CN104159505B - 血液流量测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种血液流量测量装置，包括光源、第一分束模块、参考臂模块、样品臂模块及探测模块，样品臂模块包括可旋转反射镜，光源发出光并传递至第一分束模块，第一分束模块将接收到的光分别提供给参考臂模块及样品臂模块，参考臂模块将接收到的光反射回第一分束模块以形成参考光；当可旋转反射镜处于第一转动角时，将第一分束模块提供的光传递至眼睛并形成信号光；当可旋转反射镜处于第二转动角时，将第一分束模块提供的光传递至眼睛并形成信号光；信号光传递回第一分束模块并在第一分束模块内分别与参考光干涉生成干涉光，探测模块接收干涉光。本发明还提供一种血液流量测量方法。

Description

血液流量测量装置及方法

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种血液流量测量装置及方法。

背景技术

许多视网膜疾病与非正常的眼部血液流量有关，例如糖尿病引起的视网膜病变、视网膜静脉阻塞以及与年纪有关的黄斑退化。在青光眼病研究中，视网膜供血不足被认为是青光眼病发生和发展的一个可能原因。因此，对视网膜血液流量进行测量对于视网膜疾病的临床诊断、治疗和研究具有重要意义。

光学相干层析成像技术(OpticalCoherenceTomography，OCT)是一种非侵入的探测技术.它被广泛应用于生物组织的活体截面结构成像。通过测量与深度有关的散射光，OCT可以提供高分辨，高灵敏度的组织结构。同时，OCT技术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，因而适合用于测量视网膜内的血液流量。遗憾的是，单光束多普勒OCT探测到的频移只与探测光束方向的血液流速有关，而垂直于探测光方向的血流信息不能直接从多普勒频移中得到，无法得到血管内的实际流速。

为了解决上述问题，人们发展了一系列技术来获得血管中的实际流速：

(1)、通过对视网膜进行三维扫描，获得视网膜中血管在空间中的走向，从而确定出探测光的多普勒角度，再利用多普勒角度，计算出实际的流速。但由于视网膜的血管和探测光束接近垂直，这种方法准确度较低。另外，通过连续扫描两个平面或圆环，定出待测血管的空间矢量，进而计算出多普勒角度，得到实际流速。这种方法的测量结果会受到眼动的影响，而且它只能对视盘周围的血管进行测量，无法测量视网膜其他区域的血流情况。此外，通过对血管横截面的多普勒信号进行计算，也可以获得流量信息，但这种测量方式只适用于视盘中走向比较陡的大血管。无法对视网膜其他区域的血流进行探测。

(2)、利用多束、多角度探测光扫描样品中的同一点,以便获得血管中真实的流体速度。OCT探测光被一个玻璃平板分成两束,这两束光会聚在流体中，形成双光束，双角度照明方式，通过分析两束光探测到的多普勒频移，可以得到管道中的真实流体速度。这种方法由于两路光有延迟，对于频率域的OCT系统并不适用。另外，可利用由偏振光分束的双光束OCT系统，测量视网膜血管中的流速和流量，或利用一个DOVE棱镜与OCT扫描机构同步，实现了双光束在视网膜上的环形扫描。但是这些双光束系统由两个迈克耳逊干涉仪构成，结构复杂、调整困难，而且由于探测光安全方面的考虑，每一路探测光的功率要大大低于单光束系统，这降低了双光束OCT系统的灵敏度,从而加大了系统的位相噪声。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种血液流量测量装置，其通过一个可旋转反射镜实现了单光束，双角度的探测及扫描，以获取眼睛内血管的血液流量，本装置具有结构简单，调整方便，测量精度高等优点，满足使用要求。

本发明还提供一种基于上述血液流量测量装置的血液流量测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种血液流量测量装置，用于测量眼睛内血管的血液流量，包括光源、第一分束模块、参考臂模块、样品臂模块及探测模块，其中，所述样品臂模块包括可旋转反射镜，

所述光源发出光并传递至所述第一分束模块，所述第一分束模块将接收到的光分别提供给所述参考臂模块及所述样品臂模块，所述参考臂模块将接收到的光传递回所述第一分束模块以形成参考光；

