CN106901698A - 基于可调偏振的双波段光谱成像仪及其光谱测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可调偏振的双波段光谱成像仪及其光谱测定方法，其成像系统包括成像物镜、用于将成像光路路径分成透射光路径和反射光路径的分光棱镜Ⅱ、对应透射光路径设置的滤光片Ⅰ和对应反射光路径设置的滤光片Ⅱ；光谱成像仪还包括可调偏振方向与所述光源组件所形成的线偏振光的检偏片；采用光路分路，可实现同时采集待检测脑组织内在两不同特定波段光下的光谱值并进行分析，避免了因探测时间的改变，组织内血液的灌注状态和氧合状态发生改变，可提高时间分辨率，减少误差；而且检偏片的偏振方向与光源组件所形成的线偏振光的偏振方向可调，去除了待脑组织表面反射带来的背景光，增加数据探测的敏感性。

Description

基于可调偏振的双波段光谱成像仪及其光谱测定方法

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，特别涉及一种基于可调偏振的双波段光谱成像仪及其光谱测定方法。

背景技术

精确定位脑功能的活动区域是神经外科精准手术的前提，也是最大程度切除颅内病变并尽最大可能保留脑功能、减少神经损伤的关键。脑组织在静息状态下与激活状态下对血氧的消耗存在差异，氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的比例也不同。基于氧合血红蛋白和去氧血红蛋白具有不同的吸收光谱，利用这种不同的光谱特征，可以检测组织内血液供应状态或血氧饱和度的变化，用于探测组织的血氧灌注状态及血氧代谢状态，从而定位出被激活且需要在手术过程中重点保护的脑区。现有的光谱分析难以用于脑功能区的定位，原因在于：(1)现在的光谱分析多需要先后收集不同波段光谱值然后进行分析，随着探测时间的改变，组织内血液的灌注状态和氧合状态已发生改变，难以采集到同一时间点组织内不同波段的光谱值进行分析，致使无法有效对数据进行分析。(2)现有的含氧血红蛋白含量和脱氧血红蛋白含量探测的光谱装置所探测的漫反射光谱数据绝大多数来自于组织表面反射的光线，而这部分光线并未携带组织内部的光谱信息而成为背景，使得数据分析的敏感性和准确性大大降低。(3)静息状态下与激活状态下组织内氧合状态的差异较小，目前的光谱装置的探测方法和图像处理方式均不能敏感的将激活区准确的定位出来。

因此，需要设计与现有探测含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白含量的光谱成像仪不同的光谱探测与分析系统，并建立起相应的数据处理方法，以去除组织表面光线反射带来的背景，降低系统噪声；实现同时采集不同波段的光谱信息并进行分析，提高时间分辨率，减少误差；通过数据处理放大静息状态下与激活状态下组织内氧合状态的差异，增加功能区探测的敏感性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于可调偏振的双波段光谱成像仪及其光谱测定方法，其不但可以去除表面光线反射带来的背景，降低系统噪声；而且可实现同时采集不同波段的光谱信息并进行分析，可提高时间分辨率，减少误差；还可以放大静息状态下与激活状态下脑组织内氧合状态的细微差异，增加定位的敏感性。

本发明的基于基于可调偏振的双波段光谱成像仪，包括：

光源组件，用于形成线偏振光；

分光棱镜Ⅰ，将线偏振光反射聚焦在待检测生物组织上并对从待检测生物组织返回的光透射；

还包括用于成像的成像系统，成像系统包括：

成像物镜，用于自待检测生物组织返回并经分光棱镜Ⅰ的光经过并成像；

分光棱镜Ⅱ，沿成像光路路径设置在成像物镜后方用于将成像光路路径分成透射光路径和反射光路径；

滤光片Ⅰ，对应分光棱镜Ⅱ的透射光路径设置用于第一特定波段光通过；

滤光片Ⅱ，对应分光棱镜Ⅱ的反射光路径设置用于第二特定波段光通过；

成像系统还包括一一对应滤光片Ⅰ和滤光片Ⅱ设置的第一波段探测器和第二波段探测器；

光谱成像仪还包括用于去除成像光路中非目标光的检偏片，检偏片的偏振方向与光源组件所形成的线偏振光的偏振方向垂直。

进一步，滤光片Ⅰ和滤光片Ⅱ均为窄带滤光片，滤光片Ⅰ所对应的第一特定波段光的波长为530-560nm中的任意一种，滤光片Ⅱ所对应的第二特定波段光的波长为600-640nm中的任意一种。

