱氧血红蛋白的等吸收峰。

优选地，本实施例中的光源201提供的所述入射光线的波长λ为550 nm，但不限于550nm。

所述聚光镜202设置在所述入射光线的前进方向，用于将所述入射光线准直为平行光。聚光镜202起到汇聚和准直入射光线的作用，将入射光线被准直为平行光，从而使光源201发出的入射光线以更高效率耦合进导光管205。

所述起偏器203设置在所述聚光镜202发出的平行光的前进方向，用于将所述平行光转换为偏振方向与所述皮肤表面入射平面平行的偏振光。起偏器203的作用是使入射光线起偏为偏振光，且该入射的偏振光的振动方向与入射的皮肤表面水平面平行。

在本实施例中，所述分光镜204设置在所述偏振光的前进方向，用于将所述偏振光导入所述导光管205中。具体地，起偏器203发出的偏振光射入至分光镜204中。在一种可实现方式中，如图2所示，分光镜204是一个中间带孔的反射镜。因此，分光镜204中部没有反射作用或对光线进行遮挡，光线可以在分光镜204中间的孔自由传播。此外，分光镜204还可以用但不限于偏振分光棱镜，分光棱镜，分光膜片等进行实现。

所述导光管205包括照明通道，所述照明光通道用于将所述分光镜204导入的偏振光传输至所述反射镜。

所述反射镜206设置在所述照明通道的末端，用于调整所述偏振光投射到皮肤表面入射平面的入射角θ，其中0≤θ≤90°。具体地，所述反射镜206的反射角度可灵活调节，根据实际需要，可对投射到皮肤表面水平面的偏振光的入射角θ在0°~90°范围内进行调整。

在利用正交偏振光对微循环进行成像的过程中，偏振光入射到皮肤时，一部分偏振光直接由皮肤表面反射，另一部分穿过皮肤透射到人体组织里。在任意一次散射中，入射光的偏振态都有可能发生改变。其中，被直接反射或者仅仅轻微穿透进入皮肤表面的光，在再反射之前仅仅发生了一次或几次的散射，多数偏振光将保持其初始偏振态；而深入穿透进入人体组织的光，则会经过多次散射后去极化成为非偏振光，这些去极化的非偏振光在人体组织中经过多次散射后返回皮肤表面。

参看图3，是偏振光在两种各向同性介质中传播的示意图。

偏振光在折射率为n1的第一介质中以入射角θ₁投射到折射率为n2的第二介质中，偏振光在第二介质中的折射角为θ₂。

在本实施例中，由于光渗透深度与光线入射角度有关，所以可以通过调整入射的偏振光的入射角度，得到人体组织中不同深度的微循环图像。

根据菲涅尔反射公式，光线在两种各向同性介质中传播时的透射比（透射率）τ符合以下关系：

τ=2n₁*cosθ₁/（n₂*cosθ₁+n₁*cosθ₂）（1）

在本实施例中，第一介质为入射介质，如空气，第二介质为人体组织，因此，在公式（1）中，n₁为入射介质折射率，n₂为人体组织折射率，入射角θ₁为偏振光从空气透射到人体皮肤表面的角度，折射角θ₂为偏振光透射入人体组织的折射角度。

具体实施时，反光镜6在0°到90°的角度范围内调整所述偏振光投射到皮肤表面的入射角，其中，当入射光线垂直入射时，即θ₁=0，透射率τ为2 n₁/（n₂+ n₁）；当光线以布儒斯特角入射时，即θ₁=θ_b =arctan（n₂/n₁），透射率τ可达到理论最大值：1。因此，偏振光在第二介质中的透射率也将随着入射角θ的变化而变化，从而可通过光学成像探头207采集获得经过深度层次不同的人体组织散射回来的光线，经变焦光学系统209处理后获得人体组织中不同深度的微循环图像。

优选地，所述偏振光投射到皮肤表面入射平面的入射角θ为布儒斯特角θ_b，其中θ_b=arctan（n₂/n₁），n₁为入射介质的折射率，n₂为人体组织的折射率。具体地，根据布儒斯特定律，自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光均是部分偏振光，只有当入射角θ为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角或起偏角θ_b。偏振光以布儒斯特角θ_b入射时，反射光与折射光互相垂直，且存在关系：

tanθ_b=n₁/n₂ （2）

此时，当入射光以布儒斯特角或起偏角θ_b投射到皮肤表面时，根据菲尼尔公式与公式（1），偏振光的透射率最大，可获得偏振光的最大透射深度，从而获得更深层次的人体组织的微循环成像图。