当所述可旋转反射镜处于第一转动角时，将所述第一分束模块提供的光反射至所述眼睛并生成信号光；

当所述可旋转反射镜处于第二转动角时，将所述第一分束模块提供的光反射至所述眼睛并生成信号光；

所述信号光传递回所述第一分束模块并在所述第一分束模块内与所述参考光干涉生成干涉光，所述探测模块接收所述干涉光。

其中，所述样品臂模块还包括电机，所述电机具有转轴，所述可旋转反射镜固定在所述转轴上，所述电机转动时带动所述可旋转反射镜相应转动。

其中，所述样品臂模块还包括扫描单元、双色镜及眼底镜，所述扫描单元包括第一扫描元件及第二扫描元件，所述第一扫描元件接收所述可旋转反射镜反射的光并反射至所述第二扫描元件，所述第二扫描元件将接收到的光反射至所述双色镜，所述双色镜将接收到的光反射至所述眼底镜，所述眼底镜将光汇聚至所述眼睛。

其中，所述样品臂模块还包括准直透镜及中继透镜，所述准直透镜设置于所述可旋转反射镜及第一扫描元件之间，所述中继透镜设置于所述第二扫描元件及双色镜之间。

其中，所述样品臂模块还包括预览模块，所述预览模块包括成像透镜及摄像器，照明光源发出的光照射到所述眼睛，并在所述眼睛内发生反射，所述反射光透射所述眼底镜、双色镜及成像镜后到所述到达所述摄像器，由所述摄像器拍摄到。

其中，所述装置还包括计算机，所述计算机接收经所述探测模块处理后的信号，并控制所述电机、所述第一扫描元件及所述第二扫描元件的转动。

本发明还提供一种血液流量测量方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

当所述可旋转反射镜处于第一转动角时，将探测光传递至所述血管并生成第一信号光，对干涉后的第一信号光进行处理后获得第一位相移动信号；

当所述可旋转反射镜处于第二转动角时，将探测光传递至所述血管并生成第二信号光，对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号；及

根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管的血液流量。

其中，所述干涉后的第一信号光是在接收到所述第一信号光时对所述第一信号光进行干涉得到的；

所述干涉后的第二信号光是在接收到所述第二信号光时对所述第二信号光进行干涉得到的。

其中，在所述对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号之后，还包括：

对所述第一位相移动信号进行修正。

其中，在所述对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号之后，还包括：

对所述第二位相移动信号进行修正。

其中，对所述第二位相移动信号进行修正包括：

利用所述第二扫描元件扫描获得所述第一位相移动信号及第二位相移动信号随时间的变化关系；及

利用插值计算对所述第二位相移动信号进行修正。

其中，在根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管的血液流量之前，还包括：

测量所述血管的轴向与X方向的夹角；其中，所述可旋转反射镜处于第一转动角时，光进入所述眼睛的第一方向矢与所述可旋转反射镜处于第二转动角时，光进入所述眼睛的第二方向矢构成X-Z平面，所述X方向平行于所述X-Z平面的X轴。

本发明提供的血液流量测量装置和方法，通过电机控制所述可旋转反射镜转动，使得所述可旋转反射镜处于第一转动角度并获得第一位相移动信号，或使得所述可旋转反射镜处于第二转动角度并获得第二位相移动信号，通过处理所述第一位相移动信号及第二位相移动信号获得所述血液的流量。本发明提供的血液流量测量装置，在测量血液流量时，具有结构简单，操作方便，测量结果精度高等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的血液流量测量装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的另一种参考臂模块的结构示意图。

