[发明专利]一种三维血流速度动态监测装置及方法

权利要求书

1.一种三维血流速度动态监测装置，其特征在于：包括激光光源(1)、激光准直镜(2)、扩束镜(3)、毛玻璃片(4)、试管(5)、折射率匹配池(6)、第一电机(7)、远心镜头(8)以及图像采集相机(9)，所述试管(5)置于折射率匹配池(6)中，所述第一电机(7)驱动试管(5)转动，所述激光光源(1)输出的激光束先后经过激光准直镜(2)、扩束镜(3)以及毛玻璃片(4)进入到折射率匹配池(6)中，从折射率匹配池(6)出射的激光光束通过远心镜头(8)进入到图像采集相机(9)中；

通过对待测样品的每一个角度进行图像采集操作并进行衬比运算，再将处理后的多个图像数据依次进行希尔伯特变换、求导、以及反投影算法，并分别沿各横截面法线方向逆投影进行全空间回抹，实现对血管血流的实时相对三维速度监测，利用衬比值与速度成反比的关系，通过观察衬比值，实现对速度的实时动态监测；

通过公式1计算出N个待测图像中每个像素的衬比，公式1如下所示：

其中K表示某个像素的衬比，I_x,y表示某个像素的灰度强度，表示某个像素的灰度强度平均值。

2.根据权利要求1所述的一种三维血流速度动态监测装置，其特征在于：还包括第一升降机构(11)以及第二升降机构(12)，所述扩束镜(3)安装在第一升降机构(11)中，所述远心镜头(8)以及图像采集相机(9)均安装在第二升降机构(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种三维血流速度动态监测装置，其特征在于：所述第一升降机构(11)以及第二升降机构(12)均是多连杆升降机构。

4.根据权利要求2所述的一种三维血流速度动态监测装置，其特征在于：还包括水平移动机构，所述第二升降机构(12)安装在水平移动机构上。

5.根据权利要求4所述的一种三维血流速度动态监测装置，其特征在于：所述水平移动机构包括底座(131)、装载台(132)、第二电机(134)以及操作螺杆(133)，所述底座(131)上设有滑轨(135)，所述装载台(132)设置在滑轨(135)上，所述装载台(132)设有水平的通孔，所述通孔设有与操作螺杆(133)相互匹配的螺纹结构，所述操作螺杆(133)与装载台(132)的通孔螺纹连接，所述第二电机(134)驱动操作螺杆(133)转动，所述第二升降机构(12)设置在装载台(132)上。

6.根据权利要求5所述的一种三维血流速度动态监测装置，其特征在于：所述第一电机(7)是伺服电机，所述第二电机(134)是步进电机。

7.一种血流速度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，搭建如权利要求1至6任一项所述的三维血流速度动态监测装置，对监测装置进行初始化操作，初始化内容包括：设置激光光源(1)功率、第一电机(7)逐次驱动试管(5)转动的转动角度差、图像采集相机(9)的采集帧率和曝光时间；

步骤2，在当前角度下，为待测样品采集N个图像，将N个图像定义为待测图像；

步骤3，获取N个待测图像中每一个像素的灰度强度，计算N个待测图像中同一个像素的灰度强度平均值；

步骤4，通过公式1计算出N个待测图像中每个像素的衬比，公式1如下所示：

其中K表示某个像素的衬比，I_x,y表示某个像素的灰度强度，表示某个像素的灰度强度平均值；

步骤5，在当前角度下，从多个像素的衬比中获取最小值，记为监测标志值；

步骤6，根据转动角度差控制待测样品转动，重复步骤2至步骤5，直到待测样品完成360度转动；

步骤7，将各个待测图像分别进行希尔伯特变换、求导以及反投影运算，将各个待测图像分别沿各横截面法线方向逆投影进行全空间回抹，建立待测样品的三维血流分布图；

步骤8，根据各个角度下所获得的监测标志值的变化情况，判断待测样品的血流速度的动态变化。