CN110646377A - 血液检测系统及其检测方法 - Google Patents

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CN110646377A CN201910927007.0A CN201910927007A CN110646377A CN 110646377 A CN110646377 A CN 110646377A CN 201910927007 A CN201910927007 A CN 201910927007A CN 110646377 A CN110646377 A CN 110646377A
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Abstract

本发明的实施例提供一种血液检测系统及其检测方法，涉及血液检测领域，可精确地检测血液中的各类血细胞含量。一种血液检测系统，包括：传输组件用于使相干光源发出的激光束分成物光和参考光并沿不同的路径传输，并在到达感光模块前使参考光和物光合并；感光模块包括成像系统和面阵光电探测器；成像系统用于使物光和参考光发生干涉；面阵光电探测器用于记录物光和参考光经过成像系统后产生的干涉条纹的光强信息；处理模块用于根据感光模块记录的光强信息，计算得到未放置血液样品时对应的物光和放置血液样品时对应的物光的相位信息差异；并根据相位信息差异，计算得到血液样品的折射率差异；根据折射率差异得到血液样品的各类血细胞含量。

Description

血液检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及血液检测领域，尤其涉及一种血液检测系统及其检测方法。
背景技术
血液在自然界中是最复杂的混合液体之一，用于输送许多油脂、葡萄糖、盐类和蛋白质等分子至身体各处。血液流经人体各个组织器官，其成分变化对于人体机能和组织功能的实现产生重大影响，而机体的病变也会影响血液各组分，因此，对血液进行分析具有重大意义，通过检测血液中各类血细胞含量可以更好地监测人体健康程度。
发明内容
本发明的实施例提供一种血液检测系统及其检测方法，可以精确地检测血液中的各类血细胞含量。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种血液检测系统，包括：相干光源、传输组件、感光模块和处理模块；所述相干光源用于发射激光束；所述传输组件，用于使所述相干光源发出的激光束分成物光和参考光并沿不同的路径传输，并在到达所述感光模块前使所述参考光和所述物光合并；所述感光模块，设置于所述传输组件的输出端；所述感光模块包括成像系统和面阵光电探测器；所述成像系统用于使所述物光和所述参考光发生干涉；所述面阵光电探测器用于记录所述物光和所述参考光经过所述成像系统后产生的干涉条纹的光强信息；所述处理模块，用于根据所述感光模块记录的光强信息，计算得到未放置血液样品时对应的所述物光和放置所述血液样品时对应的所述物光的相位信息差异；并根据所述相位信息差异，计算得到所述血液样品的折射率差异；根据所述折射率差异得到所述血液样品的各类血细胞含量。
可选地，所述传输组件包括调光部件、分合光部件、参考光传输部件、物光传输部件；所述调光部件，用于将所述相干光源发出的激光束变成平行光束；所述分合光部件，用于将所述调光部件发出的平行光束分为相互垂直的参考光和物光；所述参考光传输部件，用于将所述分合光部件发出的所述参考光移相并反射；所述物光传输部件，用于未放置血液样品时，将所述分合光部件发出的所述物光反射；还用于在所述分合光部件和所述物光传输部件之间放置所述血液样品时，将经所述分合光部件发出并穿过所述血液样品的所述物光，反射回所述血液样品；所述分合光部件，还用于未放置血液样品时，将经所述参考光传输部件移相并反射的所述参考光和经所述物光传输部件反射的所述物光合并；还用于在所述分合光部件和所述物光传输部件之间放置所述血液样品时，将经所述参考光传输部件移相并反射的所述参考光和穿过所述血液样品并经所述物光传输部件反射再次穿过所述血液样品后的所述物光合并。
可选地，所述分合光部件为分束镜；所述参考光传输部件包括相移器和第一反射镜；所述相移器用于对所述第一反射镜接收到的所述参考光移相；所述物光传输部件为第二反射镜。
可选地，所述相干光源包括第一激光器、第二激光器、第一电子快门和第二电子快门；所述第一激光器用于发射第一激光束；所述第二激光器用于发射第二激光束；所述第一电子快门，用于控制所述第一激光束出射；所述第二电子快门，用于控制所述第二激光束出射；其中，所述第一激光束和所述第二激光束的波长不同。
可选地，所述调光部件包括第三反射镜、合光镜和扩束准直器；所述第三反射镜，用于反射所述第一激光器发出的第一激光束；所述合光镜，用于将经所述第三反射镜反射的所述第一激光束，反射至所述扩束准直器；还用于将所述第二激光器发射的所述第二激光束透射至所述扩束准直器；所述扩束准直器，用于对所述合光镜发出的所述第一激光束和所述第二激光束扩束准直。
