提高激光散斑血流成像采樣深度的方法研究.pdf

1、激光散斑血流成像(LSCI)是一種寬場(chǎng)的血流成像技術(shù),時(shí)間和空間分辨率高、成像范圍易控制,被用于術(shù)中檢測(cè)、研究神經(jīng)血管耦合機(jī)制以及藥物評(píng)估等應(yīng)用中。然而,該技術(shù)采樣深度受限,主要探測(cè)生物組織表層的血流信息。盡管有研究通過(guò)激光散斑血流成像與正交偏振方法結(jié)合來(lái)減少鏡面反射,從而從一定程度上提高了對(duì)血流信號(hào)的采樣深度,但改善的程度不高。本文通過(guò)將激光散斑血流成像中傳統(tǒng)的寬場(chǎng)照明方式改為局域化的線形光源掃描照明,且僅對(duì)照明區(qū)域以外的非直接照明區(qū)

2、域反射光進(jìn)行分析,提出了側(cè)向激光散斑血流分析與線形光掃描照明方式相結(jié)合的方法,該方法簡(jiǎn)單、便于控制,在僅需對(duì)原激光散斑成像系統(tǒng)的光源部分進(jìn)行改進(jìn),而不需對(duì)采集等部分進(jìn)行改變的前提下,提高了激光散斑血流成像的采樣深度。論文主要內(nèi)容如下:
　　1)通過(guò)MonteCarlo模擬,分析比較了線形光照明和寬場(chǎng)照明下,成像區(qū)域內(nèi)所探測(cè)到光子在組織內(nèi)歷經(jīng)的平均深度,提出了側(cè)向激光散斑血流分析與線形光掃描照明方式相結(jié)合提高采樣深度的方法。

3、　　2)通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)比較驗(yàn)證了該方法和傳統(tǒng)寬場(chǎng)照明方法的采樣深度。結(jié)果表明,無(wú)論是否與正交偏振方法相結(jié)合,寬場(chǎng)照明成像方法的采樣深度均低于線形光掃描方法。此外,通過(guò)樣本實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)線形光掃描方法還可以提高速度靈敏度。文中還對(duì)本方法的深度靈敏度也進(jìn)行了討論。
　　3)研究了掃描間隔、線形光寬度以及移除區(qū)域?qū)挾鹊葏?shù)對(duì)該方法性能的影響。MonteCarlo模擬的結(jié)果表明:當(dāng)掃描間隔以及移除區(qū)域?qū)挾仁浅Ａ繒r(shí),探測(cè)光子的平均深度隨

4、著線形光寬度的增加而降低;當(dāng)掃描間隔以及線形光寬度保持不變時(shí),探測(cè)光子的平均深度隨著移除區(qū)域?qū)挾鹊脑黾佣黾?掃描間隔對(duì)探測(cè)光子的平均深度無(wú)顯著影響。對(duì)均勻的半無(wú)限渾濁介質(zhì),當(dāng)照明區(qū)域和成像區(qū)域的比例足夠大時(shí),成像區(qū)域內(nèi)平均深度的分布均勻;而當(dāng)照明區(qū)域和成像區(qū)域的比例為有限時(shí),尤其是在照明區(qū)域和成像區(qū)域一樣大的情況下,成像區(qū)域兩端探測(cè)到的光子的平均深度低于中心區(qū)域所探測(cè)到光子的平均深度。
　　4)研究了生物組織光學(xué)特性參數(shù)對(duì)本本方