[发明专利]一种手术显微镜用术中血流成像方法、装置

权利要求书

1.一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、使用搭载了相干激光照明模块的手术显微镜连续采集T帧原始散斑图像；

S2、对于T帧原始散斑图像中的任意一个像素点，使用N×T的空间-时间窗像素点灰度数据构建初始反射光强矩阵，其中N为N₁×N₂的空间窗，N₁、N₂分别为空间窗横向、纵向像素点的个数，N＜T；

S3、基于初始反射光强矩阵获取对应像素点的单次散射光强二阶中心距和多次散射光强二阶中心矩；

S4、依次遍历原始散斑图像中的所有像素点，重复步骤S2～S3；

S5、基于单次散射光强二阶中心距和多次散射光强二阶中心矩分别计算各个像素点的单次和多次散射部分的衬比度值，并按照像素点位置排列组成表征表层相对血流速度的单次散射衬比度图像以及表征深部相对血流速度的多次散射衬比图像。

2.根据权利要求1所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S1中相干激光照明模块的激光束均匀照射在被观察的术中对象上。

3.根据权利要求1所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S2中构建初始反射光强矩阵的具体方式包括：

对于待构建初始反射光强矩阵的像素点，对T帧原始散斑图像分别进行大小为N₁×N₂空间窗像素点灰度数据采样得到T个空间窗灰度矩阵；

将T个空间窗灰度矩阵分别转换为列向量；

按时间顺序依次排列T个列向量，构建初始反射光强矩阵R_H。

4.根据权利要求1所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31、将初始反射光强矩阵转换为协方差矩阵；

S32、对协方差矩阵进行特征值分解；

S33、利用最小的特征值和分布计算多次散射光强二阶中心矩；

S34、基于初始反射光强矩阵的二阶中心矩和多次散射光强二阶中心矩计算单次散射光强二阶中心距。

5.根据权利要求4所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S31协方差矩阵通过下式获得：

W_H为协方差矩阵，RH为初始反射光强矩阵，矩阵与RH维度相同，中的元素值为RH矩阵中对应位置元素所在列的均值，为的转置矩阵。

6.根据权利要求4所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S32对协方差矩阵进行特征值分解表示为：

W_H＝UλU^-1

W_H为协方差矩阵，λ是对角阵，λ主对角线上的元素为协方差矩阵W_H的特征值，U为正交矩阵，U的每一列均为特征向量，U^-1为U的逆矩阵。

7.根据权利要求4所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S33多次散射光强二阶中心矩通过下式获得：

Q＝T/N

为多次散射光强二阶中心矩，λ_N为协方差矩阵进行特征值分解得到的最小的特征值。

8.根据权利要求4所述的一种手术显微镜用术中血流成像方法，其特征在于，步骤S34单次散射光强二阶中心距通过下式获得：

其中，为单次散射光强二阶中心距，为初始反射光强矩阵的二阶中心矩，为多次散射光强二阶中心矩。