可选地，所述处理模块根据所述感光模块记录的光强信息，计算得到未放置血液样品时对应的所述物光和放置所述血液样品时对应的所述物光的相位信息差异，包括：未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，所述感光模块记录的光强信息为I1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录的光强信息为I2k(x,y)；放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，所述感光模块记录的光强信息为I′1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录的光强信息I′2k(x,y)；
Figure BDA0002219199010000031
Figure BDA0002219199010000032
Figure BDA0002219199010000033
Figure BDA0002219199010000034
根据公式(1)到公式(4)，计算得到放置所述血液样品时和未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000035
针对所述第二激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000036
其中，未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I1w(x,y)为第一物光光强，I1c(x,y)为第一参考光光强，
Figure BDA00022191990100000310
为第一物光相位，
Figure BDA00022191990100000311
为第一参考光相位；针对所述第二激光束出射，I2w(x,y)为第二物光光强，I2c(x,y)为第二参考光光强；
Figure BDA00022191990100000312
为第二物光相位，
Figure BDA00022191990100000313
为第二参考光相位；放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I′1w(x,y)为第三物光光强，I′1c(x,y)为第三参考光光强，
Figure BDA00022191990100000314
为第三物光相位；针对所述第二激光束出射，I′2w(x,y)为第四物光光强，I′2c(x,y)为第四参考光光强，
Figure BDA00022191990100000315
为第四物光相位；δ为相移干涉中每步的相移量；k为自然数，表示第k步相移，(x,y)为空间坐标，且x方向和y方向垂直。
可选地，所述处理模块根据所述相位信息差异，计算得到所述血液样品的折射率差异，包括：
根据公式(5)和公式(6)，计算得到所述血液样品的折射率差异为
其中，λ1、λ2为所述第一激光束、所述第二激光束的波长，
Figure BDA0002219199010000038
为所述血液样品在所述第一激光束照射下的平均折射率，
Figure BDA0002219199010000039
为所述血液样品在所述第二激光束照射下的平均折射率，na为空气折射率。
再一方面，提供一种血液检测方法，包括：
在如上所述的血液检测系统中，未放置血液样品时，针对所述第一激光束出射，感光模块记录光强信息为I1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录光强信息为I2k(x,y)；
放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，所述感光模块记录光强信息为I′1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录光强信息I′2k(x,y)；
Figure BDA0002219199010000041
Figure BDA0002219199010000042
Figure BDA0002219199010000043
Figure BDA0002219199010000044
根据公式(1)到公式(4)，计算得到放置所述血液样品时和未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000045
针对所述第二激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000046
其中，未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I1w(x,y)为第一物光光强，I1c(x,y)为第一参考光光强，
Figure BDA0002219199010000048
为第一物光相位，为第一参考光相位；针对所述第二激光束出射，I2w(x,y)为第二物光光强，I2c(x,y)为第二参考光光强；
Figure BDA0002219199010000049
为第二物光相位，为第二参考光相位；放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I′1w(x,y)为第三物光光强，I′1c(x,y)为第三参考光光强，
Figure BDA00022191990100000411
为第三物光相位；针对所述第二激光束出射，I′2w(x,y)为第四物光光强，I′2c(x,y)为第四参考光光强，
Figure BDA00022191990100000412
为第四物光相位；δ为相移干涉中每步的相移量；k为自然数，表示第k步相移，(x,y)为空间坐标，且x方向和y方向垂直；
根据公式(5)和公式(6)，计算得到所述血液样品的折射率差异为
