一种视网膜内的血管流量的计算方法技术

本发明专利技术提供了一种视网膜内的血管流量的计算方法，具体包括如下步骤：步骤一：采用光学成像装置获取视网膜的相位图，相位图中具有第一图案和第二图案，其中第一图案和第二图案分别通过光学成像装置中的样品臂模块中两条具有不同相位的探测光而形成，两条不同相位的探测光由同一光束被分束而成；步骤二：获取相位图的第一图案和第二图案中的对应视网膜组织表面的第一位置曲线和第二位置曲线；步骤三：去除多普勒背景；步骤四：获取相位图中每个血管的位置和横截面积S；步骤五：判断所述血管中血流的方向以判断各个所述血管为动脉血管还是静脉血管；步骤六：分别计算各个所述血管的血流量；步骤七：分别计算动脉血管的血流量和静脉血管的血流量的总和。该计算方法能够较为准确且快速地计算出眼底视网膜血管的流量。

【技术实现步骤摘要】
一种视网膜内的血管流量的计算方法
本专利技术涉及光学成像领域，尤其涉及一种视网膜内的血管流量的计算方法。
技术介绍
研究表明，眼底灌注异常与糖尿病性视网膜病变、青光眼、视网膜静脉闭塞以及年龄相关性黄斑变性等一系列眼底疾病密切相关。目前视网膜血管相关疾病检测的金标准是基于荧光对照剂的荧光血管造影(FA)和indocyanine血管造影术(ICGA)。但这种荧光造影技术只能观察到血管的分布和流动信息，无法通过计算得到血液的流速信息。因此，发展一种技术对视网膜血液流速进行测量对于视网膜疾病的临床诊断、治疗和研究具有重要的意义。光学相干层析成像技术(OpticalCoherenceTomography，OCT)是一种非侵入性的探测技术。OCT技术也可以探测散射光的多普勒频移信号，以获得流体或样本的运动信息，因而相对于其他技术更适合用于测量视网膜内的血液流速。部分科研团队运用多普勒OCT技术且只用一束OCT探测光就能够完成对血流速的测量，但这种单光束的方法还需要进一步测量探测光入射方向与血管之间的多普勒夹角，并且垂直于探测光方向的血流信息无法直接从多普勒频移信息中得到。因此这种单光束的测量方法受到了很大的局限性。另外一些采用多束探测光的方法都是把图像呈现在两个相机采集到的两幅或多幅图中。这种多图处理的方法不仅使计算量变大，还会使的在多图之间对同一根血管的匹配工作更加困难，尤其是对流速较慢的血管，其配准更容易出现错误。本专利技术在硬件改进的基础上实现了将两束探测光采集的两幅图像按照固定的深度差呈现在同一幅图象中，只要能找到其中一个探测方向上的血管位置，即可通过固定的深度差推算出另外一个方向上的血管的精确位置。使得计算更加准确可靠。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种视网膜内的血管流量的计算方法，用以获取视网膜的单根血管血流，以及流入流出视网膜的总血流量。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种视网膜内的血管流量的计算方法，具体包括如下步骤：步骤一|：采用光学成像装置获取视网膜的相位图，相位图中具有第一图案和第二图案，其中第一图案和第二图案分别通过光学成像装置中的样品臂模块中两条具有不同相位的探测光而形成，两条不同相位的探测光由同一光束被分束而成；步骤二：获取相位图的第一图案和第二图案中的对应视网膜组织表面的第一位置曲线和第二位置曲线；步骤三：去除多普勒背景；步骤四：获取相位图中每个血管的位置和横截面积S；步骤五：判断所述血管中血流的方向以判断各个所述血管为动脉血管还是静脉血管；步骤六：分别计算各个所述血管的血流量；步骤七：分别计算动脉血管的血流量和静脉血管的血流量的总和。优选地，所述光学成像装置包括光源模块、分光模块、参考臂模块、样品臂模块以及探测模块，所述光源模块的输出端通过光纤与分光模块的第一端连接，所述参考臂模块和样品臂模块通过光纤与分光模块的第二端连接，探测模块的输入端与分光模块的第一端相连，所述探测模块的输出端与计算设备连接，光源模块发出的光经分光模块被分成第一探测光和第二探测光后分别进入到参考臂模块和样品臂模块，所述样品臂模块包括用以将第二探测光分成第三探测光和第四探测光的分束模块，所述分束模块包括沿着第二探测光进入的方向依次设置的第一透镜、可旋转的沃拉斯顿棱镜、准直透镜以及插入第三探测光或第四探测光中任一束的延迟编码模块，第三探测光和第四探测光中穿过延迟编码模块的一个和未穿过延迟编码模块的另一个形成了所述两条具有不同相位的探测光。优选地，在步骤三中具体包括如下步骤：步骤3.1，获取相位图的背景，采用以下公式：以上两个公式分别为第一图案P1和第二图案P2中第n列的背景B1(n)和B2(n)，上式中，F是指被处理的多普勒图像的复数表示，Im表示取复数的虚部，Re表示取复数的实部，*表示取复数的共轭，m1为第一位置曲线上的对应第n列的像素点在相位图中的行数，m2为第二位置曲线上的对应第n列的像素点在相位图中的行数；步骤3.2，将第一图案和第二图案中的第n列上像素点的像素值均减去对应的背景B1(n)或者B2(n)；步骤3.3，将第一图案和第二图案中的每一列均执行步骤3.1和3.2。优选地，在步骤三中具体包括如下步骤：步骤3.1：获取第一图案和第二图案中第n列的每个像素点的像素值；步骤3.2：统计每个所述像素值对应的像素点的个数；步骤3.3：将对应的像素点的个数最多的像素值作为第n列的背景的像素值；步骤3.4：将第n列的每个像素点的像素值均减去第n列的所述背景的像素值；步骤3.5：对第一图案和第二图案中的每一列执行上述步骤3.1-3.4。优选地，在步骤四中，获取第一位置曲线和第二位置曲线的距离D，然后验证第一图案和第二图案中对应血管的距离是否为D以判断获取的血管的位置是否准确。优选地，在按步骤四中，还需要判断第一图案和第二图案中对应血管的横截面积是否一致，如果不一致，以其中较大的一个横截面积作为对应血管的横截面积。优选地，获取所述两条不同相位的探测光与视盘的距离，用表示血管在距离视盘较近的探测光上的平均相位数值，用表示血管在距离视盘较远的探测光上的平均相位数值，当则血管为流入视网膜的动脉血管，当则血管为流出视网膜的静脉血管。优选地，步骤六中，采用以下公式：其中，f为每个血管的血流量，λ0为探测光的中心波长，n为血管内的血液折射率，τ为所述光学成像装置在扫描眼球的过程中得到相邻两列像素所需的时间，α为所述两条不同的探测光在眼球内部的夹角。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：该计算方法能够准确快速地获取眼球表面血管流量。附图说明图1和图2是根据本专利技术的光学成像装置的原理图；图3是光学成像装置的样品臂模块的原理图；图4是探测光在眼球上的照射的原理图；图5是本专利技术的相位图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。实施例一如图1-5所示，一种视网膜内的血管流量的计算方法，包括如下步骤：步骤一|：采用光学成像装置获取视网膜的相位图，相位图中具有第一图案P1和第二图案P2。所述光学成像装置包括光源模块100、分光模块200、参考臂模块300、样品臂模块500以及探测模块600，所述光源模块100的输出端通过光纤与分光模块200的第一端连接，所述参考臂模块300和样品臂模块500通过光纤与分光模块200的第二端连接，探测模块600的输入端与分光模块200的第一端相连，所述探测模块600的输出端与计算设备700连接，所述分光模块200具体为光纤耦合器，所述探测模块600具体为光谱仪，光源模块100发出的光经分光模块200分为第一探测光和第二探测光，其中，第一探测光经过参考臂模块300后原路返本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视网膜内的血管流量的计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n步骤一|：采用光学成像装置获取视网膜的相位图，相位图中具有第一图案和第二图案，其中第一图案和第二图案分别通过光学成像装置中的样品臂模块中两条具有不同相位的探测光而形成，两条不同相位的探测光由同一光束被分束而成；/n步骤二：获取相位图的第一图案和第二图案中的对应视网膜组织表面的第一位置曲线和第二位置曲线；/n步骤三：去除多普勒背景；/n步骤四：获取相位图中每个血管的位置和横截面积S；/n步骤五：判断所述血管中血流的方向以判断各个所述血管为动脉血管还是静脉血管；/n步骤六：分别计算各个所述血管的血流量；/n步骤七：分别计算动脉血管的血流量和静脉血管的血流量的总和。/n