进一步，光源组件至少包括冷光源和用于将冷光源发出照明光变为线偏振光的起偏片，光源组件直接安装在分光棱镜Ⅰ上；经分光棱镜Ⅰ反射的线偏振光的入射方向与出射方向相垂直。

进一步，检偏片设置在成像物镜沿成像光路路径后方；分光棱镜Ⅰ和分光棱镜Ⅱ均为半透半反棱镜。

进一步，还包括壳体和设置于壳体上的物镜安装组件，物镜安装组件包括固定于壳体的支撑套、以可被驱动发生相对转动的方式与支撑套配合的驱动套和与螺纹内套于驱动套设置并用于成像物镜定位固定的定位套，且定位套以可轴向移动圆周方向固定的方式内套于支撑套设置。

进一步，还包括用于驱动驱动套转动以使定位套相对于支撑套轴向移动进行调焦的调焦驱动组件，调焦驱动组件包括与驱动套外套圆周固定的从动锥齿轮、与从动锥齿轮以轴线垂直相交的方式啮合的主动锥齿轮和与主动锥齿轮圆周固定并伸出壳体外的驱动轴。

进一步，定位套包括内设有定位卡台的定位套本体和与定位卡台配合对成像物镜形成定位锁止的定位机构，成像物镜的筒体外侧设置有可卡入定位卡台与定位机构之间形成定位配合的卡臂。

本发明还公开了一种利用基于可调偏振的双波段光谱成像仪的光谱测定方法，包括以下步骤：

S1、标定被探测目标需要探测的感兴趣区；

S2、在不刺激被探测目标的静息状态下获取光谱数据并经处理获得所述感兴趣区内每一像素点的光谱基线值Rr；

S3、在刺激被探测目标的激活状态下获取光谱数据并经处理获得感兴趣区内每个像素点的激活光谱值Ra；

S4、将激活状态下感兴趣区内每一像素点的激活光谱值Ra与静息状态下感兴趣区内每个像素点的光谱基线值Rr进行比较，计算出每个像素点的差值Rd，Rd＝Ra-R0；

S5、将每个像素点的差值Rd赋以伪彩，重建形成差值地形图。

本实施例中，步骤S2包括以下步骤：

S2-1、在不刺激被探测目标的静息状态下，采用不同光谱值的双波段光谱通道同时连续采集光谱数据并通过标定点核准每帧光谱图片；

S2-2、连续采集光谱图片并核准后，提取感兴趣区每个像素点的光谱值；

S2-3、将双波段光谱通道同一时间点采集的光谱照片相同位置的像素点的光谱值进行比值，并将相同位置像素点的所有时间点的比值连续相加并计算平均值得出所述光谱基线值Rr；。

本实施例中，步骤S3包括以下步骤：

在刺激状态下，重复进行S2-1至S2-3步骤，并最终将获得的所有时间点内的比值连续相加并计算平均值得出所述激活光谱值Ra。

本发明的有益效果：本发明的基于正交偏振的双波段光谱成像仪，其采用双源探测器，可实现同时采集待检测脑组织内在两不同特定波段光下的光谱值并进行分析，避免了因探测时间的改变，组织内血液的灌注状态和氧合状态发生改变，可提高时间分辨率，减少误差；而且检偏片的偏振方向与光源组件所形成的线偏振光的偏振方向可调，形成正交偏振，只有待检测生物组织内部反射出来的光线被探测器接收，去除了待检测生物组织表面反射带来的背景光，增加数据探测的敏感性；

本发明的基于双波段光谱成像仪的光谱测定方法，通过将被测目标激活前和激活后连续采集的每一像素点的光谱数据进行对照处理并进行计算差值，不但可去除背景干扰，而且通过比较激活前后的光谱差异，达到了定位出感兴趣区被激活区域和判断激活程度同时进行的目的，解决了现有技术中静息状态下与激活状态下脑组织内氧合状态的差异较小，目前的光谱装置的探测方法和图像处理方式均不能敏感的将激活区准确的定位出来。。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的光谱成像仪的光路原理示意图；