图3是图1所示的样品臂模块的结构示意图。

图4是第一方向矢及第二方向矢与血管的位置关系图。

图5是探测光在血管内的扫描轨迹示意图。

图6是实现图4所示的扫描轨迹的原理示意图。

图7是获得血管的轴向与X方向的夹角的扫描示意图。

图8是本发明第一实施例提供的血液流量测量方法的流程示意图。

图9是本发明第二实施例提供的血液流量测量方法的流程示意图。

图10是第一位相移动信号及第二位相移动信号随时间的变化关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种血液流量测量装置，用于测量眼睛800内血管的血液流量，所述眼睛800可为人眼或其他动物的眼睛。所述血液流量测量装置包括光源100、第一分束模块200、参考臂模块300、样品臂模块500、探测模块600及计算机700，所述光源100发出光并传递至所述第一分束模块200，所述第一分束模块200将接收到的光分成两束并分别提供给所述参考臂模块300及样品臂模块500。其中一束光传递至所述参考臂模块300，所述参考臂模块300将接收到的光传递回所述分束器模块200内以形成参考光，另一束光经所述样品臂模块500后入射进所述眼睛800，经所述眼睛800内的血管散射后形成信号光并返回所述第一分束模块200，所述信号光与所述参考光干涉后产生干涉光，所述探测模块600接收并采集所述干涉光后将信号传输至所述计算机700，所述计算机700处理所述信号。

在本发明的实施例中，所述光源100可为超辐射发光二极管，其发出近红外探测光，所述探测光传递至所述第一分束模块200，所述第一分束模块200可为一2×2光纤分束器，其将接收到的探测光分成两束后分别提供给所述参考臂模块300及所述样品臂模块500。

在本发明的实施例中，所述参考臂模块300包括参考镜303，其中，所述参考镜303可为平面反射镜，所述第一分束模块200提供的探测光经所述参考镜303垂直反射后回到所述第一分束模块200内，以形成参考光。

请一并参阅图2，图2是本发明实施例提供的另一种参考臂模块900，所述参考臂模块900包括第二分束模块901，所述第二分束模块901可为1×2分束器，其一端带有一个开口，另一端带有两个开口且这两个开口通过光纤光路连通。所述第一分束模块200提供的探测光从带有一个开口的一端入射进所述第二分束模块900后分别从另一端的两个开口出射，并在光纤中传播后分别返回所述第二分束模块900内，最后从带有一个开口的一端出射，返回所述第一分束模块900，以形成参考光。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，所述参考臂模块还可有其他的结构设计和放置方式，如可将所述第二分束模块901设置于第一分束模块200与探测模块600之间，所述第一分束模块200提供给参考臂模块901的光通过光纤传递至所述第二分束模块901内，形成参考光(从带有两个开口的一端中的一个开口入射)。所述样品臂模块500反射回的信号光入射进所述第二分束模块901(从带有两个开口的一端中的另一个开口入射)并与所述参考光干涉形成干涉光，所述干涉光从带有一个开口的一端出射后，传递至所述探测模块600。此外，所述参考臂模块还有做其他设计，在此不做限定。

需要说明的是，在本发明的实施例中，所述血液流量测量装置还包括第一透镜400，所述第一透镜400设置于所述第一分束模块200与所述样品臂模块500之间，所述第一分束模块200提供的探测光透射所述第一透镜400后入射至所述样品臂模块500。

请一并参阅图3，在本发明的实施例中，所述样品臂模块500包括电机502、可旋转反射镜503、扫描单元、双色镜508及眼底镜509。其中，所述电机502具有转轴，所述可旋转反射镜503固定在所述转轴上，所述电机502转动带动所述转轴旋转，从而所述可旋转反射镜503随所述电机502的转动而转动，以将所述第一分束模块200提供的探测光以不同角度入射进所述眼睛800。

具体为，请一并参阅图4，在本发明实施例中，所述扫描单元包括第一扫描元件505及第二扫描元件506，其中，所述第一扫描元件505可为X方向扫描元件，所述第二扫描元件506可为Y方向扫描元件。所述电机502旋转并带动所述可旋转反射镜503旋转，当所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁，此时所述可旋转反射镜503将所述第一分束模块200提供的光反射至所述第一扫描元件505，经所述第一扫描元件505反射后传递至所述第二扫描元件506。所述第二扫描元件506将入射于其表面的探测光反射至所述双色镜508，所述双色镜508可为二向色镜，其对所述探测光具有高的反射率，所述双色镜508将探测光反射至所述眼底镜509，经所述眼底镜509汇聚到所述眼睛800内的血管B。所述血管B散射所述探测光后产生一第一信号光，所述第一信号光沿与入射的探测光相反的方向传递回至所述第一分束模块200并与所述参考光发生干涉产生第一干涉光，所述探测模块600接收所述第一干涉光并被所述计算机700采集并处理后获得第一位相移动信号。其中，所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁时，所述探测光的入射路径可参考图3中用实线表示的路径①，而探测光经路径①入射进所述眼睛800内的第一方向矢可由S₁表示(如图4所示)。

