【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学成像，尤其涉及一种用于观测高血流速率的方法及装置。
技术介绍
1、心肌血流速率成像或测量的方法主要有pet-ct心肌灌注量测定、即时血流测量技术(transit time flow measurement，ttfm)与光学成像技术。以13n-nh3或15o-h2o作为显像剂的pet-ct心肌灌注量定量测定技术，其原理是通过放射性物质标记血液成分，通过观察放射性血液在心肌中的分布过程实现对心肌血流灌注时空演变观测。该技术具备高空间分辨率成像能力和区域/整体定量测量能力，但是即时性与可重复性差，无法连续进行成像观测，同时辐射量大，难以在短时间内连续观测。基于超声的ttfm一种时差流量测量法的心肌灌注时空演变测定方法。该方法主要应用于冠脉搭桥术，通过对桥血管内血流量进行量化测量，反映血运重建引起的心肌血流灌注增加量，具有快速、即时、无射线等优势，但不具备成像能力，此外ttfm法会因逆向血流等原因造成测量不准确。因此，上述两种方法均存在时空分辨率不足的问题。
2、光学成像技术为实现心肌灌注时空演变规律观测、分析提出了新思路。该技术具有无电离辐射、无损伤测量、无需注入造影剂等优势，尤其是激光散斑衬比成像技术(laserspeckle contrast imaging,lsci)，目前已广泛应用于生物基础研究和临床研究，主要包括观测视网膜、大脑皮层、皮肤和肾脏器官的血流速率变化。激光散斑对比度与血流速率的量效关系是激光散斑衬比成像技术的根本。不同于上述器官的血流生物特征，心肌冠状动脉尺寸大，血流速率高，且具
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于观测高血流速率的方法，旨在解决传统技术中观测高血流速率区域血流速率变化规律受限的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于观测高血流速率的方法，包括：
3、获取待观测区域的多帧激光散斑图像；
4、根据所述待观测区域的激光散斑图像，确定所述待观测区域的空间散斑对比度矩阵与时间散斑对比度矩阵；
5、获取系统相干参数，
6、根据所述系统相干参数，所述空间散斑对比度矩阵与所述时间散斑对比度矩阵，确定所述待观测区域的动态散射成分比例系数；
7、根据所述系统相干参数、所述空间散斑对比度矩阵、所述时间散斑对比度矩阵以及所述动态散射成分比例系数，确定所述待观测区域的血流指数矩阵；
8、根据所述血流指数矩阵，显示所述待观测区域的血流指数分布图像。
9、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的方法，根据所述待观测区域的激光散斑图像，确定所述待观测区域的空间散斑对比度矩阵与时间散斑对比度矩阵包括：
10、使用空间滑动窗逐帧遍历各所述激光散斑图像，分别确定各所述激光散斑图像在空间上的散斑对比度矩阵，以确定所述待观测区域的空间散斑对比度矩阵；
11、根据所述多帧激光散斑图像，分别确定各所述散斑图像同一像素处在时间序列上的散斑对比度，以确定所述待观测区域的时间散斑对比度矩阵。
12、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的方法，所述获取系统相干参数包括：
13、在预设曝光时间内获取静态散射介质任意区域的多帧激光散斑图像；
14、根据多帧所述激光散斑图像，确定所述任意区域的平均空间散斑对比度；
15、根据所述区域的平均空间散斑对比度，基于以下公式，确定系统相干参数；
16、β≈ks2
17、其中β为系统相干参数、ks为空间散斑对比度。
18、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的方法，所述曝光时间远小于所述静态散射介质退相干时间。
19、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的方法，根据所述系统相干参数，所述空间散斑对比度矩阵与所述时间散斑对比度矩阵，确定所述待观测区域的动态散射成分比例系数；包括:
20、根据所述空间散斑对比度矩阵，确定平均空间散斑对比度；
21、根据所述时间散斑对比度矩阵，确定平均时间散斑对比度；
22、根据所述平均空间散斑对比度，所述平均时间散斑对比度以及所述系统相干参数，基于以下公式，确定动态散射成分比例系数；
23、
24、
25、
26、
27、其中，ks为空间散斑对比度、β为系统相干参数、ρ为动态散射成分比例系数、x为血流指数、t为曝光时间、τc为散射介质退相干时间、kt为时间散斑对比度。
28、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的方法，根据所述系统相干参数、所述空间散斑对比度矩阵、所述时间散斑对比度矩阵以及所述动态散射成分比例系数，确定所述待观测区域的血流指数矩阵包括：
29、根据所述系统相干参数，所述空间散斑对比度矩阵、所述动态散射成分比例系数，基于以下公式，确定所述待观测区域的血流指数矩阵；
30、
31、
32、或者，根据所述系统相干参数，所述时间散斑对比度矩阵、所述动态散射成分比例系数，基于以下公式，确定所述待观测区域的血流指数矩阵；
33、