图2为本发明的光谱成像仪的结构示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本发明的光谱成像仪的立体结构图。

具体实施方式

图1为本发明的光谱成像仪的光路原理示意图；图2为本发明的光谱成像仪的结构示意图；图3为图2中A处放大图；图4为本发明的光谱成像仪的立体结构图，如图所示：本实施例的基于正交偏振的双波段光谱成像仪，包括用于形成线偏振光的光源组件和将线偏振光反射聚焦在待检测生物组织上并对从待检测生物组织返回的光透射的分光棱镜Ⅰ2；待检测生物组织放置在工作面1上

还包括用于成像的成像系统，成像系统包括：

成像物镜3，用于自待检测生物组织返回并经分光棱镜Ⅰ2的光经过并成像；

分光棱镜Ⅱ4，沿成像光路路径设置在成像物镜3后方用于将成像光路路径分成透射光路径和反射光路径；

滤光片Ⅰ5，对应分光棱镜Ⅱ4的透射光路径设置用于第一特定波段光通过；

滤光片Ⅱ6，对应分光棱镜Ⅱ4的反射光路径设置用于第二特定波段光通过；

成像系统还包括一一对应滤光片Ⅰ5和滤光片Ⅱ6设置的第一波段探测器7和第二波段探测器8；

光谱成像仪还包括用于去除成像光路中非目标光的检偏片9，检偏片9的偏振方向与光源组件所形成的线偏振光的偏振方向可调。

其中，检偏片9为偏振方向可调，其通过可被驱动旋转的方式实现；即成像光路路径为光源组件→分光棱镜Ⅰ2→待检测生物组织→分光棱镜Ⅰ2→成像物镜3→检偏片9→分光棱镜Ⅱ4，经分光棱镜Ⅱ4分光为两个路径分别经滤光片Ⅰ5和滤光片Ⅱ6进入对应探测器，对应每一探测器设置有一个CCD单元进行图像处理，其中，分光棱镜Ⅰ2的竖直光轴、成像物镜3的光轴、分光棱镜Ⅱ4的光轴重合；具体工作原理为：光源组件形成的线偏振光通过分光棱镜Ⅰ2将光路折转对目标进行照明，目标表面的光线通过正交的检偏片9完全衰减，目标里面的光通过散射变为部分偏振光，与检偏片9不正交的光线可以通过进入分光棱镜Ⅱ4，并经分光棱镜Ⅱ4分别通过滤光片Ⅰ5和滤光片Ⅱ6之后达到各自探测器进行同步成像，之后通过显示器进行显示。

本实施例中，滤光片Ⅰ5和滤光片Ⅱ6均为窄带滤光片，滤光片Ⅰ5所对应的第一特定波段光的波长为530-560nm中的任意一种，滤光片Ⅱ6所对应的第二特定波段光的波长为600-640nm中的任意一种；在本实施例中，第一特定波段光的特征波段为550±5nm，第二特定波段光的特征波段为630±5nm；窄带滤光片主要实现对系统波段进行选择，滤光片可进行手动更好，每一滤光片均通过一个与光谱仪的壳体可拆卸连接的滤光片安装支架安装，滤光片通过压圈安装在安装支架上，当需要更换滤光片时，可以打开仪器壳体后盖板，拧下滤光片固定螺钉，拔出滤光片安装支架，松开压圈，换好滤光片后拧紧压圈，然后再通过螺钉安装到仪器上。

本实施例中，光源组件至少包括冷光源10和用于将冷光源10发出照明光变为线偏振光的起偏片11，光源组件直接安装在分光棱镜Ⅰ2上；光谱成像仪还包括底座26，光源组件和分光棱镜Ⅰ2均设置在底座26上，光源组件还包括准直镜组12，冷光源10发出一束发散光，通过准直镜组将光线变为平行光，之后通过起偏片11将光线变为线偏振光；经分光棱镜Ⅰ2反射的线偏振光的入射方向与出射方向相垂直；光源组件集成设置在分光棱镜Ⅰ2的安装座上，两者分别工作，并形成光源照射，其安装方式为现有技术，在此不再赘述，以能实现本发明所需要的双光谱通道即可；另外，本发明的物镜的探测区域范围为100mm左右，可以对直径为100mm左右的区域同时进行探测分析，在短时间内，空间分辨率可以达到毫米级。

