[发明专利]近红外扩散相关光谱血流指数拓扑成像装置及其成像方法

说明书

一种近红外扩散相关光谱血流指数拓扑成像装置及其成像方法，对待测生物组织体不同深度的横截面进行血流指数重建，所述近红外扩散相关光谱血流指数拓扑成像装置包括：光源模块，用于发出激光；源‑探光纤探头；检测模块；所述探头中的源光纤和探光纤按阵列方式排布，用于将所述激光器发出的激光通过源光纤传导至待测生物组织体表面，再由探光纤将待测生物组织体表面的激光的溢出漫射光生成光子流传入光电探测器转换为电脉冲流；以及控制与数据处理模块，包括：控制器，与所述光电探测器相连，将光电探测器转换并输入的电脉冲流进行计数和自相关运算；以及计算机，与所述控制器相连，将控制器技术和自相关运算后的数据进行血流指数拓扑成像。

技术领域

本公开涉及生物医学设备领域，尤其涉及一种近红外扩散相关光谱血流指数拓扑成像装置及其成像方法。

背景技术

组织微血管血流负责向组织输送氧气等营养物质，并从组织中除去代谢副产物，对组织功能至关重要。因此对组织血流速度的测量能够为临床监测、诊断和治疗提供重要信息[1]。

目前较成熟的无创组织血流速度检测方法有超声多普勒技术、正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射断层扫描(SPECT)及核磁共振成像(MRI)等[2]。其中，超声多普勒技术仅限对较大的血管进行成像；PET以及SPECT则因存在电离辐射无法再临床上常规使用；MRI价格昂贵也不适用于血液流速监测。而最近发展的扩散相关光谱技术为组织血流速度检测提供了一种更加快速和便携的方案[3]。

现有的近红外扩散相关光谱仪多使用商用硬件相关器计算光强自相关函数[4]，商用硬件相关器价格昂贵，且分辨率设置不灵活。为克服这一缺点，出现了基于软件相关器的扩散相关光谱仪[5]，使用软件进行自相关运算，这一方式导致了系统的光子计数部分与相关运算部分分离，延长了测量周期，为实时的血液流速测量带来了困难。目前已有的近红外扩散相关光谱仅能测量血液流速[6]，而不能对待测组织的某一深度进行血流指数拓扑成像。

上述涉及参考文献如下：

[1]Pagliazzi,M.,Sekar,S.K.V.,Colombo,L.,Martinenghi,E.,Minnema,J.,Erdmann,R.,Contini,D.,Mora,A.D.,Torricelli,A.,Pifferi,A.,Durduran,T.Timedomain diffuse correlation spectroscopy with a high coherence pulsed source:in vivo and phantom results,BIOMED OPT EXPRESS,8(11),5311(2017)。

[2]Tamborini,D.,Farzam,P.,Zimmermann,B.,Wu,K.,Boas,D.A.,Franceschini,M.A.Development and characterization of a multidistance and multiwavelengthdiffuse correlation spectroscopy system,NEUROPHOTONICS,5(01),1(2018)。

[3]Huang,C.,Irwin,D.,Zhao,M.,Shang,Y.,Agochukwu,N.,Wong,L.,Yu,G.Noncontact 3-D Speckle Contrast Diffuse Correlation Tomography of TissueBlood Flow Distribution,IEEE T MED IMAGING,36(10),2068-2076(2017)。