[发明专利]一种组织体局部血氧饱和度变化量拓扑成像装置及方法

摘要

本发明公开了一种组织体局部血氧饱和度变化量拓扑成像装置，包括光源单元、探测单元和计算机，光源单元包括激光控制器、三个不同波长的近红外激光器、波分复用器和1:9光开关；探测单元包括光纤布配器，9根源光纤、4根探测光纤、用于准直反射光的准直器、对输出光强进行调节的滤光轮、探测光子的四个光电倍增管、路由器以及多维单光子计数模块TCSPC；本发明成像方法基于最小二乘拟合算法和动态水吸收修正算法，最小二乘拟合算法具有在目标体尺寸和源探距离相近时仍能较好重建异质体形状和参数值的优势。动态水吸收修正算法能够消除水背景对光吸收的影响，进而使得氧合血红蛋白和还原红蛋白浓度的变化更加精确。

主权项

一种组织体局部血氧饱和度变化量拓扑成像装置，包括光源单元、探测单元和计算机，其特征在于：所述光源单元包括激光控制器(1)、三个不同波长的近红外激光器(2)、波分复用器(3)和1:9光开关(4)；三个激光器(2)产生的不同波长的近红外激光由多路单模光纤耦合到所述波分复用器(3)后由一路光纤输出；所述1:9光开关(4)用于实现在不同的光源入射位置间进行切换；激光器(2)为近红外皮秒脉冲半导体激光器，激光器(2)的脉冲半高宽为40～80ps；三个激光器(2)的波长在650～950nm,且个激光器(2)之间波长的差值50～150nm；所述探测单元包括光纤布配器(6)、9根源光纤(5)、4根探测光纤(7)、用于准直反射光的准直器(8)、对输出光强进行调节的滤光轮(9)、探测光子的四个光电倍增管PMT(10)、路由器(11)以及多维单光子计数模块TCSPC(12)；其中：所述源光纤(5)用于传导照射到待测组织体表面不同源位置的入射光；所述光纤布配器(6)用于布配源光纤(5)和探测光纤(7)在待测组织体表面的位置；所述探测光纤(7)用于传导由待测组织体表面不同探测位置反射的漫反射光；所述滤光轮(9)内装有3～6个不同衰减系数的中值密度衰减片；所述路由器(11)用以辨别四个光电倍增管(10)探测到的多维漫反射光信号；所述多维单光子计数模块TCSPC(12)用以记录多维漫反射光信号的时间点扩展函数；所述激光控制器(1)、所述波分复用器(3)、所述滤波轮(9)、所述路由器(11)和所述多维单光子计数模块TCSPC(12)均连接至所述计算机(13)。