微循环中血流负责与组织之间的物质与能量交换，向组织输送氧气及营养物质，并清除代谢中的副产物，对于维持人体新陈代谢及健康十分重要。炎症、水肿、创伤、休克、缺血再灌流损伤、肿瘤等都会引起微循环代谢功能改变。一些慢性病，如高血压与糖尿病等，其并发症往往也起源于微循环功能障碍。

传统的医学成像仪器（超声，核磁，CT等）分辨率都大于100μm，无法满足微血流检测要求。在临床上，理想的血液流速测量手段应满足以下四点要求：（1）提供毫秒级时间分辨率的连续测量以实现快速的实时血流监控；（2）能够获取不同深度组织血流信息；（3）提供微观和宏观血管系统血液流速的量化信息；（4）无创，能够实现连续监测。光学检测成像方法具有分辨率高、测量速度快、无电离辐射危害等优点，利用动态散射及相干检测成像方法可以实现为微血管高分辨成像及血流定量分析，为个体化、精准化的微循环功能检测评估提供了基础，具有重要的研究意义及应用价值。

基于光学相干技术的在体血流检测方法的原理是，高度相干的激光进入组织后，由于红细胞等散射粒子的运动，导致散射光场相位发生变化，进而表现为出射光强度的起伏。在距离入射点一定距离的位置对出射光的光强进行采集后，对光强的时间序列进行处理，就可以得到在体血流成像及速度信息。

图1 基于光学相干及动态散射的在体血流检测原理

图2 DCS深层组织血流成像系统原理图 

不同深度仿体实验结果表明，本课题组研究的系统与方法可以较高实现深度血流定量分期，并且具有较高的空间成像分辨能力。

图3  DCS仿体成像结果

在体成像实验采用袖带加压法，结果表明，系统对血管位置及血流速度变化具有较好的分析与成像能力，三根血管能够有效的区分且其位置与实际位置基本相符，测量得到rBFI变化与实际血流变化趋势相同。

图4  DCS在体深层血流成像结果 

不同深度仿体实验结果表明，本课题组研究的系统与方法可以较高实现深度血流定量分期，并且具有较高的空间成像分辨能力。

承担课题：

1. 国家自然科学基金面上项目，在体微循环代谢功能检测评估方法研究，81871396，2019.1-2022.12

2. 国家自然科学基金面上项目，面向视觉脑功能探测的高灵敏度与定量化近红外光谱成像关键方法， 61575140，2016.1-2019.12

3. 国家自然科学基金青年项目，利用人体组织中水实现参考测量消除光谱信号中背景漂移方法的研究，81401454，2014.1-2017.12

4. 天津市自然科学基金面上项目，基于多模态光学成像的糖尿病微循环障碍监测与评估方法研究，19JCYBJC29100，2019.4-2022.3

5. 北洋学者-青年骨干项目，面向人体微循环功能评估的光学成像与检测方法研究，2019.1-2020.12

6. 天津大学自主创新基金，低相干散斑成像微循环动态代谢监测方法，2018.1-2018.12

发表的主要论文：

1. 回子帆，谢锦斌，何向东，等，一种多通道扩散相关拓扑成像系统及方法,中国激光，2019，46(9)，0907002-1-0907002-8.

发明专利：

1. 高峰，谢锦斌，何向东，李娇，张丽敏，周仲兴，近红外扩散相关光谱血流指数拓扑成像装置及其成像方法，发明专利，201811258107.0

2. 高峰，何向东，谢锦斌，张丽敏，周仲兴，李娇，基于锁相光子计数技术的并行激励扩散光学层析成像装置，发明专利，201910450243.8