CN105167766B - 血液流量测量设备及血液流量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种血液流量测量设备，包括：光源、分光模块、参考臂、样品臂组件、探测模块和控制系统；光源经分光模块分为参考光和探测光；在样品臂的准直镜和扫描单元之间的光路上还设置有垂直插入探测光的插片，插片将探测光分为第一路光和第二路光，两路光分别同时以第一方向和第二方向照射血管并扫描血管断面，经设备处理同时得到被测血管的三个位相移动信号фa、фb、фc；选取三个信号中的任意两个，经计算得到血管的血液流量。本发明还公布了利用本设备测视盘中单根血管的血液流量和视盘附近所有血管血流量的方法，该方法对求得的位相移动信号不需要修正，即可准确的求出视盘附近单根血管和所有血管的血液流速和流量。

Description

血液流量测量设备及血液流量测量方法

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种测量血液流量的设备及血液流量测量方法。

背景技术

专利申请号为201480000036.8、201480000246.7、201410378086.1的技术方案都公布了利用OCT技术测量人眼单根血管的血液流速以及测量人眼视盘附近所有血管的血液流速的装置和方法，这几个专利申请都有一个共同点，就是利用样品臂的某一光学元件经转动分别处于不同的位置，探测光在该光学元件分别处于两个不同的位置时，分别通过该光学元件并在该装置其它部件配合下，以两个不同方向扫描人眼视盘，经过装置处理后，得到被扫描人眼血管的第一位相移动信号和第二位相移动信号，然后将第一位相移动信号和第二位相移动信号带入公式计算得到视盘附近单根血管血液流量和所有血管的血液流量。

由于该光学元件分别在两个不同的时间分别处于不同的位置，在该光学元件由一个位置切换到另一个位置时，肯定存在时间延迟，不管该时间延迟是长是短。由于两个位相移动信号不是同时采集得到的，因此，采集到的第二位相移动信号必须要经过修正后才能和第一位相移动信号一起用于计算单根血管的血液流量和被测人眼视盘附近所有血管的血液流量，这无疑增加了信号修正的处理时间和信号处理难度。

发明内容

本发明公布了一种血液流量测量设备及利用该设备测视盘附近单根血管和所有血管的血液流速和流量的技术方案，其目的在于解决现有技术中由于光路延迟使得血液位相移动信号采集不同步，对后采集得到的血液位相移动信号需要修正后才能用于计算血液流速和血液流量的问题。

本发明公布的血液流量测量设备的技术方案如下：

一种血液流量测量设备，包括：光源、分光模块、参考臂、样品臂组件、探测模块和控制系统，所述样品臂组件包括准直镜、扫描单元和光学组件；所述光源发出的光被所述分光模块分为参考光和探测光，所述参考光入射至所述参考臂；所述探测光入射至样品臂；

在所述准直镜和所述扫描单元之间的光路上还设置有将所述探测光分为光程不同的两束光的插片；

当测视盘内单根血管血液流量时，所述两束光从不同方向同时入射至所述血管并获取血液信息，经所述设备处理得到所述血液的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc，经计算得到所述单根血管的血液流量；其中，所述插片的插入使得所述两束光的主光线照射所述单根血管的方向构成的平面和血管中血液流向平行；

当测视盘附近所有血管血液流量时，所述插片经驱动装置驱动，并和所述扫描单元同步旋转，所述两束光同时从不同方向入射至所述所有血管，并以同一环形轨迹同步扫描视盘内所有血管，获取所有血管的血液信息，经所述设备处理得到所有血管的一系列所述第一位相移动信号фa、所述第二位相移动信号фb和所述第三位相移动信号фc，经计算得到视盘附近所有血管血液流量；其中，所述驱动装置的旋转轴和经所述准直镜准直后的探测光的主光轴同轴。

进一步地：所述插片为具有相同厚度的透光片，经所述准直镜准直后的所述探测光被所述插片分为所述两束光，其中经过所述插片的那部份为第一路光，没有经过所述插片的那部分为第二路光；所述第一路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第一方向S1入射视盘血管并扫描血管断面；所述第二路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第二方向S2入射视盘血管并扫描所述血管断面；

所述第一路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、所述插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第一干涉光，所述探测模块接收所述第一干涉光并经所述控制系统处理后，得到被测血液的所述第一位相移动信号фa；剩下部份依次由所述光学组件、所述扫描单元和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成一部分第二干涉光b₁；

所述第二路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第三干涉光，所述探测模块接收所述第三干涉光，经所述控制系统处理，得到被测血液的所述第三位相移动信号фc；剩下部份依次经所述光学组件、所述扫描单元、所述插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成剩下部分所述第二干涉光b₂；所述探测模块接收所述一部分第二干涉光b₁和所述剩下部分第二干涉光b₂，经所述控制系统处理，得到所述第二位相移动信号фb。

进一步地：所述插片为具有第一厚度d1和第二厚度d2的透光片，

经所述准直镜准直后出射的所述探测光被所述透光片分为所述两束光，其中经过所述插片的第一厚度d1那部份探测光为第一路光，经过所述插片的第二厚度d2那部分探测光为第二路光；所述第一路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第一方向S1入射视盘血管并扫描血管断面；所述第二路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第二方向S2入射视盘血管并扫描所述血管断面；

所述第一路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第一厚度d1的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第一干涉光，所述探测模块接收所述第一干涉光并经所述控制系统处理后，得所述第一位相移动信号фa；剩下部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第二厚度d2的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成一部分第二干涉光b₁；

