[發明專利]一種可選區高動態激光散斑血流成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201811040710.1
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109124615B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 王茗祎;羅佳雄;韓定安;曾亞光
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

1.一種可選區高動態激光散斑血流成像方法，其特征在于，利用一種可選區高動態激光散斑血流成像裝置，所述可選區高動態激光散斑血流成像裝置包括激光光源、樣品固定臺、擴束鏡、半反半透鏡、第一CCD相機、第二CCD相機以及步進電機，其中所述激光光源發射激光光束經過所述擴束鏡照射在所述樣品固定臺上的待測樣品上，所述待測樣品中的散射粒子對入射光發生散射并形成散斑后經所述半反半透鏡分光形成反射光斑和透射光斑，所述反射光斑由所述第一CCD相機接收，所述透射光斑由所述第二CCD相機接收，所述第二CCD相機固定在所述步進電機上，所述步進電機能夠在驅動器的控制下微小移動，所述第一CCD相機與所述第二CCD相機通過電纜線與外設的處理終端通信連接；

所述可選區高動態激光散斑血流成像方法包括步驟：

S1、將整個裝置固定在隔振光學平臺上，打開激光器，激光光束經過擴束鏡擴束后作用在樣品臺上的待測樣品上；

S2、待測樣品中的散射粒子對入射光發生散射，散射光經過隨機干涉產生散斑信號；

S3、散斑信號在半反半透鏡處一部分發生反射被反射至反射端的定焦CCD相機處，另一部分透過半反半透鏡被透射端的變焦CCD相機接收；

S4、通過控制步進電機微小移動變焦CCD相機來對所成像樣品精準對焦，從而得到局部放大的血流造影圖像；

S5、兩個CCD相機分別以曝光時間t1，t2，……，tn采集m幀原始散斑圖像，一共得到n個曝光梯度的n*m幀圖像集合，以P1（m），P2（m），……，Pn（m）表示，其中，tn為最大曝光時間，隨后將采集到的一系列曝光梯度下的原始散斑圖像傳輸到處理終端；

S6、分別計算不同曝光時間ti條件下的激光散斑血流成像參量；

S7、采用圖像融合算法分別對第一CCD相機獲取的高動態全身血流圖像進行圖像融合獲得高動態全身血流造影圖像并對第二CCD相機獲取的高動態局部血流圖像進行融合獲得高動態局部血流造影圖像；

S8、根據所選區的放大的局部血流圖像和全身血流圖像中都存在的大血管的信息，采用圖像配準的方法將放大的局部血流圖像在全身血流圖像中所在的區域中定位出來，最后再利用圖像融合的方法將放大以后的局部血流圖像與全身血流圖像進行融合，獲取分辨率更高的全身血流造影圖像。

2.根據權利要求1所述的一種可選區高動態激光散斑血流成像方法，其特征在于：所述的第一CCD相機與所述的第二CCD相機均包含CMOS傳感器組件。

3.根據權利要求1所述的一種可選區高動態激光散斑血流成像方法，其特征在于：

通過處理終端接收到的信息可以計算出所采集到的散斑信號強度：

（1）

其中，表示散斑信號強度，為背景組織中的散射介質產生的散射光強度，為噪聲信號強度，為所成像生物樣品中的動態散斑信號強度。

4.根據權利要求3所述的一種可選區高動態激光散斑血流成像方法，其特征在于：

對公式（1）進行快速傅里葉變換得到散斑信號的頻域分布，根據實驗條件，設定頻域窗口，分別對處于低頻的靜態信號和高頻的動態信號進行逆傅里葉變換，獲得時域靜態和動態信號，通過計算可以得到動態散射粒子濃度：

其中，代表運動的散射粒子所對應的動態頻域信號，表示背景高散射介質所對應的靜態頻域信號，采集幀率為，濾波范圍為，(x,y)表示為像素位置。