Figure BDA0002219199010000047
其中，λ1、λ2为所述第一激光束、所述第二激光束的波长，为所述血液样品在所述第一激光束照射下的平均折射率，
Figure BDA0002219199010000052
为所述血液样品在所述第二激光束照射下的平均折射率，na为空气折射率；根据所述折射率差异得到所述血液样品的各类血细胞含量。
另一方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时，实现如上所述的血液检测方法。
又一方面，提供一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器；所述存储器用于一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如上所述的血液检测方法。
本发明的一些实施例提供一种血液检测系统及其检测方法，由于相干光源发出的激光束被分成了物光和参考光，在未放置血液样品时，物光未射向血液样品，而在放置血液样品时，物光会射向血液样品，因而物光会携带血液样品的空间位置信息。在此基础上，当参考光和照射血液样品的物光汇合后，物光和参考光会发生相移干涉，通过面阵光探测器记录物光和参考光经过成像系统后产生的干涉条纹的光强信息，便可对血液样品的折射率差异进行分析，从而实现对血液样品中的各类血细胞的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一些实施例提供的一种血液检测系统的结构示意图；
图2a为本发明一些实施例提供的另一种血液检测系统的结构示意图；
图2b为本发明一些实施例提供的再一种血液检测系统的结构示意图；
图3a为本发明一些实施例提供的又一种血液检测系统的结构示意图；
图3b为本发明一些实施例提供的又一种血液检测系统的结构示意图；
图4a为本发明一些实施例提供的又一种血液检测系统的结构示意图；
图4b为本发明一些实施例提供的又一种血液检测系统的结构示意图。
附图标记：
1-血液检测系统；2-血液样品；10-相干光源；11-第一激光器；12-第二激光器；111-第一电子快门；112-第二电子快门；20-传输组件；21-调光部件；211-第三反射镜；212-合光镜；213-扩束准直器；22-分合光部件；221-分束镜；23-参考光传输部件；231-第一反射镜；232-相移器；24-物光传输部件；241-第二反射镜；30-感光模块；301-成像系统；302-面阵光电探测器；40-处理模块。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一些实施例提供一种血液检测系统1，如图1所示，包括：相干光源10、传输组件20、感光模块30和处理模块40。
相干光源10用于发射激光束。
传输组件20，用于使相干光源10发出的激光束分成物光和参考光并沿不同的路径传输，并在到达感光模块30前使参考光和物光合并。
感光模块30，设置于传输组件20的输出端；感光模块30包括成像系统301和面阵光电探测器302；成像系统301用于使物光和参考光发生干涉；面阵光电探测器302用于记录物光和参考光经过成像系统301后产生的干涉条纹的光强信息。
需要说明的是，从传输组件20出射的两束光(物光和参考光)经过成像系统301后，会发生干涉而产生干涉条纹。干涉条纹被面阵光电探测器302识别后，面阵光电探测器302可记录干涉条纹的光强信息。
处理模块40，用于根据感光模块30记录的光强信息，计算得到未放置血液样品时对应的物光和放置血液样品时对应的物光的相位信息差异；并根据相位信息差异，计算得到血液样品的折射率差异；根据折射率差异得到血液样品的各类血细胞含量。
其中，在传输组件中20未放置血液样品时，物光和参考光均没有射向血液样品；而在传输组件20中放置血液样品时，物光会射向血液样品，而参考光不会射向血液样品。由此，感光模块30会记录到不同的光强信息。
这样，根据感光模块30记录的不同的光强信息，通过相关计算可得到未放置血液样品时的物光和放置血液样品时的物光的相位信息差异；从而根据相位信息差异，便可得到血液样品的折射率差异，进而根据折射率差异得到血液样品的各类血细胞含量。
需要说明的是，血液的折射率与血液中的各类血细胞含量具有对应关系，因此，根据该对应关系以及血液样品的折射率差异，可以计算得到血液样品的各类血细胞含量。
其中，血细胞指的是红细胞、白细胞、血小板。
本发明的一些实施例提供一种血液检测系统1，由于相干光源10发出的激光束被分成了物光和参考光，在未放置血液样品时，物光未射向血液样品，而在放置血液样品时，物光会射向血液样品，因而物光会携带血液样品的空间位置信息。在此基础上，当参考光和照射血液样品的物光汇合后，物光和参考光会发生相移干涉，通过面阵光探测器302记录物光和参考光经过成像系统301后产生的干涉条纹的光强信息，便可对血液样品的折射率差异进行分析，从而实现对血液样品中的各类血细胞的检测。
可选地，如图2a和图2b所示，传输组件20包括调光部件21、分合光部件22、参考光传输部件23、物光传输部件24。
调光部件21，用于将相干光源10发出的激光束变成平行光束。
分合光部件22，用于将调光部件21发出的平行光束分为相互垂直的参考光(如图2a和图2b中所指示的C1)和物光(如图2a和图2b中所指示的W1)。
