[發明專利]一種光學多模態成像系統與方法

有效

• 申請號: 201310689751.4
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103610471A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 田捷;惠輝;詹詩杰;楊鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種光學多模態成像系統，其特征在于，該系統包括：旋轉平臺、多個直線平移臺、CT系統、熒光成像系統、PET系統和計算機，其中：

所述旋轉平臺垂直于地面安裝，其旋轉中心與待成像物體的中心處于同一水平線，其表面上分布均勻安裝有所述CT系統、熒光成像系統和PET系統，并按照CT系統和熒光成像系統的成像要求進行旋轉；

所述多個直線平移臺安裝于旋轉平臺之上，并且在旋轉平臺上呈正交布置，所述直線平移臺上設有通信控制接口，用于連接所述計算機，根據所述計算機發來的控制指令進行移動；

所述CT系統與所述計算機連接，用于在旋轉平臺旋轉過程中連續不斷的采集待成像物體的斷層解剖結構圖像，并將采集到的斷層解剖結構圖像傳輸到所述計算機中進行處理和保存；

所述熒光成像系統與所述計算機連接，用于在旋轉平臺旋轉到固定角度停止后，連續不斷的檢測待成像物體體內的熒光信號，得到二維熒光圖像，并將采集得到的熒光圖像傳輸到所述計算機中進行處理和保存；

所述PET系統與所述計算機連接，用于在旋轉平臺固定且直線平移臺移動PET探測器并形成封閉區域時，連續不斷的采集待成像物體的PET圖像，并將得到的PET圖像傳輸至所述計算機中進行處理和保存；

所述計算機與直線平移臺、CT系統、熒光成像系統和PET系統相連，用于控制直線平移臺的移動，接收所述直線平移臺的運動參數，接收所述CT系統、熒光成像系統和PET系統發送的圖像并對其進行保存和處理，最終得到待成像物體的三維圖像。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述CT系統包括X射線管和X射線探測器，其中，X射線管與X射線探測器安裝在所述旋轉平臺之上，且相對安裝。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述X射線管的射線口、待成像物體中心及X射線探測器的中心位置處于同一條直線上。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熒光成像系統包括激光器和CCD相機，其中，激光器與CCD相機相對安裝于旋轉平臺之上。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述CCD相機的成像視野完全包括待成像物體全身；激光器發出的激光照射到待成像物體上，待成像物體體內產生激發熒光，CCD相機連續檢測待成像物體體內的熒光信號，形成二維熒光圖像。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述PET系統包括多個PET探測器，所述PET探測器安裝于直線平移臺之上。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述PET探測器的數量為偶數對，并且不少于四組。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，待成像物體體內注射放射性同位素后放射出伽馬光子，通過直線平移臺移動PET探測器并形成封閉區域，PET探測器檢測由待成像物體體內發出的伽馬光子，經過光電轉換后獲取PET圖像。

9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述計算機安裝有能夠支撐圖形并行計算的圖形處理卡和用于連接直線平移臺的通訊控制接口。

10.一種光學多模態成像方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1，計算機控制直線平移臺移動PET探測器形成一個封閉區域，開始對待成像物體進行PET成像，得到PET圖像數據，將所述PET圖像數據傳輸至所述計算機中進行存儲；

步驟2，計算機控制直線平移臺將PET探測器移開，熒光成像系統開始工作，開啟激光器，將激光照射到待成像物體上，CCD相機連續不斷地采集待成像物體體內發出的熒光信號，得到二維熒光圖像，將所述二維熒光圖像傳輸至所述計算機中進行處理和存儲；

步驟3，所述熒光成像系統采集完一幅二維熒光圖像后，旋轉平臺開始旋轉，同時CT系統開始連續采集待成像物體的斷層解剖結構圖像，并將得到的斷層解剖結構圖像數據傳輸至所述計算機中進行處理和存儲，旋轉平臺旋轉90°后停止；

步驟4，重復所述步驟2和步驟3熒光成像系統和CT系統的圖像采集方法，直到旋轉平臺旋轉360°完成所有二維熒光圖像和斷層解剖結構圖像的采集；

步驟5，所述計算機對所有得到的二維圖像進行處理，利用二維圖像重建待成像物體的三維圖像，并對其進行保存，至此完成多模態圖像采集和重建，結束。