所述第二路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第二厚度d2的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第三干涉光，所述探测模块接收所述第三干涉光，经所述控制系统处理，得到所述第三位相移动信号фc；剩下部份依次经所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第一厚度d1的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成剩下部分所述第二干涉光b₂；所述探测模块接收所述一部分第二干涉光b₁和所述剩下部分第二干涉光b₂，经所述控制系统处理，得到所述第二位相移动信号фb。

进一步地：所述被分为两部分的探测光各占总探测光的50％。

进一步地：所述光学组件包括中继透镜、二向色镜和眼底镜；

所述中继透镜接收来自所述扫描单元的所述第一路光，并将其透射至所述二向色镜，所述二向色镜将所述第一路光反射至所述眼底镜，所述第一路光以所述第一方向S1入射视盘血管并扫描所述血管断面，以及

所述中继透镜接收来自所述扫描单元的所述第二路光，并将其透射至所述二向色镜，所述二向色镜将所述第二路光反射至所述眼底镜，所述第二路光以所述第二方向S2入射视盘血管并扫描所述血管断面。

进一步地：所述样品臂组件还包括预览模块，所述预览模块包括照明光源、透镜和摄像器；所述照明光源发出的光入射人眼并在视盘内发生反射形成反射光；所述反射光经所述眼底镜透射至所述二向色镜，然后经所述二向色镜透射至所述透镜，所述摄像器接收来自所述透镜的反射光，计算机显示人眼预览图像。

进一步地：所述扫描单元为XY振镜。

进一步地：所述插片为玻璃片。

本发明还公布了一种测量视盘附近单根血管血液流量的方法，包括如下步骤：

利用如权利要求1所述的血液流量测量设备同时获取视盘附近单根血管的所述第一位相移动信号фa、所述第二位相移动信号фb和所述第三位相移动信号фc；

选取所述第一位相移动信号фa和所述第三位相移动信号фc,或者选取所述第一位相移动信号фa和所述第二位相移动信号фb，或者选取所述第二位相移动信号фb和所述第三位相移动信号фc，经计算得到所述血管血液流量。

进一步地：在选取所述第一位相移动信号фa和所述第三位相移动信号фc,或者选取所述第一位相移动信号фa和所述第二位相移动信号фb，或者选取所述第二位相移动信号фb和所述第三位相移动信号фc，经计算得到所述血管血液流量之前，还包括如下步骤：

测量所述血管的轴向与X方向的夹角β；

其中，第一路光照射血管的第一方向S1和第二路光照射血管的第二方向S2构成X-Z平面。

本发明还公布了一种测量视盘附近总的血液流量的方法，包括如下步骤：

利用如权利要求1所述的血液流量测量设备同时获取视盘附近所有血管的若干第一位相移动信号фa、若干第二位相移动信号фb和若干第三位相移动信号фc；

将所述若干第一位相移动信号фa与所述第三位相移动信号фc一一配对，或者将所述第一位相移动信号фa与所述第二位相移动信号фb一一配对，或者将所述第二位相移动信号фb与所述第三位相移动信号фc一一配对，经计算得到所述若干血管的血液流速；

将所述若干血液流速取绝对值，经计算得到视盘附近所有血管的血流流量。

进一步地：所述利用如权利要求1所述的血液流量测量设备同时获取视盘附近所有血管的若干所述第一位相移动信号фa_N、若干所述第二位相移动信号фb_N和若干所述第三位相移动信号фc_N，是通过如下方法实现的：

将所述插片设置在所述设备的样品臂的准直镜和扫描单元之间，所述插片由驱动装置驱动旋转，所述驱动装置的旋转轴和所述探测光的主光轴同轴；所述插片和所述扫描单元同步转动；经准直镜准直后的探测光被所述插片分为第一路光和第二路光；

所述第一路光以第一方向S1照射并环形扫描视盘附近所有血管，经人眼散射后，携带被扫描血管血液信息，一部分在返回时经过所述插片，与从参考臂返回的参考光在分光模块处发生干涉，形成所述第一干涉光，经系统处理后得到所有血管的所述若干第一位相移动信号фa_N；所述第二路光以第二方向S2照射并环形扫描视盘附近所有血管，经人眼散射后，一部分在返回时未经过所述插片，与从参考臂返回的参考光在分光模块处发生干涉，形成所述第三干涉光，经系统处理后得到所有血管的所述若干第三位相移动信号фc_N；经人眼散射后在返回时未经过所述插片的剩下部分所述第一路光，以及经人眼散射后在返回时经过所述插片的剩下部分所述第二路光，返回至分光模块处并与从参考臂返回的参考光形成干涉，得到所述第二干涉光，经系统处理后，得到所有血管的所述若干第二位相移动信号фb_N；

其中，所述第一路光和所述第二路光以同样的扫描轨迹同步扫描视盘内所有血管；N＝1,2,3.....。

本发明所公布的血液流量测量设备及利用该设备测视盘附近单根血管和所有血管的血液流速和流量的技术方案，具有如下技术效果：

(一)、测视盘附近单根血管的血液流量，

(1)、当所选择的插片具有同一厚度时，插片的一部分垂直插入在准直镜和扫描单元的探测光路中，将探测光分为第一路光和第二路光；第一路光以第一方向S1入射人眼血管并扫描血管断面，携带血管血液信息，经人眼散射后，一部分在返回时穿过插片，与返回的参考光在分光模块处发生干涉，经系统处理得到第一位相移动信号фa；第二路光以第二方向S2照射同一血管并扫描血管断面，携带血管血液信息，一部分在返回时未穿过插片，与返回的参考光在分光模块处发生干涉，经系统处理得到第三位相移动信号фc；经人眼散射后的在返回时不穿过插片的剩下那部分第一路光，以及经人眼散射后的在返回时穿过插片的剩下那部分第二路光，两者在分光模块处与返回的参考光发生干涉，经系统处理得到第二位相移动信号фb；