参考光传输部件23，用于将分合光部件22发出的参考光移相并反射。即，参考光(如图2a和图2b中所指示的C1)射向参考光传输部件23，在参考光传输部件23的作用下移相并反射回分合光部件22(如图2a和图2b中所指示的C2)。
物光传输部件24，用于未放置血液样品2时，将分合光部件22发出的物光反射。即，在未放置血液样品2时，物光(如图2a中所指示的W1)射向物光传输部件24，在物光传输部件24的作用下反射回分合光部件22(如图2a中所指示的W2)。
物光传输部件24还用于在分合光部件22和物光传输部件24之间放置血液样品2时，将经分合光部件22发出并穿过血液样品2的物光，反射回血液样品2。即，在分合光部件22和物光传输部件24之间放置血液样品2时，物光(如图2b中所指示的W1)射向血液样品2，穿过血液样品2后射向物光传输部件24(如图2b中所指示的W3)，在物光传输部件24的作用下反射回血液样品2(如图2b中所指示的W4)，再次穿过血液样品2后回到分合光部件22(如图2b中所指示的W2)。由此可知，从血液样品2出射的物光实际已携带了血液样品2的空间位置信息。
分合光部件22，还用于未放置血液样品2时，将经参考光传输部件23移相并反射的参考光和经物光传输部件24反射的物光合并。
由于调光部件21发出的平行光束经分合光部件22分成参考光和物光后，参考光经参考光传输部件23移相，因而，移相后反射回的参考光和经物光传输部件24反射回的物光合并后，在感光模块30中的成像系统301汇聚下，物光和参考光会发生干涉。
分合光部件22还用于在分合光部件22和物光传输部件24之间放置血液样品2时，将经参考光传输部件23移相并反射的参考光和穿过血液样品2并经物光传输部件24反射再次穿过血液样品2后的所述物光合并。
由于调光部件21发出的平行光束经分合光部件22分成参考光和物光后，物光穿过血液样品2后经物光传输部件24反射后再次穿过血液样品2，因而从血液样品2穿回的物光携带血液样品的空间位置信息。在此基础上，参考光经参考光传输部件23移相，因而，移相后反射回的参考光和穿过血液样品2并经物光传输部件24反射再次穿过血液样品2后的物光合并后，在感光模块30中的成像系统301汇聚下，物光和参考光会发生干涉。
可选地，如图3a-图4b所示，分合光部件22为分束镜221。
分束镜221对调光部件21出射的平行光束具有分束作用，可以按照一定比例将平行光束分成反射光和透射光两部分。
示例的，分束镜221可按照1:1将平行光束分成相互垂直的参考光C1和物光W1。
在此基础上，对于从分束镜221反射出的这一部分参考光，射向参考光传输部件23，经参考光传输部件23移相并反射回分束镜221后，也是以1:1的比例再次分离为反射光和透射光，透射的这一部分参考光被射向成像系统301；同理，对于从分束镜221反射出的这一部分物光，未放置血液样品2时，经物光传输部件24反射回分束镜221后，或者，放置血液样品2，穿过血液样品2经物光传输部件24反射后再次穿过血液样品2后回到分束镜221之后，也是以1:1的比例再次分离为反射光和透射光，反射的这一部分物光被射向成像系统301。
参考光传输部件23包括相移器232和第一反射镜231。相移器232用于对第一反射镜231接收到的参考光移相。
相移器232与第一反射镜231连接，用于驱动第一反射镜231移动，改变参考光光路的光程，从而实现相移。
其中，相移器232可采用压电陶瓷或其它精密驱动装置。
物光传输部件24为第二反射镜241。
可选地，如图3a-图4b所示，相干光源10包括第一激光器11、第二激光器12、第一电子快门111和第二电子快门112。
第一激光器11用于发射第一激光束。
第二激光器12用于发射第二激光束。
第一电子快门111，用于控制第一激光束出射。
第二电子快门112，用于控制第二激光束出射。
其中，第一激光束和第二激光束的波长不同。
示例的，第一激光器11和第二激光器12分别为氟化氩(ArF)准分子激光器、氟化氪(KrF)准分子激光器、氯化氙(XeCl)准分子激光器中的其中一种；第一激光束波长为193nm，第二激光束波长为308nm。
可选地，如图3a-图4b所示，调光部件21包括第三反射镜211、合光镜212和扩束准直器213。
第三反射镜211，用于反射第一激光器11发出的第一激光束。
合光镜212，用于将经第三反射镜211反射的第一激光束，反射至扩束准直器213；还用于将第二激光器12发射的第二激光束透射至扩束准直器213。
扩束准直器213，用于对合光镜212发出的第一激光束和第二激光束扩束准直。
需要说明的是，若第一电子快门111开启而第二电子快门112关闭，则仅第一激光器11的第一激光束出射，经第三反射镜211反射后，再经合光镜212反射至扩束准直器213中进行扩束准直。
若第一电子快门111关闭而第二电子快门112开启，则仅第二激光器12的第二激光束出射，经合光镜212透射至扩束准直器213中进行扩束准直。
可选地，处理模块40根据感光模块30记录的光强信息，计算得到未放置血液样品2时对应的物光和放置血液样品2时对应的物光的相位信息差异，包括：
未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，感光模块30记录的光强信息为I1k(x,y)；针对第二激光束出射，感光模块30记录的光强信息为I2k(x,y)；
放置血液样品2时，针对第一激光束出射，感光模块30记录的光强信息为I′1k(x,y)；针对第二激光束出射，感光模块30记录的光强信息I′2k(x,y)；