需要说明的是，由于不同的受试者人体组织的折射率不同，且皮肤表面具有一定的凹凸性，偏振光的入射平面并非为严格的水平面，因此，具体实施时，当利用微循环成像监测装置所产生的偏振光进入人体并获得最大透射深度时，偏正光入射角θ可能与布儒斯特角θ_b存在一定误差Δ。即，当入射角θ=θ_b±Δ时，偏振光进入人体组织时获得最大透射深度。

所述导光管205还包括成像通道，所述光学成像探头207设置在所述成像通道的末端。导光管205具有内外两层的管式结构，中间部分为成像通道，外围部分为照明通道。导光管205的俯视图为一环形，其中内环部分即为所述成像通道，外环部分为所述照明通道。

所述光学成像探头207用于收集经人体组织散射后返回皮肤表面的光线，并将所述光线经由所述成像通道，传输至所述检偏器208。特别地，在本实施例中，当分光镜204采用中间带孔的反射镜进行实现时，光学成像探头207所收集的光线经由所述成像通道后，将会穿过分光镜204中间的孔，到达检偏器208。

所述检偏器208的偏振方向与所述皮肤表面入射平面垂直，用于对所述光学成像探头207收集的光线进行过滤，以获得对人体组织的第一成像，并将过滤后的光线传输至所述变焦光学系统209。

所述变焦光学系统209，用于通过实时调整成像倍率和数值孔径，对所述第一成像的视场和图像分辨率进行调整，以获得对所述人体组织的第二成像，并对所述第二成像进行采集。

在一种实施方式中，所述变焦光学系统209由固定组、变焦组和补偿组三组光学透镜组成。

其中，所述变焦组用于通过手动或自动调整其位置，连续改变所述变焦光学系统209的焦距；并通过手动或自动调整所述变焦组的孔径光阑大小，连续改变所述变焦光学系统209的入瞳直径；所述变焦光学系统209根据所述焦距与所述入瞳直径的连续改变，实现对所述成像倍率与所述数值孔径的实时调整，以改变所述变焦光学系统209的视场与图像分辨率。

所述补偿组用于与所述变焦组联动，补偿物像距离，以保持成像清晰。

在本实施例中，变焦光学系统209的图像的分辨能力（即图像分辨率）σ与其数值孔径NA存在关系：

σ=0.61λ/NA （3）

其中，λ为光波长。因此，当入射光不变时，变焦光学系统209的图像分辨率σ由其数值孔径NA决定；而变焦光学系统209的数值孔径NA由其入瞳直径D与焦距f决定：

NA=n*sinθ₀=n*sin[arctan(D/2f)]≈n*D/2f （4）

其中，n为被观察物体与透镜之间的介质的折射率；θ₀为从物在光轴上一点到光阑边缘的光线与光轴的夹角；D为透镜的入瞳直径；f为透镜的焦距。

而装置的观察视场y的大小与变焦光学系统209的成像倍率β、成像接收器的元件尺寸y’存在关系：

y=y’*β （5）

在具体实施时，成像接收器的元件尺寸y’通常是固定的，因此可通过调整变焦光学系统209的成像倍率β来改变微循环成像监测装置的视场。

因此，具体实施时，可以通过手动或者自动调整变焦组和补偿组的位置，控制变焦光学系统209的焦距和成像倍率在阈值范围内连续变化，从而实现本发明提供的微循环成像监测装置的对观察视野和分辨能力的实时调整。特别地，在搜索目标时，可以使用较小的成像倍率和较大的视场，便于快速寻找目标；找到目标时，可以切换到较大的成像倍率，可以对目标进行细致观察。

在本实施例中，采用所述微循环成像监测装置进行微循环监测时，其具体工作过程为：光源系统发出的振动方向与皮肤表面入射平面平行的偏振光，分光镜204将光源系统发出的平行偏振光导入到导光管205的照明通道，并到达反射镜206；用户通过调整反射镜206的位置来调节偏振光透射到皮肤表面入射平面的入射角，从而经光学成像探头207采集皮肤表面反射回来的光线。其中，该光线包括仅经皮肤表面反射或仅进入皮肤浅层并发生一次或几次散射的保持其初始偏振态的偏振光，还包括在深层人体组织内经过多次散射后去极化的非偏振光。光学成像探头207将这些光线均收集起来；光线穿过导光管205的成像管道到达检偏器208；由于检偏器208的偏振方向与光源系统发出的偏振光的偏振方向严格垂直，则保持原始偏振态的偏振光不能通过检偏器208，即经检偏器208的过滤后获得了在深层人体组织内经过多次散射后去极化的非偏振光。通过变焦光学系统209对该非偏振光进行成像后即可获得人体组织深层的微循环图像。而该微循环图像的视场和分辨率，用户可根据实际需要，利用变焦光学系统209对其进行实时调整。

