激光散斑血流成像技術(shù)是一種寬場的血流成像技術(shù)，時間和空間分辨率高，成像范圍易于控制，被用于術(shù)中檢測、研究神經(jīng)血管耦合機制以及藥物評估等應用中。然而，該技術(shù)采樣深度受限，主要探測生物組織表層的血流信息。主要原因是受限于組織的散射作用，這使得入射光波前被生物組織擾動，嚴重影響了成像質(zhì)量和深層組織流速信息的提取。目前，關(guān)于提高流速信號采樣深度的方法已有較多報道，如使用光透明劑減小組織光散射等，而利用波前調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)透過散射介質(zhì)流速成像的方法還沒有報道。
武漢光電國家實驗室生物醫(yī)學光子學功能實驗室博士生李陽陽等人在李鵬程教授的指導下, 提出了利用波前調(diào)制技術(shù)和激光散斑襯比分析方法相結(jié)合實現(xiàn)透過散射介質(zhì)運動物體相對速度變化成像的方法, 并利用模型實驗驗證了該方法。光學成像過程中散射介質(zhì)(如生物組織、毛玻璃等)擾亂了傳播的波前，導致成像的模糊不清。利用空間光調(diào)制器的相位調(diào)制特性，對被散射擾動的波前進行相位補償，從而可以克服散射影響實現(xiàn)透過散射介質(zhì)的成像，進一步結(jié)合激光散斑襯比分析方法，最終實現(xiàn)了透過散射介質(zhì)的相對速度變化成像。
2016年4月8日，該項研究成果以論文 “基于波前調(diào)制和激光散斑襯比分析相結(jié)合的方法實現(xiàn)透過散射介質(zhì)的運動物體相對速度變化檢測 ”( Detecting relative speed changes of moving objects through scattering medium by using wavefront shaping and laser speckle contrast analysis) 發(fā)表在美國光學學會(OSA) 旗下的Optics Express (Vol. 24, No. 8, pp. 8382-8390, 2016)上。
該研究得到國家自然科學基金(No. 91332121, 31471083, 61405065)和武漢光電國家實驗室主任基金的資助。
圖. 1 實現(xiàn)透過散射介質(zhì)運動物體流速成像實驗光路圖
圖. 2運動物體透過擴散片后在波前矯正前后的原始圖和流速圖比較結(jié)果
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