[发明专利]一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法及系统，可用于皮肤血流灌注的监测，解决了现有技术中，对皮肤血流灌注监测时，无法同时获取皮肤血流流速分布和血容积脉搏波，不能对皮肤血流灌注全面测评的问题。本发明提出了一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法，采用两台视频成像系统同步控制，实时采集血容积和激光散斑视频图像并同步处理，同时获得血流流速分布和血容积脉搏波，实现对待测皮肤血流灌注实时、全面监测。为了实现上述方法，本发明还提出了一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像系统，该系统包括：激光光源、准直扩束镜、绿光光源、分束镜、第一滤光片、第一视频成像模块、第二滤光片、偏振片、第二视频成像模块。

技术领域

本发明属于皮肤血流灌注监测技术领域，具体涉及一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法及系统，可用于对待测皮肤组织血流灌注情况实时、全面的表征。

背景技术

皮肤循环状态是血管通路、功能水平以及心血管疾病表征的主要标志。皮肤血流灌注的定义为单位时间内流过皮肤的血液量，是人体微循环监测、健康诊断、预后评估等过程中的重要指标之一。现有技术中，用于监测皮肤血流灌注的常用方法有激光散斑衬比成像、成像式光电容积描记术等。如图3所示，激光散斑衬比成像技术可以实现对皮肤血流的大面积监测，但仅能获得血流流速分布，无法准确获取皮肤血容积信号；如图4所示，成像式光电容积描记术可以实现对皮肤血容积变化进行监测，但仅能获得皮肤血容积脉搏波，而无法对血流流速进行测量；现有技术各自存在的弊端，均无法具备同时获取皮肤血流流速分布和血容积脉搏波的能力，进而无法实现对皮肤血流灌注进行全面的、实时的测量及表征。

发明内容

本发明为解决现有技术中，对待测皮肤组织皮肤血流灌注进行测量时，通常采用的方法不能实现同时获取皮肤血流流速分布和血容积脉搏波的问题，提出一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法及系统，此成像方法及系统可用于皮肤血流灌注的血流流速分布和血容积脉搏波的获取，具有对待测皮肤组织进行全面、实时测量及表征的技术特点。

本发明的技术解决方案是：

一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法，包括以下步骤：

步骤1、使激光光源1的入射光经过准直扩束镜2，形成准直扩束光束，将准直扩束光束和绿光光源4的入射光同时照射到待测皮肤组织3；

步骤2、经待测皮肤组织3反射的光束通过分束镜5，形成反射光束和透射光束；

步骤3、反射光束经过第一滤光片6滤除激光光源成分后进入第一视频成像模块7，获得待测皮肤组织3的血容积信号；第一视频成像模块7对血容积信号进行处理，得到血容积脉搏波；

同时，透射光束经第二滤光片8滤除绿光光源成分后，经偏振片9形成偏振光，偏振光进入第二视频成像模块10，获得激光散斑视频图像；第二视频成像模块10对激光散斑视频图像处理后，得到待测皮肤组织3的血流流速分布；

步骤4、将待测皮肤组织3的血容积脉搏波与血流流速分布相结合，实现对待测皮肤组织3的实时血流灌注表征。

进一步地，所述的一种用于皮肤血流灌注表征的双模成像方法，其特征在于：

步骤3中，所述获得待测皮肤组织3的血容积信号具体为：第一视频成像模块7采集的反射光束光强变化信号，对其光强变化做区域平均以提取待测皮肤组织3的血容积信号；所述第一视频成像模块7对血容积信号进行处理，得到血容积脉搏波PPG_f(i,j,t)，具体计算公式为：

式中PPG(i,j,t)表示第i行、第j列t时刻的区域平均灰度值；I(i,j,t)表示第i行、第j列t时刻的灰度值；i和j表示图像x和y方向的像素点坐标，m表示选定区域像素的行数，n表示选定区域像素的列数；M表示图像像素的行数,N表示图像像素的列数，t表示时刻；