作为优选的实施例，进一步地，本实施例所提供的微循环成像监测装置还包括成像接收器210。

所述成像接收器210为电荷耦合元件图像传感器，或互补金属氧化物半导体图像传感器。

所述成像接收器210用于接收所述第二成像并将所述第二成像进行光电转换，获得的数字图像信号。

电荷耦合元件图像传感器也称为CCD（Charge Coupled Device）图像传感器。CCD是一种半导体装置，能够把光学影像转化为数字信号，按其像元排列形式分为两大类型线阵（Liner）CCD和面阵（Area）CCD。在本实施例中，优选采用面阵CCD作为对微循环光信号的采集和转换。

互补金属氧化物半导体图像传感器也称为CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）图像传感器。CMOS主要是利用硅和锗这两种元素，制造成共存着带N（带负电）和 P（带正电）极的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。因此，CMOS经处理后即可作为图像传感器。在本实施例中，优选采用面阵CMOS图像传感器对变焦光学系统209中的成像进行接收。

进一步地，在本实施例中，所述的微循环成像监测装置还包括数据处理器（图1与图2中均未画出）。

所述数据处理器与所述成像接收器210连接，用于接收所述成像接收器210所获得的所述第二成像的数字图像信号，并对所述数字图像信号进行图像处理，以对所述人体组织进行分析测量，获得人体微循环信息。

具体实施时，利用变焦光学系统209对同一视场多个深度层次拍摄一系列图像，成像接收器210对该一系列图像进行接收和光电转换后，将获得的数字图像信号传输给数据处理器进行处理。

本发明提供的微循环成像监测装置，利用正交偏振成像技术，使光源的起偏器的偏振方向与检偏器的偏振方向垂直，并通过导光管末端的反射镜对投射到皮肤表面入射平面的入射角进行实时调整，从而实现对偏振光的入射角度的灵活调整，并采用所述检偏器对光学成像探头所采集的经由人体组织散射回来的光线进行过滤，通过变焦光学系统对人体组织微循环进行成像，在成像过程中，可根据实际需要对变焦光学系统的视场和数值孔径进行实时调整，以获得所需分辨率的区域图像。

另一方面，本发明还提供了一种微循环成像监测方法。

参看图4，是本发明提供的一种微循环成像监测方法的一个实施例的流程示意图。

在本实施例中，利用上述实施例中的微循环成像监测装置，对微循环成像进行监测，其具体监测过程包括：

微循环成像监测装置启动光源发出波长为λ的入射光线，并将所述入射光线准直为平行光后，将所述平行光转换为偏振方向与所述皮肤表面入射平面平行的偏振光，其中λ＞0；所述微循环成像监测装置将所述偏振光以入射角θ投射到皮肤表面的入射平面，其中0≤θ≤90°。

优选地，所述入射角θ为布儒斯特角θ_b时，本发明提供的方法可获得最大透射深度。需要说明的是，具体实施时，由于不同的受试者人体组织的折射率不同，且皮肤表面比较粗糙，具有一定的凹凸性，偏振光的入射平面并非为严格的水平面，因此，在利用微循环成像监测装置所产生的偏振光进入人体并获得最大透射深度时，偏正光入射角θ可能与布儒斯特角θ_b存在一定误差Δ。即，当入射角θ=θ_b±Δ时，偏振光进入人体组织时获得最大透射深度。

所述微循环成像监测装置收集经人体组织散射后返回皮肤表面的光线，并对所述光线进行过滤后获得对所述人体组织的第一成像；所述微循环成像监测装置通过实时调整成像倍率和数值孔径，对所述第一成像的视场和图像分辨率进行调整，以获得对所述人体组织的第二成像，并对所述第二成像进行采集。

具体地，本发明实施例提供的微循环成像监测方法可细分为以下步骤：

步骤S301：启动光源发出波长为λ的入射光线。

步骤S302：将所述入射光线准直为平行光后，将所述平行光转换为偏振方向与所述皮肤表面入射平面平行的偏振光。

步骤S303：将所述偏振光以入射角θ投射到皮肤表面的入射平面。具体地，入射光的入射角在0°与90°之间进行调节，以获得多个不同深度的人体组织的静态与动态的微循环成像图。作为优选值，所述入射角θ为布儒斯特角θ_b，此时入射的偏振光透射到人体组织的透射率和透射深度最大。