第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc为同时获得，均不需要修正，任取其中两个信号，利用公式均能求得单根血管的血液流速和血液流量；

(2)、当所选择的插片具有不同厚度d1和d2时，将插片全部垂直插入在准直镜和扫描单元的探测光路中，

插片将探测光分为第一路光和第二路光，其中第一路光由探测光经过插片的第一厚度d1部分得到，第二路光由探测光经过插片的第二厚度d2部分得到。第一路光以第一方向S1入射人眼血管并扫描血管断面，携带血管血液信息，经人眼散射后，一部分在返回时穿过插片的第一厚度d1部分，与返回的参考光在分光模块处发生干涉，经系统处理得到第一位相移动信号фa；第二路光以第二方向S2照射同一血管并扫描血管断面，携带血管血液信息，一部分在返回时穿过插片的第二厚度d2部分，与返回的参考光在分光模块处发生干涉，经系统处理得到第三位相移动信号фc；经人眼散射后剩下那部分第一路光在返回时穿过插片的第二厚度d2部分，以及经人眼散射后剩下那部分第二路光在返回时穿过插片的第一厚度d1部分，两者在分光模块处与返回的参考光发生干涉，经系统处理得到第二位相移动信号фb；

第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc为同时获得，均不需要修正，任取其中两个信号，利用公式均能求得单根血管的血液流速和血液流量；

(二)、测视盘附近所有血管的血液流量

测视盘附近所有血管时，插片也分为两种情况，第一种，插片具有相同的厚度，此时插片部分插入经准直镜准直后入射至扫描单元的探测光中；第二种插片具有不同的厚度d1和d2，此时插片可以全部插入经准直镜准直后入射至扫描单元的探测光中。在两种情况下，插片均能将探测光分为第一路光和第二路光，同时插片经驱动装置驱动，以经准直镜准直后入射至扫描单元的探测光的主光轴为转轴配合扫描单元同步转动；第一路光以第一方向S1照射视盘附近所有血管并环形扫描所有血管断面，第二路光以第二方向S2照射视盘附近所有血管并环形扫描所有血管断面，然后用和求单根血管的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc相同的办法求出视盘附近所有血管的被扫描断面的一系列第一位相移动信号фa_N、第二位相移动信号фb_N和第三位相移动信号фc_N。同样地，一系列第一位相移动信号фa_N、第二位相移动信号фb_N和第三位相移动信号фc_N由于是同时获得，均不需要修正，任意选择其中两组一一配对，利用公式均能准确求得视盘附近所有血管的血液流速和血液流量。

因此，利用本技术方案的装置和方法，由于两路光是同时以不同入射方向照射人眼血管，所有位相移动信号都是同时采集得到的，不受时间延迟而造成血流速度变化的影响，不需要对它们进行修正，就可以求出视盘附近的单根血管和所有血管的血液流速和血液流量，提高了视盘附近单根血管和总的血管的血管血液流量测量的准确性。

附图说明

图1为本发明的光路图的第一种实施例；

图2为本发明的光路图的第二种实施例；

图3为探测光被插片42分为第一路光和第二路光的示意图，其中虚线表示第一路光，实线表示第二路光；

图4为测视盘附近所有血管，插片42为图1中的第一种实施例时，被驱动装置驱动，绕着探测光的主光轴47旋转的示意图；

图5为测视盘附近所有血管时，插片42a为图2中的第二种实施例时，插片42a被驱动装置驱动，绕着探测光的主光轴47旋转的示意图；

图6为测视盘单根血管时，第一路光以第一方向S1照射血管并沿Y方向扫描血管断面，第二路光以第二方向S2照射血管并沿Y方向扫描血管断面的示意图；

图7为测视盘单根血管时的步骤图；

图8为得到的视盘单根血管的AA位相移动信号(即第一位相移动信号фa)、AB位相移动信号(即第二位相移动信号фb)和BB位相移动信号(即第三位相移动信号фc)示意图；

图9为计算视盘附近所有血管的血液流量的步骤图；

图10为同时得到的若干血管的一系列AA位相移动信号(即第一位相移动信号фa)、一系列AB位相移动信号(即第二位相移动信号фb)和一系列BB位相移动信号(即第三位相移动信号фc)示意图；

图11和图12为第一路光和第二路光以相同的轨迹同时环形扫描视盘附近所有血管的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

(一)、插片42具有相同的厚度

参考图1，图1为本发明的光路连接图的其中一个实施例，包括：光源1、分光模块2、参考臂3、样品臂组件4、探测模块5和控制系统6。光源1发出的光被分光模块2分为参考光和探测光，参考光入射至参考臂3，探测光经过样品臂组件4后入射人眼E。在本技术方案中，样品臂组件4包括准直镜41、插片42、扫描单元43和光学组件44。本实施例中，插片42为具有相同厚度的透光板，它需垂直插入部分经准直镜41准直后入射至扫描单元43的探测光，一部分探测光经过插片42改变光程后，形成第一路光，入射至扫描单元43，另一部分没有经过插片42，变为第二路光，直接入射至扫描单元43。也就是说，经过准直镜41准直后平行射出的探测光由于插片42的原因被分为第一路光和第二路光。参考图3，不难理解，插片42只插入了经过准直镜41准直后平行射出的探测光的一部分。当测视盘单根血管血液流量时，插片42插入光路后保持静止不动，维持垂直插入的静止状态；当需要测视盘附近所有血管的血液流速和流量时，插片42也需要保持垂直插入的状态，但同时还需要由驱动装置驱动，绕着探测光的主光轴47，和扫描单元43同步转动。需要说明的是，插片42的旋转轴和探测光的主光轴47同轴。

