[發明專利]仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統

有效

• 申請號: 201010167623.X
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101816552A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 高峰;李嬌;趙會娟;張麗敏;周仲興;張偉;易茜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統，其特征是，包括：

提供所需波長超短激光的兩個皮秒半導體激光器及熒光探針，用于發出激光脈沖，其中一個激光器的波長在熒光探針的激發光波段，另一個波長在熒光探針的熒光波段；

用于將兩種不同波長的同頻率超短激光脈沖按固定的時間間隔耦合成一束激光的光纖耦合器；

用于將兩個皮秒半導體激光器或其中一個的出射激光投射到目標體的入射光纖；

用于實現仿CT掃描模式的成像腔及旋轉平臺；

用于接收來自目標體的反射或透射激光的接收光纖；

用于濾除或衰減相應激發光的濾光片及實現不同性能濾光片相互切換的馬達驅動濾光輪；

用于接收通過相應濾光片后出射光的檢測模塊，包括：光電子計數(PMT)檢測器組、8通道路由模塊、多維時間相關單光子計(TCSPC)模塊。

2.根據權利要求1所述的一種仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統，其特征是，兩個皮秒半導體激光器工作波長以及濾光片組波長設置分別是與不同熒光染料的激發和發射光譜相對應，根據不同熒光探針進行的組合如下：

1)Cy5.5近紅外熒光染料，其峰值激發波長約為670nm，峰值熒光波長約為700nm，則選用的兩個皮秒半導體激光器的波長分別為670nm和700nm，濾光片組中有半高寬為10nm，中心波長間隔為10nm，波長范圍是680-760nm的8個帶通濾光片，和一個截止波長為690nm的長通濾波片；

2)吲哚氰綠(Indocyanine?Green，ICG)近紅外熒光染料，其峰值激發波長約為780nm，峰值熒光波長約為830nm，則選用的兩個皮秒半導體激光器的波長分別為780nm和830nm，濾光片組中有半高寬為10nm，中心波長間隔為10nm，波長范圍是790-870nm的8個帶通濾光片，及一個截止波長為800nm的長通濾波片；

3)Alexa?Fluor?750近紅外熒光染料，其峰值激發波長約為750nm，峰值熒光波長約為785nm，則選用的兩個皮秒半導體激光器的波長分別為750nm和785nm，濾光片組中有半高寬為10nm，中心波長間隔為10nm，波長范圍是760-840nm的8個帶通濾光片，及一個截止波長為770m的長通濾波片。

3.根據權利要求1所述的一種仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統，其特征是，兩個皮秒半導體激光器經不同長度的光纖產生固定的時間間隔后，通過一個耦合器連接到入射光纖，接收光纖為在入射光纖對面的同平面位置布置的8個探測光纖或光纖束，成像腔置于一個旋轉/升降臺上，通過旋轉/升降臺旋轉角度和升降高度的步進間隔控制，實現不同空間采樣密度的時間分辨測量。

4.根據權利要求3所述的一種仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統，其特征是，8個探測光纖或光纖束分別對應通過8個12孔濾波輪中的一個，對應接入8個光電子計數(PMT)檢測通道中的一個通道，12孔濾波輪中一個孔為全透，其余的孔分別設置熒光長通濾光片及不同中心波長的熒光帶通濾光片組，以及用于激發光檢測的中性密度(ND)衰減片組，用于進行激發光、全光譜熒光或多光譜熒光信號的測量；8個光電子計數(PMT)檢測器通過一個8通道路由器接入多維時間相關單光子計(TCSPC)模塊。

5.根據權利要求1所述的一種仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統，其特征是，兩個皮秒半導體激光器由計算機進行相關控制以實現同步輸出相同頻率的光脈沖，再經過不同長度的光纖產生固定的時間間隔后通過耦合器形成一束激光，以實現通過熒光測量前的擴散光學層析技術(Diffuse?Optical?Tomography，DOT)測量獲得該兩波長下的背景組織光學參數值。

6.根據權利要求1所述的一種仿CT掃描模式多光譜時域熒光分子層析測量系統，其特征是，入射光纖和接收光纖與目標體Ω的邊界面有一定距離，位于r_d處接收光纖的光纖探頭測得的光流量Γ(r_d，t)與成像腔表面輻射率滿足下列射線理論關系：

其中r為表面上任意的位置矢量，和分別為成像腔表面外法向單位矢量和光纖探頭方向上的單位矢量，V(r_d，r)為r點與r_d點之間的視見函數，μ_a0為光在空氣中的衰減系數，輻射率中，表示指向某個方向單位向量；t表示時間參量。