本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

微循環(huán)是指微動脈與微靜脈之間的血液循環(huán)，是人體循環(huán)系統(tǒng)中最基層的結(jié)構(gòu)和功能單元，也是人體血液與各組織、細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換的途徑。人體的每個器官和組織細(xì)胞主要由微循環(huán)提供氧氣、養(yǎng)料和輸送能量，排出二氧化碳以及代謝廢物。而紅細(xì)胞是血液中數(shù)量最多的細(xì)胞，占血細(xì)胞總數(shù)的99％，作為人體體內(nèi)通過血液輸送氧氣的主要媒介，因而，紅細(xì)胞多個參數(shù)的檢測對判斷人體體內(nèi)組織的健康狀況及疾病的治療有著重要的指導(dǎo)和輔助作用。

很多重癥患者在接收長期治療時，由于血液循環(huán)功能有所下降，且手指腳趾長期無法活動，使得患者的肢端供血不足，如果處理不及時將引起組織壞死。然而在現(xiàn)有技術(shù)中，一般的光學(xué)成像技術(shù)無法對甲襞區(qū)域以外的微循環(huán)進(jìn)行成像，且有些光學(xué)成像系統(tǒng)用途單一，如激光散斑成像系統(tǒng)，雖能反映大視場的微循環(huán)血液流動性，但對紅細(xì)胞濃度變化的檢測并不敏感，在臨床檢測中的作用十分有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法及裝置，能通過單個成像系統(tǒng)同時檢測肢端微循環(huán)的血流速度及紅細(xì)胞濃度，且能在非接觸的情況下檢測甲襞區(qū)域以外的肢端組織，操作簡單。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法，包括：

啟動雙波長激光系統(tǒng)以發(fā)出具有相同偏振方向的第一線偏振激光以及第二線偏振激光；其中，所述第一線偏振激光的波長在紅光或近紅光波段范圍內(nèi)，所述第二線偏振激光的波長在綠光波段范圍內(nèi)；

將所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光垂直照射到被測組織；

收集從所述被測組織表面反射回來的光線和所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的光線，并濾除從所述被測組織表面反射回來的光線，得到被測組織的第一成像；

根據(jù)所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的波長，將所述第一成像分離出第一通道成像與第二通道成像；其中，所述第一通道成像是由所述第一線偏振激光照射所述被測組織得到的，所述第二通道成像是由所述第二線偏振激光照射所述被測組織得到的；

分別對所述第一通道成像與所述第二通道成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲取所述第一通道成像數(shù)字圖像信號與所述第二通道成像數(shù)字圖像信號；

對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，以及對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

在一種可選的實施方式中，所述對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，具體為：

利用n*n大小的滑動窗，根據(jù)公式(ⅰ)對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行遍歷，得到每一滑動窗內(nèi)像素灰度集的空間統(tǒng)計量k，

其中，n為滑動窗一邊長的像素個數(shù)，ii為滑動窗內(nèi)第i個像素的灰度值，為滑動窗內(nèi)所有像素的平均灰度值；

根據(jù)公式(ⅱ)計算每一滑動窗內(nèi)中心像素的血流值v(x,y)，

v(x,y)＝b/k²(x,y)(ⅱ)

其中，b為校準(zhǔn)系數(shù)，x、y分別代表該像素在圖像中的坐標(biāo)；

以每個像素對應(yīng)的血流值v(x,y)為灰度，構(gòu)建所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號對應(yīng)的二維血流圖，即獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：根據(jù)每一幀的所述二維血流圖中每個像素對應(yīng)的血流值v(x,y)，計算出該幀二維血流圖的平均血流值，并根據(jù)所述每一幀的時間順序得出所述被測組織的平均血流值變化趨勢線。

在一種可選的實施方式中，所述對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖，具體為：

對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號根據(jù)公式(ⅲ)進(jìn)行差分運(yùn)算，得到第一組織活力指數(shù)m，

其中，mred、mgreen分別為所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的矩陣和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的矩陣，k為紅細(xì)胞對所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的吸收差異系數(shù)，kgain為系統(tǒng)常數(shù)；