本实施例中，检偏片9设置在成像物镜3沿成像光路路径后方；分光棱镜Ⅰ2和分光棱镜Ⅱ4均为半透半反棱镜；检偏片9通过安装支架设置在光谱仪的壳体上，并且检偏片9位于成像物镜3之后分光棱镜Ⅱ4之前，通过外部的手轮可以调整检偏片9的偏振态，作用主要是通过调整偏振方向，滤除目标表皮的反射光，透过目标内部的散射光。

本实施例中，还包括壳体13和设置于壳体上的物镜安装组件，壳体安装在底座上，壳体为支撑框架结构，物镜安装组件包括固定于壳体13的支撑套14、以可被驱动发生相对转动的方式与支撑套14配合的驱动套15和与螺纹内套于驱动套15设置并用于成像物镜3定位固定的定位套16，且定位套16以可轴向移动圆周方向固定的方式内套于支撑套14设置；如图2所示，壳体13内设置有支撑架17，支撑套14与支撑架17通过螺钉固定连接，支撑套14包括上套体14-1和与上套体14-1螺纹连接的下套体14-2，驱动套15的上端形成径向凸缘14-3支撑设置在下套体14-2上，并径向凸缘位于上套体14-1下端和下套体14-2的下部端缘上，当驱动套15被转动时可相对上套体14-1和下套体14-2转动但不可轴向移动，定位套16与驱动套15螺纹连接，并且定位套16内套在上套体14-1内并通过花键结构配合形成圆周固定，当驱动套15被转动时，定位套16可形成轴向的移动；采用此种结构的定位支撑方式可使得成像物镜3的调焦更加精确，且支撑稳定；另外，检偏片、滤光片和探测器均安装在壳体上，壳体上设置有用于旋转检偏片的旋转盘；壳体为框架结构，光源组件和分光棱镜Ⅰ安装在底座，物镜组件自底座部底部插入安装在物镜安装组件上。

本实施例中，还包括用于驱动驱动套15转动以使定位套16相对于支撑套14轴向移动进行调焦的调焦驱动组件；调焦驱动组件包括与驱动套15外套圆周固定的从动锥齿轮18、与从动锥齿轮18以轴线垂直相交的方式啮合的主动锥齿轮19和与主动锥齿轮19圆周固定并伸出壳体13外的驱动轴20；调焦驱动组件还包括轴套21，轴套固定设置在支撑架17上，驱动轴20自轴套穿过，主动锥齿轮19与驱动轴20的内端固定，从动锥齿轮18圆周外套固定在驱动套15上。

本实施例中，定位套16包括内设有定位卡台16-1的定位套本体和与定位卡台16-1配合对成像物镜3形成定位锁止的定位机构，成像物镜3的筒体3-1外侧设置有可卡入定位卡台16-1与定位机构之间形成定位配合的卡臂25；定位机构为弹簧柱塞结构，包括弹簧23和柱塞24，弹簧将柱塞压紧于卡臂形成定位，柱塞的端部形成球头结构，当安装成像物镜3时，自壳体13底部将成像物镜3自下向上伸入壳体13内，并在成像物镜3下部设置有定位工装，当定位工装上设置有位置指示环槽，当指示环槽与光源棱边基本对齐时，转动成像物镜3，使卡臂卡入定位卡台与定位机构之间即可形成定位安装。

在驱动轴20伸出壳体13的外端部设置有调焦手轮22，当图像清晰度不足时，可以顺时针或逆时针旋转调焦手轮使成像物镜3整体沿光轴移动进行调焦，直至图像清晰为止；另外，本光谱成像仪还包括调高支架，壳体13整体设在调高支架上，调高支架为成框架连接的四条支腿，支腿的上部设置有调高装置，调高装置为与支腿螺纹连接的螺套，螺套与光谱成像仪的底部连接。

本发明还公开了一种利用基于可调偏振的双波段光谱成像仪的生物组织光谱测定方法，该方法主要基于氧合血红蛋白和去氧血红蛋白具有不同的吸收光谱，利用这种不同的光谱特征，可以检测组织内血液供应状态或血氧饱和度的变化，从而对生物组织的活动区(或称功能区)和非活动区进行区分，该方法包括以下步骤：

