第33卷，第9期 2013年9月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.9,pp2586-2590 September, 2013
基于平场全息凹面光栅的舌诊用光谱仪的研制
任重，刘国栋“，黄振
江西科技师范大学光电子与信重点实验室，江西南昌
330038
摘要由于传统的望舌诊断法过于依赖中医师的经验判断，导致误诊的概率相对较大，面基于图像处理的舌诊法受光源、图像采集设备影响较大，同时对于病理不同面颤色相近的舌象识别率不高。为了克服上述缺点，利用舌光谱的“指纹效应”，适过使用光谱法来对不同性状的舌象进行诊断，为了实现这一目标，研制了一款用于舌象诊断的光谱仪，同时为了克服传统分光器件的不足，分光系统中采用了平场全息凹面光栅作为分光器件，能保证系绕小型化、光通量利用率提高的同时，改善光谐成像的质量和分辨率，通过系统实验测试，该光谱仪的光谱范围达到340～850nm，分辨率优于2nm，同时通过模拟实验充分验证了该系统的有效性。
关键调光谱学；舌诊；光择；光谱仪；分光
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A
DOl: 10, 3964/j. issn. 1000-0593(2013)092586-05
前光谱法应用于舌象诊断已有相关报道(7"，由于光谱仪的分光系统中大多果用传统平面和凹面光幅来进行分光，面平面光橱型分光系统受光路结构限制，很难小型化，同时由于
舌诊是中医对病患进行病理诊断的一种手段。舌体的苷色，厚度及润燥度正常与否可以作为医生判断病情严重程度的一种依据。传统的中医舌诊的方法，通常是凭医生的直接目测，诊断结果容易受医生的主观性和经验等因索影响。天津中医学院的伍喜良(通过10名中医师对230例舌色诊断结果进行分析，诊断结果完全一致的仅为9例。因此，为了克服传统舌诊的主观因素，并提高舌诊的准确度和可靠性，必须要对舌诊进行必要的定量分析。
目前已有利用图像处理技术进行舌诊的相关研究(2.3)，但这种技术存在对不同疾病表现出来相似苔色等情况的识别率下降；同时由于分析过程复杂，计算量较大，且受光源和图像采集设备性能优劣影响大。而光谱技术至发展以来，已经得到了广泛的应用，比如；食品质量检测、环境检测以及生物医疗领域的应用等*)。由于不同舌体之间以及同一舌体的不同舌象之间的光谱是各不相同的，其有很强的光谱“指纹效应”，利用光谱技术将标准光源照射到舌体表面，由于舌体对光具有吸收和反射特性，将这些携带了表征病理信息的反射光谱采集后，利用相关算法将有用信息加以提取并做定量分析，就可以对人体脏响器官所含疾病进行诊断。目
采用多个反射光学镜片，大大降低了系统光通量的使用效率；而凹面光栅型分光系统由于受“罗兰圆()"的限制，使得光谱探测器采集到的光谱发生畸变，大大影响了成像质量和系统性能。
因此，针对上述的不足，本文利用光谱技术研制了一款舌象分析用光诺仪系统，并自制了一套分光装置，其中采用平场全息凹面光摄作为分光器件，利用硅光二极管、数据采集卡结合虚拟仪器技术实现了光谱采集。本系统由于平场全息凹面光概的使用并且结构设计上的优化，很好的克服了传统光栅的缺点，能够得到平直的光谱像的同时，最大限度的缩小了仪器的体积，显著减少了光路的杂散光及背景光对光谱采集的影响，从而提高了光谱质量和分辨率。
舌诊光谱法原理
该舌诊光诺法建立在朗伯-比尔定律(010)基础上，即当一束光以入射光能量I，照射舌体时，经过舌体对入射光的吸收后反射或透射的光以能量1的形式射出，I。的形状和强度大小除了与入射光能量I，有关之外，还与舌体的性状，如：
收稿日期：2012-12-23，修订日期：2013-03-13
基金项目：国家自然科学基全项目（61068002)，江西省自然科学基金项目(20114BAB215047)，江西省教育厅项目（GJ12594)和江西省卫生
厅项目（2011B002)资助
作者简介：任重，1981年生，江西科技师范大学光电子与通信重点实验室讲师
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