参考图1和图4，测视盘单根血管血液流量时，第一路光入射至扫描单元43，经过扫描单元43反射至光学组件44，以第一方向S1照射人眼E的视盘内的血管B，并沿Y方向扫描血管B的断面，然后携带血管B内的血液信息，经人眼散射后，一部分第一路光按原路返回，即依次由光学组件44、扫描单元43和插片42返回至准直镜41，然后由准直镜41返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成第一干涉光。第一干涉光被探测模块5探测到，最后经控制系统6处理，得到被测血管的第一位相移动信号фa。剩下的另一部分携带有视盘血管的血液信息的第一路光依次经过光学组件44、扫描单元43和准直镜41后返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成一部分第二干涉光b1。

参考图1和图4，第二路光经扫描单元43和光学组件44后，以第二方向S2照射人眼E的血管B，并沿Y方向扫描血管B的断面，然后携带血管B内的血液信息，经人眼散射后，一部分依次经光学组件44、扫描单元43和准直镜41返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成第三干涉光，第三干涉光被探测模块5探测到，最后经控制系统6处理，得到被测血管的第三位相移动信号фc。剩下的第二路光经光学组件44、扫描单元43、插片42和准直镜41返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成剩下部分第二干涉光b2。也就是说，第二干涉光包括两部分，分别是一部分第二干涉光b1和剩下部分第二干涉光b2。第二干涉光被探测模块5探测到，最后经控制系统6处理，得到前面所述的被测血管的第二位相移动信号фb。

(二)、插片42a具有不同厚度。

参考图2并结合图4。图2中，插片42a具有图4中的不同厚度d1和d2.此时，插片42a插入全部经准直镜41准直后入射至扫描单元43的探测光中。由于插片42a具有不同的厚度，所以探测光被插片42a分为光路不同的两路光，其中，经过插片42a的厚度为d1那部分探测光为第一路光，经过插片42a的厚度为d2那部分探测光为第二路光。

测视盘单根血管血液流量时，第一路光入射至扫描单元43，经过扫描单元43反射至光学组件44，以图6中的第一方向S1照射人眼E的视盘内的血管B，并沿Y方向扫描血管B的断面，然后携带血管B内的血液信息，经人眼散射后，一部分第一路光按原路返回，即依次由光学组件44、扫描单元43和插片42厚度为d1部分返回至准直镜41，然后由准直镜41返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成第一干涉光。第一干涉光被探测模块5探测到，最后经控制系统6处理，得到被测血管的第一位相移动信号фa。携带有视盘血管的血液信息的第一路光的剩下的另一部分依次经过光学组件44、扫描单元43、插片42厚度为d2部分和准直镜41后返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成一部分第二干涉光b1。

参考图2和图6，测视盘单根血管的血液流量时，第二路光经扫描单元43和光学组件44后，以第二方向S2照射人眼E的血管B，并沿Y方向扫描血管B的断面，然后携带血管B内的血液信息，经人眼散射后，一部分依次经光学组件44、扫描单元43、插片42的厚度为d2部分以及准直镜41返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成第三干涉光，第三干涉光被探测模块5探测到，最后经控制系统6处理，得到被测血管的第三位相移动信号фc。携带有视盘血管的血液信息的第二路光的剩下的另一部分经光学组件44、扫描单元43、插片42的厚度为d1的部分以及准直镜41返回至分光模块2，并与从参考臂3返回的参考光在分光模块2处发生干涉，形成剩下部分第二干涉光b2。也就是说，第二干涉光包括两部分，分别是一部分第二干涉光b1和剩下部分第二干涉光b2。第二干涉光被探测模块5探测到，最后经控制系统6处理，得到前面所述的被测血管的第二位相移动信号фb。

因此，插片选取相同厚度或者不同厚度，其本质上是将探测光分为光程不同的两部分。当选取的插片厚度相同时，将插片插入部分探测光，则穿过插片的那部分探测光的光程相对于没有穿过插片的那部分探测光的光程发生了改变；当选取的插片具有不同厚度时，则分别穿过插片不同厚度部分的探测光的光程也不相同。

请继续参考图1和图2，作为具体的实施例，光学组件44包括中继透镜441、二向色镜442和眼底镜443。第一路光经过扫描单元43扫描后，经过中继透镜441透射至二向色镜442，二向色镜442将接收到的第一路光反射给眼底镜443，眼底镜443将第一路光入射至人眼E，第一路光以第一方向S1扫描视盘血管。同样，第二路光经过扫描单元43扫描后，经过中继透镜441透射至二向色镜442，二向色镜442将接收到的第二路光反射给眼底镜443，眼底镜443将第二路光射入射至人眼E，第二路光以第二方向S2扫描视盘血管。