S1、标定被探测目标需要探测的感兴趣区；

S2、在不刺激被探测目标的静息状态下获取光谱数据并经处理获得所述感兴趣区内每一像素点的光谱基线值Rr；

S3、在刺激被探测目标的激活状态下获取光谱数据并经处理获得感兴趣区内每个像素点的激活光谱值Ra；

S4、将激活状态下感兴趣区内每一像素点的激活光谱值Ra与静息状态下感兴趣区内每个像素点的光谱基线值Rr进行比较，计算出每个像素点的差值Rd，Rd＝Ra-R0；

S5、将每个像素点的差值Rd赋以伪彩，重建形成差值地形图。

本实施例中，步骤S2包括以下步骤：

S2-1、在不刺激被探测目标的静息状态下，采用不同光谱值的双波段光谱通道同时连续采集光谱数据并通过标定点核准每帧光谱图片；

S2-2、连续采集光谱图片并核准后，提取感兴趣区每个像素点的光谱值；

S2-3、将双波段光谱通道同一时间点采集的光谱照片相同位置的像素点的光谱值进行比值，并将相同位置像素点的所有时间点的比值连续相加并计算平均值得出所述光谱基线值Rr；即双波段光谱通道在同一时间点分别采集一帧光谱数据照片，将该时间点所获得的两光谱数据照片位于相同位置点的像素点的光谱值进行相比，由于在一段时间内，双波段光谱通道分别采集有多帧照片，使每一时间点的相同位置点的像素点的光谱值进行相比，然后将每一像素点所有时间点获得的比值连续相加并求平均值，进而获得每一相同位置点像素点的光谱基线值(下述的激活光谱值采用同样方法进行测定)。

本实施例中，步骤S3包括以下步骤：

在刺激状态下，重复进行S2-1至S2-3步骤，并最终将获得的所有时间点内的比值连续相加并计算平均值得出所述激活光谱值Ra；具体的，步骤S3包括：S3-1、采用所述双光谱通道同时连续采集光谱图片并通过标定点核准每帧图片；S3-2、连续采集图片并核准后，提取感兴趣区每个像素点的光谱值；S3-3、双光谱通道同一时间点采集的光谱照片相同位置的像素点的光谱值进行比值，将获得的所有时间点内的比值连续相加并计算平均值得出激活光谱值(Ra)。

在本发明的光谱测定方法中，双波段光谱通道的双波段分别为550nm和630nm，通过本发明中公开的脑功能成像仪的双光路通道实现，在步骤S2-1和S3-1中，确定感兴趣区时时在感兴趣区的周围采用亚光标记物标出定标点，然后通过550nm和630nm两通道同时连续采集光谱数据后应用现有的图像处理软件通过定标点核准每帧图片，定标点核准是指在探测中会对亚光标记点进行追踪，本实施例中，感兴趣区可采用四个标记点的方形形状，当目标探测物出现轻微移动也可进行自动校正实现数据处理时的自动点对点核准，以防后续每个像素点光谱值的不对应。

步骤S2-3和步骤S3-3中，同一时间所采集的550nm和630nm两通道的光谱照片的每一像素点的光谱值先进行比值，举例说明如，R1＝R630-1/R550-1；R2＝R630-2/R550-2；R3＝R630-3/R550-3；……Rn＝R630-n/R550-n，其中1、2、3……n表示不同时间点采集的光谱图片数据，然后将将不同时间点采集的比值进行平均，获得静息状态下感兴趣区的光谱基线值Rr，Rr＝(R1+R2+R3……+Rn)/n。

然后将激活状态下感兴趣区的光谱值Ra与静息状态下感兴趣区的光谱基线值Rr进行比较，计算出每个像素点的差值Rd，Rd＝Ra-R0；最后将每个像素点的差值Rd赋以伪彩，重建形成差值地形图，定位出感兴趣区内某些被激活的区域，差值Rd的大小反映其活化程度。

通过该光谱测定方法，不但可去除背景干扰，而且可通过比较激活前后的光谱差异，定位出感兴趣区某些被激活的区域，并同时达到判断激活程度，解决了现有技术中静息状态下与激活状态下脑组织内氧合状态的差异较小，目前的光谱装置的探测方法和图像处理方式均不能敏感的将激活区准确的定位出来。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：包括：

