[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

权利要求书

1.一种血管血流投影层析三维成像方法，应用于一种血管血流投影层析三维成像系统，所述系统包括白光光源（1）、激光光源（2）、采集相机模块（3）、旋转电机模块（4）、折射率匹配池（5）、光纤分光器（7）以及图像数据处理模块（6），所述旋转电机模块（4）带动被测样品转动，所述采集相机模块（3）的输出端与图像数据处理模块（6）的输入端相连，所述被测样品置于折射率匹配池（5）中，所述白光光源（1）发出白光光束，所述白光光束进入折射率匹配池（5）中照射在被测样品中，从折射率匹配池（5）中出射的白光光束进入采集相机模块（3）中，所述激光光源（2）发出激光光束，所述激光光束通过光纤分光器（7）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所述第二激光光束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（3）中；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤A：设置白光光束和激光光束的光照强度，令白光光束以及激光光束照射在被测样品上；

步骤B：控制被测样品逐次转动固定角度，直到转动角度满足360度；

步骤C：采集被测样品每个固定角度下被测样品横截面的图像数据；

步骤D：对步骤C中所采集的多个图像数据沿时间方向进行快速傅里叶变换，设定滤波范围，获取频域的动态散斑数据以及静态散斑数据；

步骤E：计算频域的调制深度，所述调制深度等于动态散斑数据之和与静态散斑数据之和的比值；

步骤F：将所述调制深度进行逆傅里叶变换，得到时域动态散斑信号与时域静态散斑信号的调制衬比，并合成血管脉络图；

步骤G：对步骤C所采集的多个图像数据依次进行希尔伯特变换，求导，以及反投影运算，并分别沿各横截面法线方向逆投影进行全空间回抹，建立血流脉络图；

所述步骤G包括以下步骤：

步骤G1：设定被测样品中每个横截面的衰减系数在二维平面的分布为，利用下述公式计算采集到的图像数据：，其中S为被测样品横截面上图像数据的水平坐标，对应于采集相机模块垂直旋转轴的一排感光元件的坐标；θ表示被测样品的旋转角度，为广义函数：；

步骤G2：引入点扩展函数，重新设定每个横截面的衰减系数在二维平面的分布，经滤波处理后，结果为，引入所述扩展函数是出于实际中的成像系统都是非理想性的；

步骤G3：根据各角度下所采集的图像数据按相应的时序进行血流切面图组建，再将各个血流切面图合成一个完整的血流脉络图。

2.根据权利要求1所述的一种血管血流投影层析三维成像方法，其特征在于：还包括远心镜头（8），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（8）进入采集相机模块（3）中。

3.根据权利要求1所述的一种血管血流投影层析三维成像方法，其特征在于：还包括第一扩束镜（91）以及第二扩束镜（92），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（91）以及第二扩束镜（92）照射在被测样品上。

4.根据权利要求1所述的一种血管血流投影层析三维成像方法，其特征在于：还包括光扩散板（10），所述白光光束通过光扩散板（10）进入折射率匹配池（5）中照射在被测样品中。

5.根据权利要求1所述的一种血管血流投影层析三维成像方法，其特征在于：还包括控制终端，所述采集相机模块（3）包括CMOS相机、第一模拟开关、模数转换器以及图像存储器，所述CMOS相机通过第一模拟开关与模数转换器的输入端相连，所述模数转换器的输出端与图像存储器的输入端相连，所述图像存储器与图像处理模块相连，所述控制终端的输出端与第一模拟开关的控制端相连。

6.根据权利要求5所述的一种血管血流投影层析三维成像方法，其特征在于：所述旋转电机模块（4）包括伺服电机、第二模拟开关以及第一数模转换器，所述伺服电机通过第二模拟开关与第一数模转换器的输出端相连，所述第一数模转换器的输入端与控制终端相连，所述控制终端的输出端与第二模拟开关的控制端相连。