[發(fā)明專利]一種血液流速的測量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811450674.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109363627A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 梁姍姍;萬明明;張軍
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/10;A61B3/14
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;麥小嬋

本發(fā)明公開了一種血液流速的測量裝置及方法，所述裝置包括分光模塊、連接在所述分光模塊兩側的光源模塊、探測模塊和計算設備，與參考臂模塊和樣品臂模塊；分光模塊將光源模塊發(fā)射探測光分解成傳輸至參考臂模塊的第一探測光和傳輸至樣品臂模塊的第二探測光，并將參考臂模塊反射回來的參考光和樣品臂模塊反饋回來的至少一束信號光進行干涉，形成干涉光傳輸至探測模塊；計算設備通過探測模塊獲取所述干涉光進行處理，得到所述信號光對應的位相移動信號，進而根據(jù)預設的血液流速公式計算眼睛的血液流速。本發(fā)明能夠用一個探測器將兩個探測方向上的頻移信號同時記錄下來，以實現(xiàn)單一光源、單一探測器、同時采集兩個血流分方向多普勒信號,最終實現(xiàn)測量血流的真實流速。

技術領域

本發(fā)明涉及光電子技術領域，尤其涉及一種血液流速的測量裝置及方法。

背景技術

研究表明，眼底灌注異常與糖尿病性視網(wǎng)膜病變、青光眼、視網(wǎng)膜靜脈閉塞以及年齡相關性黃斑變性等一系列眼底疾病密切相關。目前視網(wǎng)膜血管相關疾病檢測的金標準是基于熒光對照劑的熒光血管造影(FA)和indocyanine血管造影術(ICGA)。但這種熒光造影技術只能觀察到血管的分布和流動信息，無法通過計算得到血液的流速信息。因此，發(fā)展一種技術對視網(wǎng)膜血液流速進行測量對于視網(wǎng)膜疾病的臨床診斷、治療和研究具有重要的意義。

光學相干層析成像技術(Optical Coherence Tomography，OCT)是一種非侵入性的探測技術。OCT技術現(xiàn)已被廣泛應用于生物組織的活體截面結構成像。通過測量與深度相關的散射光，OCT可以提供高分辨率、高靈敏度的組織結構。同時，OCT技術也可以探測散射光的多普勒頻移信號，以獲得流體或樣本的運動信息，因而相對于其他技術更適合用于測量視網(wǎng)膜內的血液流速。部分科研團隊運用多普勒OCT技術且只用一束OCT探測光就能夠完成對血流速的測量，但這種單光束的方法還需要進一步測量探測光入射方向與血管之間的多普勒夾角，并且垂直于探測光方向的血流信息無法直接從多普勒頻移信息中得到。因此這種單光束的測量方法受到了很大的局限性。

為了克服單光束的上述問題，人們逐漸將重點放在了運用多普勒OCT實現(xiàn)雙光束法測量血流速上。其本質是要知道兩個探測光束之間的夾角，并且不同光束上的探測信號要盡量同時采集，否則會受眼動影響測量精確度。2000年Dave等人基于多普勒OCT第一次運用沃拉斯頓棱鏡將一束探測光分解成兩束正交偏振態(tài)的雙光束測量方法，實現(xiàn)了體外的雙光束測量液體流速。但該方法運用兩個探測器分別接收兩個探測方向的血流多普勒信號，增加了設備成本和系統(tǒng)復雜性。同時該方案只適合于體外測量無法用于眼底測量。2007年Pedersen等人將一片玻璃平板插入一束探測光束的一半位置處，即光束的一半透過玻璃板，另外一半不經(jīng)過玻璃板，以期望通過這種延遲編碼的方法實現(xiàn)雙光束的同時血流速測量。雖然該方法比較簡單，且能將不同方向上的探測信號同時呈現(xiàn)在同一張圖中，但實際上該方法得到的單一方向上的頻移信號只有總信號的1/4，大大降低了系統(tǒng)的靈敏度，增加了系統(tǒng)的位相噪聲。同時，該探測光到達眼底時，兩部分被不同程度延遲編碼的光束之間的夾角會比較小，影響測量的方便性和可操作性。2008年Wang Yimin等人通過圍繞視盤連續(xù)掃描兩個半徑不相同的同心圓，第一次實現(xiàn)了雙光束的分時測量得到眼底血流總量。但該方法仍然需要計算血流的流動方向，導致計算過于復雜。又由于兩個連續(xù)同心圓不是同時測量的，所以準確性易受眼動影響。2013年Blatter等人搭建了基于道威棱鏡的OCT系統(tǒng)來實現(xiàn)雙光束的同時血流速測量，但該方法同樣運用了雙探測器的復雜結構，不易推廣。

現(xiàn)有技術已實現(xiàn)利用一個傾斜放置的旋轉的反光鏡或玻璃平行平板同樣也實現(xiàn)了雙光束的分時血流速的測量，但與Wang Yimin等人提出的方案類似，該技術也是分時采集兩個探測方向的信號，增加了計算的困難度，且易受眼動影響。