[發明專利]一種多光學信息同步檢測的雙參數熒光分子斷層成像裝置及方法

無效

• 申請號: 201110090186.0
• 申請日: 2011-04-12
• 公開（公告）號: CN102178512A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 汪待發;李德玉;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G01J1/42;G01N21/64
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

1.一種多光學信息同步檢測的雙參數熒光分子斷層成像裝置，其特征在于：包括偽隨機編碼激發模塊、成像物體旋轉模塊和光學信號檢測模塊，偽隨機編碼激發模塊包括激光器、相位/強度調制器、偽隨機碼生成器、聚焦光路和光學掃描振鏡，成像物體旋轉模塊包括同軸旋轉臺和成像物體固定裝置，光學信號檢測模塊包括分束鏡、強度信息檢測子模塊和飛行時間曲線信息檢測子模塊；

激光器發出的激光在相位/強度調制器中被偽隨機碼生成器生成偽隨機碼調制的激光，該激光通過聚焦光路后，在距離成像物體后表面的臨近位置被聚焦成偽隨機編碼的激發光點，然后通過計算機控制光學掃描振鏡，將偽隨機編碼的激發光點投射到成像物體后表面，該成像物體與光學掃描振鏡沿水平方向的同一直線設置偽隨機碼生成器在生成偽隨機碼序列后還向飛行時間曲線信息檢測子模塊發出觸發信號；

所述同軸旋轉臺包括上下兩個部分，通過螺桿和齒輪傳動機構實現上下旋轉臺的同步旋轉；成像物體通過成像物體固定裝置固定于同軸旋轉臺上，被同軸旋轉臺水平旋轉到不同的角度，經光學掃描振鏡將偽隨機編碼的激發光點投射到成像物體后表面的不同位置后，經成像物體前表面發射出出射的光學信號，該光學信號經與水平方向夾角為45°方向的分束鏡后，一部分光學信號不改變傳播方向，沿原方向即水平方向到達強度信息檢測子模塊；另一部分光學信號的傳播方向被偏置了90°，到達飛行時間曲線信息檢測子模塊；所述的光學掃描振鏡、成像物體和分束鏡沿同一直線設置；

強度信息檢測子模塊由濾光片轉輪A、攝像鏡頭和CCD相機構成，濾光片轉輪A垂直于水平面設置，接收經分束鏡透過的不改變傳播方向的光學信號，其平面垂直于攝像鏡頭和CCD相機所構成光路的光軸，通過計算機控制濾光片轉輪A旋轉到不同的孔位，利用相應孔位的帶通光學濾光片A選擇性地透過熒光或激發光，透過帶通光學濾光片A的熒光或激發光，被攝像鏡頭成像于CCD相機的檢測區域；CCD相機通過CCD芯片實現對檢測區域的光學信號強度信息的密集空間采樣；

飛行時間曲線信息檢測子模塊由濾光片轉輪B、多個光纖傳導結構、多個單光子計數光電倍增管和多通道時間計數器構成，濾光片轉輪B平行于水平面設置，接收經分束鏡透過的被偏置的光學信號，通過計算機控制濾光片轉輪B旋轉到不同的孔位，利用相應孔位的帶通光學濾光片B選擇性地透過熒光或激發光；多個光纖傳導結構置于濾光片轉輪B的下方，多個單光子計數光電倍增管置于濾光片轉輪B的下方；光子通過光纖傳導結構后到達單光子計數光電倍增管后，被轉換成一系列單獨的電脈沖，這些電脈沖被多通道時間計數器時間計數后，傳輸到計算機后，電脈沖信號同編碼激發光的偽隨機碼序列做自相關，得到相應的飛行時間曲線信息，且偽隨機碼生成器生成的觸發信號也被多通道時間計數器進行時間計數，確定偽隨機碼序列和檢測電子脈沖的相對時間關系；

所述的光學掃描振鏡、同軸旋轉臺、濾光片轉輪A、濾光片轉輪B、CCD相機、單光子計數光電倍增管、多通道時間計數器均與計算機相連接。

2.根據權利要求1所述的一種多光學信息同步檢測的雙參數熒光分子斷層成像裝置，其特征在于：所述的光纖傳導結構由聚焦鏡A、光纖、聚焦鏡B和濾光片轉輪C組成，聚焦鏡A的聚焦平面平行于水平面，聚焦鏡B的聚焦平面與聚焦鏡A的聚焦平面互相垂直，聚焦鏡A的光軸垂直于光纖一端，而聚焦鏡B光軸垂直于光纖632的另一端，聚焦鏡B將光纖后端出射的光子耦合到單光子計數光電倍增管的檢測區域，且聚焦鏡B的光軸垂直于光電倍增管的檢測區域平面，濾光片轉輪C在聚焦鏡B和單光子計數光電倍增管之間，垂直于聚焦鏡B的光軸，每一濾光片轉輪C上安裝有不同透過率的光學衰減片C，用于調節達到單光子計數光電倍增管的光學信號的強度。

3.根據權利要求2所述的一種多光學信息同步檢測的雙參數熒光分子斷層成像裝置，其特征在于：所述的濾光片轉輪C與計算機相連接。

4.根據權利要求2所述的一種多光學信息同步檢測的雙參數熒光分子斷層成像裝置，其特征在于：所述的濾光片轉輪C的孔位3到5個之間，每個孔位配置不同透過率的光學衰減片。

5.根據權利要求1所述的一種多光學信息同步檢測的雙參數熒光分子斷層成像裝置，其特征在于：所述的濾光片轉輪A和濾光片轉輪B的孔位在3到5個之間，濾光片轉輪A和濾光片轉輪B至少分別有兩個安裝光學濾光片A和光學濾光片B的孔位，其它孔位安裝不透光的擋片。