针对激光散斑血流成像系统中光源相干性对散斑衬比的影响进行了研究, 提出了一种基于混合遗传算法的散斑图像恢复方案。首先, 分析非完全相干光用于激光散斑血流成像系统时的劣势, 说明混合遗传算法恢复被低相干性光源破坏的散斑图像的原理; 使用对比度与噪声比来衡量由两种光源成像得到的静态白盘散斑图像质量; 最后, 将算法分别用于静态白盘散斑图像和真实的手背血流检测场景。实验结果表明, 相干性较好的单纵模激光器成像得到的散斑图像, 较之于相干性较差的半导体激光器成像得到的散斑图像, 对比度与噪声比高出67.2%; 将算法用于质量较差的散斑图像后, 其对比度与噪声比提高了57.7%; 将算法用于手背血流检测场景, 进行恢复运算后, 验证了手指指尖的血流灌注量平均高于手指关节30%的临床事实。将本算法用于激光散斑血流成像系统, 可以有效消除非完全相干光给散斑衬比分析造成的影响, 获得质量更好的血流图像。本算法的推广使用可以提高激光散斑血流仪器在光源选择方面的灵活性。

激光散斑衬比成像技术可以为中医理疗提供无创、高效的疗效评估手段，但目前该评估方法的稳定性有待提高。基于能产生稳定散斑衬比的近红外激光光源，对针灸疗效进行散斑成像实验并获得原始实验数据，分析对比 Roll算法与基于此算法加入时间抽样形成新的衬比处理 RT(Roll with time-sampling)算法的数据处理结果。从衬比随时间分布的规律可以看出， RT算法处理所得的衬比分布更加均匀，消除了部分噪声干扰，因此 RT算法能够提升激光散斑衬比分布的稳定性。

针对密集颗粒流速度场分布的测量问题,提出了基于维诺图匹配的粒子跟踪测速法。首先,通过对图像粒子进行维诺图构建,给出面积相似度筛选匹配粒子的条件;其次,引入Delaunay三角网搜索结构,通过计算维诺多边形的形状相似度来匹配粒子;再次,研究了去除错误匹配粒子矢量的方法和匹配算法中的关键参数;最后,通过模拟二维旋转流场运动以及二维转盘中的颗粒流实验对算法进行了测试。结果表明:维诺图匹配的匹配准确率高于DTPTV并且在处理密集粒子匹配效果上更好;维诺图匹配算法适用于测量密集颗粒流速度场分布,颗粒匹配准确率高达99%,并由得到的颗粒流速度场分布验证了算法的有效性。

以艾灸前后血流灌注指数为观察对象,研究艾灸对人体微循环的作用。将10个人分别进行不同时间(10 min、15 min、20 min)的艾灸和物理加热,使用激光散斑血流仪对检测区域进行测量和成像,观察各组穴区血流灌注指数的变化。经艾灸或者物理加热后,穴位处的血流灌注指数均有明显升高并有一个峰值,艾灸峰值出现在停止加热后,物理加热峰值出现在加热时间内,停止加热后,艾灸效应持续时间比物理加热长。研究表明,艾灸能够引起穴位局部微循环血流量增加,并与其作用于机体的时间有关,艾灸对机体产生作用的最主要原因是温热效应。

基于多角度动态退偏振光散射的短碳纳米管测量方法, 通过对不同散射角度下测得的结果进行线性拟合, 减少了角度不准确产生的误差, 改善了测量系统的重复性.研究了多角度动态光散射测量短碳纳管基本原理, 搭建实验测量系统, 并基于光子计数卡以LabVIEW为平台开发了信号采集和处理系统, 采用标准短碳纳米管溶液对本测量方法进行了标定测试.在散射角为90°、100°、110°、120°、130°和150°下对标准短碳纳米管样品的直径和长度进行了测量, 并且将测量结果与单角度(90°)测量法进行了比较.实验结果表明: 直径和长度的多角度动态退偏振光散射法测量重复性误差分别为6.27%和6.36%, 小于单角度测量法的重复性误差(13.22%和12.45 %).

为了获得更加准确的中医理疗功效检测结果, 根据中医经络的气血和人体皮肤微循环密切相关的理论, 提出了一种基于散斑血流成像的检测方法。对检测过程中由于被测对象身体抖动等因素产生的图像信噪比下降问题进行研究和改进, 并通过软管模拟实验对成像系统的稳定性进行验证。然后, 对10名健康志愿者的内关穴或外关穴进行艾灸实验, 以血流灌注指数为检测指标, 采用散斑血流成像系统对手部不同经络的穴位及非穴位检测点进行检测。实验结果表明: 艾灸后, 在艾灸点所在经络上的穴位检测到的血流灌注指数增加比其它穴位点高20%。激光散斑血流成像系统能够对理疗过程中皮肤血流变化予以大视角的成像, 此方法在中医理疗功效检测中具有有效性。