對所述第一組織活力指數(shù)m根據(jù)公式(ⅳ)進(jìn)行線性修正，得到第二組織活力指數(shù)tivi，

tivi＝me^-p*m(ⅳ)

其中，p為經(jīng)驗因子；

根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

在一種可選的實施方式中，所述根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖，具體為：

根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到所述被測組織的第二成像，對所述第二成像進(jìn)行偽彩色編碼后，得到表征所述被測組織紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：根據(jù)每一幀的所述組織活力指數(shù)圖對應(yīng)的第二組織活力指數(shù)tivi，計算出該幀組織活力指數(shù)圖的紅細(xì)胞濃度平均值，并根據(jù)所述每一幀的時間順序得出所述被測組織的紅細(xì)胞濃度平均值變化趨勢線。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：對于一組織區(qū)域m,分別計算在不同時刻t0與t1的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值，并通過方程式(ⅴ)計算出所述被測組織的氧合血紅蛋白的濃度變化量δcoh以及還原血紅蛋白的濃度變化量δcdoh，

其中，i(m,λred,t1)、i(m,λred,t0)、i(m,λgreen,t1)、i(m,λgreen,t0)分別為在t1與t0時刻所述第一通道成像數(shù)字圖像信號及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值，εoh(red)、εoh(green)、εdoh(red)、εdoh(green)分別為氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白對所述第一線偏振激光的消光系數(shù)及所述第二線偏振激光的消光系數(shù)。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：根據(jù)時間順序分別對所述被測組織的氧合血紅蛋白的濃度變化量δcoh以及還原血紅蛋白的濃度變化量δcdoh進(jìn)行排序，得到所述被測組織的血氧濃度變化趨勢線。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：計算所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值，并根據(jù)所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值計算出所述被測組織的脈搏血氧飽和度。

為了實現(xiàn)相同的目的，本發(fā)明另一方面提供了一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測裝置，包括：雙波長激光系統(tǒng)、光學(xué)成像探頭、檢偏器、分光鏡、成像接收系統(tǒng)以及信號處理器；

所述雙波長激光系統(tǒng)用于發(fā)出具有相同偏振方向的第一線偏振激光以及第二線偏振激光，所述第一線偏振激光的波長在紅光或近紅光波段范圍內(nèi)，所述第二線偏振激光的波長在綠光波段范圍內(nèi)；并將所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光垂直照射到被測組織；

所述光學(xué)成像探頭用于收集從所述被測組織表面反射回來的光線和所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的光線，并傳輸至所述檢偏器；

所述檢偏器的偏振方向與所述第一線偏振激光及所述第二線偏振激光的偏振方向相互垂直，用于濾除從所述被測組織表面反射回來的光線，得到被測組織的第一成像，并將所述第一成像傳輸至所述分光鏡；

所述分光鏡用于根據(jù)所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的波長，將所述第一成像分離出第一通道成像與第二通道成像；其中，所述第一通道成像是由所述第一線偏振激光照射所述被測組織得到的，所述第二通道成像是由所述第二線偏振激光照射所述被測組織得到的，并分別將所述第一通道成像與所述第二通道成像傳輸至所述成像接收系統(tǒng)；

所述成像接收系統(tǒng)包括兩個相同的成像接收器，兩個相同的所述成像接收器分別用于對所述第一通道成像與所述第二通道成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲取所述第一通道成像數(shù)字圖像信號與所述第二通道成像數(shù)字圖像信號，并將所述第一通道成像數(shù)字圖像信號以及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號傳輸至所述信號處理器；

所述信號處理器用于執(zhí)行所述微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法，對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以得到表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖以及表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法及裝置，利用兩種不同波長的線偏振激光作為照射光源，對被測組織進(jìn)行照射，并收集被測組織內(nèi)部散射回來的光線，再根據(jù)激光光源的波長對散射回來的光線進(jìn)行分離，利用兩個相同的成像接收器接收不同波長的光線，得到被測組織的兩個光通道成像，通過對其中一個光通道成像進(jìn)行處理，得到表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，并通過對同一時刻采集到的兩個光通道成像進(jìn)行處理，得到表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖；本發(fā)明實施例的微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法及裝置能通過單個成像系統(tǒng)同時檢測肢端微循環(huán)的血流速度及紅細(xì)胞濃度，且能在非接觸的情況下檢測甲襞區(qū)域以外的肢端組織，操作簡單。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，其是本發(fā)明實施例提供的一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法的流程示意圖。在本發(fā)明實施例中，所述微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法包括：