请继续参考图1和图2，作为进一步优化，样品臂组件4还包括预览模块，所述预览模块包括照明光源(未图示)、透镜45和摄像器46。照明光源发出的光入射人眼，在视盘内发生反射形成反射光。反射光经眼底镜443透射至二向色镜442，然后由二向色镜442透射到透镜45，摄像器46接收来自透镜45的反射光，经系统处理后由计算机显示人眼预览图像。

作为优选项，扫描单元43优选为XY振镜，以便于对人眼进行OCT断层成像。

另外，本技术方案中的插片42或42a，优先选择为玻璃片。当然，插片42也可以选择其它具有透光功能的材料。

参考图7，本发明还公布了一种利用该血液流量测量设备测人眼单根血管的方法，包括如下步骤：

S101：利用血液流量测量设备同时获取视盘附近单根血管的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc；

S102：选取所述第一位相移动信号фa和所述第三位相移动信号фc,或者所述第一位相移动信号фa和所述第二位相移动信号фb，根据所述第二位相移动信号фb和所述第三位相移动信号фc，经计算得到所述血管血液流量。

具体地，在步骤S101中所说的血液流量测量设备及同时获取单根血管的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc的方法在前面已经阐述，在此不再累述。需要说明的是，在测人眼视盘附近单根血管的血液流速和流量时，图1中的插片42和图2中的插片42a插入经准直镜41准直后入射至扫描单元43的探测光时，需要满足图6中第一路光入射血管的第一方向S1和第二路光入射血管的第二方向S2所构成的平面和血管B中的血液流向平行，但不需要围绕探测光的主光轴47旋转，尽管此时扫描单元43在不停的转动。

在步骤S102中，计算单根血管的血液流量可以选取第一位相移动信号фa和所述第三位相移动信号фc经计算得到，也可以选取第一位相移动信号фa和所第二位相移动信号фb经计算得到，还可以选取第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc计算得到。因此有三种不同的计算方法。

第一种，选取第一位相移动信号фa和所述第三位相移动信号фc计算视盘附近单根血管的血液流速。

首先计算视盘附近单根血管血液流速，根据公式

在公式(1)中，λ₀为探测光的中心波长,n为血管内的血液的折射率,τ为OCT两个相邻光线扫描的时间间隔,α为第一路光的主光线48(参考图1和图2)和第二路光的主光线49之间的夹角，β为图6中血流方向VB，与第一路光的主光线照射人眼的第一方向S1和第二路光的主光线照射人眼的第二方向S2构成的平面X-Z的夹角,它可以从视网膜的三维投影图上获得。

参考图8，图8为第一路光和第二路光扫描人眼单根血管得到的AA、AB、BB位相移动图。其中，AA位相移动信号即为本文中的第一位相移动信号фa，AB位相移动信号即为本文中的第二位相移动信号фb,BB位相移动信号即为本文中的第三位相移动信号фc。

对于公式(1)中的α，其计算方法如下：

假如图1和图2中的经准直镜41准直后的探测光(假定探测光束为圆柱形)被插片42或42a分为相等的两半圆形光束。即第一路光占总的探测光的50％，第二路光占总的探测光的50％。参考图13，任选一路半圆光路，其聚焦在A点，那么对于黑色半圆内的任意一条光线可以表示为一个矢量BA＝(-X,-Y,Z).对矢量BA在半圆面内积分即可求出其主光线的方向。

由公式其中R为探测光束半径，z为眼轴长度.可以得到如下计算公式：

公式(2)：

公式(3)：

公式(4)：

由公式(2)-(4)可得，两个半圆主光线之间的夹角α为：

将求得的α代入公式(1)，即可得到单根血管的血液流速V。

第二种，选取第一位相移动信号фa和所第二位相移动信号фb计算视盘附近单根血管的血液流速。

首先计算视盘附近单根血管血液流速，根据公式

在公式(5)中，λ₀为探测光的中心波长,n为血管内的血液的折射率,τ为OCT两个相邻光线扫描的时间间隔,α1为第一路光的主光线48和整个探测光(即第一路光和第二路光之和)的主光轴47(参考图1和图2)之间的夹角，β为图6中血流方向VB，与第一路光的主光线照射人眼的第一方向S1和第二路光的主光线照射人眼的第二方向S2构成的平面X-Z的夹角。需要说明的是，当第一路光和第二路光各占总探测光的50％时，即通过图1中的插片42的探测光占总的探测光的50％，或者经过图2中的插片42a的厚度为d1部分的探测光占总探测光的50％，经过厚度为d2部分的探测光占总探测光的50％时，α1＝1/2α。

第三种，选取第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc计算视盘附近单根血管的血液流速。

首先计算计算视盘附近单根血管血液流速，根据公式

在公式(6)中，λ₀为探测光的中心波长,n为血管内的血液的折射率,τ为OCT两个相邻光线扫描的时间间隔,α2为第二路光的主光线49和整个探测光(即第一路光和第二路光之和)的主光线47之间的夹角(见图1和图2)，β为图6中血流方向VB，与第一路光的主光线照射人眼的第一方向S1和第二路光的主光线照射人眼的第二方向S2构成的平面X-Z的夹角。需要说明的是，当第一路光和第二路光各占总探测光的50％时，即通过图1中的插片42的探测光占总的探测光的50％，或者经过图2中的插片42a的厚度为d1部分的探测光占总探测光的50％，经过厚度为d2部分的探测光占总探测光的50％时，α1＝α2＝1/2α。

通过上面三种方法的任一种均能求出单根血管血液流速，并且求出的结果是相同的，

即：

同时，由于第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc是通过第一路光和第二路光扫描血管同时得到的，所以它们都不需要修正。