34、其中，ks为空间散斑对比度、β为系统相干参数、ρ为动态散射成分比例系数、x为血流指数、t为曝光时间、τc为散射介质退相干时间、kt为时间散斑对比度。
35、本专利技术还提供一种用于观测高血流速率的装置，应用如上任一项所述的用于观测高血流速率的方法，包括：
36、激光照明模块，用于向血管表面待观测区域提供照明；
37、激光散斑成像模块，用于根据预设参数获取所述待观测区域的动态散斑图像；
38、数据处理模块，用于根据所述动态散斑图像，按照预设规则获取所述待观测区域的血流指数分布矩阵；以及，
39、显示模块，用于根据所述血流指数分布矩阵显示所述待观测区域的血流指数分布图像。
40、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的装置，所述激光照明模块包括依次设置的近红外激光器、第一反射镜、第二反射镜、非球面透镜、光棒以及二次成像透镜对。
41、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的装置，所述激光照明模块包括依次设置的近红外激光器、第一反射镜、第二反射镜、复眼透镜以及二次成像透镜对。
42、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的装置，所述激光照明模块还包括设于所述第二反射镜与所述非球面透镜之间的空间滤波器。
43、根据本专利技术提供的一种用于观测高血流速率的装置，所述激光散斑成像模块包括组合透镜、窄带滤光片、偏振片以及高速电荷耦合器。
44、本专利技术提供的用于观测高血流速率的方法，综合考虑了系统相干参数和动态散射比例成分系数的影响，该方法具有无电离辐射、无损伤测量、无需注入造影剂等优势，可以实时监测具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于观测高血流速率的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，根据所述待观测区域的激光散斑图像，确定所述待观测区域的空间散斑对比度矩阵与时间散斑对比度矩阵包括：
3.根据权利要求1所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，所述获取系统相干参数包括：
4.根据权利要求3所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，所述曝光时间远小于所述静态散射介质退相干时间。
5.根据权利要求1所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，根据所述系统相干参数，所述空间散斑对比度矩阵与所述时间散斑对比度矩阵，确定所述待观测区域的动态散射成分比例系数；包括:
6.根据权利要求5所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，根据所述系统相干参数、所述空间散斑对比度矩阵、所述时间散斑对比度矩阵以及所述动态散射成分比例系数，确定所述待观测区域的血流指数矩阵包括：
7.一种用于观测高血流速率的装置，应用如权利要求1-6任一项所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求7所述的用于观测高血流速率的装置，其特征在于，所述激光照明模块包括依次设置的近红外激光器、第一反射镜、第二反射镜、复眼透镜以及二次成像透镜对。
10.根据权利要求8所述的用于观测高血流速率的装置，其特征在于，所述激光照明模块还包括设于所述第二反射镜与所述非球面透镜之间的空间滤波器。
11.根据权利要求7所述的用于观测高血流速率的装置，其特征在于，所述激光散斑成像模块包括组合透镜、窄带滤光片、偏振片以及高速电荷耦合器。
...【技术特征摘要】
1.一种用于观测高血流速率的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，根据所述待观测区域的激光散斑图像，确定所述待观测区域的空间散斑对比度矩阵与时间散斑对比度矩阵包括：
3.根据权利要求1所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，所述获取系统相干参数包括：
4.根据权利要求3所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，所述曝光时间远小于所述静态散射介质退相干时间。
5.根据权利要求1所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，根据所述系统相干参数，所述空间散斑对比度矩阵与所述时间散斑对比度矩阵，确定所述待观测区域的动态散射成分比例系数；包括:
6.根据权利要求5所述的用于观测高血流速率的方法，其特征在于，根据所述系统相干参数、所述空间散斑对比度矩阵、所述时间散斑对比度矩阵以及所述动态散射成分比例系数，...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁园，毕勇，高伟男，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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