[发明专利]一种血液流速的测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学相干断层成像技术领域，尤其涉及一种血液流速的测量装置及方法。

背景技术

光学相干断层成像技术（Optical Coherence Tomography，简称OCT）是一种新型的光学成像技术，能够对组织结构域生理功能进行非侵入、高分辨率的在体成像，在生物医学成像与无损检测领域有着广泛应用前景。

为了获得组织的功能信息，多种功能型OCT相继得到发展。其中，多普勒OCT能够实现血液流速的成像，在医学研究和临床应用中具有重要意义。OCT的可用性允许测量多普勒频移，但此信息单独地只能与沿扫描方向的血液流量相关联，在多普勒频移中未直接反映沿垂直于扫描光束的方向的血液运动。因此，为了测量血液的准确流速，还必须知道扫描光束与血液流动方向之间的夹角。

如图1所示，OCT信号可以通过相位解析得到沿探测光方向的流速分量v1，但是由于流速和探测光之间存在夹角，无法得到整个流速v。OCT的测量精度直接受到多普勒角、取样定律和频率分辨率等因素的制约。在实际应用中，如活体组织中血液流速监测，常常由于血管几何形状复杂以及深埋在高散射生物组织中而无法确定多普勒角的大小，导致往往只能进行定性分析。

所以为了测得真正的流速，目前有两种方法：一种是通过双环方式扫描，得到血管近似的落差，从而得到夹角算出血流量，专利申请号为CN200880018565.5、发明名称为“使用多普勒光学相干层析成像进行血液流量测量的方法和系统”的文件中描述了这种扫描方法。这种方法的缺点是测量内环和外环之间存在时间差(即一幅OCT图像的采集时间)。在这段时间内眼睛可能前后移动，从而导致计算的夹角不准确，流速也就不能准确得到。

另外一种方法参见文献《Bidirectional Doppler Fourier-domain optical coherence tomography for measurement of absolute flow velocities in human retinal vessels》(《OPTICS LETTERS》，Vol.33，No.24，2008年12月15日)，该文献的内容通过引用全部包含在本发明的内容中。如图2所示，用偏振装置把OCT入射光分为两束偏振态正交、有一定距离的平行光，于是这两束光学照射在眼底时的方向K₁和K₂之间就存在一个夹角Δα。OCT返回光分别用两个光谱仪接收，从而同时得到K₁和K₂的OCT信号，进行多普勒计算K₁、K₂光束测得的相位移动：

φ1＝2K₁vT,φ2＝2K₂vT….公式(1)

这两个相位之间存在差别，即：

Δφ=φ1-φ2=4πnvTΔαcosβλ]]>….公式(2)

其中v就是真正的流速。β角是流速(血管方向)和K1、K2组成平面之间的夹角，这个夹角可以通过眼底成像设备得到。

这种方法的优点是测量血管的流速更准确，缺点是：

1、光路复杂，使用偏振器件导致OCT系统无法使用基于光纤的系统，光路不稳定；

2、使用两套光谱仪同时对两种偏振态的干涉光进行测量，成本高；

3、无法测量当β角为90°时的情况，因为一旦等于90°，则两束光测量的相位移动一定是相等的。因此这个方法无法做视盘环扫。因为环扫的时候很可能碰到方向和K₁K₂平面垂直的血管。

综上所述，如何提供一种简便而准确的血液流速的测量装置及方法是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种血液流速的测量装置及方法，在不需测得扫描光束与血液流动方向之间的夹角下可以简便而准确地实现血液流速的测量。