[發(fā)明專(zhuān)利]滾筒式多模融合三維斷層成像系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310032059.4
• 申請(qǐng)日: 2013-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103082997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田捷;吳萍;李勇保;寧楠楠;楊鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/00;A61B6/03
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 戎志敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)分子影像領(lǐng)域，涉及多模融合的成像系統(tǒng)與方法。背景技術(shù)

醫(yī)學(xué)分子影像技術(shù)可無(wú)創(chuàng)、連續(xù)、在體、早期地將影響腫瘤行為以及腫瘤對(duì)藥物治療反應(yīng)的特定分子的表達(dá)和活動(dòng)以及生理過(guò)程進(jìn)行可視化，突破了傳統(tǒng)影像技術(shù)只能顯示病變所引起的解剖結(jié)構(gòu)變化的局限。

光學(xué)分子影像系統(tǒng)相比于其他小動(dòng)物在體分子影像設(shè)備，具有靈敏度高、特異性好、結(jié)果直觀、測(cè)量快速、費(fèi)用低廉等諸多優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)使之發(fā)展成為一種理想的小動(dòng)物在體成像技術(shù)，并逐漸成為醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用必不可少的工具。隨著分子影像研究的不斷深入，原被廣泛使用的平面光學(xué)分子影像技術(shù)不能對(duì)所觀察的目標(biāo)進(jìn)行定量的三維成像，越來(lái)越不能滿(mǎn)足生物醫(yī)學(xué)研究的需要。同時(shí)，單一的光學(xué)分子影像技術(shù)不能提供生物體全面的生理病理信息，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤等重大疾病的精確診斷以及對(duì)藥物療效的準(zhǔn)確有效評(píng)價(jià)。

于是近年來(lái)，一些涉及多模態(tài)分子影像系統(tǒng)和方法的挑戰(zhàn)性問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)：能否利用同一成像系統(tǒng)對(duì)同一生物體進(jìn)行在體細(xì)胞分子水平、功能代謝水平、解剖結(jié)構(gòu)水平等多種生理病理信息的成像與融合？能否在腫瘤等重大疾病發(fā)生機(jī)理研究中充分利用多模態(tài)分子影像所提供的定位和定量的數(shù)據(jù)信息？因此，必須通過(guò)融合多種模態(tài)的成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而更全面、更完整地獲取生物體解剖結(jié)構(gòu)水平、功能代謝水平和細(xì)胞分子水平的生理病理信息；這也成為當(dāng)前分子影像技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，也是極具有挑戰(zhàn)性的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種滾筒式多模融合三維斷層成像系統(tǒng)和方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種滾筒式多模融合三維斷層成像系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集模塊，采集成像樣品的激發(fā)熒光成像模態(tài)數(shù)據(jù)和X射線斷層成像模態(tài)數(shù)據(jù)；

中央控制與數(shù)據(jù)傳輸模塊，控制所述數(shù)據(jù)采集模塊的工作運(yùn)行狀態(tài)，并將采集到的各種模態(tài)信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊，對(duì)采集到的各種模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，重建三維成像樣品內(nèi)部的光源分布。

本發(fā)明能夠同機(jī)實(shí)現(xiàn)激發(fā)熒光成像、生物自發(fā)光成像、切倫科夫熒光成像、X射線斷層成像的多模態(tài)影像獲取，能同時(shí)、快速地得到成像樣品的生物信息，并能使成像樣品的不同模態(tài)數(shù)據(jù)在物理位置上得以無(wú)縫融合。能反映樣品接受藥物治療后病灶區(qū)的活細(xì)胞剩余量，能體現(xiàn)治療過(guò)程中藥物在樣品全身的代謝情況，為評(píng)估藥效提供更全面依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的總體組成模塊框圖。

圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理方法流程圖。

圖3為本發(fā)明的使用步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案中所涉及的各個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題。應(yīng)指出的是，所描述的實(shí)例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。

本發(fā)明提供一種滾筒式多模融合三維斷層成像系統(tǒng)和方法，本系統(tǒng)能夠同機(jī)實(shí)現(xiàn)激發(fā)熒光成像、生物自發(fā)光成像、切倫科夫熒光成像、X射線斷層成像的多模態(tài)影像獲取，能同時(shí)、快速地得到成像樣品的生物信息，并能使成像樣品的不同模態(tài)數(shù)據(jù)在物理位置上得以無(wú)縫融合，為后續(xù)光子傳輸模型的建立和數(shù)據(jù)三維重建的求解提供更準(zhǔn)確的先驗(yàn)知識(shí)，最終結(jié)合可視化技術(shù)對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行立體繪制，使用戶(hù)能直觀地看到三維斷層成像結(jié)果并對(duì)其作定位與定量等分析，可用于分析成像樣品體內(nèi)的病灶區(qū)在藥物治療前后的連續(xù)生理活動(dòng)過(guò)程。

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的多模融合三維斷層成像系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的總體組成模塊框圖請(qǐng)參閱圖1，共包括三大模塊，分別是：數(shù)據(jù)采集模塊(1)、中央控制與數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)。

數(shù)據(jù)采集模塊(1)用于對(duì)成像樣品進(jìn)行多種模態(tài)的掃描，得到成像樣品的在體分子功能信息、生理代謝信息、解剖結(jié)構(gòu)信息。該模塊包含：

激發(fā)光源子模塊(11)，用于發(fā)出激發(fā)光照射成像樣品；

光學(xué)信號(hào)接收子模塊(12)，用于接收成像樣品的激發(fā)熒光成像模態(tài)數(shù)據(jù)；

X射線發(fā)射與探測(cè)子模塊(13)，用于采集成像樣品的X射線斷層成像模態(tài)數(shù)據(jù)；

成像樣品承載子模塊(14)，用于放置成像樣品；