激光散斑襯比成像方法改進(jìn)研究.pdf

1、監(jiān)測(cè)血液動(dòng)力學(xué)變化對(duì)于生命科學(xué)基礎(chǔ)研究及疾病臨床診斷等方面具有重要的意義。激光散斑襯比成像技術(shù)在血液動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)方面，相對(duì)于其他技術(shù)具有快速成像、高時(shí)空分辨率、無需掃描就能實(shí)現(xiàn)大范圍二維流速監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，在監(jiān)測(cè)腦組織、皮膚、眼底視網(wǎng)膜以及腸系膜等生物組織二維流分布中取得了重要的應(yīng)用。已有研究顯示，目前激光散斑襯比成像技術(shù)存在一些限制，例如，由于激光散斑襯比成像是一種二維成像，獲取的流速圖像內(nèi)無法區(qū)分淺層與深層的血流，同時(shí)，光子在組織不同深度

2、之間穿梭，較深層次組織影響了對(duì)淺表組組織流速準(zhǔn)確的流速測(cè)量；另一方面，現(xiàn)今對(duì)單一的血流速監(jiān)測(cè)仍不能滿足生物醫(yī)學(xué)研究與疾病診斷的要求，多參數(shù)的同步監(jiān)測(cè)方法是目前光學(xué)成像的研究趨勢(shì)。
　　鑒于傳統(tǒng)的激光散斑襯比成像方法難以突破這兩點(diǎn)限制，本文提出了對(duì)應(yīng)的兩種改進(jìn)的激光散斑襯比成像方法。提出將激光散斑襯比成像與結(jié)構(gòu)光成像相結(jié)合發(fā)展了結(jié)構(gòu)光照明的激光散斑襯比成像方法，實(shí)現(xiàn)抑制深層組織對(duì)表層流速的測(cè)量影響的效果；通過利用擁有拜耳濾光片的單C

3、CD彩色相機(jī)的特性，將激光散斑襯比成內(nèi)源光信號(hào)分析相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織血流、血容以及血氧等多個(gè)血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)量。
　　本文取得的主要研究成果如下：
　?。?）通過將激光散斑襯比成像技術(shù)與結(jié)構(gòu)光成像技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)光照明的激光散斑襯比成像方法，并設(shè)計(jì)搭建了基于該方法的成像系統(tǒng)。利用仿體實(shí)驗(yàn)以及大鼠腦皮層血流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)光照明的激光散斑襯比成像能夠十分有效的抑制深層組織對(duì)淺層組織血流的測(cè)量的影響，并通過調(diào)節(jié)結(jié)

4、構(gòu)光的空間頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)來自于較深組織和來自于淺表組織血流的區(qū)分。
　?。?）基于擁有Bayer濾光片的單CCD彩色相機(jī)的工作原理，通過將激光散斑襯比成像技術(shù)與內(nèi)源光信號(hào)分析方法相結(jié)合，構(gòu)建了利用單個(gè)彩色相機(jī)的雙波長(zhǎng)激光散斑襯比成像系統(tǒng)。利用仿體實(shí)驗(yàn)、離體血液的血容與血氧測(cè)定實(shí)驗(yàn)以及人體手臂血流阻塞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了利用單個(gè)彩色相機(jī)的雙波長(zhǎng)激光散斑襯比成像能夠?qū)ι锝M織的血液流速、血液容積以及血液中氧含量實(shí)現(xiàn)同步的監(jiān)測(cè)，并討論了準(zhǔn)確評(píng)估路徑