步骤S304：收集经人体组织散射后返回皮肤表面的光线，并对所述光线进行过滤后获得对所述人体组织的第一成像。在利用上述实施例的微循环成像监测装置进行图像采集时，经光学成像探头207采集的光线经过检偏器208后，在光线的前进方向即会出现成像面，微循环成像监测装置调用变焦光学系统209对这些光线进行采集和光电转换，即可获得人体组织的第一成像。

步骤S305：通过实时调整成像倍率和数值孔径，对所述第一成像的视场和图像分辨率进行调整，以获得对所述人体组织的第二成像，并对所述第二成像进行采集。具体地，在对所述第二成像的采集方式包括：对所述第二成像进行图像拍照和/或视频录像。

在本实施例中所提供的微循环成像监测方法对第一成像的视场与图像分辨率进行调整的工作原理，与本发明提供的微循环成像监测装置（如图1所示）中的变焦光学系统209的工作原理一致，这里不再赘述。

具体实施时，用户可实时调整装置的焦距和倍率，从而改变观察的视场和放大率，实现对感兴趣区域图像进行细致观察与采集的目的。在具体搜索图像区域目标时，可以使用较小的放大倍率和较大的视场，便于快速寻找目标；找到目标时，再切换到较大的放大倍率，从而实现对目标的细致观察。

进一步地，本实施例还在执行完步骤S305之后，还包括：

步骤S306：微循环成像监测装置对所述第二成像进行光电转换和图像处理，以对所述人体组织进行分析测量，获得人体微循环信息。具体实施时，用户利用微循环成像监测装置，调节其内部的变焦光学系统209，对同一视场多个深度层次拍摄一系列图像和/或录像，利用相关图像处理技术对采集得到的图像和/或录像进行分析处理。

本发明还提供了一种微循环成像监测方法，利用以上所述的微循环成像监测装置，控制投射到皮肤表面入射平面的偏振光的入射角，使入射偏振光透射到人体组织的深度可调节，且在入射角为布儒斯特角时可获得最大透射深度，再通过所述微循环成像装置中的变焦光学系统采集得到不同深度层次、视野与分辨率可调的人体组织的成像，实现对微循环的目标区域的进行更细致灵活的监测。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种微循环成像监测装置，其特征在于，包括：光源系统、分光镜、导光管、反射镜、光学成像探头、检偏器和变焦光学系统；

2.如权利要求1所述的微循环成像监测装置，其特征在于，所述变焦光学系统由固定组、变焦组和补偿组三组光学透镜组成；

3.如权利要求2所述的微循环成像监测装置，其特征在于，所述光源系统包括光源、聚光镜和起偏器；

所述光源用于提供波长为λ的入射光线，其中λ＞0；

4.如权利要求3所述的微循环成像监测装置，其特征在于，所述入射光线的波长λ为550纳米。

5.如权利要求1~4任一项所述的微循环成像监测装置，其特征在于，所述装置还包括成像接收器；

所述成像接收器为电荷耦合元件图像传感器，或互补金属氧化物半导体图像传感器；

所述成像接收器用于接收所述第二成像并将所述第二成像进行光电转换，获得所述第二成像的数字图像信号。

6.如权利要求5所述的微循环成像监测装置，其特征在于，所述装置还包括数据处理器；

所述数据处理器与所述成像接收器连接，用于接收所述成像接收器所获得的所述第二成像的数字图像信号，并对所述数字图像信号进行图像处理，以对所述人体组织进行分析测量，获得人体微循环信息。

7.如权利要求6所述的微循环成像监测装置，其特征在于，所述偏振光投射到入射平面的入射角θ为布儒斯特角θ_b，其中θ_b=arctan（n₂/n₁），n₁为空气折射率，n₂为人体组织的折射率。

8.一种微循环成像监测方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的微循环成像监测方法，其特征在于，所述对所述第二成像进行采集，具体为对所述第二成像进行图像拍照和/或视频录像。

10.如权利要求9所述的微循环成像监测方法，其特征在于，所述微循环成像监测装置对所述第二成像进行采集之后，还包括对所述第二成像进行光电转换和图像处理，以对所述人体组织进行分析测量，获得人体微循环信息。