一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统及方法，涉及光学成像领域，该系统中通过分光镜将相干光分为两束相干光，根据光学几何原理，能够同时存在相干的透射光和反射光，实现透反共用的激光散斑衬比成像；同时利用第一遮光板

【技术实现步骤摘要】
一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统及方法


[0001]本专利技术涉及光学成像领域，特别是涉及一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统及方法
。

技术介绍

[0002]激光散斑衬比成像无需造影剂
、
无需扫描便可得到实时的
、
大视场的
、
高时空分辨率的血流图像
。
目前，在基础研究中，如在获取小鼠大脑的原始散斑图像序列过程中，小鼠大脑厚度很厚，透射光无法穿过，因此只能使用反射式激光散斑衬比成像系统；而在获取小鼠耳朵或者爪子的原始散斑图像序列过程中，透射光能过穿过相应部位，且透射式激光散斑衬比成像相较于反射式激光散斑衬比成像在深层血流检测中具有优势，因此可以考虑使用透射式激光散斑成像系统；然而，在实际应用中，透射式激光散斑衬比成像系统和反射式激光散斑衬比成像系统为两套系统，来回切换不方便
。
[0003]激光散斑衬比成像系统大多为反射式系统，成像深度较浅；最近有研究表明，透射式激光散斑衬比成像相比于反射式激光散斑衬比成像在深层血流成像中具有优势；但在浅层血流成像中反射式激光散斑衬比成像优于透射式激光散斑衬比成像
。
[0004]因此，亟需提供一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统，既能实现透射式激光散斑衬比成像，又能实现反射式激光散斑衬比成像
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统及方法，既能实现透射式激光散斑衬比成像，也能实现反射式激光散斑衬比成像，进而能在提高血管成像深度的同时保证浅层血管的成像质量
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统，包括：激光光源模块
、
光路模块
、
置物台以及图像采集模块；
[0008]所述激光光源模块用于产生设定激光功率的相干光至所述光路模块；
[0009]所述置物台用于放置待测物体；
[0010]所述光路模块包括：分光镜
、
凸透镜
、
第一反射镜
、
第二反射镜
、
第三反射镜
、
第一平凹柱面透镜
、
第二平凹柱面透镜
、
第一遮光板
、
第二遮光板和第三遮光板；当所述第一遮光板
、
第二遮光板和第三遮光板均未放置时，由所述激光光源模块产生的相干光经过所述分光镜进行分光，分为上路激光光束和下路激光光束；所述上路激光光束经过所述凸透镜汇聚后，照射到所述第一反射镜上，经过所述第一平凹柱面透镜对上路激光光束进行扩束后，经过所述第三反射镜，照射到待测物体上；所述下路激光光束经过所述第二平凹柱面透镜进行扩束后，经过所述第二反射镜，照射到待测物体上；进而图像采集模块对同时产生两路相干的透射光和反射光进行采集，得到透反共用的原始散斑图像序列，实现透反共用的激光散斑衬比成像；当放置所述第二遮光板或同时放置所述第一遮光板和第三遮光板时，
均无相干的透射光和反射光；当只放置所述第一遮光板时，根据产生相干的透射光，采集透射式原始散斑图像序列，实现透射式激光散斑衬比成像；当只放置所述第三遮光板时，根据产生相干的反射光，采集反射式原始散斑图像序列，实现反射式激光散斑衬比成像；所述凸透镜位于分光镜和第一反射镜之间；所述置物台位于第二反射镜和图像采集模块之间；
[0011]所述第一反射镜与水平线的夹角和所述第二反射镜与水平线的夹角相同；所述激光光源模块发出的相干光的中心与分光镜
、
第二平凹柱面透镜
、
第二反射镜的几何中心位于同一水平线上；所述第一反射镜
、
第一平凹柱面透镜
、
第三反射镜的几何中心位于同一水平线上；所述分光镜
、
凸透镜
、
第一反射镜的几何中心位于同一铅垂线上；
[0012]所述图像采集模块用于采集透射式原始散斑图像序列
、
反射式原始散斑图像序列和透反共用的原始散斑图像序列
。
[0013]可选地，所述激光光源模块包括：激光控制器和激光器；
[0014]所述激光控制器和激光器通过电流驱动线和温控线进行连接；
[0015]所述激光器在所述激光控制器的控制下，用于产生设定激光功率的相干光
。
[0016]可选地，所述图像采集模块包括：相机
、
