Устройство для регистрации изображения поверхности сложного профиля, расположенной на заданной глубине объекта

 

Использование: изобретение относится к биологии, ветеринарии и медицине и т.д. а именно к средствам визуализации структуры объекта сложной формы на заданной глубине от его поверхности. Сущность изобретения: поток лазерного излучения разделяют на три части и подают на объект, фокусируя отраженные потоки, формируют изображение объекта со всех его сторон. Далее, совмещая все проекции, формируют визуальную картину, соответствующую структуре объекта на упомянутой глубине по всему полю обзора. 1 ил.

Изобретение относится к биологии, ветеринарии, медицине и т.д. и может быть использовано при визуализации структуры объекта сложной формы на заданной глубине его поверхности.

Известно устройство для регистрации изображения поверхности сложного профиля, расположенной на заданной глубине объекта, содержащее излучатель и приемник излучения, которые работают в рентгеновском диапазоне [1] Недостатком указанного устройства является слабая зависимость проницаемости от плотности исследуемой ткани, что не позволяет четко фиксировать различия, например, между костной и мышечной тканью, т.е. разрушающая способность указанного устройства крайне низка.

Известно устройство для регистрации поверхности сложного профиля, расположенной на заданной глубине, содержащее источник акустических сигналов и их приемник, сообщенный с блоком обработки сигнала [2] Недостатком указанного устройства является так же его недостаточная разрешающая способность, поскольку акустика не в состоянии выявить различия в тканях с различным коэффициентом преломления, которые имеют небольшую разницу в показателях плотности.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регистрации поверхности сложного профиля на заданной глубине объекта, содержащее импульсный лазерный излучатель, средство деления падающего лазерного потока, средство направления падающего и отраженного потоков излучения, совмещенную с последним оптическую систему со средством регистрации и визуализации информации [3] В результате использования данного устройства получают голограмму, которую визуализируют известными способами.

Недостатком указанного устройства является его недостаточная разрешающая способность и низкие эксплуатационные параметры, поскольку зачастую невозможно получить информацию о всей поверхности объекта на заданной глубине без травмирования объекта, кроме того, известное устройство не позволяет получить "развертку" указанной поверхности.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных параметров устройства и повышение разрешающей способности.

Это достигается тем, что оно снабжено блоком синхронизации, фотоприемник выполнен в виде приемной камеры с ПЗС-матрицей, а оптическая система снабжена дополнительным средством деления падающего потока и двумя дополнительными каналами формирования отраженного потока излучения, которые сообщены с упомянутой оптической системой, при этом выходы всех каналов формирования отраженного потока излучения оптически сообщены с фотоприемником, кроме того, соответствующий выход блока управления импульсного лазерного излучателя посредством блока синхронизации связан с соответствующим входом приемной камеры, причем оптические оси двух каналов формирования отраженного потока излучения совпадают и направлены навстречу друг другу, а оптическая ось третьего канала формирования отраженного потока излучения расположена под углом к горизонтальной плоскости, проходящей через первые две упомянутые оси.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит импульсный лазерный излучатель 1, оптическую систему 2 со средствами 3 и 4 деления падающего потока излучения, средство 5 направления падающего и отраженного потоков излучения, дополнительные каналы 6 и 7 формирования отраженного потока излучения, фотоприемник 8, выполненный в виде приемной камеры с ПЗС-матрицей, блок 9 синхронизации, средство регистрации и визуализации информации, выполненное в виде цифрового блока 10 (АЦП) дисплея 11, интерфейса 12, микроЭВМ 13 и накопителя 14.

Устройство работает следующим образом.

Поток излучения с длительностью импульсов в пикосекундном диапазоне и энергией около 10^-6 Дж/см² с длиной волны, соответствующей условию проницаемости на заданную глубину в объект, средствами 3 и 4 делится и подается на объект посредством оптической системы 2. Объект при этом освещается в тыльной и фронтальной плоскостях, а так же сверху. Отраженные потоки от передней, задней и верхней частей объекта посредством средств 5 7 направляются на приемную камеру 8, на соответствующий вход которой так же подается сигнал от блока 9 синхронизации, для формирования изображения от соответствующего импульса лазера. С камеры 8 сигналы передаются через блок 10 на дисплей 11 и далее на ЭВМ 13. Накопление информации осуществляется в блоке 14, что позволяет создать банк данных. Оптическая система 2 позволяет фокусировать как падающий, так и отраженный поток света и тем самым считывать информацию с заданной глубины внутри объекта. Короткий импульс дает возможность исключить переизлучение биологической системы объекта, что повышает разрешающую способность и повышает эксплуатационные параметры. Наличие синхронизации дает возможность так же использовать дополнительный канал (опорный) для нормирования изображения по интенсивности исходного светового потока. ЭВМ 13 "сшивает" полученные сигналы, характеризующие поверхность сложного профиля на заданной глубине.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ, РАСПОЛОЖЕННОЙ НА ЗАДАННОЙ ГЛУБИНЕ ОБЪЕКТА, содержащее импульсный лазерный излучатель, средство деления падающего лазерного потока, средство направления падающего и отраженного потоков излучения, совмещенную с последними оптическую систему со средством фокусирования потока излучения, фотоприемник, выход которого связан со средством регистрации и визуализации информации, отличающееся тем, что оно снабжено блоком синхронизации, фотоприемник выполнен в виде приемной камеры с ПЗС-матрицей, а оптическая система снабжена дополнительным средством деления падающего потока и двумя дополнительными каналами формирования отраженного потока излучения, которые сообщены с упомянутой оптической системой, при этом выходы всех каналов отраженного потока излучения оптически сообщены с фотоприемником, кроме того, соответствующий выход блока управления импульсного лазерного излучателя посредством блока синхронизации связан с соответствующим входом приемной камеры, причем оптические оси двух каналов формирования отраженного потока излучения совпадают и направлены одна навстречу другой, а оптическая ось третьего канала формирования отраженного потока излучения расположена под углом к горизонтальной плоскости, проходящей через первые две оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1