本發(fā)明涉及血管造影成像技術領域，特別是涉及一種眼底光學全場微血管造影成像裝置及方法。

背景技術：
血流成像在醫(yī)學臨床診斷與病理基礎研究中起到了重要作用，其中微血管病變是糖尿病伴有的諸多并發(fā)癥中較為普遍的一種，它會使多臟器發(fā)生病變，包括糖尿病性腎病、糖尿病性神經(jīng)系統(tǒng)病變和糖尿病性視網(wǎng)膜病變。臨床醫(yī)學中，對于糖尿病性視網(wǎng)膜微血管病變的診斷通常采用眼底熒光血管造影的方法實現(xiàn)，該方法需要將熒光素鈉光學造影劑注射到患者眼中，可能造成人體的不良反應。應用激光散斑原理進行全場微血管造影成像是目前世界各地的研究熱點，包括激光多普勒頻移和激光散斑襯比成像等方法。激光多普勒頻移方法已經(jīng)實現(xiàn)了皮膚燒傷修復以及手指血流灌注的檢測，但是該方法中散斑多普勒頻移光子被高速面陣相機捕捉，需要較高的采樣速度，因而會降低像素分辨率，故空間分辨率較低。激光散斑襯比成像方法以襯比值作為成像參數(shù)，已經(jīng)實現(xiàn)了活體皮膚、大腦皮層等組織的微血管造影成像，可作為視網(wǎng)膜成像的手段，但其理論是基于散斑的時間與空間自相關特性，在一定環(huán)境下散斑襯比反比于血液流速的平方根，其抑制背景噪聲的能力不強，成像質量有待改善。同時，上述方法以激光作為光源，應用于眼底成像時需使用激光直接照射視網(wǎng)膜，因此對于激光功率要求十分嚴格，若功率過大，可能對人體造成損傷；若功率過小，則會損失成像質量。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中的缺點，提供了一種眼底光學全場微血管造影成像裝置及方法，可實現(xiàn)對眼底光學全場微血管造影成像，該方法不需要造影劑，對人體無害，具有較高的空間分辨率。為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種眼底光學全場微血管造影成像裝置，包括眼底照明光路(1)、眼底成像光路(2)、同步觸發(fā)源(10)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(20)，其中眼底照明光路(1)和眼底成像光路(2)由同步觸發(fā)源(10)同步觸發(fā)；所述眼底照明光路(1)包括依次連接的光源控制器(11)、激光光源(12)、擴束鏡(13)、分光鏡(16)和接目物鏡(15)，所述眼底成像光路(2)包括依次連接的接目物鏡(15)、分光鏡(16)、成像目鏡(17)、鏡頭(18)和COMS相機(19)。一種眼底光學全場微血管造影成像的方法，光源控制器(11)和所述COMS相機(19)受同步觸發(fā)源(10)發(fā)出的同步觸發(fā)信號控制，一旦光源控制器(11)接收到同步觸發(fā)信號，則觸發(fā)激光光源(12)發(fā)出激光；一旦COMS相機19接收到同步觸發(fā)信號，則受到觸發(fā)進行采集，擴束鏡(13)用于對激光擴束，靠近人眼的接目物鏡(15)和靠近COMS相機(19)的成像目鏡(17)同作為攝影物鏡，用于控制成像焦距，在眼底照明光路(1)中，分光鏡(16)用于反射激光到達眼底；在眼底成像光路(2)中，分光鏡(16)用于透射由眼底反射的散斑信號，以便相機采集圖像。其包括以下步驟：步驟1、設置COMS相機的鏡頭參數(shù)，選擇短曝光的相機工作模式；設置相機的鏡頭參數(shù)，旨在保證紅細胞、散斑、像素單元的成像面積接近相等，當紅細胞進、出像素單元的成像范圍時，局域的濃度漲落產(chǎn)生干涉強度變化的動態(tài)散斑。選擇短曝光的相機工作模式，旨在保證相機的曝光時間足夠短，以捕捉頻率較高的動態(tài)散斑信號的瞬時狀態(tài)，而非散斑信號強度的變化積分值。