一种背景多普勒消除系统及方法_2

文档序号:9311547阅读:来源:国知局
探测器20、连接器30、XY扫描仪40、光学延迟器50 及计算机60。
[0027] 其中,光源10、探测器20、XY扫描仪40、光学延迟器50分别与连接器30连接。所 述光源10为连接器30提供光,该连接器30通过取样臂将光导向XY扫描仪,并通过连接器 30的参照臂将光导向光学延迟器50。XY扫描仪40扫描横越生物组织70 (如,人的眼睛等 器官)的光,并且收集来自生物组织70的反射光。从生物组织70反射的光捕获在XY扫描 仪40中,并与光学延迟器50反射的光在连接器30中结合,从而以产生干涉信号。将所述干 涉信号耦联到探测器20中,之后由计算机60获取所述干涉信号,并对干涉信号进行处理。
[0028] 所述探测器20可以是,但不限于,捕获作为波长的函数的所述干涉信号的分光 仪。
[0029] 所述OCT成像仪1可以是,但不限于,频域的OCT成像仪或时域的OCT成像仪。需 要说明的是,当OCT成像仪为时域的OCT成像仪时,深度是通过扫描光学延迟器50获得,或 者是通过傅里叶域的成像仪获得。
[0030] 此外,OCT成像仪1对生物组织70进行的轴向扫描(A-SCAN)所获得的图像由计 算机60捕获。通过测量与深度有关的散射光,OCT成像仪可以提供高分辨,高灵敏度的组 织结构的图像。同时,OCT成像仪1也可以探测散射光的多普勒频移,以获得流体和样品的 运动信息,因而用于测量生物组织70内(例如,眼睛视网膜内)的血液流量。
[0031] 图2是本发明图1中背景多普勒消除系统的功能模块图。所述背景多普勒消除系 统600安装于计算机60中,所述计算机60可以是手机、计算机、平板电脑、个人数字助理 (PersonalDigitalAssistant,PDA)或者是其他任意适用的电子设备。所述计算机60包 括背景多普勒消除系统600,输入/输出单元610,处理单元620及存储单元630。
[0032] 该输入/输出单元610,用于提供人机交互界面,以供用户输入相关指令(例如,启 动OCT成像仪1的指令,显示多普勒图像的指令等),且输出显示计算机60对相关指令的响 应数据。
[0033] 该处理单元620,用于调用并执行该背景多普勒消除系统600,以对消除多普勒图 像中的背景多普勒。
[0034] 该存储单元630,用于存储该背景多普勒消除系统600,及该背景多普勒消除系统 600的运行数据。
[0035] 该背景多普勒消除系统600包括处理模块601,范围确定模块602、计算模块603 及消除模块604。
[0036] 所述处理模块601用于对通过OCT成像仪1 (具体的说,通过OCT成像仪1的电子 親合装置,Charge-coupledDevice,CO))扫描得到的生物组织70的原始数据data(m,n) 进行处理,以得到复数矩阵dataFFT(m,n)。需要说明的是,在所述原始数据data(m,n)中, n代表列,表示OCT成像仪1对生物组织70进行了n次轴向扫描(A-SCAN),而m代表行,表 示OCT成像仪1每一次对生物组织70进行轴向扫描(A-SCAN)会有m个像素值。需要说明 的是,m及n的数值可以根据用户的需求进行设定,在实施例中,m= 1024,n= 2000,在其 它实施例中,m及n的值可以为其它值,例如,m= 2048,n= 4000。
[0037] 所述处理模块601对所述原始数据data(m,n)进行处理的方式如下:对原始数据 data(m,n)先后做减平均背景光谱、插值、乘色散补偿因子和纵向傅里叶变换处理,从而得 到复数矩阵dataFFT(m,n),其中,dataFFT(m,n)为m行及n列的复数矩阵。
[0038] 所述范围确定模块602用于通过所述复数矩阵dataFFT(m,n)计算出多普勒图像 dataDop(m,n),并根据多普勒图像dataDop(m,n)确定用于计算背景多普勒的纵向范围。
[0039] 在本实施例中,所述多普勒图像dataDop(m,n)通过如下第一公式计算得到:
