[发明专利]多模激光斑点成像

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2012年3月5日提交的第13/394,261号美国申请的部分继续申请且要求该美国申请的优先权，第13/394,261号美国申请要求于2010年9月7日提交的PCT/US2010/047949以及于2009年9月4日提交的第61/239,947号美国临时申请的优先权及权益，这些申请的全部内容通过引用全部并入本文中。

背景技术

激光斑点(LS)成像是一种众所周知的技术。通过对从目标散射的相干光线进行成像获得激光斑点图像。如果目标包括处于各种不同深度的散射体，则散射将依据来自各种散射体的各种路径长度而引起原先相干光线相长地或相消地相加，导致图像具有亮点和暗点，即斑点。如果散射体移动，则斑点图案将改变。因此，激光斑点反差图像将容易在散射体移动且抹去斑点图案的区域中具有较低的反差度。激光斑点反差图像可基于一个或多个原始激光斑点图像来如此计算：

其中，i指示图像的行，j指示图像的列，N是原始激光斑点图像被组合的数量，I表示获得的原始激光斑点图像的强度，S表示在时间上的若干图像中的单个像素(i,j)或在单个图像中的原始图像附近的限制区域(i,j)，诸如[5像素×5像素]窗口，表示在单个图像内的S上或在N个图像上的单个像素处计算的亮度I的标准偏差，μ表示在单个帧内的S上或在N个图像上的单个像素上计算的强度I的平均值，以及K(x,y)是LS图像的像素(x,y)处计算出的激光斑点反差。

LS图像可使用以下公式来用于计算血液流量：

其中，K是LS反差，T是图像所需的曝光时间，以及l/τ_c是血流速度的指标。

发明内容

以下内容展示了简化发明内容，以便提供本发明的一些方面的基本理解。该发明内容不是本发明的宽范围概述。该发明内容不旨在确定本发明的关键/主要元素或描绘本发明的范围。其唯一目的在于以简化形式展示本发明的一些概念，作为稍后展示的更详细描述的前奏。

用于多模激光斑点成像的系统可包括第一光源、第二光源、相机和处理器，其中第一光源放置成朝向目标发射激光，第二光源放置成朝向目标发射光，相机放置成接收从目标散射的光。处理器可编程为从至少一个相机接收由激光照明的目标的至少一个图像、从由激光照明的目标的至少一个图像获得目标的激光斑点反差图像、从至少一个相机接收由第二光源照明的目标的至少一个图像、将激光斑点反差图像分割成子部分、以及将由第二光源照明的目标的至少一个图像分割成相同的子部分、通过将激光斑点反差图像的每个子部分与由第二光源照明的目标的至少一个图像组合并将该组合与一个或多个标准进行比较确定每个子部分是否包括某一类型的特征，以及将图像的子部分中检测的特征的类型和位置输出。

附图说明

为了更全面地理解本发明的本质和期望目的，参考结合附图进行的以下详细描述，在附图中相同的参考标号在整个若干视图中指示相对应的部分。

图1至图3示出了进行本文所描述的技术的示例性系统。

图4示出了用于从微静脉区分微动脉的过程。

图5示出了使用多重曝光的改进的血液流量估计的过程。

图6示出了用于定量地描述脉管系统内的血液流量的过程。

图7示出了用于发现脉管边缘的过程。

具体实施方式

用于多模激光斑点成像的系统可包括第一光源、第二光源、相机和处理器，其中第一光源放置成朝向目标发射激光，第二光源放置成朝向目标发射光，相机放置成接收从目标散射的光。处理器可编程为从至少一个相机接收由激光照明的目标的至少一个图像、从由激光照明的目标的至少一个图像获得目标的激光斑点反差图像(例如，根据公式1)、从至少一个相机接收由第二光源照明的目标的至少一个图像、将激光斑点反差图像分割成子部分、以及将由第二光源照明的目标的至少一个图像分割成相同的子部分、通过将激光斑点反差图像的每个子部分与由第二光源照明的目标的至少一个图像组合并将该组合与一个或多个标准进行比较确定每个子部分是否包括某一类型的特征，以及将图像的子部分中检测的特征的类型和位置输出。

目标可包括体内脉管系统，包括但不限于脑部、眼部或皮肤脉管系统。在可替换的实施方式中，目标可包括位于人或动物身体的任何组织内的脉管系统、单独脉管或连接的脉管网络。目标还可包括封闭管的系统，其中微粒材料流经封闭管。例如，目标可以是人造血流经其的塑料管、或者目标可以是细胞或微胶珠流经其的微流通道。