一种测量血液流量的设备及方法技术

本发明专利技术公布了一种血液流量测量的设备和方法，主要包括：光源、探测模块、分光模块、参考臂模块、样品臂模块和控制系统；样品臂模块包括：至少一个第一透镜、旋转中心设置在第一透镜焦点处的可旋转反射镜和驱动所述可旋转反射镜旋转的驱动装置；第一透镜的光轴和驱动装置的旋转轴同轴；当可旋转反射镜分别处于第一位置和第二位置时，入射光探测扫描血管的同一位置，控制系统分别得到第一位相移动信号和第二位相移动信号；控制系统根据第一位相移动信号和第二位相移动信号求得待测血管的血液流速。利用该设备和方法，提高了血管血液流量测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电子
，尤其涉及。
技术介绍
许多视网膜疾病与非正常的眼部血液流量有关，例如糖尿病引起的视网膜病变、 视网膜静脉阻塞以及与年纪有关的黄斑退化。在青光眼病研究中，视网膜供血不足被认为 是青光眼病发生和发展的一个可能原因。因此，对视网膜血液流量进行测量对于视网膜疾 病的临床诊断、治疗和研究具有重要意义。 光学相干层析成像技术（OpticalCoherenceTomography, 0CT)是一种非侵入的 探测技术.它被广泛应用于生物组织的活体截面结构成像。通过测量与深度有关的散射 光，0CT可以提供高分辨，高灵敏度的组织结构。同时，0CT技术也可以探测散射光的多普勒 频移，以获得流体和样品的运动信息，因而适合用于测量视网膜内的血液流量。遗憾的是， 单光束多普勒0CT探测到的频移只与探测光束方向的血液流速有关，而垂直于探测光方向 的血流信息不能直接从多普勒频移中得到，无法得到血管内的实际流速。 为了解决上述问题，人们发展了一系列技术来获得血管中的实际流速： (1)通过对视网膜进行三维扫描，获得视网膜中血管在空间中的走向，从而确定出 探测光的多普勒角度，再利用多普勒角度，计算出实际的流速。但由于视网膜的血管和探测 光束接近垂直，这种方法准确度较低。另外，通过连续扫描两个平面或圆环，定出待测血管 的空间矢量，进而计算出多普勒角度，得到实际流速。这种方法的测量结果会受到眼动的影 响，而且它只能对视盘周围的血管进行测量，无法测量视网膜其他区域的血流情况。此外， 通过对血管横截面的多普勒信号进行计算，也可以获得流量信息，但这种测量方式只适用 于视盘中走向比较陡的大血管，无法对视网膜其他区域的血流进行探测。 (2)利用多束、多角度探测光扫描样品中的同一点，以便获得血管中真实的流体 速度。0CT探测光被一个玻璃平板分成两束，这两束光会聚在流体中，形成双光束，双角度 照明方式，通过分析两束光探测到的多普勒频移，可以得到管道中的真实流体速度。这种方 法由于两路光有延迟，对于频率域的0CT系统并不适用。另外，可利用由偏振光分束的双光 束0CT系统，测量视网膜血管中的流速和流量，或利用一个DOVE棱镜与0CT扫描机构同步， 实现了双光束在视网膜上的环形扫描。但是这些双光束系统由两个迈克耳逊干涉仪构成， 结构复杂、调整困难，而且由于探测光安全方面的考虑，每一路探测光的功率要大大低于单 光束系统，这降低了双光束0CT系统的灵敏度，从而加大了系统的位相噪声。
技术实现思路
本专利技术提供一种测量血液流量的设备和方法，利用可旋转反光设备，将单光束光 源对眼睛进行双角度的探测和扫描，以获取眼睛内血管的血液流量，解决了现有技术中无 法精确测量眼睛内血管内部的血液流量的问题。 本专利技术的技术方案如下： -种测量血液流量的设备，包括：光源、探测模块、分光模块、参考臂模块、样品臂 模块和控制系统；所述光源发出的光经所述分光模块后分为参考光和探测光，所述参考光 入射至所述参考臂模块，所述探测光入射至样品臂模块；所述样品臂模块包括第一透镜、旋 转中心设置在所述第一透镜焦点处的可旋转反射镜和驱动所述可旋转反射镜旋转的驱动 装置；所述第一透镜的光轴和所述驱动装置的旋转轴同轴； 当所述可旋转反射镜处于第一位置时，所述探测光扫描样品得到样品的第一位相 移动信号； 当所述可旋转反射镜处于第二位置时，所述探测光扫描所述样品得到所述样品的 第二位相移动信号； 所述第一位相移动信号和所述第二位相移动信号分别从所述样品臂模块返回，与 从所述参考臂模块返回的参考光在所述分光模块处发生干涉并形成干涉光，所述探测模块 接收所述干涉光后经所述控制系统处理，经计算得到样品的血液流量。 进一步地：所述可旋转反射镜由所述第一位置转到所述第二位置时，驱动装置的 旋转角度为180°。 进一步地：所述样品臂模块还包括一中间开有通孔的第一反射镜；所述第一反射 镜的通孔用于供来自分光模块的探测光通过，其反射面用于反射来自所述可旋转反射镜反 射的然后经所述第一透镜透射的探测光。 