s1、啟動雙波長激光系統(tǒng)以發(fā)出具有相同偏振方向的第一線偏振激光以及第二線偏振激光；其中，所述第一線偏振激光的波長在紅光或近紅光波段范圍內(nèi)，所述第二線偏振激光的波長在綠光波段范圍內(nèi)；

s2、將所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光垂直照射到被測組織；

s3、收集從所述被測組織表面反射回來的光線和所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的光線，并濾除從所述被測組織表面反射回來的光線，得到被測組織的第一成像；

s4、根據(jù)所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的波長，將所述第一成像分離出第一通道成像與第二通道成像；其中，所述第一通道成像是由所述第一線偏振激光照射所述被測組織得到的，所述第二通道成像是由所述第二線偏振激光照射所述被測組織得到的；

s5、分別對所述第一通道成像與所述第二通道成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲取所述第一通道成像數(shù)字圖像信號與所述第二通道成像數(shù)字圖像信號；

s6、對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，以及對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

本發(fā)明實施例的工作原理是：利用兩個偏振方向相同、波長不同的線偏振激光垂直照射到所述被測組織，濾除從所述組織表面反射回來的未攜帶微循環(huán)信息的光線，得到表征所述被測組織內(nèi)部的所述第一成像；根據(jù)照射光的波長對所述第一成像進(jìn)行分離，得到第一通道成像與第二通道成像；由于紅細(xì)胞對不同波長的光具有不同的吸收特性，具體為：紅細(xì)胞對紅光吸收較多，對綠光吸收較少；而周圍組織對不同波長的光的吸收特性并不存在太大差異；因此，所述第一通道成像與所述第二通道成像均攜帶有被測組織微循環(huán)中紅細(xì)胞信息，對所述第一通道成像與所述第二通道成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理，能獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，以及表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

優(yōu)選地，在步驟s1中，所述第一線偏振激光的波長為780nm，所述第二線偏振激光的波長為530nm。

在一種可選的實施方式中，在步驟s3中，所述濾除從所述被測組織表面反射回來的光線，得到被測組織的第一成像的方法具體為：利用偏振方向與所述第一線偏振激光垂直的檢偏器，濾除從所述被測組織表面反射回來的光線，得到被測組織的第一成像。

所述檢偏器的偏振方向與所述第一線偏振激光的偏振方向垂直，即也與所述第二線偏振激光的偏振方向垂直，實現(xiàn)正交偏振光對微循環(huán)進(jìn)行成像。下面將簡述所述第一線偏振激光的成像原理：所述第一線偏振激光照射被測組織時，一部分偏振光直接由所述被測組織表面反射，反射后的此部分偏振光的偏振態(tài)不會發(fā)生改變；另一部分偏振光則穿過所述被測組織投射入組織內(nèi)部，此部分的偏振光在所述組織內(nèi)部發(fā)生散射，在任意一次散射中，所述偏振光的偏振態(tài)都有可能發(fā)生改變，因而入射到所述組織內(nèi)部的線偏振激光在經(jīng)過多次散射后去極化成為非偏振光，這些去極化的非偏振光在人體組織中經(jīng)過多次散射后返回組織表面?？梢岳斫?，從所述被測組織表面反射回來的光線不攜帶微循環(huán)信息，從所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的光線攜帶微循環(huán)信息；當(dāng)從所述被測組織表面反射回來的光線和所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的光線經(jīng)過所述檢偏器時，由于所述檢偏器的偏振方向與所述第一線偏振激光的偏振方向是相互垂直的，因此所述檢偏器能將從所述被測組織表面反射回來的不攜帶微循環(huán)信息的光線濾除，并保留從所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的攜帶微循環(huán)信息的光線，得到表征所述被測組織內(nèi)部的第一成像。所述第二線偏振激光的成像原理與所述第一線偏振激光的成像原理相同，此處將不再贅述。

