[發明專利]一種為疤痕血管成像的光學無損檢測系統

在審

• 申請號: 201910901312.2
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110680281A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 石剛;張余寶;劉嚴歡;謝成峰;史久林;何興道
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/026;A61B8/06
• 代理公司: 36138 南昌智旭知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 周超

本發明提供一種為疤痕血管成像的光學無損檢測系統，包括基于相位分辨多普勒光學相干層析成像系統，利用多普勒方差的計算血液流動引起相位改變，實現對血液流速量化和血管脈絡圖成像。選擇不同種類疤痕的組織進行相位分辨多普勒方差光學相干層析成像技術進行成像獲取多普勒信號及相位差，通過多普勒方差計算公式和相位差計算公式進行計算分析，實現對不同的疤痕進行血管血液流速以及血管脈絡圖成像。在相位分辨多普勒光學相干層析成像系統中，增加圖像色差地形圖及流速顏色標尺。本發明的優點是：成像方便、對生物組織無損傷。

技術領域

本發明涉及一種光學無損檢測方法，具體為一種為疤痕血管成像的光學無損檢測系統。

背景技術

當前的醫學上，存在多中皮膚疾病，其中大多數都與皮膚表層中的淺表層血管的血液流速和血管形狀有直接關系。例如在皮膚病學中，淺表皮疾病(牛皮癬、濕疹、硬皮病)；畸形(血管瘤、毛細血管擴張)和創傷(燒傷、傷口)等疾病都與血管的血流和血管結構有關系，但是目前臨床上醫學成像手段都是利用大型成像方式進行(如核磁共振、CT等)，這些成像技術對人體或多或少都會造成電離輻射。本發明思想在于設計一種高時空分辨率、無損傷及實時的檢測手段，通過采用相位分辨多普勒光學相干層析成像技術對疤痕表皮下血管內血液流動進行量化，進而對血管內血液流速形成強度信息對比圖同時對疤痕下血管進行血管造影成像，具有客觀和科學的依據。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于相位分辨多普勒光學相干層析成像的疤痕血管血流成像系統。

一種為疤痕血管成像的光學無損檢測系統，采用如下技術方案，該系統包括SLD激光器、隔離器、光纖耦合器(90:10)、第一準直器、第一凸透鏡、反射鏡、衍射光柵、激光掃描振鏡系統、光電平衡探測器、掃描透鏡、載物臺、位數據采集處理系統、第二準直器、第三準直器、第二凸透鏡；上述系統裝置的具體過程是SLD寬帶光源發射出激光光束，經過隔離器、光纖耦合(90:10)后，激光束分成兩束激光，分別為參考光和樣品光：參考光進入參考臂后，經過準直器準直，在凸透鏡聚焦在平面反射鏡上，返回的光到達光纖耦合器；樣品光進入樣品臂，經過第二準直器準直后進入激光振鏡系統，經掃描透鏡進行探測生物樣品組織，背向散射光與參考光在光纖耦合器中產生干涉經過第一準直器由衍射光柵分光后經透鏡聚焦到平衡探測器，同時采集干涉信號，由12位數據采集卡進行信號轉換，經過PC端對應的相位分辨多普勒方差算法進行量化血液流速和血管脈絡圖，同時生成血液流速對比圖及血管脈絡圖。

進一步的，本系統主要采用1310nm的寬帶光源，帶寬為50nm，采用CCD相機作為光電轉換裝置，在A線掃描速度為5.5KHz時靈敏度為111dB。

所述疤痕的對象為選取皮膚中由不同原因造成的組織創傷進行相位分辨多普勒方差成像，選擇不同種類疤痕的組織進行相位分辨多普勒方差光學相干層析成像技術進行成像獲取多普勒信號及相位差，通過多普勒方差計算公式和相位差計算公式進行計算分析，實現對不同的疤痕進行血管血液流速以及血管脈絡圖成像。

進一步的，通過相位分辨多普勒方差方法來從血液流動的復雜數據信息中獲得相位信息和振幅信息來量化流速和血管映射，從OCT系統，在干擾信號的傅里葉變換之后將實現復雜數據，相位信息或幅度信息都可用于流量量化和血管映射。使用復雜信號分析的一些方法已經結合了相位和幅度信息，結合相位和幅度，運用多普勒方差方法得到相位分辨多普勒方差算法的具體計算公式為，

式中的F為OCT的復解析信號，M為采樣數，包含了相位和振幅的差異。

進一步的，在相位分辨多普勒光學相干層析成像系統中，增加圖像色差地形圖及流速顏色標尺。

進一步的，掃描振鏡為運動磁體電機設計，提供快速響應(±0.2°是400μs)，具有電流阻尼和錯誤限制器的模擬控制電路；位置傳感器輸出范圍在40到80μA；輸入/輸出垂直波束偏移量在14.7mm(0.58°)；最大的掃描角度(機械角)為±20°。