虚部,Re□表示取实部,表示复数的共辄,dataFFT(m,n)为dataFFT中第m行及n列的 复数,dataFFT(m,n-1)为dataFFT中第m行及n-1列的复数。
[0041] 具体而言,图4即为通过所述复数矩阵dataFFT(m,n)计算出多普勒图像 dataDop(m,n),从图4中观察到的明暗相间的竖条状区域就是所要消除的低频背景多普 勒,杂乱分布的竖线就是所要消除的高频背景多普勒,而椭圆内为生物组织70的血流信 号。通过得到的多普勒图像dataDop(m,n),可以确定用于计算背景多普勒的纵向范围。具 体地说,所述用于计算背景多普勒的纵向范围为生物组织70的血管上方组织信号的纵向 范围(nvm2)。叫及化的数值可以根据用户的需求进行设定,在实施例中,In1= 120,m2 = 180,即选择血管上方120到180范围内的组织信号计算背景多普勒。在其它实施例中,Hi1 及m2的值可以为其它值,例如,Hi1= 35,m2= 90,即选择血管上方35到90范围内的组织信 号计算背景多普勒。
[0042] 所述计算模块603用于根据所述背景多普勒的纵向范围,计算出背景多普勒 DopBZ(n)〇
[0043] 在本实施例中,所述背景多普勒DopBZ(n)的计算方式通过如下第二公式计算得
Re□表示取实部,表示复数的共辄,!!^及!^为背景多普勒的纵向范围,dataFFT(j,n)为dataFFT中第j行及n列的复数,dataFFT(j,n-1)为dataFFT中第j行及n-1列的复数,j 为叫与!!^之间的任意整数值。通过第二公式计算得出的背景多普勒如图5所示。
[0044] 所述消除模块604用于在多普勒图像中消除所述计算得到的背景多普勒 DopBZ(n)〇
[0045] 在本实施例中,所述在多普勒图像中消除背景多普勒DopBZ(n)的计算方式通过 如下第三公式计算得到:
[0047] 其中,Im□表示取虚部,Re□表示取实部,表示复数的共辄,DopBZ(n)为背 景多普勒,dataFFT(m,n+j)为dataFFT中第m行及n+j列的复数,dataFFT(m,n+j-1)为 dataFFT中第m行及n+j-1列的复数,j为叫到m2之间的任意整数值。需要说明的是,通 过该第三公式不仅在多普勒图像中消除了背景多普勒,还对消除背景多普勒之后的多普勒 图像做了横向的多线权重平均,也就是说,在消除背景多普勒时,还对于干涉信号强度不同 的点匹配相应的权重因子,确保了多普勒图像在消除背景多普勒之后的准确度。通过第三 公式消除背景多普勒DopBZ(n)之后的多普勒图像如图6所示,从图6可以观察到,不管是 椭圆内(即血管内部信号)还是椭圆外(即外部组织信号),都变的非常平滑,没有了图4 中明暗相间的竖条状区域和高频的竖线,也就是说,图4中原有的背景多普勒被消除。相较 地,图7为采用传统的统计方式消除背景多普勒之后的多普勒图像,从图7可以看出,还留 有明暗相间的竖条状区域和部分高频竖线,即还留有部分背景多普勒。
[0048] 图3是本发明实施例中背景多普勒消除方法的流程图。需要强调的是:图3所示 流程图仅为一个较佳实施例,本领域的技术人员当知,任何围绕本发明思想构建的实施例 都不应脱离于如下技术方案涵盖的范围。
[0049]步骤SlOl,所述处理模块601对通过OCT成像仪1 (即通过OCT成像仪1的电子耦 合装置,Charge-coupledDevice,CO))扫描得到的生物组织70的原始数据data(m,n)进 行处理,以得到复数矩阵dataFFT(m,n)。需要说明的是,在所述原始数据data(m,n)中,n 代表列,表示OCT成像仪1对生物组织70进行了n次轴向扫描(A-SCAN),而m代表行,表示 OCT成像仪1每一次对生物组织70进行轴向扫描(A-SCAN)会有m个像素值。需要说明的 是,m及n的数值可以根据用户的需求进行设定,在实施例中,m= 1024,n= 2000,在其它 实施例中,m及n的值可以为其它值,例如,m= 2048,n= 4000。
[0050] 步骤S102,所述范围确定模块602通过
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