在一種可選的實施方式中，在步驟s4具體為：根據(jù)所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的波長，利用分光鏡將所述第一成像分離出第一通道成像與第二通道成像。分光鏡的工作原理是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，此處將不再贅述。

在一種可選的實施方式中，在步驟s5具體為：通過兩個完全相同的成像接收器分別對所述第一通道成像與所述第二通道成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲取所述第一通道成像數(shù)字圖像信號與所述第二通道成像數(shù)字圖像信號。

所述成像接收器為ccd(chargecoupleddevice，電荷耦合元件)圖像傳感器或cmos(complementarymetal-oxide-semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)。

在一種可選的實施方式中，所述對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，具體為：

利用n*n大小的滑動窗，根據(jù)公式(ⅰ)對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行遍歷，得到每一滑動窗內(nèi)像素灰度集的空間統(tǒng)計量k，

其中，n為滑動窗一邊長的像素個數(shù)，ii為滑動窗內(nèi)第i個像素的灰度值，為滑動窗內(nèi)所有像素的平均灰度值；

根據(jù)公式(ⅱ)計算每一滑動窗內(nèi)中心像素的血流值v(x,y)，

v(x,y)＝b/k²(x,y)(ⅱ)

其中，b為校準(zhǔn)系數(shù)，x、y分別代表該像素在圖像中的坐標(biāo)；

以每個像素對應(yīng)的血流值v(x,y)為灰度，構(gòu)建所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號對應(yīng)的二維血流圖，即獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖。

可以理解的是，由于對所述被測組織的檢測是連續(xù)的、實時的，因而所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號為視頻信號，因而對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的每一幀均需進(jìn)行上述處理，以獲得每一幀的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號對應(yīng)的二維血流圖，實現(xiàn)微循環(huán)血流速度的實時檢測。

優(yōu)選地，通過對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖。由于波長在紅光波段或近紅光波段的光比波長在綠光波段的光對生物組織有更強(qiáng)的穿透力，因此，優(yōu)選對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲取所述被測組織的二維血流圖。

在一種可選的實施方式中，所述滑動窗的大小為5*5或7*7。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：根據(jù)每一幀的所述二維血流圖中每個像素對應(yīng)的血流值v(x,y)，計算出該幀二維血流圖的平均血流值，并根據(jù)所述每一幀的時間順序得出所述被測組織的平均血流值變化趨勢線。所述平均血流值變化趨勢線反映所述被測組織在一定時間內(nèi)的平均血流值的變化情況。

在一種可選的實施方式中，所述對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖，具體為：

對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號根據(jù)公式(ⅲ)進(jìn)行差分運(yùn)算，得到第一組織活力指數(shù)m，

其中，mred、mgreen分別為所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的矩陣和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的矩陣，k為紅細(xì)胞對所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的吸收差異系數(shù)，kgain為系統(tǒng)常數(shù)；

對所述第一組織活力指數(shù)m根據(jù)公式(ⅳ)進(jìn)行線性修正，得到第二組織活力指數(shù)tivi，

tivi＝me^-p*m(ⅳ)

其中，p為經(jīng)驗因子；

根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的矩陣和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的矩陣分別從所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號中直接得到；所述第二組織活力指數(shù)tivi的數(shù)值大小與所述被測組織微循環(huán)的紅細(xì)胞濃度相對應(yīng)，因此能根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到所述被測組織的組織活力指數(shù)圖。通過公式(ⅰ)和公式(ⅱ)依次對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行差分運(yùn)算、線性修正后，將所述被測組織中不含紅細(xì)胞的周圍組織被過濾掉，所述被測組織微循環(huán)的紅細(xì)胞凸顯出來，進(jìn)而得到表征所述被測組織微循環(huán)的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

由于對所述被測組織的檢測是連續(xù)的、實時的，因而所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號為視頻信號，因而對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行上述處理，即對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號對應(yīng)幀進(jìn)行上述處理，以獲得每一幀對應(yīng)的組織活力指數(shù)圖，實現(xiàn)微循環(huán)紅細(xì)胞濃度的實時檢測。

在一種可選的實施方式中，所述根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖，具體為：

根據(jù)所述第二組織活力指數(shù)tivi得到所述被測組織的第二成像，對所述第二成像進(jìn)行偽彩色編碼后，得到表征所述被測組織紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

