摘要
随着人民生活水平的提升,心血管疾病已成为危及人体健康的主要病症之一,且中国心血管疾病发生率也呈现了持续增高的态势。心血管疾病又被称做循环系统病,分为:高血压、心力衰竭、冠心病、心律失常、先天性心脏病等,而由于心血管疾病在很大程度上会影响心脏的电生理学特征和机械特性,因此选择合适的模型生物可以帮助人们认识心血管疾病的发生原理,并提出正确的防治与治疗方式。蝗虫由于具有操作简便、生长发育周期较短等优点,可成为研究心血管疾病的模式生物,可以用来测定心血管功能性参数,并且由于蝗虫拥有丰富的基因库，可从基因层面进一步解释心血管疾病的致病机理。 自光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography，OCT）诞生以来，以其无创、可实时监测以及超高的分辨率和灵敏度的优势，被广泛应用于生物医学领域。OCT在昆虫领域的应用主要有形态学成像和功能性检测，但在提取心血管功能性参数上，仍存在效率低、对图像质量要求高、参数测量不准确等问题。此外，血管内血流的三维流速、角度的测定及血管的可视化对于疾病的诊断也极为重要。 本文利用OCT对蝗虫胚胎期的心脏发育情况进行监测，为准确评估胚胎心脏发育情况，研究了一种适用于生物实验中大样本量的检测分析方法，基于OCT的昆虫心脏功能参数高速自动检测定量分析计算方法。该方法对M-Mode图进行灰度变换、区域生长和形态学处理对目标区域进行提取，之后再经过边缘检测，峰值提取等操作获得心脏舒张末期直径（End Diastolic Diameter，EDD）、收缩末期直径（End Systolic Diameter， ESD）、舒张末期面积（End Diastolic Area，EDA）、收缩末期面积（End Systolic Area， ESA）、心率（Heart Rate，HR）等心脏功能参数。这一方法操作简单、适用性广，为昆虫形态及生理特征相关研究提供了有价值的研究方法。 血管的可视化及血流动力学研究，对于心血管疾病的诊治具有重要意义。基于此，本文研究了一种高空间分辨率的三维流速矢量测定方法，利用动态光散射与光学相干断层扫描技术（Dynamic Light Scattering-Optical Coherence Tomography，DLS-OCT）相结合的理论，通过扫描偏置来测定流速及角度，并在脂肪乳悬浊液模型中进行了验证。同时，为实现血管网络的可视化，我们对散斑方差进行改进，得到基于掩模的加权散斑方差算法（Mask Weighted Speckle Variance，mwSV）来提取血流信息，此方法在流体模型和生物体模型中得到了验证。
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