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血液与人体健康不可分割,通过研究血液微循环系统可以得到身体组织病变情况,例如烧伤、眼底疾病等。传统血液流速的检测方法主要是超声波,但是超声波横向分辨率不足,只能够测量动脉和较粗静脉血流,无法检测血液微循环系统。而采用激光多普勒测血流,可以满足血液微循环系统检测横向分辨率的要求,又具有无创性、操作简单等优点,在临床医学上有广泛的应用价值,所以在国内外医疗器械方面备受关注。通过查阅相关文献研究了多种激光多普勒血液流速系统后,本设计摒弃单点和扫描式测血流的方法,而选择目前具有代表性的激光宽场多普勒成像测血流技术做为主要研究对象。主要研究内容如下:1.深入学习光外差干涉理论和血液灌注成像理论,结合激光多普勒血液流速系统特点,对光源、图像传感器等关键器件进行选型。综合分析现有实验系统结构,设计了一种新式检测光路系统。2.完成高帧频图像采集系统硬件电路设计,包括:图像传感器控制电路、现场可编程门阵列(FPGA)交互电路、同步动态存储器(SDRAM)控制电路、单片机STC51接口电路和CY7C68013A外围电路。在PCB设计阶段进行串扰仿真和反射仿真,确定器件走线拓扑结构、端接方式、板层结构等规则约束,并绘制PCB板。3.激光宽场多普勒血液流速系统软件设计,包括:FPGA时钟管理程序设计、图像传感器控制程序设计、SDRAM读写程序设计、CY7C68013A读写程序设计、CY7C68013A固件程序和USB 2.0上位机控制程序设计等。程序模块之间采用仿顺序操作和并行操作相结合的方式进行交互,并利用Modelsim-Altera对每个逻辑模块进行仿真。最后,利用Labview中的VISA控件完成了上位机界面制作,并与高帧频图像采集系统建立通信。4.利用自主设计的高帧频图像采集设备搭建了实验系统,对活体皮肤组织进行成像,系统采样帧频为8kfps,得到组织血液微循环系统灌注成像图最大分辨率为64x64,并能够清晰看到血流图变化。通过进一步白板实验研究,消除了实验系统噪声对血流成像产生的影响,并对血液灌注成像影响因素进行了分析。