生物微支架硬度可视化方法、系统、电子设备及存储介质

技术特征：
1.一种生物微支架硬度可视化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：对获取的参考光和透过目标物的物光叠加形成的全息图进行数字采样，获得数字全息图；对所述数字全息图进行变换和滤波获得频谱图；根据获得的所述频谱图计算获得包裹相位；对包裹相位进行解包裹处理获得目标物的折射率；根据目标物的折射率与杨氏模量之间的映射关系获得目标物的硬度。2.根据权利要求1所述的一种生物微支架硬度可视化方法，其特征在于：对获取的参考光和透过目标物的物光叠加形成的全息图进行数字采样，获得数字全息图的方法包括如下步骤；分别获取参考光和物光，其中，物光和参考光是具有相同方向的偏振光，物光和参考光叠加后产生光的干涉；将参考光和物光进行叠加获得全息图；通过光电转换器对全息图进行数字采样，获得数字全息图。3.根据权利要求2所述的一种生物微支架硬度可视化方法，其特征在于：对所述数字全息图进行变换和滤波获得频谱图的方法包括如下步骤：对数字全息图进行傅里叶变换获得频谱图；通过高通滤波器滤除频谱图中 1级像以外的部分；对滤波后保留的部分通过逆傅里叶变换获得滤波后的频谱图。4.根据权利要求3所述的一种生物微支架硬度可视化方法，其特征在于：根据获得的所述频谱图计算获得包裹相位的方法包括如下步骤：分别计算频谱图的实数部分和虚数部分的值；将计算获得的实数部分的值与虚数部分的值进行对比后作为反正切函数的输入，通过计算获得频谱图的包裹相位。5.根据权利要求4所述的一种生物微支架硬度可视化方法，其特征在于：对包裹相位进行解包裹处理获得目标物的折射率的方法包括如下步骤：采用最小二乘法对包裹相位进行还原和降噪，从而获得真实的相位；根据真实相位和目标物的厚度计算获得目标物的折射率。6.一种生物微支架硬度可视化系统，其特征在于：所述系统包括：采样模块：对获取的参考光和透过目标物的物光叠加形成的全息图进行数字采样，获得数字全息图；数据处理模块：对所述数字全息图进行变换和滤波获得频谱图；计算模块：根据获得的所述频谱图计算获得包裹相位；解包裹模块：对包裹相位进行解包裹处理获得目标物的折射率；运算模块：根据目标物的折射率与杨氏模量之间的映射关系获得目标物的硬度。7.根据权利要求6所述的一种生物微支架硬度可视化系统，其特征在于：所述采样模块的具体运算过程包括：分别获取参考光和物光，其中，物光和参考光是具有相同方向的偏振光，物光和参考光叠加后产生光的干涉；将参考光和物光进行叠加获得全息图；
通过光电转换器对全息图进行数字采样，获得数字全息图。8.一种生物微支架打印系统，包括生物微支架硬度可视化系统，其特征在于：所述设备包括：数据获取模块：用于导入生物微支架的形状和各部位的硬度数据；初始化模块：用于初始化参数数据，定义硬度阈值，准备硬化所需要的材料；固化模块：用于根据生物微支架的形状向固化材料发射固化光，并根据硬度数据对固化材料进行固化；生物微支架硬度可视化系统：用于发射物光和参考光，并根据物光和参考光形成的干涉计算获得固化材料的固化数值；判断模块：用于将固化数值与硬度阈值进行对比，判断硬化程度，并根据硬化程度调节固化光的强度。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中的任一项所述的生物微支架硬度可视化方法的步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中的任一项所述的生物微支架硬度可视化方法的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了一种生物微支架硬度可视化方法、系统、电子设备及存储介质，涉及生物组织构造技术领域，所述方法包括如下步骤：对获取的参考光和透过目标物的物光叠加形成的全息图进行数字采样，获得数字全息图；对所述数字全息图进行变换和滤波获得频谱图；根据获得的所述频谱图计算获得包裹相位；对包裹相位进行解包裹处理获得目标物的折射率；根据目标物的折射率与杨氏模量之间的映射关系获得目标物的硬度，本发明提供的方法根据目标物的局部折射率与其自身的交联网络密度的关系，建立局部刚度与折射率之间的映射关系。通过观察结构折射率的变化，实现实时刚度的间接可视化和采样，从而实现对细胞微支架硬度的实时观测。测。测。


技术研发人员：董欣怡 王化平 赵冉 林楷钧 邓宇 李鑫 石青 黄强 福田敏男
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/9/2