光源组件，用于形成线偏振光；

分光棱镜Ⅰ，将线偏振光反射聚焦在待检测生物组织上并对从待检测生物组织返回的光透射；

还包括用于成像的成像系统，所述成像系统包括：

成像物镜，用于自待检测生物组织返回并经分光棱镜Ⅰ的光经过并成像；

分光棱镜Ⅱ，沿成像光路路径设置在成像物镜后方用于将成像光路路径分成透射光路径和反射光路径；

滤光片Ⅰ，对应分光棱镜Ⅱ的透射光路径设置用于第一特定波段光通过；

滤光片Ⅱ，对应分光棱镜Ⅱ的反射光路径设置用于第二特定波段光通过；

成像系统还包括一一对应滤光片Ⅰ和滤光片Ⅱ设置的第一波段探测器和第二波段探测器；

所述光谱成像仪还包括用于去除成像光路中非目标光的检偏片，所述检偏片的偏振方向与所述光源组件所形成的线偏振光的偏振方向可调。

2.根据权利要求1所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：所述滤光片Ⅰ和所述滤光片Ⅱ均为窄带滤光片，所述滤光片Ⅰ所对应的第一特定波段光的波长为530-560nm中的任意一种，所述滤光片Ⅱ所对应的第二特定波段光的波长为600-640nm中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：所述光源组件至少包括冷光源和用于将冷光源发出照明光变为线偏振光的起偏片，所述光源组件直接安装在所述分光棱镜Ⅰ上，经分光棱镜Ⅰ反射的线偏振光的入射方向与出射方向相垂直。

4.根据权利要求1所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：所述检偏片设置在所述成像物镜沿成像光路路径后方；所述分光棱镜Ⅰ和所述分光棱镜Ⅱ均为半透半反棱镜。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：还包括壳体和设置于壳体上的物镜安装组件，所述物镜安装组件包括固定于壳体的支撑套、以可被驱动发生相对转动的方式与支撑套配合的驱动套和与螺纹内套于所述驱动套设置并用于成像物镜定位固定的定位套，且所述定位套以可轴向移动圆周方向固定的方式内套于支撑套设置。

6.根据权利要求5所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：还包括用于驱动驱动套转动以使定位套相对于支撑套轴向移动进行调焦的调焦驱动组件，所述调焦驱动组件包括与驱动套外套圆周固定的从动锥齿轮、与从动锥齿轮以轴线垂直相交的方式啮合的主动锥齿轮和与主动锥齿轮圆周固定并伸出壳体外的驱动轴。

7.根据权利要求6所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪，其特征在于：所述定位套包括内设有定位卡台的定位套本体和与定位卡台配合对成像物镜形成定位锁止的定位机构，所述成像物镜的筒体外侧设置有可卡入定位卡台与定位机构之间形成定位配合的卡臂。

8.一种利用权利要求1-7任一权利要求所述的基于可调偏振的双波段光谱成像仪的光谱测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、标定被探测目标需要探测的感兴趣区；

S2、在不刺激被探测目标的静息状态下获取光谱数据并经处理获得所述感兴趣区内每一像素点的光谱基线值Rr；

S3、在刺激被探测目标的激活状态下获取光谱数据并经处理获得感兴趣区内每个像素点的激活光谱值Ra；

S4、将激活状态下感兴趣区内每一像素点的激活光谱值Ra与静息状态下感兴趣区内每个像素点的光谱基线值Rr进行比较，计算出每个像素点的差值Rd，Rd＝Ra-R0；

S5、将每个像素点的差值Rd赋以伪彩，重建形成差值地形图。

9.根据权利要求8所述的光谱测定方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤：

S2-1、在不刺激被探测目标的静息状态下，采用不同光谱值的双波段光谱通道同时连续采集光谱数据并通过标定点核准每帧光谱图片；

S2-2、连续采集光谱图片并核准后，提取感兴趣区每个像素点的光谱值；

S2-3、将双波段光谱通道同一时间点采集的光谱照片相同位置的像素点的光谱值进行比值，并将相同位置像素点的所有时间点的比值连续相加并计算平均值得出所述光谱基线值Rr。

10.根据权利要求9所述的光谱测定方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：在刺激状态下，重复进行S2-1至S2-3步骤，并最终将获得的所有时间点内的比值连续相加并计算平均值得出所述激活光谱值Ra。