技术摘要：
本发明公开了一种重复扫描的OCTA毛细血管网成像方法，包括如下步骤：(1)利用OCT系统重复两次扫描待测血管网络组织，获得OCT光谱信号；(2)利用傅里叶变换处理OCT原始信号构建组织的OCT图像复数信号；(3)利用图像相关算法分析不同OCT图像，获得同一物理位置的OCT图形信号  全部
背景技术：
光学相干层析成像(Optical  coherence  tomography，OCT)是一种非侵入、无接触 的快速成像方式，广泛应用于临床视网膜灌注和黄斑等眼科疾病的诊断。由于其成像快速、 分辨率高的特点，也广泛应用于啮齿类动物大脑皮层毛细血管网络的探测和成像。毛细血 管是保证细胞正常为人体输送养分的重要组织，同时也为各器官的新陈代谢提供出口，广 泛分布于人体的动脉和静脉之间，由于数量极多常以网络形式遍布全身。但大脑中枢皮质 层中小静脉和小静脉通过毛细血管连接，其直径远小于身体其他部位的毛细血管。血液灌 注类疾病会引发局部细胞流速异常，因此对脑类血液灌注类疾病的诊断需要分辨大脑局部 血液流动，通过判断目标区域毛细血管网络的细胞流动诊断疾病的严重等级。 1991年，由D.huang课题组提出OCT技术开始，基于迈克尔逊干涉仪的光学相干系 统开始用于成像。随后，设备和技术不断发展成熟，越来越多基于OCT的功能成像技术被提 出，成像速度不断提成，OCT图像分辨率和信噪比不断提高。例如第一种用于三维成像的时 域OCT(TDOCT)，利用参考臂的机械运动反射光与组织后向散射光相干获得组织结构信息， 成像速度大大受限于参考臂的运动速度，很快取而代之的基于光谱分析和傅里叶变换的傅 里叶OCT(FDOCT)利用并行方式采集组织信息，由于不再受参考臂运动速度限制大大提高了 成像速度，其中结合宽谱光源和高速点探测器成像的扫频源OCT(SSOCT)和利用线阵CCD和 光栅光谱仪的谱域OCT(SDOCT)是两种主要的傅里叶OCT，利用傅里叶变换处理探测的干涉 信号即可获得待测组织的结构信息和其他待测信息。 此前，利用功能性磁共振(fMRI)技术被用于血管成像，但分辨率仅达到毫米量级， 远低于毛细血管成像所需分辨率。传统双光子共焦显微镜也用于血管成像，虽然可以达到 微米量级，但仍不能对单个直径仅5～7um的毛细血管网络进行高分辨率成像。多普勒OCT (DOCT)广泛用于血液流速的测量，但要求探测光不能与被探测面垂直，实际情况中血管与 探测光近似可看作垂直，同时，DOCT探测的血液流速灵敏度远大于微小毛细血管中血液流 速，因此也不适用于对大脑中枢毛细血管网络的功能成像。光学相干断层血管造影(OCTA) 是一种将血管中流动的细胞作为内在造影剂提取细胞运动相位信息的先进成像技术，具有 无接触式、易操作、成本低等特点，对小毛细血管成像快速高效，在大脑血管疾病和能量分 布的前沿研究中应用广泛。利用OCTA技术检测毛细血管中细胞流动有助于人们对脑中风、 阿尔兹海默症、高血压颅内出血等血液灌注类疾病的致病机理和生理机理进行深入了解和 认识。成像质量提高有助于疾病诊疗的临床依据不断完善，为不断精细和高效诊治初期病 人贡献新方法。 3 CN 111568373 A 说　明　书 2/7 页
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种重复扫描的OCTA毛细血管网成像方 法，实现并提高了毛细血管造影信噪比和对比度，可以有效抑制图像背景噪声、增强毛细血 管网络成像的清晰度。 为解决上述技术问题，本发明提供一种重复扫描的OCTA毛细血管网成像方法，包 括如下步骤： (1)利用OCT系统重复两次扫描待测血管网络组织，获得OCT光谱信号； (2)利用傅里叶变换处理OCT原始信号构建组织的OCT图像复数信号； (3)利用图像相关算法分析不同OCT图像，获得同一物理位置的OCT图形信号； (4)利用差分法提取步骤(3)中两幅图像的细胞动态信息； (5)分析细胞运动误差，根据相位校正算法去除运动抖动和全局噪声产生的伪影； (6)生成最终OCTA毛细血管造影图像。 