Figure BDA0002219199010000111
Figure BDA0002219199010000112
Figure BDA0002219199010000113
Figure BDA0002219199010000114
根据公式(1)到公式(4)，计算得到放置血液样品2时和未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，分别对应的物光的相位信息差异为
针对第二激光束出射，分别对应的物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000116
其中，未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，I1w(x,y)为第一物光光强，I1c(x,y)为第一参考光光强，
Figure BDA0002219199010000117
为第一物光相位，
Figure BDA00022191990100001110
为第一参考光相位；针对第二激光束出射，I2w(x,y)为第二物光光强，I2c(x,y)为第二参考光光强；
Figure BDA0002219199010000118
为第二物光相位，为第二参考光相位。
放置血液样品2时，针对第一激光束出射，I′1w(x,y)为第三物光光强，I′1c(x,y)为第三参考光光强，
Figure BDA00022191990100001111
为第三物光相位；针对第二激光束出射，I′2w(x,y)为第四物光光强，I′2c(x,y)为第四参考光光强，为第四物光相位。
δ为相移干涉中每步的相移量；k为自然数，表示第k步相移，(x,y)为空间坐标，且x方向和y方向垂直。
需要说明的是，第一物光光强I1w(x,y)、第一参考光光强I1c(x,y)、第一物光相位
Figure BDA00022191990100001114
第一参考光相位第二物光光强I2w(x,y)，第二参考光光强I2c(x,y)、第二物光相位
Figure BDA00022191990100001115
第二参考光相位第三物光光强I′1w(x,y)、第三参考光光强I′1c(x,y)、第三物光相位
Figure BDA0002219199010000129
第四物光光强I′2w(x,y)、第四参考光光强I′2c(x,y)，第四物光相位
Figure BDA00022191990100001210
均与空间坐标(x,y)有关，分别指的是在该空间坐标(x,y)下的相位信息、光强信息。
可选地，处理模块40根据相位信息差异，计算得到血液样品2的折射率差异，包括：
根据公式(5)和公式(6)，计算得到血液样品2的折射率差异为
Figure BDA0002219199010000121
其中，λ1、λ2为第一激光束、第二激光束的波长，
Figure BDA0002219199010000122
为血液样品2在第一激光束照射下的平均折射率，
Figure BDA0002219199010000123
为血液样品2在第二激光束照射下的平均折射率，na为空气折射率。
示例的，以下提供多个步骤，以清楚说明处理模块40的计算过程。其中，采用等步长定相移量的四步相移干涉法进行测量，k＝0、1、2、3，且δ＝π/2。
当k＝0时，第一步：未放置血液样品2时，针对第一激光束出射(第一电子快门111开启而第二电子快门112关闭)，感光模块30记录的光强信息为I10(x,y)；针对第二激光束出射(第一电子快门111关闭而第二电子快门112开启)，感光模块30记录的光强信息为I20(x,y)。
放置血液样品2时，针对第一激光束出射，感光模块30记录的光强信息为I′10(x,y)；针对第二激光束出射，感光模块30记录的光强信息I′20(x,y)。
Figure BDA0002219199010000124
Figure BDA0002219199010000125
Figure BDA0002219199010000126
Figure BDA0002219199010000127
变换公式(11)，可以得到：
Figure BDA0002219199010000128
变换公式(12)，可以得到：
Figure BDA0002219199010000131
变换公式(13)，可以得到：
Figure BDA0002219199010000132
变换公式(14)，可以得到：
Figure BDA0002219199010000133
第二步：利用公式(17)减去公式(15)，可以得到放置血液样品2时和未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，分别对应的物光的相位信息差异为：
Figure BDA0002219199010000134
利用公式(18)减去公式(16)，放置血液样品2时和未放置血液样品2时，针对第二激光束出射，分别对应的物光的相位信息差异为：
Figure BDA0002219199010000135
需要说明的是，在上述计算过程中，参考光的相位及由物光光路引起的物光相位畸变自动消除。由此，本发明的血液检测系统1对自身引起的波前畸变具有自动补偿功能，从而可以提高检测精度。
第三步：若波长为λ的光在介质(该介质的折射率为n)中的传播距离为r，则其相位的变化为
Figure BDA0002219199010000136