步驟2、同步觸發(fā)源以頻率F0(100/s≤F0≤300/s)發(fā)出n(n為大于或等于10的自然數(shù))次同步觸發(fā)信號，分別作用于眼底照明光路(1)和眼底成像光路(2)；①眼底照明光路(1)中光源控制器接收到所述頻率為F0、n次發(fā)出的同步觸發(fā)信號，n次觸發(fā)激光光源以頻率F0出射激光，所述n次出射的激光經(jīng)擴束后由分光鏡反射，產(chǎn)生的n次反射光以所述頻率F0通過接目物鏡照射人眼；②眼底成像光路(2)中，由人眼以所述頻率F0、n次反射的激光散斑信號經(jīng)由分光鏡透射到成像目鏡，COMS相機接收到所述同步觸發(fā)源以頻率F0發(fā)出的n個同步觸發(fā)信號，n次連續(xù)采集以所述頻率F0透過成像目鏡的n張散斑圖像，每張散斑圖像上有m(m為面陣相機的像素單元個數(shù))個散斑光強點，所述F0同時為采樣幀率；步驟3、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，由計算機對所述相機n次采集到的m個原始時間序列信號進行FFT變換以獲得m個散斑頻域信號，設定濾波頻率u0，對于第k(1≤k≤m)個所述散斑頻域信號，將背景噪聲和集中在零頻以及低頻范圍內的靜態(tài)散斑頻域信號與集中在高頻范圍內的動態(tài)散斑頻域信號分離，計算所述第k個點(坐標為(x,y))的調制深度MD(x,y)，以全部m個點的調制深度MD(x,y)作為成像參數(shù)進行成像。所述同步觸發(fā)源的觸發(fā)頻率F0在100/s至300/s的范圍內，旨在保證相機處于長采樣的工作模式，因此保證相機擁有足夠的像素單元，當干涉光信號的周期遠小于采樣時間時，相機的像素單元數(shù)量足夠用來記錄散斑信號，得到具有高分辨率的圖像。所述步驟2中，利用COMS相機采集樣本的后向散射光，從而進行散斑圖像的重建。所述步驟2中，COMS相機捕捉的散斑強度信號是不同干涉項頻率的強度總和，對于COMS相機第t(1≤t≤n)次采集到的所述m個原始時間序列信號，第k(1≤k≤m)個像素單元(坐標為(x,y))散斑強度信號表示為：其中，I0表示靜態(tài)散斑的信號強度，該強度始終保持不變，對應于背景信號。表示移動散射物質之間以及靜止散射物質與移動散射物質之間相互干涉產(chǎn)生的干涉信號強度，其中Ii是第i個干涉項的強度，fi是相對應的時間調制頻率，∏表示方脈沖函數(shù)，定義為∏T/2[t-t0]＝H[t-t0+T/2]-H[t-t0-T/2]，用來描述信號的采集過程，t0表示某一時間點，T為總采集時間。所述步驟3中，通過進行快速傅里葉變換將權利要求4中所述相機n次采集到的m個原始時間序列信號進行快速傅里葉變換將相機接收的時域散斑強度信號IP沿著時間序列轉變?yōu)轭l域散斑強度信號，其中低頻范圍主要為靜態(tài)散斑信號，高頻范圍主要為動態(tài)散斑信號，相機第t次采集到的所述信號的散斑頻譜圖可以表示為：FTt→u[IP(t)]＝iS[u]+id[u±fi]其中，iS[u]表示靜態(tài)散斑信號頻譜，即以零頻為中心的小范圍內的頻譜，其表達式為iS[u]＝I0sinc(Tu)；id[u±fi]表示動態(tài)散斑頻譜，即頻域中除去靜態(tài)散斑信號頻譜的剩余部分，其表達式為坐標為(x,y)的像素點位置重建圖像的時域的調制深度表示為：其中，<id(x,y,u)>是坐標為(x,y)的像素點位置對應信號經(jīng)濾波后的動態(tài)散斑信號對于時間的平均值，<is(x,y,u)>是坐標為(x,y)的像素點位置對應信號經(jīng)濾波后的靜態(tài)散斑信號對于時間的平均值。坐標為(x,y)的像素點位置重建圖像的頻域的調制深度表示為：其中，id(x,y,u)是坐標為(x,y)的像素點位置對應信號經(jīng)濾波后的動態(tài)散斑信號；is(x,y,u)是坐標為(x,y)的像素點位置對應信號經(jīng)濾波后的靜態(tài)散斑信號。所述步驟3中，設置合適的濾波頻率u0，以分開靜態(tài)散斑信號和動態(tài)散斑信號。所述靜態(tài)散斑信號為背景信號，反映了生物的背景組織；所述動態(tài)散斑信號為血流信號。所述步驟3中，調制深度MD(x,y)為成像參數(shù)，可以分為時域的調制深度和頻域的調制深度。所述時域調制深度定義為經(jīng)濾波后動態(tài)散斑信號對于時間的平均值與經(jīng)濾波后靜態(tài)散斑信號對于時間的平均值的比值；所述頻域調制深度定義為直接在頻域進行計算的調制深度，即動態(tài)散斑數(shù)據(jù)之和與靜...