[發明專利]基于全空間調制譜分割角度復合的微血管造影方法與系統

有效

• 申請號: 201610080511.8
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105559756B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 李鵬;李培;程宇軒;周麗萍;丁志華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 葉志堅<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種基于全空間調制譜分割角度復合的微血管造影方法與系統。結合光學相干層析技術的三維空間分辨能力和動態散射技術的運動識別能力，實現無標記的三維光學微血管造影。利用空間頻率域的橫向掃描調制譜編碼不同入射角度的探測光，通過分割調制譜獲得入射角度分辨的相互獨立的血管造影子圖，實現多個空間角度復合的微血管造影圖。通過在深度(z)域去除共軛鏡像，重構復數值的OCT干涉光譜，在空間頻率域得到全空間的調制譜，避免調制譜共軛鏡像的干擾。本發明中的空間角度復合技術可以增強血管造影的對比度；空間頻率域的全空間技術提供最大化的調制譜帶寬和對比度增強效果；多個角度分辨的探測技術可以實現血流絕對流速的測量。

技術領域

本發明涉及光學相干層析成像技術(Optical Coherence Tomography，OCT)以及在此基礎之上的無標記三維光學微血管造影技術(OCT Angiography,Angio-OCT)，尤其涉及基于全空間調制譜分割角度復合的微血管造影方法與系統。

技術背景

OCT技術是自從上世紀90年代以后逐步發展起來的在生物醫學領域具有重大應用價值的一種新型成像技術。憑借著無標記物、非侵入性、非接觸性、高成像分辨率和高探測靈敏度等優點，它吸引著越來越多的國內外科研工作者更加深入地對其進行研究，目前在醫學臨床中得到了廣泛應用。OCT技術主要依據所探測到的由于生物樣品的光學不均勻性所導致的樣品背向散射光光強變化，獲取樣品內部的反射率信息，進而重構出樣品的斷層結構圖像。然而通常在疾病的早期階段，由于正常的和病變的生物組織間光散射特性的差異性較小，運用傳統的結構型OCT較難加以檢測并區分，故而在臨床應用上其存在諸多的局限性。為了能夠獲得除生物樣品組織形態結構之外更多的生理信息，功能型OCT技術得到了開發并廣泛應用。

諸多的疾病(如青光眼、老年黃斑病變等眼底疾病，腦中風等腦疾病)與血流灌注的病態變化存在密切的相關性。如若能夠實時監測病人血管的變化，并提供血管的三維影像，對該類疾病的早期診斷和控制具有重要的意義。Angio-OCT技術是一項具有巨大前景的可有助于血管疾病診斷的工具，其能夠較好的區分靜態的組織和動態的血流信號，實現了OCT在獲取血管內血流信息方面的功能性拓展。相較于傳統的造影技術，其優勢體現在無需注入顯影劑和利用X射線，并結合前面所述OCT技術的特點，能夠實現微血管三維深度分辨的高對比度的成像。通常，血流對比度的模型建立是運用數學的手段分析光散射信號的時間統計特性，并用閾值分割動態的血流信號和靜態的組織背景信號來實現的。然而由于動態和靜態信號統計曲線之間存在重疊，導致動態和靜態信號分割錯誤，血流對比度受到抑制。因此，采取有效的方法提高造影圖的血流對比，有助于更加清晰地解釋說明圖像的特征。

基于Angio-OCT信號的時間統計特性研究得出：多個獨立的血管造影子圖的平均可以提高造影的對比度。參照一些消除散斑的方法，可以通過波長多樣性、角度多樣性和偏振多樣性等方法來獲取獨立的造影子圖。Jia等人提出了一種類似于波長多樣性的光譜分割Angio-OCT方法。該方法將OCT干涉信號的全波長光譜分割成不同的子光譜，每個子光譜可產生獨立的造影子圖，通過復合形成新的血管造影圖。然而相對于原來的全光譜，每個子光譜帶寬變窄，導致圖像的軸向分辨率下降。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了基于全空間調制譜分割角度復合的微血管造影方法與系統。

基于全空間調制譜分割角度復合的微血管造影方法，具體包括以下步驟：

1)通過在OCT深度(z)域去除共軛鏡像，重構復數值的干涉光譜，在空間頻率域得到全空間的橫向掃描調制譜；

2)利用空間頻率域的橫向掃描調制譜編碼不同入射角度的探測光，通過分割調制譜獲得入射角度分辨的相互獨立的OCT干涉子光譜；

3)結合2)中的調制譜分割技術與光學微血管造影技術，得到基于橫向掃描調制譜分割的多個角度分辨的獨立的血管造影子圖；