考虑到血流的脉动，定义所述血管B中血液任一时刻流速为V(y,z,t):

V(y,z,t)＝v_A(y,z)P(t) (7)

控制系统通过对空间及时间进行积分，获得血管B中血液的平均流量为：

其中，T为血流的脉动周期，P(t)为血管中的血流脉动函数。

选取公式(1)、公式(5)和公式(6)中任意一个，结合公式(7)和公式(8)，就计算出视盘附近任意一根血管的血液流量。

参考图9，本发明还公布了一种测量视盘附近所有血管血液流量的方法，包括如下步骤：

S201：利用血液流量测量设备同时获取视盘附近内所有血管的若干第一位相移动信号фa_N、若干第二位相移动信号фb_N和若干第三位相移动信号фc_N；

S202：将所述若干第一位相移动信号фa_N与所述若干第三位相移动信号фc_N一一配对计算，或者将所述若干第一位相移动信号фa_N与所述若干第二位相移动信号фb_N一一配对计算，或者将所述若干第二位相移动信号фb_N与所述若干第三位相移动信号фc_N一一配对计算，得到所述若干血管的血液流速；

S203：将所述若干血管的血液流速取绝对值，经计算得到视盘附近所有血管的血流流量。

对于步骤S201中所说的血液流量测量设备，在前面已经阐述，在此不再累述。需要说明的是，在测人眼视盘附近所有血管的血液流速和流量时，插片42不但需要垂直插入部分经准直镜41准直后入射至扫描单元43的探测光，还需要插片42以探测光的主光轴47为转轴，在图1中所示的初始位置时，配合扫描单元43同步转动。具体地，插片42由驱动装置(未图示)驱动旋转，因此驱动装置的旋转轴和探测光的主光轴47同轴。当插片42配合扫描单元43同步转动时，参考图12，第一路光以第一方向S1以及第二路光以第二方向S2环形扫描视盘附近所有血管，同时得到被扫描血管的若干第一位相移动信号фa_N、若干第二位相移动信号фb_N和若干第三位相移动信号фc_N,其中，N＝1，2，3....。其中，每一单根血管中的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc的求得和前面所说的单根血管的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc求得方法相同，在此不再累述。需要说明的是，在图12中，第一路光以第一方向S1环形扫描视盘附近血管，以及第二路光以第二方向S2环形扫描视盘附近所有血管的扫描轨迹相同并且是同步扫描。图11中的环形虚线和图12中的环形虚线即表明了两次扫描轨迹为同一轨迹。

在步骤S201中，控制系统6控制第一路光绕着视盘区域在一个圆周C(见图11和图12中的环形虚线)上作环形扫描。图12描述了如何实现这种环形扫描：由扫描单元43(见图1和图2)控制第一路光落在圆周(相当于图11中的圆周C)上的S点，此时如果扫描单元43保持不动，插片42在驱动装置的带动下绕着探测光的主光轴47(见图1和图2)做360°转动，则探测光将绕着锥面Co作圆周运动。控制系统6控制插片42与扫描单元43同步转动,第一路光将沿着实线箭头入射的第一方向S1(见图12)所示的空间矢量方向环形扫描视盘附近所有血管(见图11)，如此即可获得视盘附近所有血管内的血流的一系列第一位相移动信号φa_N：φa₁、φa₂、φa₃...φa_N和一系列第二位相移动信号φb_N:φb₁、φb₂、φb₃...φb_N；与此同时，控制系统6同时控制第二路光绕着视盘区域在同一个圆周C(见图11和图12中的环形虚线)上作环形扫描，控制系统6控制插片42与扫描单元43同步转动,第二路光将沿着虚线箭头入射的第二方向S2(见图12)所示的空间矢量方向环形扫描视盘附近所有血管(见图11)，如此即可获得视盘附近所有血管内的血流的一系列第三位相移动信号φc_N：φc₁、φc₂、φc₃...φc_N和一系列第二位相移动信号φb₁、φb₂、φb₃...φb_N。其中，N为1,2,3，4,5......

参考图10，一系列第一位相移动信号φa_N：φa₁、φa₂、φa₃...φa_N即为若干AA位相移动信号；一系列第二位相移动信号φb_N：φb₁、φb₂、φb₃...φb_N即为若干AB位相移动信号；一系列第三位相移动信号φc_N：φc₁、φc₂、φc₃...φc_N即为若干BB位相移动信号。

图10中，每一纵向的一组AA位相移动信号、AB位相移动信号和BB位相移动信号，分别对应其中一根血管的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc。因此，步骤S202中的一一配对，分别是将φa₁与φb₁配对，或者将φb₁与φc₁配对，或者将φa₁与φc₁配对.....φa_N与φb_N配对，或者将φb_N与φc_N配对，或者将φa_N与φc_N配对,求得若干单根血管的血液流速。前面公式(1)、公式(5)和公式(6)已经具体阐述了如何从每一个血管的三个移动信号选取其中两个计算血管血液流速的方法，在此不再累述。

需要说明的是，由于一系列第一位相移动信号φa_N、一系列第二位相移动信号φb_N和一系列第三位相移动信号φc_N，是通过第一路光以第一方向S1以及第二路光以第二方向S2照射视盘内所有血管，并且以相同的环形扫描轨迹同步扫描视盘附近所有血管得到的，因此它们均不需要修正，就可以带入公式(1)-(3)，计算出单根血管的血液流速。

