基于光纤胃镜的血流成像系统设计
发布时间：2022-01-05 16:07
目的:研制一种基于光纤胃镜的血流成像系统,以清晰地观察组织各部位的相对血流速度。方法:该系统采用激光散斑成像技术设计,整个硬件系统由激光器、光纤准直器、光纤胃镜、CCD相机、卤素光源、计算机等组成,软件系统采用基于LabVIEW和MATLAB的激光散斑连续设置软件。采用在体实验和仿体实验验证该系统的有效性。结果:该系统成像清晰,可以很便捷地分辨组织不同部位的相对血流速度,且能分辨的最小血流速度变化为0.3 mm/s。结论:该系统实现了组织结构信息与血流信息的同步监测,为胃部疾病的诊断与治疗提供了新的依据。
【文章来源】：医疗卫生装备. 2020,41(10)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图2分辨力测试结果
，拍摄激光散斑图像30张。按照800mg/kg的剂量为小鼠注射亚硝酸钠溶液，在注射后3、6、9、12、15min分别采集激光散斑图像30张。整个拍摄过程中保持系统不动。4实验结果与分析4.1实验结果4.1.1仿体实验结果图6为不同兔血血流速度的激光散斑图像，所获得的激光散斑图像是通过时空联合衬比算法获得的，可得到每一个像素点的K值。由于K越小，血流速度越大，因此对K取相反值，可让图像更加美观。由图6可知，血流速度越快，激光散斑图像的亮度越大。4.1.2在体实验结果注射了过量亚硝酸钠溶液的小鼠在10min内死亡。图7（a）为小鼠耳部结构图，（b）为光纤胃镜下小鼠耳部的白光图像。由图7可知，本系统可以获取直径为5mm的圆形区域的结构信息和血流信息。图8为小鼠模型在0~15min内的血流速度变化的激光散斑图像。可以看出，在注射亚硝酸钠溶液后3min就可以看到图像血管部分的亮度变暗；6min时变化最大，血流速度急剧下降；12min时血管部分变得很暗，说明血流基本停止。4.2实验数据分析4.2.1仿体实验数据分析随着血流速度的增加，K值逐渐减小（如图9所示），说明血流速度在逐渐变快，并且大约每隔0.3mm/sK值会发生较为明显的下降，因此本系统可识别0.3mm/s的血流速度变化。4.2.2在体实验数据分析选取激光散斑图像的某一感兴趣区域，计算该区域的平均K值，再通过K值计算归一化的区域血流量rBF。图10为过量亚硝酸钠致小鼠死亡模型血图5实验流程图麻醉小鼠，固定耳朵，连接仪器注射过量亚硝酸钠溶液致小鼠脑缺血死亡每隔3min采集一次激光散斑图像实验结束，分析数据图6不同血流速度下的激光散斑图像（a）0mm/s（b）0.3mm/s（c）0.4mm/s（d）0.5mm/s（e）0.6mm/s（f）0.7mm/s（g）0.8mm/s（h）0.9mm/s（i）1.0mm/s?