可调镜筒
、
显微物镜；
[0017]所述可调镜筒用于通过旋转调节所述相机和所述显微物镜之间的距离；
[0018]所述第二反射镜
、
置物台和显微物镜的几何中心位于同一铅垂线上
。
[0019]可选地，所述第三反射镜长度的一半为，所述相机长度的一半为，所述第三反射镜和相机几何中心的水平距离大于
。
[0020]可选地，所述置物台的几何中心有一个通光孔
。
[0021]可选地，所述第三反射镜用于根据水平中心轴自由旋转角度，从而与水平线呈不同夹角
。
[0022]一种透反共用的激光散斑衬比血流成像方法，应用于所述的透反共用的激光散斑衬比血流成像系统，包括：
[0023]调节激光控制器，使激光器产生设定激光功率的相干光至所述光路模块；
[0024]当未放置第一遮光板
、
第二遮光板和第三遮光板时，利用相机对同时产生两路相干的透射光和反射光进行采集，得到透反共用的原始散斑图像序列；
[0025]根据透反共用的原始散斑图像序列计算空间散斑衬比图像
。
[0026]可选地，所述根据透反共用的原始散斑图像序列计算空间散斑衬比图像，具体包括：
[0027]利用公式确定空间散斑衬比图像；
[0028]其中，为滑动空间窗口的大小，为像素点坐标，
z
的取值范围为
[1
，
Z]，
Z
为原始散斑图像序列的帧数，的取值范围为
[1
，
row
‑
+1]，
row
为原始散斑图像序列的行数，的取值范围为
[1
，
col
‑
+1]，
col
为原始散斑图像序列的列数
。
[0029]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0030]本专利技术所提供的一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统及方法，利用分光镜将激光分为两路光，使系统中能够同时存在相干的透射光和反射光，实现透反共用的激光散斑衬比成像；同时利用遮光板控制系统中存在的光路数，实现透射式激光散斑衬比成像或反射式激光散斑衬比成像
。
通过使相干的透射光和反射光同时照射到待测物体上，采集原始散斑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统，其特征在于，包括：激光光源模块
、
光路模块
、
置物台以及图像采集模块；所述激光光源模块用于产生设定激光功率的相干光至所述光路模块；所述置物台用于放置待测物体；所述光路模块包括：分光镜
、
凸透镜
、
第一反射镜
、
第二反射镜
、
第三反射镜
、
第一平凹柱面透镜
、
第二平凹柱面透镜
、
第一遮光板
、
第二遮光板和第三遮光板；当所述第一遮光板
、
第二遮光板和第三遮光板均未放置时，由所述激光光源模块产生的相干光经过所述分光镜进行分光，分为上路激光光束和下路激光光束；所述上路激光光束经过所述凸透镜汇聚后，照射到所述第一反射镜上，经过所述第一平凹柱面透镜对上路激光光束进行扩束后，经过所述第三反射镜，照射到待测物体上；所述下路激光光束经过所述第二平凹柱面透镜进行扩束后，经过所述第二反射镜，照射到待测物体上；进而图像采集模块对同时产生两路相干的透射光和反射光进行采集，得到透反共用的原始散斑图像序列，实现透反共用的激光散斑衬比成像；当放置所述第二遮光板或同时放置所述第一遮光板和第三遮光板时，均无相干的透射光和反射光；当只放置所述第一遮光板时，根据产生相干的透射光，采集透射式原始散斑图像序列，实现透射式激光散斑衬比成像；当只放置所述第三遮光板时，根据产生相干的反射光，采集反射式原始散斑图像序列，实现反射式激光散斑衬比成像；所述凸透镜位于分光镜和第一反射镜之间；所述置物台位于第二反射镜和图像采集模块之间；所述第一反射镜与水平线的夹角和所述第二反射镜与水平线的夹角相同；所述激光光源模块发出的相干光的中心与分光镜
、
第二平凹柱面透镜
、
第二反射镜的几何中心位于同一水平线上；所述第一反射镜
、
第一平凹柱面透镜
、
第三反射镜的几何中心位于同一水平线上；所述分光镜
、
凸透镜
、
第一反射镜的几何中心位于同一铅垂线上；所述图像采集模块用于采集透射式原始散斑图像序列
、
反射式原始散斑图像序列和透反共用的原始散斑图像序列
。2.
根据权利要求1所述的一种透反共用的激光散斑衬比血流成像系统，其特征在于，所述激光光源模块包括：激...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩广，李德，张博，袁吉鑫，王璇，卢杰，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：