当所述电机502转过预定的角度，如180度后，所述可旋转反射镜503处于第二转动角M₂。此时，所述可旋转反射镜503将所述第一分束模块200提供的光反射至所述第一扫描元件505，经所述第一扫描元件505反射后传递至所述第二扫描元件506。所述第二扫描元件506将入射于其表面的探测光反射至所述双色镜508，所述双色镜508可为二向色镜，其对所述探测光具有高的反射率，所述双色镜508将探测光反射至所述眼底镜509，经所述眼底镜509汇聚到所述眼睛800内的血管B。所述血管B散射所述探测光后产生一第二信号光，所述第二信号光沿与入射的光相反的方向返回至所述第一分束模块200并与所述参考光发生干涉产生第二干涉光，所述探测模块600接收所述第二干涉光并被所述计算机700采集后获得第二位相移动信号。其中，所述可旋转反射镜503处于第二转动角M₂时，所述探测光的入射路径可参考图3中用虚线表示的路径②，而探测光经路径②入射进所述眼睛800内的第二方向矢可由S₂表示(如图4所示)。

需要说明的是，所述样品臂模块500还包括第二透镜501，所述第二透镜501设置于所述第一透镜400与所述可旋转反射镜503之间，所述第二透镜501将所述第一透镜400提供的光汇聚至所述可旋转透镜503的表面。

需要说明的是，所述样品臂模块500还包括准直透镜504及中继透镜507，所述准直透镜504设置于所述可旋转反射镜503与所述第一扫描元件505之间，所述可旋转反射镜503反射的探测光透射所述准直透镜504后到达所述第一扫描元件505。所述中继透镜507设置于所述第二扫描元件506与所述双色镜508之间，所述第二扫描元件506反射的探测光透射所述中继透镜507后到达所述双色镜508。

需要说明的是，所述样品臂模块500还包括预览模块，所述预览模块包括成像透镜510及摄像器511，照明光源(图未示)发出的光照射到所述眼睛800，并在所述眼睛800内发生反射，所述反射光透射所述眼底镜509到达所述双色镜508，所述双色镜508对所述照明光源发出的光具有高的透射率，所述反射光依次透射所述双色镜508及成像透镜510后到所述到达所述摄像器511，由所述摄像器511拍摄到，所述摄像器511拍摄的图像显示到计算机显示屏上，以供操作人员了解所述眼睛800的相关信息，便于进一步的操作。

需要说明的是，在本发明的实施例中，所述第一扫描元件505及所述第二扫描元件506可为振镜，所述第一扫描元件505具有对探测光进行X方向扫描的作用，所述第二扫描元件506具有对探测光束进行Y方向扫描的作用。具体为，如图4所示，所述第一方向矢S₁与所述第二方向矢S₂构成X-Z平面，当所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁时，所述扫描单元转动并带动入射方向为第一方向矢S₁的探测光进行扫描，当所述可旋转反射镜503处于第二转动角M₂时，所述扫描单元转动并带动入射方向为第二方向矢S₂的探测光进行扫描，从而保证探测光能探测到所述血管B。所述计算机700根据接收到的第一位相移动信号、第二位相移动信号及相关参数(如探测光的波长、血液的折射率、第一方向矢S₁与第二方向矢S₂之间的夹角及血管的轴向与X方向之间的夹角等)，计算得到所述血管B的平均血液流量。

需要说明的是，在本发明的实施例中，根据所述血管B的走向及分布情况，通过所述第一扫描元件505及第二扫描单元506的配合，所述扫描单元可带动所述探测光束实现X方向扫描、Y方向扫描或斜线扫描等各种扫描方式，从而所述探测光根据所述血管B的实际走向调整扫描方向。