基于此，设血液样品2的厚度为d(x,y)，对波长为λ1的第一激光束的折射率为n1(x,y)，空气折射率为na，则结合公式(19)可得：
Figure BDA0002219199010000141
血液样品2对波长为λ2的第二激光束的折射率为n2(x,y)，则结合公式(20)可得：
其中，对于不同波长的光，空气折射率na的值都非常接近于1，并且在不同环境下的差别非常小，因此，可近似为1，不影响最终检测结果的精度。
第四步：若血液样品2的厚度d(x,y)为：
d(x,y)＝d0+Δd(x,y)---(23)。
其中，d0为血液样品2的平均厚度，为常数；Δd(x,y)指的是血液样品2接收到分束镜221出射的物光的表面和接收到第二反射镜241反射的物光的表面，该两个表面面形变化引起的厚度变化。
需要说明的是，对于血液样品2接收到物光的两个表面的面形、平行度及加工精度，本发明对此不作限定。
若血液样品2对波长为λ1的第一激光束的折射率n1(x,y)为：
Figure BDA0002219199010000143
若血液样品2对波长为λ2的第二激光束的折射率为n2(x,y)为：
Figure BDA0002219199010000144
其中，
Figure BDA0002219199010000145
为血液样品2在第一激光束照射下的平均折射率，
Figure BDA0002219199010000146
为血液样品2在第二激光束照射下的平均折射率，Δn(x,y)指的是血液样品2的折射率差异。
需要说明的是，仅在第一激光束出射的情况下，通过四步相移干涉法，可以测得血液样品2在第一激光束照射下的平均折射率；同样的，仅在第二激光束出射的情况下，通过四步相移干涉法，可以测得血液样品2在第二激光束照射下的平均折射率。
基于上述，将公式(23)、(24)代入公式(21)：
Figure BDA0002219199010000151
变换之后可得：
Figure BDA0002219199010000152
将公式(23)、(25)代入公式(22)：
Figure BDA0002219199010000153
变换之后可得：
Figure BDA0002219199010000154
第五步：将公式(26)减去(27)可得：
Figure BDA0002219199010000155
由此变换可得，厚度变化为：
Figure BDA0002219199010000156
将公式(26)加上(27)可得：
Figure BDA0002219199010000157
代入公式(28)并变换，由此可得折射率差异为：
Figure BDA0002219199010000161
可以理解的是，上述公式(29)消除了血液样品2接收到物光的两个表面的面形变化及各自的表面粗糙度。
第六步：利用公式(29)所计算得到折射率差异Δn(x,y)，查找血液样品2的折射率与各类血细胞的对应关系，从而根据该折射率差异Δn(x,y)得到血液样品2的各类血细胞含量。
同理，当k＝1、k＝2和k＝3时，分别重复上述第一步到第六步，即可计算到的折射率差异Δn(x,y)。
本发明的实施例还提供一种血液检测方法，包括：
在如上所述的血液检测系统1中，未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，感光模块30记录光强信息为I1k(x,y)；针对第二激光束出射，感光模块30记录光强信息为I2k(x,y)；
放置血液样品2时，针对第一激光束出射，感光模块30记录光强信息为I′1k(x,y)；针对第二激光束出射，感光模块30记录光强信息I′2k(x,y)；
Figure BDA0002219199010000162
Figure BDA0002219199010000163
Figure BDA0002219199010000164
Figure BDA0002219199010000165
根据公式(1)到公式(4)，计算得到放置血液样品2时和未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，分别对应的物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000166
针对第二激光束出射，分别对应的物光的相位信息差异为
Figure BDA0002219199010000167
其中，未放置血液样品2时，针对第一激光束出射，I1w(x,y)为第一物光光强，I1c(x,y)为第一参考光光强，
Figure BDA0002219199010000168
为第一物光相位，
Figure BDA0002219199010000169
为第一参考光相位；针对第二激光束出射，I2w(x,y)为第二物光光强，I2c(x,y)为第二参考光光强；为第二物光相位，为第二参考光相位；
放置血液样品2时，针对第一激光束出射，I′1w(x,y)为第三物光光强，I′1c(x,y)为第三参考光光强，
Figure BDA0002219199010000176
为第三物光相位；针对第二激光束出射，I′2w(x,y)为第四物光光强，I′2c(x,y)为第四参考光光强，为第四物光相位；
δ为相移干涉中每步的相移量；k为自然数，表示第k步相移，(x,y)为空间坐标，且x方向和y方向垂直；
根据公式(5)和公式(6)，计算得到血液样品2的折射率差异为
