用于毛细血管血流速度测量的多路OCT系统及方法与流程

专利2025-04-22  21


本发明涉及光学相干断层扫描,尤其涉及毛细血管识别,特别涉及一种用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统、一种多路oct系统的工作方法、一种毛细血管血流速度测量方法、一种毛细血管血流速度测量装置、一种计算机设备、一种计算机可读存储介质及一种计算机程序产品。


背景技术:

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术,并不必然构成现有技术。

2、光学相干断层扫描技术(optical coherence tomography,简称oct)是近年来发展较快的一种最具发展前途的新型层析成像技术,已经在生物组织活体检测和成像方面尽显了临床应用的效果。毛细血管是连于微动脉和微静脉之间的微细血管,是血液与周围组织和细胞进行物质交换的场所,采用oct技术进行毛细血管的检测具有较高的应用前景。

3、研究表明,毛细血管中红细胞具有单一排队流通的特性。发明人发现,通过octa设备扫描到血浆和红细胞分别会出现亮或暗的特性,毛细血管内红细胞单一流动会出现明暗变化的现象,基于此可实现毛细血管血流速度的测量;但是,当扫描的方式为采用一根扫描线交替扫描时,会使当前硬件条件下的扫描速度受限制,无法快速地得到最大互相关系数对应的扫描距离,导致毛细血管血流速度的测量准确率下降。


技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统及方法,克服了测量毛细血管血流速度时系统扫描速度不足的缺陷,能够快速地进行扫描距离调整以达到最优的互相关系数,提高了毛细血管血流速度的测量效率和测量精度。

2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、第一方面,本发明提供了一种用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统。

4、一种用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统,包括:光源、光耦合器、样品臂和参考臂,光源与光耦合器通过光纤连接,光耦合器与光谱仪通过光纤连接,所述样品臂包括第一光路和第二光路;

5、所述第一光路,包括:依次沿光路布置的波分复用器、第一准直器、第一xy扫描振镜、二向色镜、第二xy扫描振镜、第一聚焦透镜和第二聚焦透镜;

6、所述第二光路,包括:依次沿光路布置的波分复用器、第二准直器、第二xy扫描振镜、二向色镜、第一聚焦透镜和第二聚焦透镜;

7、光耦合器与波分复用器通过光纤连接,所述参考臂包括平面镜和第三准直器,第三准直器与平面镜位置相对布置。

8、作为本发明第一方面进一步的限定,波分复用器将接收到的光分成两束波长不同的光,分别进入第一准直器与第二准直器。

9、作为本发明第一方面进一步的限定,第一光路中,光透过二向色镜,第二光路中,光被二向色镜反射,光谱仪与处理终端连接。

10、第二方面,本发明提供了一种多路oct系统的工作方法。

11、一种多路oct系统的工作方法,利用本发明第一方面所述的多路oct系统,包括以下过程:

12、根据第一xy扫描振镜的偏转电压与扫描间距的关系,调整第一xy扫描振镜,对octa图像上的无分叉同一根毛细血管的最优距离对应的两个位置进行扫描;

13、每个位置对应不同时刻的多个扫描图像,提取每个位置的多个扫描图像上同一根无分叉毛细血管的图像并按照时间排列,得到每个位置的毛细血管血流明暗变化的编码图像;

14、计算两个位置对应的编码图像的互相关系数,以互相关系数最大时对应的两个位置之间的距离作为最优的扫描位置间隔。

15、第三方面,本发明提供了一种毛细血管血流速度测量方法。

16、一种毛细血管血流速度测量方法,包括以下过程:

17、获取最优扫描距离下的octa图像,对octa图像上的同一根无分叉毛细血管的最优距离对应的两个位置进行扫描,每个位置对应不同时刻的多个扫描图像,其中,最优距离采用本发明第二方面所述的方法生成;

18、提取每个位置的多个扫描图像上同一根无分叉毛细血管的图像并按照时间排列,分别得到各个位置毛细血管血流明暗变化的编码图像;

19、获取两个位置之间毛细血管的长度,对此两个位置的编码图像进行互相关分析,得到满足设定相似度的偏移位置,根据偏移位置计算滞后时间,根据两个位置之间毛细血管的长度以及滞后时间得到此段毛细血管的血流流速。

20、作为本发明第三方面将进一步的限定,同一根无分叉毛细血管的确定,包括:

21、在octa图像上的某根毛细血管的区域的任意两个位置分别进行扫描,每个位置对应多张不同时刻的初始断面图,对每个位置的断面图进行融合处理,每个位置对应一张融合断面图;

22、选取一张融合断面图上的毛细血管信号,与另一张融合断面图上的所有毛细血管信号进行互相关计算,互相关系数大于或者等于系数阈值的两毛细血管为无分叉的同一根毛细血管。

23、第四方面,本发明提供了一种毛细血管血流速度测量装置。

24、一种毛细血管血流速度测量装置,包括:

25、扫描图像获取单元,被配置为:获取最优扫描距离下的octa图像,对octa图像上的无分叉同一根毛细血管的最优距离对应的两个位置进行扫描,每个位置对应不同时刻的多个扫描图像,其中,最优距离采用本发明第二方面所述的方法生成;

26、编码图像生成单元,被配置为:提取每个位置的多个扫描图像上同一根无分叉毛细血管的图像并按照时间排列,分别得到各个位置毛细血管血流明暗变化的编码图像;

27、血流速度测量单元,被配置为:获取两个位置之间毛细血管的长度,对两个位置的编码图像进行互相关分析,得到满足设定相似度的偏移位置,根据偏移位置计算滞后时间,根据两个位置之间毛细血管的长度以及滞后时间得到此段毛细血管的血流流速。

28、第五方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:处理器和计算机可读存储介质;

29、处理器,适于执行计算机程序;

30、计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现如本发明第三方面所述的扫描速度自适应控制方法。

31、第六方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序适于被处理器加载并执行如本发明第三方面所述的自适应控制扫描距离的方法。

32、第七方面,本发明提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如本发明第三方面所述的扫描速度自适应控制方法。

33、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

34、1、本发明创新性地提出了一种用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统及方法,通过两幅图像的偏差与扫描振镜偏转的电压计算扫描间距,进而得到扫描电压与扫描间距的关系,进而可以通过改变第一xy扫描振镜的扫描电压以得到不同扫描间距下的图像,从而克服了测量毛细血管血流速度时系统扫描速度不足的缺陷,能够快速地进行扫描距离调整以达到最优的互相关系数,提高了毛细血管血流速度的测量效率和测量精度。

35、2、本发明利用快速获取的最优的扫描距离间隔,将毛细血管内红细胞单一流动出现的明暗变化转为最佳的编码图像,基于相关性分析和明暗变化获取滞后时间,结合扫描位置之间的距离计算血流流速,实现了非侵入的血流流速测量,提高了毛细血管血流测量的精度和效率。

36、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


技术特征:

1.一种用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统,其特征在于,

2.如权利要求1所述的用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统,其特征在于,

3.如权利要求1所述的用于毛细血管血流速度测量的多路oct系统,其特征在于,

4.一种多路oct系统的工作方法,其特征在于,利用权利要求1-3任一项所述的多路oct系统,包括以下过程:

5.一种毛细血管血流速度测量方法,其特征在于,包括以下过程:

6.如权利要求5所述的毛细血管血流速度测量方法,其特征在于,

7.一种毛细血管血流速度测量装置,其特征在于,包括:

8.一种计算机设备,其特征在于,包括:处理器和计算机可读存储介质;

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序适于被处理器加载并执行如权利要求5或6所述的自适应控制扫描距离的方法。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求5或6所述的扫描速度自适应控制方法。


技术总结
本发明提供了用于毛细血管血流速度测量的多路OCT系统及方法,通过波分复用器把光分为波长不同的两束光,分别经过准直器准直后进入扫描振镜,通过第一XY扫描振镜与第二XY扫描振镜控制扫描距离,最终进入人眼进行聚焦,待测物体的光线经过原路返回进入光耦合器进行干涉,并且被光谱仪接收,前半段接受经过第一准直器与第一XY扫描振镜的波长的光干涉图像,后半段接受经过第二准直器与第二XY扫描振镜的波长的光干涉图像,最后通过两幅图像的偏差与扫描振镜偏转的电压计算最优扫描间距;本发明克服了测量毛细血管血流速度时扫描振镜速度不足的缺陷,能够快速地进行扫描距离调整以达到最优的互相关系数,提高了测量效率和测量精度。

技术研发人员:宋维业
受保护的技术使用者:山东探微医疗技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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