需要说明的是，在本发明的实施例中，通过所述第一扫描元件505、第二扫描元件506与所述电机502的配合，所述血液流量测量装置还可实现环形扫描，从而快速获得整个眼睛800内所有血管的血液流量。具体为，如图5所示，当所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁时，所述计算机700控制所述电机502与第一扫描元件505、第二扫描元件506的同步转动，从而所述探测光线绕着视盘区域在一个圆周C上作环形扫描，图6描述了如何实现这种扫描：首先，由所述第一扫描元件505、第二扫描元件506控制探测光束到圆周上的S点，此时如果所述第一扫描元件505、第二扫描元件506保持不动，所述电机502做360度转动，则探测光束将绕着锥面Co作圆周运动。当所述电机502与所述第一扫描元件505、第二扫描元件506同步转动,则探测光束将沿着圆周C(如图6所示的外圈圆环)完成一个圆周运动，如此即可获得各条血管对应的第一位相移动信号。当光点回到S点后，所述电机502快速切换一个位相п(即转过180度)，然后所述第一扫描元件505、第二扫描元件506与所述电机502同步运动，带动探测光束同样沿圆周C做圆周运动，即可得到各条血管对应的第二位相移动信号，在预定的时间里进行扫描(如2秒钟)，所述计算机700可采集到一系列的位相移动信号。在上述的扫描结束后，扫描光束做一个快速的多环扫描，得到一个环形的三维图像，如图7所示，则所有血管的轴向与X方向的夹角β可由此定出来。此时，所述计算机700通过计算各条血管的平均血液流量并进行叠加，即可获得所述眼睛800内的总血液流量。

本发明实施例提供的血液流量测量装置，通过所述电机502控制所述可旋转反射镜503转动，使得所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁并获得第一位相移动信号，或使得所述可旋转反射镜503处于第二转动角M₂并获得第二位相移动信号，通过处理所述第一位相移动信号及第二位相移动信号获得所述血液的实际流速并进而得出血液的流量。本发明实施例提供的血液流量测量装置，在测量血液流量时，具有结构简单，操作方便，测量结果精度高等优点。

请一并参阅图8，本发明实施例提供一种血液流量测量方法，其至少包括如下步骤。

S101，当所述可旋转反射镜处于第一转动角M₁时，将探测光传递至所述血管并生成第一信号光，对干涉后的第一信号光进行处理后获得第一位相移动信号。

具体为，在本发明的实施例中，计算机700可通过控制所述电机502的旋转，使固定于所述电机502上的可旋转反射镜503处于第一转动角M₁，此时，所述光源100发出的探测光将沿如图3所示的实线路径①传播至所述眼睛800的血管B。所述血管B散射探测光后生成第一信号光，所述第一信号光传递回所述第一分束模块200并与所述参考光发生干涉，干涉后的第一信号光被所述探测模块600接收并传递至所述计算机700，所述计算机700处理干涉后的第一信号光，生成第一位相移动信号。

S102，当所述可旋转反射镜处于第二转动角M₂时，将探测光传递至所述血管并生成第二信号光，对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号。

具体为，在本发明的实施例中，所述计算机700可通过控制所述电机502的旋转，使固定于所述电机502上的可旋转反射镜503从第一转动角M₁切换至第二转动角M₂，此时，所述光源100发出的探测光将沿如图3所示的虚线路径②传播至所述眼睛800的血管B。所述血管B散射探测光后生成第二信号光，所述第二信号光传递回所述第一分束模块200并与所述参考光发生干涉，干涉后的第二信号光被所述探测模块600接收并传递至所述计算机700，所述计算机700处理干涉后的第二信号光，生成第二位相移动信号。

S103，根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管的血液流量。

所述计算机700根据接收到的所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管B的血液流量。

本发明第一实施例提供的血液流量测量方法，通过控制可旋转反射镜503的转动角度，以分别产生第一位相移动信号及第二位相移动信号，并通过第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管B的血液流量，该测量方法具有测量结果误差较小，操作过程简单等优点。

