一種血液流速的測(cè)量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種血液流速的測(cè)量裝置及方法。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的一種血液流速的測(cè)量裝置及方法的技術(shù)方案，通過(guò)在樣品臂模塊中設(shè)置光路旋轉(zhuǎn)反射模塊，將分束到樣品臂模塊的光束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)后的光束傳輸給被檢測(cè)物體，然后分束器接收樣品臂模塊散射回來(lái)的光，并與參考臂反射回來(lái)的光發(fā)生干涉，探測(cè)模塊探測(cè)到干涉光，處理模塊根據(jù)該干涉光，獲得被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的與旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)血液流速分量，并根據(jù)至少一個(gè)血液流速分量，獲得被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速，從而可以在不需要知道掃描光束與血液流動(dòng)方向之間的夾角的情況下就可以簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確測(cè)量出血液的流速。
【專利說(shuō)明】一種血液流速的測(cè)量裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)相干斷層成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種血液流速的測(cè)量裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(Optical Coherence Tomography,簡(jiǎn)稱OCT)是一種新型的光學(xué)成像技術(shù)，能夠?qū)M織結(jié)構(gòu)域生理功能進(jìn)行非侵入、高分辨率的在體成像，在生物醫(yī)學(xué)成像與無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。
[0003]為了獲得組織的功能信息，多種功能型OCT相繼得到發(fā)展。其中，多普勒OCT能夠?qū)崿F(xiàn)血液流速的成像，在醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用中具有重要意義。OCT的可用性允許測(cè)量多普勒頻移，但此信息單獨(dú)地只能與沿掃描方向的血液流量相關(guān)聯(lián)，在多普勒頻移中未直接反映沿垂直于掃描光束的方向的血液運(yùn)動(dòng)。因此，為了測(cè)量血液的準(zhǔn)確流速，還必須知道掃描光束與血液流動(dòng)方向之間的夾角。
[0004]如圖1所示，OCT信號(hào)可以通過(guò)相位解析得到沿探測(cè)光方向的流速分量Vl，但是由于流速和探測(cè)光之間存在夾角，無(wú)法得到整個(gè)流速V。OCT的測(cè)量精度直接受到多普勒角、取樣定律和頻率分辨率等因素的制約。在實(shí)際應(yīng)用中，如活體組織中血液流速監(jiān)測(cè)，常常由于血管幾何形狀復(fù)雜以及深埋在高散射生物組織中而無(wú)法確定多普勒角的大小，導(dǎo)致往往只能進(jìn)行定性分析。
[0005]所以為了測(cè)得真正的流速，目前有兩種方法:一種是通過(guò)雙環(huán)方式掃描，得到血管近似的落差，從而得到夾角算出血流量，專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200880018565.5、發(fā)明名稱為“使用多普勒光學(xué)相干層析成像進(jìn)行血液流量測(cè)量的方法和系統(tǒng)”的文件中描述了這種掃描方法。這種方法的缺點(diǎn)是測(cè)量?jī)?nèi)環(huán)和外環(huán)之間存在時(shí)間差(即一幅OCT圖像的采集時(shí)間)。在這段時(shí)間內(nèi)眼睛可能前后移動(dòng)，從而導(dǎo)致計(jì)算的夾角不準(zhǔn)確，流速也就不能準(zhǔn)確得到。
[0006]另外一種方法參見(jiàn)文獻(xiàn)《Bidirect1nalDoppler Fourier-domain opticalcoherence tomography for measurement of absolute flow velocities in humanretinal vessels))(《OPTICS LETTERS》，Vol.33，N0.24，2008 年 12 月 15 日)，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)引用全部包含在本發(fā)明的內(nèi)容中。如圖2所示，用偏振裝置把OCT入射光分為兩束偏振態(tài)正交、有一定距離的平行光，于是這兩束光學(xué)照射在眼底時(shí)的方向K1和K2之間就存在一個(gè)夾角Λα。OCT返回光分別用兩個(gè)光譜儀接收，從而同時(shí)得到K1和K2的OCT信號(hào)，進(jìn)行多普勒計(jì)算Kp K2光束測(cè)得的相位移動(dòng):
[0007]φ I = 2KlVT, Φ2 = 2K2vT….公式(I)
[0008]這兩個(gè)相位之間存在差別，即:

【權(quán)利要求】
