[发明专利]一种血管血流投影层析三维成像系统及成像方法

说明书

本发明公开了一种血管血流投影层析三维成像系统，包括白光光源、激光光源、采集相机模块、旋转电机模块、折射率匹配池以及图像数据处理模块，白光光源发出白光光束进入折射率匹配池中照射在被测样品中，激光光源发出激光光束通过光纤分光器形成第一激光光束以及第二激光光束照射在被测样品上形成漫反射。本发明创造基于散斑强度波动调制效应以及侧向散射型滤波投影层析技术，将透射的白光光束以及激光光束集中到采集相机模块中，采集相机模块将采集到的图像数据传输到图像数据处理模块中，以重建被测对象的血管模型。本发明创造无需采用具有副作用的辐射光源以及造影剂，对人体危害低，并且具有高分辨率，高信噪比以及高探测深度等优点。

技术领域

本发明涉及血管成像技术领域，更具体地说涉及一种血管血流投影层析三维成像系统及成像方法。

背景技术

现代医疗技术上针对血管类疾病的治疗，在医护人员了解该类疾病病情的时候，需要利用一种称为血管造影的技术。

现有的血管造影主要是基于光学原理，主要方案有光学相干层析(OCT)、数字减影血管造影(DSA)以及计算机断层螺旋扫描血管成像技术(SCTA)。其中OCT技术具有超高分辨率，但其成像方式为纵向三维成像，成像深度受到光源的带宽所限，并且在对较厚的生物介质成像时会由于散射和光吸收的影响而存在下表层面的信息丢失现象，随着待测物的厚度的增加更为明显；DSA主要是对生物样品未注射造影剂前X光投影所得电子数据和注射造影剂后X光投影所得的电子数据进行差值处理，将生物样品的血管血流信号从源数据中凸显，但完整结构的血管血流三维成像方面具有一定的局限性。而SCTA是通过使用X光对生物样品进行多角度透射吸收投影并直接将大面积的固体探测器置于透射投影后获得生物样品组织的内部结构的电子数据，数据采集期间需针对待测生物样品注射造影剂进行额外成像效果增强，所得原始采集数据再经过投影层析技术将血管影像进行三维重建，因此相对于OCT以及DSA，SCTA适用性更强，效果更佳。

但是SCTA三维成像主要是在样品被注射造影剂进行辅助的情况下，使用X光对样品进行360度多方位透射吸收投影成像，再通过投影层析成像算法重建样品的血管的三维图像。由于SCTA三维成像技术是使用具有辐射性质的X光作为检测光源，导致在使用过程中对生物样品具一定的危害性；且在血管X光成像前需对待测生物样品进行造影剂注射处理，而造影剂对生物样品具有一定反应机制和物理-化学反应，从而导致部分生物样品所采集的数据失真，严重可导致生物样品死亡；现有的SCTA三维成像技术的时空分辨率和信噪比相对较低，无法满足尺寸为毫米级别的小生物样品进行血管三维成像，且该技术对血管的三维成像局限于血管的结构成像，无法对血管内部血流信息的探测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种失真度小、精度高、危害低的血管血流投影层析三维成像系统及成像方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种血管血流投影层析三维成像系统，包括白光光源、激光光源、采集相机模块、旋转电机模块、折射率匹配池、光纤分光器以及图像数据处理模块，所述旋转电机模块带动被测样品转动，所述采集相机模块输出端与图像数据处理模块输入端相连，所述被测样品置于折射率匹配池中，所述白光光源发出白光光束，所述白光光束进入折射率匹配池中照射在被测样品中，从折射率匹配池中出射的白光光束进入采集相机模块中，所述激光光源发出激光光束，所述激光光束通过光纤分光器形成第一激光光束以及第二激光光束，所述第一激光光束以及第二激照射在被测样品上形成漫反射，反射的第一激光光束以及第二激光光束进入采集相机模块中。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明创造还包括远心镜头，所述白光光束、第一激光光束以及第二激光光束均通过远心镜头进入采集相机模块中。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明创造还包括第一扩束镜以及第二扩束镜，所述第一激光光束以及第二激光光束分别通过第一扩束镜以及第二扩束镜照射在被测样品上。