请一并参阅图9，本发明第二实施例提供一种血液流量测量方法，其至少包括如下步骤。

S201，当可旋转反射镜处于第一转动角M₁时，将探测光传递至所述血管并生成第一信号光，对干涉后的第一信号光进行处理后获得第一位相移动信号。

具体为，在本发明的实施例中，计算机700可通过控制所述电机502的旋转，使固定于所述电机502上的可旋转反射镜503处于第一转动角M₁，此时，所述光源100发出的探测光将沿如图3所示的实线路径①传播至所述眼睛800的血管B，所述血管B散射探测光后生成第一信号光，所述第一信号光传递回所述第一分束模块200并与所述参考光发生干涉，干涉后的第一信号光被所述探测模块600接收并传递至所述计算机700，所述计算机700处理干涉后的第一信号光，生成第一位相移动信号Φ₁。

S202，当所述可旋转反射镜处于第二转动角M₂，将探测光传递至所述血管并生成第二信号光，对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号。

具体为，在本发明的实施例中，所述计算机700通过控制所述电机502的旋转(如所述电机502转过180度)，使固定于所述电机502上的可旋转反射镜503从第一转动角M₁切换至第二转动角M₂，此时，所述光源100发出的探测光将沿如图3所示的虚线路径②传播至所述眼睛800的血管B，所述血管B散射探测光后生成第二信号光，所述第二信号光传递回所述第一分束模块200并与所述参考光发生干涉，干涉后的第二信号光被所述探测模块600接收并传递至所述计算机700，所述计算机700处理干涉后的第二信号光，生成第二位相移动信号Φ₂。

S203，对所述第二位相移动信号Φ₂进行修正。

在本发明的实施例中，所述第一位相移动信号Φ₁与所述第二位相移动信号Φ₂的采集时间点并不一致，由于所述血管B中的血流有脉动，不同时刻的血液流速不一样，因而所述计算机700需要对所述第一位相移动信号Φ₁进行修正，该修正过程包括如下步骤：

首先，利用所述扫描单元扫描获得所述第一位相移动信号Φ₁及第二位相移动信号Φ₂随时间的变化关系。

具体为，请一并参阅图3及图10，在所述电机502的配合下，所述扫描单元带动光束对第一方向矢S₁与Y轴形成的第一平面及第二方向矢S₂与Y轴形成的第二平面交替扫描，并持续预定时间，如2秒钟，从而得到一个和时间有关的位相移动信号分布图(如图10所示)。其中，黑色圆点为所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁时，所述计算机700在第一平面上不同时间点采集到第一位相移动信号Φ₁，白色的方框为所述可旋转反射镜503处于第二转动角M₂时，所述计算机700在第二平面上不同时间点测量到的第二位相移动信号Φ₂。

需要说明的是，在本发明的实施例中，根据所述血管B的走向及分布情况，通过所述第一扫描元件505及第二扫描单元506的配合，所述扫描单元可带动所述探测光束实现X方向扫描、Y方向扫描或斜线扫描等各种扫描方式，上述的对第一平面及第二平面扫描仅为本发明一个可能的扫描方式，在本发明的其他实施例中，所述扫描单元还可根据所述血管B的走向，带动光束沿空间的其他平面进行扫描。

然后，利用插值计算对所述第二位相移动信号Φ₂进行修正。

具体为，如图10所示，Φ_a1为t_a时刻扫描获得的第一位相移动信号，Φ_b2为t_b时刻扫描获得的第二位相移动信号。处理器对在第一平面上测量到的第一位相移动信号进行插值计算，得到在t_b时刻的第一位相移动信号值Φ_a2,然后把所述t_b时刻的第一位相移动信号值Φ_a2与t_a时刻的第一位相移动信号Φ_a1进行比较,得到k＝Φ_a1/Φ_a2。用k去乘以t_b时刻的第二位相移动信号Φ_b2，如此即可得到t_a时刻的第二位相移动信号Φ_b1，Φ_b1＝kΦ_b2。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，处理器也可以通过其他拟合算法拟合出位相移动信号与时间的拟合方程，再对所述第二位相移动信号Φ₂进行修正，以获得同一时刻的第一位相移动信号及第二位相移动信号，而不只局限于本发明实施例提供的插值算法。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，处理器还可以通过对所述第一位相移动信号Φ₁进行修正，如通过对在第二平面上测量到的第二位相移动信号进行插值计算，得到在t_a时刻的第二位相移动信号Φ_b2,然后把所述t_a时刻的第二位相移动信号Φ_b2与t_b时刻的第二位相移动信号Φ_b2进行比较,得到k＝Φ_b2/Φ_b1。用k去乘以t_a时刻的第一位相移动信号Φ_a1，如此即可得到t_b时刻的第一位相移动信号Φ_a2,，Φ_a2＝kΦ_a1。