Figure BDA0002219199010000171
其中，λ1、λ2为第一激光束、第二激光束的波长，
Figure BDA0002219199010000172
为血液样品2在第一激光束照射下的平均折射率，
Figure BDA0002219199010000173
为血液样品2在第二激光束照射下的平均折射率，na为空气折射率；
根据折射率差异得到血液样品2的各类血细胞含量。
本发明的实施例提供的血液检测方法，与上述血液检测系统1的检测原理相同，在此不再赘述。
本发明的实施例还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现如上所述的血液检测方法。
本发明的实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器；存储器用于一个或多个程序；
当一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如上所述的血液检测方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种血液检测系统，其特征在于，包括：相干光源、传输组件、感光模块和处理模块；
所述相干光源用于发射激光束；
所述传输组件，用于使所述相干光源发出的激光束分成物光和参考光并沿不同的路径传输，并在到达所述感光模块前使所述参考光和所述物光合并；
所述感光模块，设置于所述传输组件的输出端；所述感光模块包括成像系统和面阵光电探测器；所述成像系统用于使所述物光和所述参考光发生干涉；所述面阵光电探测器用于记录所述物光和所述参考光经过所述成像系统后产生的干涉条纹的光强信息；
所述处理模块，用于根据所述感光模块记录的光强信息，计算得到未放置血液样品时对应的所述物光和放置所述血液样品时对应的所述物光的相位信息差异；并根据所述相位信息差异，计算得到所述血液样品的折射率差异；根据所述折射率差异得到所述血液样品的各类血细胞含量。
2.根据权利要求1所述的血液检测系统，其特征在于，所述传输组件包括调光部件、分合光部件、参考光传输部件、物光传输部件；
所述调光部件，用于将所述相干光源发出的激光束变成平行光束；
所述分合光部件，用于将所述调光部件发出的平行光束分为相互垂直的参考光和物光；
所述参考光传输部件，用于将所述分合光部件发出的所述参考光移相并反射；
所述物光传输部件，用于未放置血液样品时，将所述分合光部件发出的所述物光反射；还用于在所述分合光部件和所述物光传输部件之间放置所述血液样品时，将经所述分合光部件发出并穿过所述血液样品的所述物光，反射回所述血液样品；
所述分合光部件，还用于未放置血液样品时，将经所述参考光传输部件移相并反射的所述参考光和经所述物光传输部件反射的所述物光合并；还用于在所述分合光部件和所述物光传输部件之间放置所述血液样品时，将经所述参考光传输部件移相并反射的所述参考光和穿过所述血液样品并经所述物光传输部件反射再次穿过所述血液样品后的所述物光合并。
3.根据权利要求2所述的血液检测系统，其特征在于，所述分合光部件为分束镜；
所述参考光传输部件包括相移器和第一反射镜；所述相移器用于对所述第一反射镜接收到的所述参考光移相；
所述物光传输部件为第二反射镜。
4.根据权利要求1或3所述的血液检测系统，其特征在于，所述相干光源包括第一激光器、第二激光器、第一电子快门和第二电子快门；
所述第一激光器用于发射第一激光束；
所述第二激光器用于发射第二激光束；
所述第一电子快门，用于控制所述第一激光束出射；
所述第二电子快门，用于控制所述第二激光束出射；
其中，所述第一激光束和所述第二激光束的波长不同。
5.根据权利要求4所述的血液检测系统，其特征在于，所述调光部件包括第三反射镜、合光镜和扩束准直器；
所述第三反射镜，用于反射所述第一激光器发出的第一激光束；
所述合光镜，用于将经所述第三反射镜反射的所述第一激光束，反射至所述扩束准直器；还用于将所述第二激光器发射的所述第二激光束透射至所述扩束准直器；
所述扩束准直器，用于对所述合光镜发出的所述第一激光束和所述第二激光束扩束准直。
6.根据权利要求5所述的血液检测系统，其特征在于，所述处理模块根据所述感光模块记录的光强信息，计算得到未放置血液样品时对应的所述物光和放置所述血液样品时对应的所述物光的相位信息差异，包括：
未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，所述感光模块记录的光强信息为I1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录的光强信息为I2k(x,y)；
放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，所述感光模块记录的光强信息为I′1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录的光强信息I′2k(x,y)；
Figure FDA0002219197000000021
Figure FDA0002219197000000022
Figure FDA0002219197000000023
Figure FDA0002219197000000031
根据公式(1)到公式(4)，计算得到放置所述血液样品时和未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