优选的，步骤(3)中，利用图像相关算法分析不同OCT图像获得同一位置处的OCT图 像，具体包括如下步骤： (31)提取两次扫描的信号构建出的OCT图像； (32)分析两次扫描的所有OCT图像所用公式为： 式中，Rxy(τ)是互相关系数，x(t)表示扫描镜横向运动关于时间的函数，τ是相邻位 置扫描时间间隔，y(t τ)表示扫描组织的深度关于时间的函数，T是积分时长。 优选的，步骤(4)中，利用差分法提取步骤(3)中同一位置不同时间扫描得出两幅 图像的细胞运动信息，所用公式为：Iangi(x,z)＝|A2(x,z)-A1(x,z)|2，式中A1(x,z)和A2(x, z)是在同一位置处扫描得到的OCT图像的二维复值形式；x是快速扫描方向的横向位置；z是 扫描深度方向的轴向位置；Iangi(x,z)是OCT图像中的细胞流动的信息。 优选的，步骤(5)中，所述分析细胞运动误差，根据相位校正算法去除运动抖动和 全局噪声产生的伪影，具体包括如下步骤： (51)分析相位造影产生原因包括生理运动和系统噪声，将运动信息重新表示为: 其中，Δx和Δz分别是横向和轴向运动体位 移； 是相位调制； (52)针对生理运动产生的全局相移，利用公式：A(x,t)＝-arg[∫R(z,x,t)R*(z,x, t0)dz]和L(z,t)＝-arg[∫R(z,x,t)R*(z,x,t)dx]分别表示横向扫描运动信息与时间的关系 和轴向扫描与时间的关系，式中，R(z,x,t)是OCT的复数信号，R*(z,x,t0)是R(z,x,t)参考臂 时间为t0的复共轭信号。 所述利用相同时间间隔对组织样本进行重复OCT扫描可以通过以下方式之一：通 过扫描改变参考臂光程的时间域OCT成像方法；利用光谱仪记录光谱干涉信号的光谱域OCT 4 CN 111568373 A 说　明　书 3/7 页 成像方法；利用扫频源记录光谱干涉信号的扫频OCT成像方法。 所述利用相同时间间隔对组织样本进行重复OCT扫描方式进一步包括：在相同时 间间隔内对组织样本的相同或相邻空间位置进行扫描。 所述利用不同深度反射光强分布对组织进行OCT图像重建，包括对同一位置不同 时间重复扫描获取OCT复数信号或幅度、或相位或包含幅度和相位的复数信号进行分析；所 述对同一位置不同时间的OCT复数信号或幅度、或相位或包含幅度和相位的复数信号进行 分析，进一步包括利用傅里叶变换处理OCT复数信号，构建三维OCTA血管造影图像。 所述分析两次扫描OCT图像判断同一位置不同时间连续OCT图像，包括：对重复扫 描重建所有OCTA血管造影，根据图像相关程度，建立复杂信号相关算法，精确获得同一位置 不同时间连续扫描OCTA血管造影图像。 所述利用细胞运动与静态组织差分对比生成OCTA血管造影，包括：根据组织与血 液相对运动获取细胞流动信息；所述利用细胞运动与静态组织差分生成OCTA血管造影，具 体包括：根据细胞流动建立差分法，对连续两幅OCTA血管造影图差分，去除静态组织信息， 获得OCTA血管造影图像； 所述利用细胞运动(血管)相位信息对OCTA血管造影去除伪影，包括：对同一位置 不同时间连续扫描OCTA血管造影图像利用运动校正进行分析，校正运动相位消除运动伪 影，获得增强OCTA血管造影图像。 所述利用细胞运动(血管)相位信息对OCTA血管造影去除伪影，具体包括：根据生 理运动强度，建立运动校正算法，具体包括光谱校准，获得主要血管造影图像，根据运动相 位误差理论，利用相位校准和幅度补偿，获得增强的OCTA血管造影图像。 本发明的有益效果为：本发明实现并提高了毛细血管造影信噪比和对比度，可以 有效抑制图像背景噪声、增强毛细血管网络成像的清晰度，在临床生物医学光学成像领域 具有广阔应用前景。 附图说明 图1为本发明的方法流程示意图。 图2为本发明的装置结构示意图。 图3(a)为本发明中涉及到的噪声对血管造影的影响示意图。 图3(b)为本发明中涉及到的噪声对血管造影的影响示意图。 图4(a)为本发明实施例的活体鼠脑毛细血管网络成像结果示意图。 图4(b)为本发明实施例的活体鼠脑毛细血管网络成像结果示意图。