中保持系统不动。4实验结果与分析4.1实验结果4.1.1仿体实验结果图6为不同兔血血流速度的激光散斑图像，所获得的激光散斑图像是通过时空联合衬比算法获得的，可得到每一个像素点的K值。由于K越小，血流速度越大，因此对K取相反值，可让图像更加美观。由图6可知，血流速度越快，激光散斑图像的亮度越大。4.1.2在体实验结果注射了过量亚硝酸钠溶液的小鼠在10min内死亡。图7（a）为小鼠耳部结构图，（b）为光纤胃镜下小鼠耳部的白光图像。由图7可知，本系统可以获取直径为5mm的圆形区域的结构信息和血流信息。图8为小鼠模型在0~15min内的血流速度变化的激光散斑图像。可以看出，在注射亚硝酸钠溶液后3min就可以看到图像血管部分的亮度变暗；6min时变化最大，血流速度急剧下降；12min时血管部分变得很暗，说明血流基本停止。4.2实验数据分析4.2.1仿体实验数据分析随着血流速度的增加，K值逐渐减小（如图9所示），说明血流速度在逐渐变快，并且大约每隔0.3mm/sK值会发生较为明显的下降，因此本系统可识别0.3mm/s的血流速度变化。4.2.2在体实验数据分析选取激光散斑图像的某一感兴趣区域，计算该区域的平均K值，再通过K值计算归一化的区域血流量rBF。图10为过量亚硝酸钠致小鼠死亡模型血图5实验流程图麻醉小鼠，固定耳朵，连接仪器注射过量亚硝酸钠溶液致小鼠脑缺血死亡每隔3min采集一次激光散斑图像实验结束，分析数据图6不同血流速度下的激光散斑图像（a）0mm/s（b）0.3mm/s（c）0.4mm/s（d）0.5mm/s（e）0.6mm/s（f）0.7mm/s（g）0.8mm/s（h）0.9mm/s（i）1.0mm/s（j）1.1mm/s（k）1.2mm/s（l）1.3mm/s（m）1.4mm/s（n）1.5mm/s1000800600400200（a）小鼠耳部结构图（b）小鼠耳部内窥白光图像
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光散斑和光谱的小鼠血流血氧监测系统研制[J]. 赵月梅,薛彦柏,张言,李韪韬,钱志余. 中国医疗器械杂志. 2019(01)
[2]无痛胃镜检查的临床应用现状[J]. 李小桂. 中外医学研究. 2019(03)
[3]消化内镜技术应用于早期食管癌及癌前病变的诊疗价值[J]. 李伊敏,张志坚,周燕凤. 中国基层医药. 2018 (12)
[4]生物组织黏弹性激光散斑检测方法研究进展[J]. 陈肖,陆锦玲,李鹏程. 中国激光. 2018(02)
[5]激光散斑血流成像对中医理疗功效的检测[J]. 贾亚威,杨晖,李然,刘宏业,范彦平,郑刚. 光学精密工程. 2017(06)
[6]胃超声造影对胃部疾病诊断价值的研究[J]. 汪军虎,曹利利,陈小军. 中国医药导报. 2015(35)
[7]胃溃疡与胃黏膜血流量相关性研究[J]. 田传红. 工企医刊. 2014(04)
硕士论文
[1]共聚焦内镜实时动态观察萎缩性胃炎胃黏膜微循环血流动力学改变[D]. 尹娅菲.山东大学 2016
[2]胃癌患者血液样品的光谱分析[D]. 王巍.郑州大学 2015
本文编号：3570656
【文章来源】：医疗卫生装备. 2020,41(10)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图2分辨力测试结果
，拍摄激光散斑图像30张。按照800mg/kg的剂量为小鼠注射亚硝酸钠溶液，在注射后3、6、9、12、15min分别采集激光散斑图像30张。整个拍摄过程中保持系统不动。4实验结果与分析4.1实验结果4.1.1仿体实验结果图6为不同兔血血流速度的激光散斑图像，所获得的激光散斑图像是通过时空联合衬比算法获得的，可得到每一个像素点的K值。由于K越小，血流速度越大，因此对K取相反值，可让图像更加美观。由图6可知，血流速度越快，激光散斑图像的亮度越大。4.1.2在体实验结果注射了过量亚硝酸钠溶液的小鼠在10min内死亡。图7（a）为小鼠耳部结构图，（b）为光纤胃镜下小鼠耳部的白光图像。由图7可知，本系统可以获取直径为5mm的圆形区域的结构信息和血流信息。图8为小鼠模型在0~15min内的血流速度变化的激光散斑图像。可以看出，在注射亚硝酸钠溶液后3min就可以看到图像血管部分的亮度变暗；6min时变化最大，血流速度急剧下降；12min时血管部分变得很暗，说明血流基本停止。4.2实验数据分析4.2.1仿体实验数据分析随着血流速度的增加，K值逐渐减小（如图9所示），说明血流速度在逐渐变快，并且大约每隔0.3mm/sK值会发生较为明显的下降，因此本系统可识别0.3mm/s的血流速度变化。4.2.2在体实验数据分析选取激光散斑图像的某一感兴趣区域，计算该区域的平均K值，再通过K值计算归一化的区域血流量rBF。图10为过量亚硝酸钠致小鼠死亡模型血图5实验流程图麻醉小鼠，固定耳朵，连接仪器注射过量亚硝酸钠溶液致小鼠脑缺血死亡每隔3min采集一次激光散斑图像实验结束，分析数据图6不同血流速度下的激光散斑图像（a）0mm/s（b）0.3mm/s（c）0.4mm/s（d）0.5mm/s（e）0.6mm/s（f）0.7mm/s（g）0.8mm/s（h）0.9mm/s（i）1.0mm/s?
