激光散斑襯比成像方法改進研究.pdf

1、監(jiān)測血液動力學變化對于生命科學基礎研究及疾病臨床診斷等方面具有重要的意義。激光散斑襯比成像技術在血液動力學監(jiān)測方面，相對于其他技術具有快速成像、高時空分辨率、無需掃描就能實現大范圍二維流速監(jiān)測等優(yōu)勢，在監(jiān)測腦組織、皮膚、眼底視網膜以及腸系膜等生物組織二維流分布中取得了重要的應用。已有研究顯示，目前激光散斑襯比成像技術存在一些限制，例如，由于激光散斑襯比成像是一種二維成像，獲取的流速圖像內無法區(qū)分淺層與深層的血流，同時，光子在組織不同深度

2、之間穿梭，較深層次組織影響了對淺表組組織流速準確的流速測量；另一方面，現今對單一的血流速監(jiān)測仍不能滿足生物醫(yī)學研究與疾病診斷的要求，多參數的同步監(jiān)測方法是目前光學成像的研究趨勢。
　　鑒于傳統的激光散斑襯比成像方法難以突破這兩點限制，本文提出了對應的兩種改進的激光散斑襯比成像方法。提出將激光散斑襯比成像與結構光成像相結合發(fā)展了結構光照明的激光散斑襯比成像方法，實現抑制深層組織對表層流速的測量影響的效果；通過利用擁有拜耳濾光片的單C

3、CD彩色相機的特性，將激光散斑襯比成內源光信號分析相結合，實現對生物組織血流、血容以及血氧等多個血液動力學參數的測量。
　　本文取得的主要研究成果如下：
　?。?）通過將激光散斑襯比成像技術與結構光成像技術相結合，構建了結構光照明的激光散斑襯比成像方法，并設計搭建了基于該方法的成像系統。利用仿體實驗以及大鼠腦皮層血流檢測實驗，驗證了結構光照明的激光散斑襯比成像能夠十分有效的抑制深層組織對淺層組織血流的測量的影響，并通過調節(jié)結

4、構光的空間頻率，實現對來自于較深組織和來自于淺表組織血流的區(qū)分。
　?。?）基于擁有Bayer濾光片的單CCD彩色相機的工作原理，通過將激光散斑襯比成像技術與內源光信號分析方法相結合，構建了利用單個彩色相機的雙波長激光散斑襯比成像系統。利用仿體實驗、離體血液的血容與血氧測定實驗以及人體手臂血流阻塞實驗驗證了利用單個彩色相機的雙波長激光散斑襯比成像能夠對生物組織的血液流速、血液容積以及血液中氧含量實現同步的監(jiān)測，并討論了準確評估路徑