针对所述第二激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure FDA0002219197000000033
其中，未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I1w(x,y)为第一物光光强，I1c(x,y)为第一参考光光强，
Figure FDA0002219197000000034
为第一物光相位，为第一参考光相位；针对所述第二激光束出射，I2w(x,y)为第二物光光强，I2c(x,y)为第二参考光光强；
Figure FDA0002219197000000036
为第二物光相位，
Figure FDA0002219197000000037
为第二参考光相位；
放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I′1w(x,y)为第三物光光强，I′1c(x,y)为第三参考光光强，
Figure FDA0002219197000000038
为第三物光相位；针对所述第二激光束出射，I′2w(x,y)为第四物光光强，I′2c(x,y)为第四参考光光强，
Figure FDA0002219197000000039
为第四物光相位；
δ为相移干涉中每步的相移量；k为自然数，表示第k步相移，(x,y)为空间坐标，且x方向和y方向垂直。
7.根据权利要求6所述的血液检测系统，其特征在于，所述处理模块根据所述相位信息差异，计算得到所述血液样品的折射率差异，包括：
根据公式(5)和公式(6)，计算得到所述血液样品的折射率差异为
Figure FDA00022191970000000310
其中，λ1、λ2为所述第一激光束、所述第二激光束的波长，为所述血液样品在所述第一激光束照射下的平均折射率，
Figure FDA00022191970000000312
为所述血液样品在所述第二激光束照射下的平均折射率，na为空气折射率。
8.一种血液检测方法，其特征在于，包括：
在如权利要求1-7任一项所述的血液检测系统中，未放置血液样品时，针对所述第一激光束出射，感光模块记录光强信息为I1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录光强信息为I2k(x,y)；
放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，所述感光模块记录光强信息为I′1k(x,y)；针对所述第二激光束出射，所述感光模块记录光强信息I′2k(x,y)；
Figure FDA0002219197000000041
Figure FDA0002219197000000042
Figure FDA0002219197000000044
根据公式(1)到公式(4)，计算得到放置所述血液样品时和未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure FDA0002219197000000045
针对所述第二激光束出射，分别对应的所述物光的相位信息差异为
Figure FDA0002219197000000046
其中，未放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I1w(x,y)为第一物光光强，I1c(x,y)为第一参考光光强，
Figure FDA0002219197000000047
为第一物光相位，
Figure FDA0002219197000000048
为第一参考光相位；针对所述第二激光束出射，I2w(x,y)为第二物光光强，I2c(x,y)为第二参考光光强；为第二物光相位，为第二参考光相位；
放置所述血液样品时，针对所述第一激光束出射，I′1w(x,y)为第三物光光强，I′1c(x,y)为第三参考光光强，
Figure FDA00022191970000000411
为第三物光相位；针对所述第二激光束出射，I′2w(x,y)为第四物光光强，I′2c(x,y)为第四参考光光强，为第四物光相位；
δ为相移干涉中每步的相移量；k为自然数，表示第k步相移，(x,y)为空间坐标，且x方向和y方向垂直；
根据公式(5)和公式(6)，计算得到所述血液样品的折射率差异为
Figure FDA00022191970000000413
其中，λ1、λ2为所述第一激光束、所述第二激光束的波长，
Figure FDA00022191970000000414
为所述血液样品在所述第一激光束照射下的平均折射率，
Figure FDA00022191970000000415
为所述血液样品在所述第二激光束照射下的平均折射率，na为空气折射率；
根据所述折射率差异得到所述血液样品的各类血细胞含量。
9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求8所述的血液检测方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器；所述存储器用于一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求8所述的血液检测方法。
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