S204，测量所述血管的轴向与X方向的夹角。

在本发明实施例中，在计算所述血管B的流速时，处理器需先获得待测的血管B的轴向与X方向的夹角β。其中，所述反射镜处于第一转动角M₁时，探测光进入所述眼睛800的第一方向矢S₁与所述反射镜处于第二转动角M₂时，光进入所述眼睛的第二方向矢S₂构成X-Z平面，所述X方向平行于所述X-Z平面的X轴。所述夹角β如图4所述，只需获得所需血管B的空间分布，即可获得所述夹角β。

S205，根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管的血液流量。

在本发明实施例中，利用探测光在所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁测得的第一位相移动信号Φ_a1及探测光在所述可旋转反射镜503处于第二转动角M₂测得的第二位相移动信号Φ_b1，即可以得到所述血管B在t_a时刻的流速v_A(y,z):

$v_A(y,z)=\frac{({\mathrm{\Φ}}_{a1}-{\mathrm{\Φ}}_{b1}){\mathrm{\λ}}_0}{4\mathrm{\πn\τ\α}\cos \mathrm{\β}}---\left(1\right)$

其中，λ₀为探测光的中心波长，n为血液的折射率,τ为相邻的两次扫描的时间间隔，α为所述第一方向矢S₁与第二方向矢S₂之间的夹角(如图4所示)，β为所述血管的轴向与X方向的夹角。考虑到血流的脉动,所述血管B中血液任一时刻流速V(y,z,t)可以表述为:

V(y,z,t)＝v_A(y,z)P(t)(2)

处理器通过对空间及时间进行积分，即可获得所述血管B中血液的平均流量为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{F}=\frac{1}{T}\∫\∫\∫V(y,z,t)\mathrm{dydzdt}\\ =\∫\∫v_A(y,z)\mathrm{dydz}\·\frac{1}{T}{\∫}_0^{T}P\left(t\right)\mathrm{dt}\end{array}---\left(3\right)$

其中，T为血流的脉动周期，P(t)为如图9测得的所述血管B中的血流脉动函数。

需要说明的是，本发明实施例提供的血液流量测量方法还可快速测量所述眼睛800内所有血管的血液流量，即所述眼睛800的总血液流量。具体为，所述电机502与所述第一扫描元件505及所述第二扫描元件506配合可实现对所述眼睛800的环形扫描。如图5所示，当所述可旋转反射镜503处于第一转动角M₁时，所述计算机700控制所述电机502与所述第一扫描元件505及所述第二扫描元件506的同步转动，从而所述探测光线绕着视盘区域在一个圆周C上作环形扫描，图6描述了如何实现这种扫描：首先，由所述第一扫描元件505及所述第二扫描元件506控制探测光束到圆周上的S点，此时如果所述第一扫描元件505及所述第二扫描元件506保持不动，所述电机502做360度转动，则探测光束将绕着锥面Co作圆周运动。当所述电机502与所述第一扫描元件505及所述第二扫描元件506同步转动,则探测光束将沿着圆周C(如图6所示的外圈圆环)完成一个圆周运动，如此即可获得各条血管对应的第一位相移动信号。当光点回到S点后，所述电机502快速切换一个位相п，然后所述第一扫描元件505、所述第二扫描元件506与所述电机502同步运动，带动光束同样沿圆周C做圆周运动，即可得到各条血管对应的第二位相移动信号，在预定的时间里进行扫描(如2秒钟)，所述计算机700可采集到一系列的位相移动信号。在上述的扫描结束后，扫描光束做一个快速的多环扫描，得到一个环形的三维图像，如图7所示，则所有血管的轴向与X方向的夹角β可由此定出来。此时，利用公式(1)至公式(3)，所述计算机700通过计算各条血管的平均血液流量并进行叠加，即可获得所述眼睛800内的总血液流量。

