[發(fā)明專利]一種血管血流投影層析三維成像系統(tǒng)及成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710748780.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107468234B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王茗祎;王磊;曾亞光;韓定安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): A61B5/026
• 分類號(hào): A61B5/026
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 王國(guó)標(biāo)

1.一種血管血流投影層析三維成像方法，應(yīng)用于一種血管血流投影層析三維成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括白光光源（1）、激光光源（2）、采集相機(jī)模塊（3）、旋轉(zhuǎn)電機(jī)模塊（4）、折射率匹配池（5）、光纖分光器（7）以及圖像數(shù)據(jù)處理模塊（6），所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)模塊（4）帶動(dòng)被測(cè)樣品轉(zhuǎn)動(dòng)，所述采集相機(jī)模塊（3）的輸出端與圖像數(shù)據(jù)處理模塊（6）的輸入端相連，所述被測(cè)樣品置于折射率匹配池（5）中，所述白光光源（1）發(fā)出白光光束，所述白光光束進(jìn)入折射率匹配池（5）中照射在被測(cè)樣品中，從折射率匹配池（5）中出射的白光光束進(jìn)入采集相機(jī)模塊（3）中，所述激光光源（2）發(fā)出激光光束，所述激光光束通過(guò)光纖分光器（7）形成第一激光光束以及第二激光光束，所述第一激光光束以及所述第二激光光束照射在被測(cè)樣品上形成漫反射，反射的第一激光光束以及第二激光光束進(jìn)入采集相機(jī)模塊（3）中；

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟A：設(shè)置白光光束和激光光束的光照強(qiáng)度，令白光光束以及激光光束照射在被測(cè)樣品上；

步驟B：控制被測(cè)樣品逐次轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度，直到轉(zhuǎn)動(dòng)角度滿足360度；

步驟C：采集被測(cè)樣品每個(gè)固定角度下被測(cè)樣品橫截面的圖像數(shù)據(jù)；

步驟D：對(duì)步驟C中所采集的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)沿時(shí)間方向進(jìn)行快速傅里葉變換，設(shè)定濾波范圍，獲取頻域的動(dòng)態(tài)散斑數(shù)據(jù)以及靜態(tài)散斑數(shù)據(jù)；

步驟E：計(jì)算頻域的調(diào)制深度，所述調(diào)制深度等于動(dòng)態(tài)散斑數(shù)據(jù)之和與靜態(tài)散斑數(shù)據(jù)之和的比值；

步驟F：將所述調(diào)制深度進(jìn)行逆傅里葉變換，得到時(shí)域動(dòng)態(tài)散斑信號(hào)與時(shí)域靜態(tài)散斑信號(hào)的調(diào)制襯比，并合成血管脈絡(luò)圖；

步驟G：對(duì)步驟C所采集的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)依次進(jìn)行希爾伯特變換，求導(dǎo)，以及反投影運(yùn)算，并分別沿各橫截面法線方向逆投影進(jìn)行全空間回抹，建立血流脈絡(luò)圖；

所述步驟G包括以下步驟：

步驟G1：設(shè)定被測(cè)樣品中每個(gè)橫截面的衰減系數(shù)在二維平面的分布為，利用下述公式計(jì)算采集到的圖像數(shù)據(jù)：，其中S為被測(cè)樣品橫截面上圖像數(shù)據(jù)的水平坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)于采集相機(jī)模塊垂直旋轉(zhuǎn)軸的一排感光元件的坐標(biāo)；θ表示被測(cè)樣品的旋轉(zhuǎn)角度，為廣義函數(shù)：；

步驟G2：引入點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，重新設(shè)定每個(gè)橫截面的衰減系數(shù)在二維平面的分布，經(jīng)濾波處理后，結(jié)果為，引入所述擴(kuò)展函數(shù)是出于實(shí)際中的成像系統(tǒng)都是非理想性的；

步驟G3：根據(jù)各角度下所采集的圖像數(shù)據(jù)按相應(yīng)的時(shí)序進(jìn)行血流切面圖組建，再將各個(gè)血流切面圖合成一個(gè)完整的血流脈絡(luò)圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血管血流投影層析三維成像方法，其特征在于：還包括遠(yuǎn)心鏡頭（8），所述白光光束、第一激光光束以及第二激光光束均通過(guò)遠(yuǎn)心鏡頭（8）進(jìn)入采集相機(jī)模塊（3）中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血管血流投影層析三維成像方法，其特征在于：還包括第一擴(kuò)束鏡（91）以及第二擴(kuò)束鏡（92），所述第一激光光束以及第二激光光束分別通過(guò)第一擴(kuò)束鏡（91）以及第二擴(kuò)束鏡（92）照射在被測(cè)樣品上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血管血流投影層析三維成像方法，其特征在于：還包括光擴(kuò)散板（10），所述白光光束通過(guò)光擴(kuò)散板（10）進(jìn)入折射率匹配池（5）中照射在被測(cè)樣品中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血管血流投影層析三維成像方法，其特征在于：還包括控制終端，所述采集相機(jī)模塊（3）包括CMOS相機(jī)、第一模擬開(kāi)關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及圖像存儲(chǔ)器，所述CMOS相機(jī)通過(guò)第一模擬開(kāi)關(guān)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與圖像存儲(chǔ)器的輸入端相連，所述圖像存儲(chǔ)器與圖像處理模塊相連，所述控制終端的輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)的控制端相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種血管血流投影層析三維成像方法，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)模塊（4）包括伺服電機(jī)、第二模擬開(kāi)關(guān)以及第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述伺服電機(jī)通過(guò)第二模擬開(kāi)關(guān)與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端與控制終端相連，所述控制終端的輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)的控制端相連。