[发明专利]一种三维长景深血流造影图获取装置及其实现方法

权利要求书

1.一种三维长景深血流造影图获取装置的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，计算机控制旋转平台将扩束镜和CCD相机旋转到一个初始角度θ，并将该初始角度默认为零，由激光器产生的低相干光通过光纤经扩束镜照射到匹配池中位于样品悬挂柱上的样品，低相干光穿透样品后继续向前照射，直到被CCD相机接收，CCD相机在焦平面采集多张图像并传输到计算机进行后续处理；之后，计算机控制步进电机改变CCD相机的焦距位置，并控制相机获取另外一个焦平面的多张原始图像，该过程执行多次，直至将样品的各个部位在该θ角度的清晰图像都包含在CCD相机所采集的图像之中，根据在不同焦平面采集到的图像，获得不同焦平面的血流造影图，再进一步融合不同焦平面的血流造影图得到长景深血管造影图；

步骤二，计算机控制旋转平台按照固定方向旋转多个角度Δθ，再重复所述步骤一的过程，从而获得多个角度的长景深血流造影图；

步骤三，在计算机数据处理过程中，首先利用吸收强度波动调制效应，即AIFM效应，获得各个角度的各个不同焦平面的血流造影图，再对每个角度的不同焦平面的血流造影图进行融合，以获得各个角度的长景深血流造影图，最后根据各个角度的长景深血流造影图，并利用滤波反投影算法获得三维长景深血流造影图，具体处理过程如下：

根据AIFM效应，要获得每个焦平面的血流造影图，则红细胞RBCs信号I_AC和背景信号I_DC可在频域中分离，使用公式如下：

I_AC(x,y,t)＝HPF(I(x,y,f))

I_DC(x,y,t)＝LPF(I(x,y,f))，     (1)

其中HPF()和LPF()分别表示高通滤波和低通滤波，I(x,y)为采集到的原始图像，x,y分别表示I中像素点的横坐标和纵坐标，I(x,y,t)是采集到的序列图像，I(x,y,f)为其频域信号；

而与红细胞RBCs运动相关的血流造影图MD可由下式得到：

其中和分别是动态信号和静态信号随时间推移的平均绝对值；

使用拉普拉斯金字塔算法将在同一个角度的若干张不同焦面的血流造影图进行图像融合，则可得到一张长景深血流造影图，令G_N为高斯金字塔的顶层图像，则根据拉普拉斯金字塔算法，并根据以下公式获得融合后的长景深血流造影图：

其中，LP_l代表第l层拉普拉斯金字塔图像，N代表拉普拉斯金字塔的总层次，是通过G_l内插放大获得的图像，与G_l相同的维度；

在得到各个角度的长景深血流造影图之后，利用反拉东变换获得三维长景深血流造影图f(x,y)，计算公式如下：

其中P_θ(t)为长景深血流造影图的各行或各列数据，θ为旋转平台旋转的角度，t为垂直于CCD相机的投影轴；

则通过上述过程可实现三维长景深血流造影图；

所述三维长景深血流造影图获取装置包括激光器、扩束镜、匹配池、样品悬挂柱、CCD相机、步进电机、旋转平台、支撑架和计算机，其中，所述样品悬挂柱设置在所述支撑架上且位于所述支撑架的顶部，所述样品悬挂柱上设有用于实验的样品，所述匹配池内设有溶液，所述样品沉浸在所述匹配池内的溶液中；所述扩束镜、匹配池和步进电机都设置在所述旋转平台上，所述CCD相机固定在所述步进电机上，所述匹配池位于所述扩束镜和所述CCD相机之间；

所述扩束镜通过光纤与所述激光器相连接，所述激光器发射低相干光通过所述扩束镜照射所述样品，并穿过所述样品被所述CCD相机接收；所述步进电机、CCD相机和旋转平台分别与所述计算机相连接。