[發明專利]動態熒光分子斷層成像的處理方法和系統

在審

• 申請號: 201710339916.3
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107184181A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 羅建文;陳毛毛;周源;宿涵;白凈
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙)11481
• 代理人: 徐丁峰

技術領域

本發明涉及動態熒光分子斷層成像技術領域，更具體地涉及一種動態熒光分子斷層成像的處理方法和系統。

背景技術

隨著光學成像理論、成像系統及探針技術的不斷發展，近年來，動態熒光分子成像(Dynamic fluorescence molecular tomography，DFMT)技術已開始引起國內外學者的注意，并已逐漸被應用于生物及醫學研究中。與靜態熒光分子成像技術不同，DFMT技術更加關注于熒光分子探針在生物體內吸收、分布以及排出的完整過程，是一種可以對生物體的生理、病理過程進行連續監測的動態成像技術。利用DFMT技術可以直接觀察熒光分子探針(或標記有熒光分子探針的藥物)在生物體內不同器官間的代謝過程，從而可以為生理及病理研究、器官功能評估、腫瘤診斷等提供新的更有力的研究工具。

在DFMT技術中，首先，由于近紅外光在生物組織中傳播具有強烈的散射特性，這導致FMT(Fluorescence molecular tomography，熒光分子斷層成像)逆向問題具有很大的病態性，即重建結果的圖像質量受噪聲影響很大。其次，由于熒光分子探針在生物體內的代謝過程具有復雜的通路，會通過循環系統動態分布到不同器官與組織，這將會加重逆向問題的病態性。因此，傳統DFMT方法所獲得的代謝參數圖像的分辨率和準確性都比較低。

綜上，需要提供一種動態熒光分子斷層成像的處理方法和系統，以至少部分地解決上述問題。

發明內容

考慮到上述問題而提出了本發明一種動態熒光分子斷層成像的處理方法和系統，可以提高代謝參數圖像的分辨率和準確性，以提高對生物組織的病理檢測精度。

根據本發明一方面，提供了一種動態熒光分子斷層成像的處理方法，所述方法包括：針對待分析對象，采集測量數據，所述測量數據為多光譜的、多時間點的動態熒光測量數據；基于所述動態熒光測量數據建立每個光譜、每個時間點下的三維熒光分子斷層圖像；對所述三維熒光分子斷層圖像進行分解，得到各個熒光目標的多個獨立分量信息，以及各個所述獨立分量信息相應的光譜分布信息；根據所述獨立分量信息和所述光譜分布信息，得到三維代謝參數圖像，所述三維代謝參數圖像用于表征熒光分子探針在所述待分析對象中的代謝過程。

根據本發明另一方面，提供了一種動態熒光分子斷層成像的處理系統，包括氙燈光源、濾光片輪、激發光濾光片、光纖、波束擴展器、電動旋轉臺、熒光濾光片、圖像采集裝置和數據處理裝置，所述圖像采集裝置被配置為針對待分析對象，采集測量數據，所述測量數據為多光譜的、多時間點的動態熒光測量數據；所述數據處理裝置被配置為基于所述動態熒光測量數據建立每個光譜、每個時間點下的三維熒光分子斷層圖像；對所述三維熒光分子斷層圖像進行分解，得到各個熒光目標的多個獨立分量信息，以及各個所述獨立分量信息相應的光譜分布信息；根據所述獨立分量信息和所述光譜分布信息，得到三維代謝參數圖像，所述三維代謝參數圖像用于表征熒光分子探針在所述待分析對象中的代謝過程。

本發明實施例提供的動態熒光分子斷層成像的處理方法和系統，采用多個波長的激發光進行激發，可以獲得目標組織或器官(待分析對象)在多個光譜下的測量數據，有助于降低DFMT問題的病態性，此外，本發明在重建得到FMT圖像基礎上，先進行多變量分析，得到各個相互獨立的分量后，再針對各個分量求取代謝參數結果，最終得到三維代謝參數圖像，可以排除其他應該目標、噪聲的干擾，提高重建結果的準確性。

附圖說明

通過結合附圖對本發明實施例進行更詳細的描述，本發明的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯。附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中，相同的參考標號通常代表相同部件或步驟。

圖1示出根據本發明一個實施例的動態熒光分子斷層成像的處理方法的流程示意圖；

圖2示出根據本發明一個實施例的獨立分量分析的原理示意圖；

圖3示出根據本發明一個實施例的有效分量的熒光分子探針的熒光產額確定的原理示意圖之一；

圖4示出根據本發明一個實施例的有效分量的熒光分子探針的熒光產額確定的原理示意圖之二；

圖5示出根據本發明一個實施例的動態熒光分子斷層成像的處理系統的結構示意圖。

具體實施方式