【技术特征摘要】
1.一种视网膜内的血管流量的计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一|：采用光学成像装置获取视网膜的相位图，相位图中具有第一图案和第二图案，其中第一图案和第二图案分别通过光学成像装置中的样品臂模块中两条具有不同相位的探测光而形成，两条不同相位的探测光由同一光束被分束而成；
步骤二：获取相位图的第一图案和第二图案中的对应视网膜组织表面的第一位置曲线和第二位置曲线；
步骤三：去除多普勒背景；
步骤四：获取相位图中每个血管的位置和横截面积S；
步骤五：判断所述血管中血流的方向以判断各个所述血管为动脉血管还是静脉血管；
步骤六：分别计算各个所述血管的血流量；
步骤七：分别计算动脉血管的血流量和静脉血管的血流量的总和。


2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述光学成像装置包括光源模块、分光模块、参考臂模块、样品臂模块以及探测模块，所述光源模块的输出端通过光纤与分光模块的第一端连接，所述参考臂模块和样品臂模块通过光纤与分光模块的第二端连接，探测模块的输入端与分光模块的第一端相连，所述探测模块的输出端与计算设备连接，光源模块发出的光经分光模块被分成第一探测光和第二探测光后分别进入到参考臂模块和样品臂模块，所述样品臂模块包括用以将第二探测光分成第三探测光和第四探测光的分束模块，所述分束模块包括沿着第二探测光进入的方向依次设置的第一透镜、可旋转的沃拉斯顿棱镜、准直透镜以及插入第三探测光或第四探测光中任一束的延迟编码模块，第三探测光和第四探测光中穿过延迟编码模块的一个和未穿过延迟编码模块的另一个形成了所述两条具有不同相位的探测光。


3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在步骤三中具体包括如下步骤：
步骤3.1，获取相位图的背景，采用以下公式：






以上两个公式分别为第一图案P1和第二图案P2中第n列的背景B1(n)和B2(n)，上式中，F是指被处理的多普勒图像的复数表示，Im表示取复数的虚部，Re表示取复数的实部，*表示取复数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁姗姗，张军，万明明，李新宇，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44