综上所述，本发明第二实施例提供的血液流量测量方法，通过控制可旋转反射镜503的转动角度，以分别产生第一位相移动信号及第二位相移动信号，并通过对所述第一位相移动信号或第二位相移动信号修正后，再扫描获得血流的走向、脉动及周期，通过积分计算获得所述血管B的血液流量F及所述眼睛800内的全部血液流量，该测量方法具有操作简单、测量结果误差较小等优点。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种血液流量测量装置，用于测量眼睛内血管的血液流量，其特征在于，包括用于发出探测光的光源、第一分束模块、参考臂模块、样品臂模块及探测模块，其中，所述样品臂模块包括可旋转反射镜，

所述光源发出光并传递至所述第一分束模块，所述第一分束模块将接收到的光分别提供给所述参考臂模块及所述样品臂模块，所述参考臂模块将接收到的光传递回所述第一分束模块以形成参考光；

当所述可旋转反射镜处于第一转动角时，将所述第一分束模块提供的光反射至所述眼睛并生成信号光；

当所述可旋转反射镜处于第二转动角时，将所述第一分束模块提供的光反射至所述眼睛并生成信号光；

所述信号光传递回所述第一分束模块并在所述第一分束模块内分别与所述参考光干涉生成干涉光，所述探测模块接收所述干涉光。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括电机，所述电机具有转轴，所述可旋转反射镜固定在所述转轴上，所述电机转动时带动所述可旋转反射镜相应转动。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括扫描单元、双色镜及眼底镜，所述扫描单元包括第一扫描元件及第二扫描元件，所述第一扫描元件接收所述可旋转反射镜反射的光并反射至所述第二扫描元件，所述第二扫描元件将接收到的光反射至所述双色镜，所述双色镜将接收到的光反射至所述眼底镜，所述眼底镜将光汇聚至所述眼睛。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括准直透镜及中继透镜，所述准直透镜设置于所述可旋转反射镜及第一扫描元件之间，所述中继透镜设置于所述第二扫描元件及双色镜之间。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括预览模块，所述预览模块包括成像透镜及摄像器，照明光源发出的光照射到所述眼睛，并在所述眼睛内发生反射，反射光透射所述眼底镜、双色镜及成像镜后到到达所述摄像器，由所述摄像器拍摄到。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括计算机，所述计算机接收经所述探测模块处理后的信号，并控制所述电机、所述第一扫描元件及所述第二扫描元件的转动。

7.一种血液流量测量方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

当可旋转反射镜处于第一转动角时，将探测光传递至血管并生成第一信号光，对干涉后的第一信号光进行处理后获得第一位相移动信号；

当所述可旋转反射镜处于第二转动角时，将探测光传递至所述血管并生成第二信号光，对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号；及

根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管的血液流量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述干涉后的第一信号光是在接收到所述第一信号光时对所述第一信号光进行干涉得到的；

所述干涉后的第二信号光是在接收到所述第二信号光时对所述第二信号光进行干涉得到的。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号之后，还包括：

对所述第一位相移动信号进行修正。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述对干涉后的第二信号光进行处理后获得第二位相移动信号之后，还包括：

对所述第二位相移动信号进行修正。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述第二位相移动信号进行修正包括：

利用扫描单元扫描获得所述第一位相移动信号及第二位相移动信号随时间的变化关系；及

利用插值计算对所述第二位相移动信号进行修正。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在根据所述第一位相移动信号及第二位相移动信号计算所述血管的血液流量之前，还包括：

测量所述血管的轴向与X方向的夹角；

其中，所述可旋转反射镜处于第一转动角时，光进入眼睛的入射方向为第一方向矢，所述可旋转反射镜处于第二转动角时，光进入所述眼睛的入射方向为第二方向矢，所述第一方向矢与所述第二方向矢构成X-Z平面，所述X方向平行于所述X-Z平面的X轴。