[发明专利]一种改进的微血管血流成像方法

说明书

本发明公开了一种用于血流成像方法，特别是涉及一种改进的光学或超声微血管血流成像方法。其中，用于微血管血流成像的方法包括：对目标进行数据采集；对同一位置重复扫描图像进行匹配；对匹配后图像进行叠加平均得到增强血流信号图像；对匹配后图像进行改进的时间衬比处理得到动态血流位置信息；利用血流位置信息在增强血流信号图像进行标记，得到血流图像。上述技术方案，通过改进的微血管血流成像算法可以提取组织血流信息，从而无损伤、非接触、无需造影剂即可对组织微血管内血流进行成像。

技术领域

本发明涉及一种血流成像方法。特别是涉及一种改进的光学或超声微血管血流成像方法。

背景技术

很多生物组织的病理及血管形态与组织微循环的改变密切相关。当前的成像方法存在一些局限性，包括有创(如放射线测量方法)、无法提供三维(3D)信息(如激光散斑衬比度成像)、空间和时间分辨率低(如核磁共振成像)或成像深度有限(如多光子显微镜，其成像深度300μm)。

光学血流成像：

光相干层析成像(Optical Coherence Tomography，OCT)是上世纪90年代初发展起来的一种新型的无损光学成像技术。它利用弱相干光干涉仪的基本原理，检测被测组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或散射信号，通过对干涉信号的分析，提取组织深度信息，给出组织的二维断层图像或三维图像信息。OCT优点主要包括分辨率高、高速、高灵敏度、活体、非侵入、横向分辨率与纵向分辨率相互独立等。因为OCT成像图像的轴向分辨率可达到微米级，易于小型化，所以其在皮肤、心血管疾病、胃肠道疾病、癌症早期诊断等方面的应用研究也日趋广泛。近年来，围绕着利用OCT高分辨力的特点，如何提取组织毛细血管中血流信息并对组织毛细血管微循环血流成像成为OCT研究领域的一个热点。光学微血流成像(Optical Micro Flow Imaging,OMFI)利用OCT在组织结构成像的基础上，通过算法提组织血流信息，从而无损伤、非接触、无需造影剂即可对组织毛细血管内血流进行成像。

血流成像技术的方法及原理

在过去几十年里，随着光源及检测技术的发展，已经开发了若干类型的OCT系统和方法，例如时域OCT(TD-OCT)和傅立叶域OCT(FD-OCT)。FD-OCT包括频域OCT(SD-OCT)和扫频源OCT(SS-OCT)，比时域OCT系统在灵敏度和成像速度等方面具有卓越的性能优势。高速的傅立叶域OCT系统不仅可以实现结构成像，而且还可以实现血流成像。OCT可以用来识别常见的视网膜血管疾病，诸如老年性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)以及视网膜血管阻塞等。但在临床上医生经常安排患有视网膜血管疾病的患者进行OCT和荧光素血管造影术(FA)同时检查。因此使用FD-OCT成像期间产生的数据来产生眼底的血管造影图像已经越来越受到关注。

1、光学微血管造影

Wang等提出一种基于k空间原始光谱提取频率变化信号的光学微血管造影(Optical Microangiography，OMAG)方法^[1-5]，是一种在体微循环毛细血管成像的方法。相对于静态组织，有很多因素可以影响OCT信号频谱变化，例如频移及粒子移动导致背反射变化引起的多普勒影响。通过对组织内静态散射信号和动态散射信号的有效分离，可获取毛细血管动态血液灌注的三维分布。

OMAG的工作原理是基于对光谱仪采集到的光谱干涉信号的分析，如公式(1)所示：