在步骤S203中，考虑到血管血液流向，因此需要将步骤S202中计算得到的若干血管的血液流速值取绝对值，将若干组取绝对值后的血液流速值带入公式公式(7)和公式(8)中，得到单位时间内若干单根血管的平均流量。最后将若干平均流量求和，测得视盘附近所有血管的血液流量。需要说明的是，由于每一单根血管的血液流速不完全同，所以每根血管的平均流量也不完全相同。

综上所述，本发明的所公布的设备及利用该设备测量视盘内单根血管及所有血管，其实现的技术效果如下：

测单根血管时，通过利用插片将探测光分为第一路光和第二路光，第一路光以第一方向S1以及第二路光以第二方向S2照射视盘附近血管并扫描血管断面，经系统处理得到第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc；由于фa、фb、фc是同时采集得到，因此均不需要修正，任取其中两个信号，利用公式均能求得单根血管的血液流速和血液流量；

测视盘附近所有血管时，插片将探测光分为第一路光和第二路光，同时插片经驱动装置驱动，以探测光的主光轴为转轴配合扫描单元同步转动；第一路光以第一方向S1照射视盘附近所有血管并环形扫描所有血管断面；第二路光以第二方向S2照射视盘附近所有血管并环形扫描所有血管断面；经系统处理得到视盘内所有被扫描血管内血液的一系列第一位相移动信号фa_N、一系列第二位相移动信号фb_N和一系列第三位相移动信号фc_N。其中每一根血管中的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc和前面所述的单根血管的第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc的获取办法相同。一系列第一位相移动信号фa_N、第二位相移动信号фb_N和第三位相移动信号фc_N由于是同时采集得到，均不需要修正，任意选择其中两组一一配对，利用公式均能准确求得视盘附近所有血管的血液流速和血液流量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种血液流量测量设备，包括：光源、分光模块、参考臂、样品臂组件、探测模块和控制系统，所述样品臂组件包括准直镜、扫描单元和光学组件；所述光源发出的光被所述分光模块分为参考光和探测光，所述参考光入射至所述参考臂；所述探测光入射至所述样品臂组件；

其特征在于：在所述准直镜和所述扫描单元之间的光路上还设置有将所述探测光分为光程不同的两束光的插片；

当测视盘内单根血管血液流量时，所述两束光从不同方向同时入射至所述血管并获取血液信息，所述设备处理所述血液信息，得到第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc，经计算得到所述单根血管的血液流量；其中，所述插片的插入使得所述两束光的主光线照射所述单根血管的方向构成的平面与血管中血液流向平行；

当测视盘附近所有血管血液流量时，所述插片经驱动装置驱动，并和所述扫描单元同步旋转，所述两束光同时从不同方向入射至所有血管，并以同一环形轨迹同步扫描视盘内所有血管，获取所有血管的血液信息，经所述设备处理得到所有血管的一系列所述第一位相移动信号фa、一系列所述第二位相移动信号фb和一系列所述第三位相移动信号фc，经计算得到视盘附近所有血管血液流量；其中，所述驱动装置的旋转轴和经所述准直镜准直后的探测光的主光轴同轴。

2.如权利要求1所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述插片为具有相同厚度的透光片，经所述准直镜准直后的所述探测光被所述插片分为所述两束光，其中经过所述插片的那部份为第一路光，没有经过所述插片的那部分为第二路光；所述第一路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第一方向S1入射视盘血管并扫描血管断面；所述第二路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第二方向S2入射视盘血管并扫描所述血管断面；

所述第一路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、所述插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第一干涉光，所述探测模块接收所述第一干涉光并经所述控制系统处理后，得到被测血液的所述第一位相移动信号фa；剩下部份依次由所述光学组件、所述扫描单元和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成一部分第二干涉光b₁；

所述第二路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第三干涉光，所述探测模块接收所述第三干涉光，经所述控制系统处理，得到被测血液的所述第三位相移动信号фc；剩下部份依次经所述光学组件、所述扫描单元、所述插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成剩下部分所述第二干涉光b₂；所述探测模块接收所述一部分第二干涉光b₁和所述剩下部分第二干涉光b₂，经所述控制系统处理，得到所述第二位相移动信号фb。

3.如权利要求1所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述插片为具有第一厚度d1和第二厚度d2的透光片，

经所述准直镜准直后出射的所述探测光被所述透光片分为所述两束光，其中经过所述插片的第一厚度d1那部份探测光为第一路光，经过所述插片的第二厚度d2那部分探测光为第二路光；所述第一路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第一方向S1入射视盘血管并扫描血管断面；所述第二路光经过所述扫描单元和所述光学组件后以第二方向S2入射视盘血管并扫描所述血管断面；

所述第一路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第一厚度d1的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第一干涉光，所述探测模块接收所述第一干涉光并经所述控制系统处理后，得所述第一位相移动信号фa；剩下部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第二厚度d2的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成一部分第二干涉光b₁；

所述第二路光经人眼散射后携带所述血液信息，一部份依次由所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第二厚度d2的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成第三干涉光，所述探测模块接收所述第三干涉光，经所述控制系统处理，得到所述第三位相移动信号фc；剩下部份依次经所述光学组件、所述扫描单元、具有所述第一厚度d1的那部分插片和所述准直镜返回至所述分光模块，并与从所述参考臂返回的参考光在所述分光模块发生干涉，形成剩下部分所述第二干涉光b₂；所述探测模块接收所述一部分第二干涉光b₁和所述剩下部分第二干涉光b₂，经所述控制系统处理，得到所述第二位相移动信号фb。

