高分辨血流灌注成像仪-血流成像仪-迅微光电技术

在临床领域，近年来术中X射线血管造影、术中超声和术中荧光造影等血流成像设备正逐渐在神经、心脏等手术导航中发挥着越来越重要的作用。然而，术中X射线血管造影和术中荧光血管造影技术均需向病患注射造影剂，常引起造影剂过敏等副作用，且由于造影剂在体内的代谢，血流成像仪，能进行成像的有效工作时间很短，不利于连续监测。X射线的辐射作用对病患和医生健康还有较大的潜在危害。实时多参数血流成像眼底高对比度血管造影、断肢再植、皮肤疾病诊疗等也具有重要意义。临床上急需实时、高分辨、无需标记、非接触式的血流成像设备。激光散斑是指相干光照射在光学粗糙的物体表面后，通过反射或折射后在一定距离处形成杂散无规的斑点式光强分布。

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激光在成像领域极具潜力。但“光斑”问题却一直困扰着人们：当传统激光器被用于成像时，由于高空间相干性，会产生大量随机的斑点或颗粒状的图案，严重影响成像效果。一种能够避免这种失真的方法是使用LED光源。但问题是，对高速成像而言，LED光源的亮度并不够。

结构光：首先将结构光投射至物体表面，再使用摄像机接收该物体表面反射的结构光图案，由于接收图案必会因物体的立体型状而发生变形，故可以试图通过该图案在摄像机上的位置和形变程度来计算物体表面的空间信息。普通的结构光方法仍然是部分采用了三角测距原理的深度计算。

与结构光法不同的是，Light Coding的光源称为“激光散斑”，是激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后随机形成的衍射斑点。这些散斑具有高度的随机性，血管血流成像仪，而且会随着距离的不同而变换图案。也就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要看看物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体在什么位置了。当然，激光散斑血流灌注成像仪，在这之前要把整个空间的散斑图案都记录下来，所以要先做一次光源标定。

由于具有非接触，无创伤，快速成像等优点，激光散斑成像技术非常适用于血液微循环的测量。使用激光散斑技术可以测量血管管径，血管密度，血液流速和血流灌注等微循环参数。通过考察微循环血管的结构，高分辨血流灌注成像仪，微循环功能以及代谢活动，可以研究、水肿、出血、过敏损伤等基本病理过程中微循环改变的规律及其病理机制，对疾病诊断，病情分析和救治措施都具有重要的意义。1730年牛顿已经注意到'恒星闪烁'而行星不闪烁，光源发出的光被随机介质散射在空间形成的一种斑纹 。十九世纪后期，发现的散射光现象有牛顿漫射环；适度相干光被覆盖有小颗粒的玻璃片衍射时产生的夫琅和费衍射环。1960年世界出现了激光器，高度相干性的激光照在粗糙表面很容易看到这种图样，散斑携带大量有用信息。随着激光的发明和使用，激光散斑现象逐渐得到科学家和激光使用者的认识和关注。在激光应用的早期，激光散斑现象被认为是对光学系统的一种干扰，它严重影响了成像时的分辨能力。科学家们尝试使用时间和空间部分相干光照明，使用有限孔径和移动孔径时间平均等方法来减弱散斑现象。然而没过多久，科学家们就开始研究散斑的特有性质，同时发展激光散斑技术的实践应用。