进一步地：所述样品臂模块还包括设置在所述分光模块和所述第一反射镜之间的 第一反射镜组；所述第一反射镜组包括第二反射镜和第三反射镜；所述第二反射镜和所述 第三反射镜依次反射经所述分光模块发出的且入射至所述第一透镜的探测光。 进一步地：所述样品臂模块还包括扫描单元和二向色镜；所述扫描单元扫描来自 经所述第一反射镜反射的探测光并将所述探测光传递至所述二向色镜；所述二向色镜将所 述探测光反射至样品的血管。 进一步地：所述样品臂模块还包括设置在所述扫描单元和所述第一反射镜之间的 由至少一块反射镜组成的第二反射镜组。 进一步地：所述样品臂模块还包括预览模块，所述预览模块包括第二透镜及摄像 器；经所述样品散射返回的探测光依次经过所述二向色镜和所述第二透镜透射后被所述摄 像器拍摄到，其拍摄到的图像由控制系统的显示屏显示。 进一步地：所述样品臂模块还包括设置在所述扫描单元和所述二向色镜之间的中 继透镜。 进一步地：所述驱动装置为电机。 本
技术实现思路
还公布了一种测量血管血液流量的方法，包括如下步骤： 依照光路设置光源、探测模块、分光模块、参考臂模块、样品臂模块和控制系统；所 述样品臂模块包括：第一透镜、旋转中心设置在所述第一透镜焦点处的可旋转反射镜和驱 动所述可旋转反射镜旋转的驱动装置；所述第一透镜的光轴和所述驱动装置的旋转轴同 轴； 当所述可旋转反射镜处于第一位置时，探测光经样品臂模块以第一方向扫描血管 并生成第一位相移动信号； 当所述可旋转反射镜处于第二位置时，探测光经样品臂模块以第二方向扫描血管 并生成第二位相移动信号； 根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所测血管的血液流量； 进一步地：在探测光经样品臂模块以第二方向扫描血管并生成第二位相移动信号 后，还包括对所述第二位相移动信号进行修正，具体步骤为： 利用扫描单元扫描获得所述第一位相移动信号和所述第二位相移动信号随时间 变化的关系； 利用插值计算对所述第二位相移动信号进行修正。 进一步地：在根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所测血管的血 液流量之前，还包括： 测量所述血管的轴向与X方向的夹角； 其中，所述可旋转反射镜处于第一位置时探测光射入所述血管的第一方向与所述 可旋转反射镜处于第二位置时探测光射入所述血管的第二方向构成X-Z平面，所述X方向 平行于所述X-Z平面的X轴。 本
技术实现思路
还公布了一种测量视盘内总的血管血液流量的方法，包括如下步骤： 在可旋转反射镜处于第一位置时，扫描单元和驱动装置同步转动，探测光以第一 方向环形扫描视盘内所有血管，得到与所有血管一一对应的若干第一位相移动信号； 在可旋转反射镜处于第二位置时，扫描单元和驱动装置同步转动，探测光以第二 方向且和以可旋转反射镜处于第一位置时探测光同样的扫描轨迹扫描视盘内所有血管，得 到与所有血管一一对应的若干经修正后的第二位相移动信号； 将所述若干第一位相移动信号和若干第二位相移动信号 配对计算，得到所述 若干单根血管的血液流速； 将所述若干单根血管的血液流速取绝对值，经计算得到视盘内附近所有血管的血 流流量； 其中，所述可旋转反射镜由第一位置转到第二位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量血液流量的设备，其特征在于，包括：光源、探测模块、分光模块、参考臂模块、样品臂模块和控制系统；所述光源发出的光经所述分光模块后分为参考光和探测光，所述参考光入射至所述参考臂模块，所述探测光入射至样品臂模块；所述样品臂模块包括第一透镜、旋转中心设置在所述第一透镜焦点处的可旋转反射镜和驱动所述可旋转反射镜旋转的驱动装置；所述第一透镜的光轴和所述驱动装置的旋转轴同轴；当所述可旋转反射镜处于第一位置时，所述探测光扫描样品得到样品的第一位相移动信号；当所述可旋转反射镜处于第二位置时，所述探测光扫描所述样品得到所述样品的第二位相移动信号；所述第一位相移动信号和所述第二位相移动信号分别从所述样品臂模块返回，与从所述参考臂模块返回的参考光在所述分光模块处发生干涉并形成干涉光，所述探测模块接收所述干涉光后经所述控制系统处理，经计算得到样品的血液流量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王益民，代祥松，李鹏，万明明，何卫红，
申请(专利权)人：深圳市斯尔顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44