[发明专利]一种精准光调控系统及光调控方法

说明书

本发明提出了一种精准光调控系统及光调控方法，包括激光散斑照明子系统，提供激光散斑照明光；空间光刺激子系统，提供空间刺激光；成像采集子系统，接收激光散斑照明光和空间刺激光，并将二者进行耦合，以及提供成像视场进行激光散斑成像；图像处理子系统，包括：反馈调节模块，根据激光散斑的成像结果来输出调节信号给空间光刺激子系统，使其输出调节后的空间刺激光；视场匹配模块，在下一次成像前对调节后的空间刺激光光场与成像视场进行空间匹配。通过图像处理子系统实时采集成像并进行反馈、以调节空间刺激光，调节后的空间刺激光形成了新的光刺激，并根据光刺激得到新的生物成像，最终实现空间刺激光实时调控的闭环光调控系统。

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其是涉及一种精准光调控系统及光调控方法。

背景技术

光学调控是一种通过光场与物质进行相互作用，从而对物质的活动、状态、特性等方面进行调控的一种方法。特别是对于生物组织，光是调控其生理功能状态的重要手段之一。例如，利用光化学效应则可以形成血管的栓塞。基于光化学原理的脑缺血方法，可利用照射光束选择梗塞的区域及位置，具有操作简单、重复性好等优点。然而，在当前的光化学缺血中，由于缺少方法对照射光束能量的时间-空间分布进行动态调制，难以实现灵活、精确的照射光束调控。因此，往往采用宽光束照射，只能实现大面积缺血。而聚焦光束虽能实现更局域化、小面积的脑组织梗塞或血管栓塞，但缺少灵活控制聚焦光斑位置、形状和尺寸的方法。难以同时在不同的位置产生形状不同的照射光斑，而“同时在不同的位置产生形状可调控的照射光斑”，是利用光化学缺血效应，实现脑功能区、小血管选择性、靶向性缺血的关键。

特别是，传统光化学脑缺血过程缺少实时评估光化学效应引起的血管堵塞状况，因而无法实时调控照射光的剂量，往往都会引起早期血脑屏障开放，并有可能造成较严重的微血管损害即血管源性脑水肿。缺乏实时血流成像反馈的方法，还会造成单根小血管栓塞时，因光剂量过大产生血管周围皮质区脑组织的直接梗塞缺血。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种精准光调控系统，可以实时调节照射光的剂量和空间分布，实现闭环精准光调控，提高脑缺血疾病的诊治精确性。本发明的第二个目的提出一种精准光调控方法。

为了达到上述目的，本发明的提出了一种精准光调控系统，包括：激光散斑照明子系统，提供激光散斑照明光；空间光刺激子系统，提供光源，形成具有所需空间分布的空间刺激光；成像采集子系统，接收所述激光散斑照明光和所述空间刺激光，并将二者进行耦合，以及提供成像视场进行激光散斑成像，并根据第一次激光散斑成像的结果调节空间刺激光的光场，使其与激光散斑成像视场进行空间匹配；图像处理子系统，包括：反馈调节模块，根据激光散斑成像的结果来输出调节信号给空间光刺激子系统，以调节所述光源的参数或同时调节所述空间刺激光的空间分布，形成新的空间刺激光。

根据本申请实施例的精准光调控系统，通过对激光散斑成像与空间照明耦合过程的改进，提高激光散斑照明子系统与空间光刺激子系统的耦合度、减少成像噪音信息，可以提高系统的光利用率，保证光场的空间分布，提高成像质量和观测的准确度，以及，通过图像处理子系统实时采集成像并进行反馈，成像采集子系统根据随机成像的结果调节空间刺激光光场，以及反馈调节模块根据激光散斑成像的结果来输出调节信号给空间光刺激子系统，以调节光源的参数或空间刺激光的空间分布，形成新的空间刺激光，满足了不同位置的缺血需求，调节后的空间刺激光形成了新的缺血位置的刺激，使得成像采集子系统采集到的动态血流成像再次发生变化，实现对光空间分布和光剂量的闭环控制，以及实现对空间刺激光剂量实时调控。