中保持系统不动。4实验结果与分析4.1实验结果4.1.1仿体实验结果图6为不同兔血血流速度的激光散斑图像，所获得的激光散斑图像是通过时空联合衬比算法获得的，可得到每一个像素点的K值。由于K越小，血流速度越大，因此对K取相反值，可让图像更加美观。由图6可知，血流速度越快，激光散斑图像的亮度越大。4.1.2在体实验结果注射了过量亚硝酸钠溶液的小鼠在10min内死亡。图7（a）为小鼠耳部结构图，（b）为光纤胃镜下小鼠耳部的白光图像。由图7可知，本系统可以获取直径为5mm的圆形区域的结构信息和血流信息。图8为小鼠模型在0~15min内的血流速度变化的激光散斑图像。可以看出，在注射亚硝酸钠溶液后3min就可以看到图像血管部分的亮度变暗；6min时变化最大，血流速度急剧下降；12min时血管部分变得很暗，说明血流基本停止。4.2实验数据分析4.2.1仿体实验数据分析随着血流速度的增加，K值逐渐减小（如图9所示），说明血流速度在逐渐变快，并且大约每隔0.3mm/sK值会发生较为明显的下降，因此本系统可识别0.3mm/s的血流速度变化。4.2.2在体实验数据分析选取激光散斑图像的某一感兴趣区域，计算该区域的平均K值，再通过K值计算归一化的区域血流量rBF。图10为过量亚硝酸钠致小鼠死亡模型血图5实验流程图麻醉小鼠，固定耳朵，连接仪器注射过量亚硝酸钠溶液致小鼠脑缺血死亡每隔3min采集一次激光散斑图像实验结束，分析数据图6不同血流速度下的激光散斑图像（a）0mm/s（b）0.3mm/s（c）0.4mm/s（d）0.5mm/s（e）0.6mm/s（f）0.7mm/s（g）0.8mm/s（h）0.9mm/s（i）1.0mm/s（j）1.1mm/s（k）1.2mm/s（l）1.3mm/s（m）1.4mm/s（n）1.5mm/s1000800600400200（a）小鼠耳部结构图（b）小鼠耳部内窥白光图像
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光散斑和光谱的小鼠血流血氧监测系统研制[J]. 赵月梅,薛彦柏,张言,李韪韬,钱志余. 中国医疗器械杂志. 2019(01)
[2]无痛胃镜检查的临床应用现状[J]. 李小桂. 中外医学研究. 2019(03)
[3]消化内镜技术应用于早期食管癌及癌前病变的诊疗价值[J]. 李伊敏,张志坚,周燕凤. 中国基层医药. 2018 (12)
[4]生物组织黏弹性激光散斑检测方法研究进展[J]. 陈肖,陆锦玲,李鹏程. 中国激光. 2018(02)
[5]激光散斑血流成像对中医理疗功效的检测[J]. 贾亚威,杨晖,李然,刘宏业,范彦平,郑刚. 光学精密工程. 2017(06)
[6]胃超声造影对胃部疾病诊断价值的研究[J]. 汪军虎,曹利利,陈小军. 中国医药导报. 2015(35)
[7]胃溃疡与胃黏膜血流量相关性研究[J]. 田传红. 工企医刊. 2014(04)
硕士论文
[1]共聚焦内镜实时动态观察萎缩性胃炎胃黏膜微循环血流动力学改变[D]. 尹娅菲.山东大学 2016
[2]胃癌患者血液样品的光谱分析[D]. 王巍.郑州大学 2015
本文编号：3570656
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