為了使成像結(jié)果更加直觀，對所述第二成像進(jìn)行偽彩色編碼，得到彩色的組織活力指數(shù)圖，所述偽彩色編碼的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，此處將不再贅述。優(yōu)選地，所述方法還包括生成能反映所述組織活力指數(shù)圖中成像顏色相對應(yīng)的紅細(xì)胞濃度數(shù)值的顏色對照表，以使操作者能更直觀地看出所述被測組織微循環(huán)的紅細(xì)胞濃度數(shù)值。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：根據(jù)每一幀的所述組織活力指數(shù)圖對應(yīng)的第二組織活力指數(shù)tivi，計算出該幀組織活力指數(shù)圖的紅細(xì)胞濃度平均值，并根據(jù)所述每一幀的時間順序得出所述被測組織的紅細(xì)胞濃度平均值變化趨勢線。所述紅細(xì)胞濃度平均值變化趨勢線反映所述被測組織在一定時間內(nèi)的紅細(xì)胞濃度平均值的變化情況。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：對于一組織區(qū)域m,分別計算在不同時刻t0與t1的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值，并通過方程式(ⅴ)計算出所述被測組織的氧合血紅蛋白的濃度變化量δcoh以及還原血紅蛋白的濃度變化量δcdoh，

其中，i(m,λred,t1)、i(m,λred,t0)、i(m,λgreen,t1)、i(m,λgreen,t0)分別為在t1時刻所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值、在t0時刻所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值、在t1時刻所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值以及在t0時刻所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值，εoh(red)、εoh(green)、εdoh(red)、εdoh(green)分別為氧合血紅蛋白對所述第一線偏振激光的消光系數(shù)、氧合血紅蛋白對所述第二線偏振激光的消光系數(shù)、還原血紅蛋白對所述第一線偏振激光的消光系數(shù)以及還原血紅蛋白對所述第二線偏振激光的消光系數(shù)。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：根據(jù)時間順序分別對所述被測組織的氧合血紅蛋白的濃度變化量δcoh以及還原血紅蛋白的濃度變化量δcdoh進(jìn)行排序，得到所述被測組織的血氧濃度變化趨勢線。所述紅血氧濃度變化趨勢線反映所述被測組織在一定時間內(nèi)的血氧濃度的變化情況。

在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：計算所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素平均灰度值，得到所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素灰度均值波形以及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素灰度均值波形，分別對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像素灰度均值波形以及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的像素灰度均值波形進(jìn)行濾波、消除基線漂移后，得到所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像脈搏波信號以及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的脈搏波信號，并根據(jù)所述第一通道成像數(shù)字圖像信號的像脈搏波信號以及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號的脈搏波信號計算出所述被測組織的脈搏血氧飽和度。

為了實現(xiàn)相同的目的，本發(fā)明另一方面提供了一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測裝置，包括：雙波長激光系統(tǒng)101、光學(xué)成像探頭102、檢偏器103、分光鏡104、成像接收系統(tǒng)105以及信號處理器106；

所述雙波長激光系統(tǒng)101用于發(fā)出具有相同偏振方向的第一線偏振激光以及第二線偏振激光，所述第一線偏振激光的波長在紅光或近紅光波段范圍內(nèi)，所述第二線偏振激光的波長在綠光波段范圍內(nèi)；并將所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光垂直照射到被測組織；

所述光學(xué)成像探頭102用于收集從所述被測組織表面反射回來的光線和所述被測組織內(nèi)部經(jīng)過多次散射后返回的光線，并傳輸至所述檢偏器103；

所述檢偏器103的偏振方向與所述第一線偏振激光及所述第二線偏振激光的偏振方向相互垂直，用于濾除從所述被測組織表面反射回來的光線，得到被測組織的第一成像，并將所述第一成像傳輸至所述分光鏡104；

所述分光鏡104用于根據(jù)所述第一線偏振激光與所述第二線偏振激光的波長，將所述第一成像分離出第一通道成像與第二通道成像；其中，所述第一通道成像是由所述第一線偏振激光照射所述被測組織得到的，所述第二通道成像是由所述第二線偏振激光照射所述被測組織得到的，并分別將所述第一通道成像與所述第二通道成像傳輸至所述成像接收系統(tǒng)105；

