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Twente Optical Perfusion Camera: system overview and performance for video rate laser Doppler perfusion imaging

机译：Twente光学灌注相机：视频速率激光多普勒灌注成像的系统概述和性能

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摘要

We present the Twente Optical Perfusion Camera (TOPCam), a novel laser Doppler Perfusion Imager based on CMOS technology. The tissue under investigation is illuminated and the resulting dynamic speckle pattern is recorded with a high speed CMOS camera. Based on an overall analysis of the signal-to-noise ratio of CMOS cameras, we have selected the camera which best fits our requirements. We applied a pixel-by-pixel noise correction to minimize the influence of noise in the perfusion images. We can achieve a frame rate of 0.2 fps for a perfusion image of 128 x 128 pixels (imaged tissue area of 7 x 7 cm(2)) if the data is analyzed online. If the analysis of the data is performed offline, we can achieve a frame rate of 26 fps for a duration of 3.9 seconds. By reducing the imaging size to 128 x 16 pixels, this frame rate can be achieved for up to half a minute. We show the fast imaging capabilities of the system in order of increasing perfusion frame rate. First the increase of skin perfusion after application of capsicum cream, and the perfusion during an occlusion-reperfusion procedure at the fastest frame rate allowed with online analysis is shown. With the highest frame rate allowed with offline analysis, the skin perfusion revealing the heart beat and the perfusion during an occlusion-reperfusion procedure is presented. Hence we have achieved video rate laser Doppler perfusion imaging. (C) 2009 Optical Society of America
机译：我们介绍了Twente光学灌注相机（TOPCam），这是一种基于CMOS技术的新型激光多普勒灌注成像仪。对被检查的组织进行照明，并使用高速CMOS相机记录所产生的动态斑点图案。在对CMOS摄像机的信噪比进行全面分析的基础上，我们选择了最适合我们要求的摄像机。我们应用了逐像素噪声校正，以最大程度地减少灌注图像中噪声的影响。如果在线分析数据，则对于128 x 128像素的灌注图像（成像的组织区域为7 x 7 cm（2）），我们可以实现0.2 fps的帧速率。如果离线进行数据分析，我们可以在3.9秒的时间内实现26 fps的帧速率。通过将成像尺寸减小到128 x 16像素，可以在长达半分钟的时间内实现该帧速率。我们以增加灌注帧速率的顺序显示了系统的快速成像功能。首先显示了使用辣椒膏后皮肤灌注的增加，以及在在线分析允许的最快帧速率下进行的闭塞-再灌注过程中的灌注。在离线分析允许的最高帧速率下，呈现了显示心跳的皮肤灌注以及在闭塞-再灌注过程中的灌注。因此，我们实现了视频速率激光多普勒灌注成像。 （C）2009年美国眼镜学会

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