1.一種血液流速的測(cè)量裝置，包括:與分束器的一端分別連接的光源和探測(cè)模塊、與所述分束器的另一端分別連接的參考臂和樣品臂模塊、以及與所述探測(cè)模塊連接的處理模塊，所述光源輸出的光經(jīng)過(guò)所述分束器向所述樣品臂模塊和所述參考臂提供光，所述樣品臂模塊包括至少一個(gè)透鏡，其特征在于，所述樣品臂模塊還包括光路旋轉(zhuǎn)反射模塊； 所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊將所述光源經(jīng)所述分束器分束到所述樣品臂模塊的光束進(jìn)行0°?360°的旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)后的所述光束經(jīng)所述至少一個(gè)透鏡傳輸給被檢測(cè)物體； 所述分束器接收所述樣品臂模塊散射回來(lái)的光，并與所述參考臂反射回來(lái)的光發(fā)生干涉，所述探測(cè)模塊用于探測(cè)所述干涉光； 所述處理模塊用于根據(jù)所述干涉光，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的與所述旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)血液流速分量，并根據(jù)所述至少一個(gè)血液流速分量， 獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊用于根據(jù)所述至少一個(gè)血液流速分量，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速，具體為: 所述處理模塊用于根據(jù)所述至少一個(gè)血液流速分量中的最大流速分量和最小流速分量，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊包括至少一個(gè)可變方向的光反射裝置和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)后的光束為平行的、具有設(shè)定距離的光束。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述樣品臂反射裝置還包括掃描模塊； 所述旋轉(zhuǎn)后的光束經(jīng)所述掃描模塊和所述至少一個(gè)透鏡傳輸給所述被檢測(cè)物體； 所述掃描模塊用于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定角度，利用所述旋轉(zhuǎn)后的光束掃描所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管，以獲得所述至少一個(gè)血管的至少一個(gè)血液流速分量。
6.一種血液流速的測(cè)量方法，其特征在于，包括: 將光源輸出的光分束為第一光束和第二光束，所述第一光束和第二光束分別提供給參考臂和樣品臂模塊； 將所述第二光束進(jìn)行0°?360°的旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)后的所述第二光束傳輸給被檢測(cè)物體； 接收所述樣品臂模塊散射回來(lái)的光，并與所述參考臂反射回來(lái)的光發(fā)生干涉，并探測(cè)所述干涉光； 根據(jù)探測(cè)到的所述干涉光，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的與所述旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)血液流速分量； 根據(jù)所述至少一個(gè)血液流速分量，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述至少一個(gè)血液流速分量，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速，具體為: 根據(jù)所述至少一個(gè)血液流速分量中的最大流速分量和最小流速分量，獲得所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管的絕對(duì)血液流速。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)后的第二光束為平行的、具有設(shè)定距離的光束。
9.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述將旋轉(zhuǎn)后的所述第二光束傳輸給被檢測(cè)物體，具體為: 將旋轉(zhuǎn)后的所述第二光束經(jīng)掃描模塊傳輸給所述被檢測(cè)物體，將所述掃描模塊轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定角度，利用所述旋轉(zhuǎn)后的第二光束掃描所述被檢測(cè)物體的至少一個(gè)血管，以獲得所述至少一個(gè)血管的至少一個(gè)血液流速分量。
10.如權(quán)利要求6-9任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述樣品臂模塊包括光路旋轉(zhuǎn)反射模塊和至少一個(gè)透鏡，所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊包括至少一個(gè)可變方向的光反射裝置和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
【文檔編號(hào)】A61B5/026GK104168823SQ201480000036
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】王輝, 代祥松, 吳蕾, 何衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:深圳市斯?fàn)栴D科技有限公司