所述成像接收系統(tǒng)105包括兩個相同的成像接收器，兩個相同的所述成像接收器分別用于對所述第一通道成像與所述第二通道成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲取所述第一通道成像數(shù)字圖像信號與所述第二通道成像數(shù)字圖像信號，并將所述第一通道成像數(shù)字圖像信號以及所述第二通道成像數(shù)字圖像信號傳輸至所述信號處理器106；

所述信號處理器106用于執(zhí)行所述微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法，對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以得到表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖以及表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

具體地，所述信號處理器106包括第一運(yùn)算模塊及第二運(yùn)算模塊；所述第一運(yùn)算模塊用于對對所述第一通道成像數(shù)字圖像信號或所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖；所述第二運(yùn)算模塊用于對同一時刻采集的所述第一通道成像數(shù)字圖像信號和所述第二通道成像數(shù)字圖像信號進(jìn)行處理以獲得表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖。

在一種可選的實施方式中，所述信號處理器106還包括用于計算每一幀所述二維血流圖的平均血流值的第三運(yùn)算模塊。

在一種可選的實施方式中，所述信號處理器106還包括用于計算每一幀所述組織活力指數(shù)圖的紅細(xì)胞濃度平均值的第四運(yùn)算模塊。

在一種可選的實施方式中，所述信號處理器106還包括用于計算所述氧合血紅蛋白的濃度變化量以及所述還原血紅蛋白的濃度變化量的第五運(yùn)算模塊。

在一種可選的實施方式中，所述信號處理器106還包括用于計算所述脈搏血氧飽和度的第六運(yùn)算模塊。

本發(fā)明實施例的循環(huán)的多參數(shù)成像檢測裝置的基本工作原理與所述循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法相同，此處將不再贅述。

在一種可選的實施方式中，所述雙波長激光系統(tǒng)101包括雙波長激光光源1011與起偏器1012，所述雙波長激光光源1011用于發(fā)出兩個不同波長的激光，所述起偏器1012設(shè)置在所述雙波長激光光源1011的光路前進(jìn)方向上，用于將所述雙波長激光光源1011發(fā)出的激光轉(zhuǎn)換為線偏振激光。

在一種可選的實施方式中，所述成像接收器為ccd圖像傳感器或cmos圖像傳感器。

在一種可選的實施方式中，所述微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測裝置還包括報警裝置，所述報警裝置用于在檢測到所述平均血流值變化趨勢線、所述紅細(xì)胞濃度平均值變化趨勢線或所述血氧濃度變化趨勢線在一段時間內(nèi)持續(xù)呈現(xiàn)下降趨勢，或所述平均血流值變化趨勢線、所述紅細(xì)胞濃度平均值變化趨勢線和所述血氧濃度變化趨勢線均呈現(xiàn)下降趨勢時，發(fā)出警報。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法及裝置，利用兩種不同波長的線偏振激光作為照射光源，對被測組織進(jìn)行照射，并收集被測組織內(nèi)部散射回來的光線，再根據(jù)激光光源的波長對散射回來的光線進(jìn)行分離，利用兩個相同的成像接收器接收不同波長的光線，得到被測組織的兩個光通道成像，通過對其中一個光通道成像進(jìn)行處理，得到表征所述被測組織的血流速度的二維血流圖，并通過對同一時刻采集到的兩個光通道成像進(jìn)行處理，得到表征所述被測組織的紅細(xì)胞濃度的組織活力指數(shù)圖；本發(fā)明實施例的微循環(huán)的多參數(shù)成像檢測方法及裝置能通過單個成像系統(tǒng)同時檢測肢端微循環(huán)的血流速度及紅細(xì)胞濃度，且能在非接觸的情況下檢測甲襞區(qū)域以外的肢端組織，操作簡單；進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例還能實現(xiàn)氧合血紅蛋白濃度變化量、還原血紅蛋白濃度變化量以及脈搏血氧飽和度的檢測；進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例還通過變化趨勢線呈現(xiàn)各個檢測參數(shù)的變化情況。

以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。