第31卷，第10期 2011年10月
谱分析
谱学与光光
Spectroscopy and Spectral Analysis
分子超光谱成像系统及其生物医学应用刘洪英"，李庆利1，，王依婷，刘锦高"，薛永祺3 1.华东师范大学极化材料与器件教育部重点实验室，上海
200241
2.华东师范大学跨学科高等研究院，上海200062 3.中国科学院上海技术物理研究所，上海
200083
Vol.31,No.10.pp2593-2597
October，2011
摘要设计出种基于AOTF(acousto-optietunablefilters）的分子超光谱成像系统（MHSI)。整个系统由显微镜、分光计、CCD镜头、数据采集卡和计算机等儿部分组成。系统的光谱范用为550～1000nm，可采集225个波段，光谱分辨率优于2nm，空间分辨率达到0.3μm。由于系统的光源对样本的光谱有较大影响，本文提出了灰度校正系数算法对数据进行相应的预处理，并对系统进行辐射校正，实验结果表明经过预处理后消除了光源的影响，能更真实的反映样本的生化特征。本系统不仪能提供物体在可见光范围的单波段图像，而且能获得图像中任意像索的光谱曲线，实现了光谱技术与成像技术的结合，可广泛应用于生物医学，临床医学，材料学，微电子学等学科领域。
关键调分子超光谱成像；AOTF；CCD；定量分析；辐射校正
中图分类号：O433.4
引言
文献标识码：A
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)10-2593-05
研制了基于AOTF的分子超光谱成像系绕。AOTF是一种电光调制器件，通过控制施加在AOTF上的射频频率来控制 AOTF对入射窄带光的衍射，而透过AOTF的衍射光强度
长期以来，光学成像与光谱分析各自发展，应用于不同的研究领域。直到上世纪80年代，两者合二为一，形成成像光谱技术，不仅对物体进行空间维的成像，还提供丰富的光谱维信息。由于它具有光谱分辨率高、波段多、图谱结合等优点，因而在最近三十年得到了巨大的发展()。该技术最初应用于逐感领域，随着光谱成像技术的日益成熟，在生物医学领域的应用也逐渐成为人们研究的热点。光谱成像技术同时提供生物组织样本图谱两方面的信息，对检测目标进行定性、定量和定位的描述，可以实现对某些病理变化的早期诊断"，相比较于其他医学成像技术，其有独特的优势"。最近，国内外的研究人员把光谱成像技术结合组织血色素检测]、肺气肿检测"]、糖尿病人皮肤的氧合血红蛋白定量分析[、卵巢痛检测门、血管壁瘤生长(]、药物成分评估[9]等方面进行探索性的研究工作；L10.1和LIU()等设计了推录式成像光谱仪，在中医舌诊、精尿病的视网膜组织、人血细胞、新药研制等方面展开系列研究。
鉴于该技术在生物医学领域有着良好的应用前景，我们
可以通过改变射频信号的功率来进行精密、快速地调节。受系统光源的影响，对生物组织切片采样到的超光谱图像数据不能真实反映样本的生化特征，论文提出灰度校正系数算法对系统进行辐射校正，实验结果表明经过预处理后的光谱谐曲线消除了光源的影喇，样本的生化特征表现明显。
超光谱成像系统超光谱成像原理
1.1
图1例证了超光谱成像的概念，（a)是传统的光学成像，在单波段的情况下提供二维的空间图像；（b)即是光谐分析法，使用分光仪对样品的单点采样记录光谱；（c)使用超光谱成像系统记录样品的空间维和光谱维的数据，获得三维的数据。图像中每个像索点都有两个属性：亮度属性和光谱属性。可以从图谱两方面对样本进行分析。
1.2
基于AOTF的分子超光谱成像系统
分子超光谱成像系统主要是由基于AOTF的分光计、显
收稿日期：2010-12-20，修订日期：2011-03-08
基金项目：国家自然科学基金项目（60807035，60976004），教育部博士点基金项目（200802691006），上海市基础重点研究计划
(09JC1405300)和华东师范大学科研创新基金项目资助
作者简介：刘洪英，女，1975年生，华东师范大学极化材料与器件教育部重点实验室讲师
e-mail, hyliu@ee, ecnu, edu cn
.通讯联系人
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