4.如权利要求1-3中任一项所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述插片将所述探测光分为光程不同且各占所述探测光50％的两束光。

5.如权利要求2-3中任一项所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述光学组件包括中继透镜、二向色镜和眼底镜；

所述中继透镜接收来自所述扫描单元的所述第一路光，并将其透射至所述二向色镜，所述二向色镜将所述第一路光反射至所述眼底镜，所述第一路光以所述第一方向S1入射视盘血管并扫描所述血管断面，以及

所述中继透镜接收来自所述扫描单元的所述第二路光，并将其透射至所述二向色镜，所述二向色镜将所述第二路光反射至所述眼底镜，所述第二路光以所述第二方向S2入射视盘血管并扫描所述血管断面。

6.如权利要求5所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述样品臂组件还包括预览模块，所述预览模块包括照明光源、透镜和摄像器；所述照明光源发出的光入射人眼并在视盘内发生反射形成反射光；所述反射光经所述眼底镜透射至所述二向色镜，然后经所述二向色镜透射至所述预览模块的透镜，所述摄像器接收来自所述预览模块的透镜的反射光，计算机显示人眼预览图像。

7.如权利要求1-3中任一项所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述扫描单元为XY振镜。

8.如权利要求1-3中任一项所述的血液流量测量设备，其特征在于：所述插片为玻璃片。

9.一种血液流量测量方法，用于测量视盘附近单根血管的血液流量，其特征在于，至少基于血液流量测量设备，所述血液流量测量设备包括光源、分光模块、参考臂、样品臂组件、探测模块和控制系统，所述样品臂组件包括准直镜、扫描单元和光学组件，所述光源发出的光被所述分光模块分为参考光和探测光，所述参考光入射至所述参考臂，所述探测光入射至所述样品臂组件，在所述准直镜和所述扫描单元之间的光路上还设置插片，所述血液流量测量方法包括如下步骤：

利用所述插片将所述探测光分为光程不同的两束光，经过所述插片的那部分为第一路光，没有经过所述插片的那部分为第二路光；

将所述两束光从不同方向同时入射至所述视盘附近单根血管并获取血液信息；

利用所述血液流量测量设备处理所述血液信息，得到第一位相移动信号фa、第二位相移动信号фb和第三位相移动信号фc；

选取所述第一位相移动信号фa和所述第三位相移动信号фc，或者选取所述第一位相移动信号фa和所述第二位相移动信号фb，或者选取所述第二位相移动信号фb和所述第三位相移动信号фc，经计算得到所述血管血液流量。

10.一种血液流量测量方法，用于测量视盘附近总的血液流量，其特征在于，至少基于血液流量测量设备，所述血液流量测量设备包括光源、分光模块、参考臂、样品臂组件、探测模块和控制系统，所述样品臂组件包括准直镜、扫描单元和光学组件，所述光源发出的光被所述分光模块分为参考光和探测光，所述参考光入射至所述参考臂，所述探测光入射至所述样品臂组件，在所述准直镜和所述扫描单元之间的光路上还设置插片，所述血液流量测量方法包括如下步骤：

利用所述插片将所述探测光分为光程不同的两束光；

利用驱动装置驱动所述插片，使其和所述扫描单元同步旋转，所述两束光同时从不同方向入射至视盘附近所有血管，并以同一环形轨迹同步扫描视盘内所有血管，获取所述所有血管的血液信息；

利用所述血液流量测量设备处理所述血液信息，同时得到若干第一位相移动信号фa、若干第二位相移动信号фb和若干第三位相移动信号фc；

将所述若干第一位相移动信号фa与所述第三位相移动信号фc一一配对，或者将所述第一位相移动信号фa与所述第二位相移动信号фb一一配对，或者将所述第二位相移动信号фb与所述第三位相移动信号фc一一配对，经计算得到视盘附近若干血管的血液流速；

将所述若干血液流速取绝对值，经计算得到视盘附近所有血管的血流流量。

11.如权利要求10所述的血液流量测量方法，其特征在于，利用所述血液流量测量设备同时获取视盘附近所有血管的若干所述第一位相移动信号фa、若干所述第二位相移动信号фb和若干所述第三位相移动信号фc，是通过如下方法实现的：

将所述插片设置在所述设备的所述样品臂组件的准直镜和扫描单元之间，所述插片由驱动装置驱动旋转，所述驱动装置的旋转轴和所述探测光的主光轴同轴；所述插片和所述扫描单元同步转动；经准直镜准直后的探测光被所述插片分为第一路光和第二路光；

所述第一路光以第一方向S1照射并环形扫描视盘附近所有血管，经人眼散射后，携带被扫描血管血液信息，一部分在返回时经过所述插片，与从参考臂返回的参考光在分光模块处发生干涉，形成第一干涉光，经系统处理后得到所有血管的所述若干第一位相移动信号фa；所述第二路光以第二方向S2照射并环形扫描视盘附近所有血管，经人眼散射后，一部分在返回时未经过所述插片，与从参考臂返回的参考光在分光模块处发生干涉，形成第三干涉光，经系统处理后得到所有血管的所述若干第三位相移动信号фc；经人眼散射后在返回时未经过所述插片的剩下部分所述第一路光，以及经人眼散射后在返回时经过所述插片的剩下部分所述第二路光，返回至分光模块处并与从参考臂返回的参考光形成干涉，得到第二干涉光，经系统处理后，得到所有血管的所述若干第二位相移动信号фb；

其中，所述第一路光和所述第二路光以同样的扫描轨迹同步扫描视盘内所有血管。