[發(fā)明專利]一種自由空間下的熒光分子斷層成像系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810761386.6
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN108836275A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慧泉;馮杏;趙喆;王金海
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種自由空間下的熒光分子層析成像系統(tǒng)，包括激光器、電動(dòng)快門、半透半反鏡BS、透鏡L1、透鏡L2、光電二極管、濾光片F(xiàn)1、濾光片F(xiàn)2、二維激光掃描振鏡、承載臺(tái)、三維成像投影儀、EMCCD相機(jī)和計(jì)算機(jī)。本發(fā)明具有成像系統(tǒng)緊湊，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可通過控制采集數(shù)據(jù)量大小，利用重建算法，實(shí)現(xiàn)檢查體的三維層析成像，準(zhǔn)確定位熒光標(biāo)記物位置和強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自由空間下的熒光分子斷層成像系統(tǒng)，它適合于腫瘤早期診斷。

背景技術(shù)

熒光分子層析成像(fluorescence molecular tomography，F(xiàn)MT)是一種新興的分子影像技術(shù)，相對于目前臨床應(yīng)用的乳腺成像方法，如乳腺X光線攝影術(shù)、超聲成像、核磁共振等，F(xiàn)MT因其具備無損傷、高靈敏度、高穿透性和非侵入等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于乳腺腫瘤診斷、腦功能檢測等領(lǐng)域。

早期的熒光分子斷層成像系統(tǒng)采用動(dòng)物浸入匹配液成像腔后光纖接觸測量的方法。2007年哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Deliolanis等人首次提出360非接觸式熒光分子斷層成像裝置。動(dòng)物放置在光源和CCD相機(jī)構(gòu)成的成像平臺(tái)之間。為實(shí)現(xiàn)360的成像，動(dòng)物的身體不能有遮擋，且需要?jiǎng)游锱c成像平臺(tái)之間的相對360旋轉(zhuǎn)，這種裝置的成像平臺(tái)為水平方向，而被測的動(dòng)物吊掛在豎直方向，通過旋轉(zhuǎn)動(dòng)物實(shí)現(xiàn)360的數(shù)據(jù)采集，實(shí)驗(yàn)過程中容易破壞動(dòng)物的原始形態(tài)，加劇了動(dòng)物的不舒適性，尤其是長時(shí)間實(shí)驗(yàn)。

之后駱清銘等提出的一種旋轉(zhuǎn)式擴(kuò)散熒光層析成像系統(tǒng)采用固定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物旋轉(zhuǎn)成像平臺(tái)的方法。此裝置的成像平臺(tái)為豎直方向，而動(dòng)物床為水平方向，通過旋轉(zhuǎn)成像平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)360的數(shù)據(jù)采集，為避免旋轉(zhuǎn)成像平臺(tái)時(shí)的電線纏繞而致使成像平臺(tái)無法旋轉(zhuǎn)，該裝置使用滑環(huán)進(jìn)行電氣連接。但該裝置利用滑環(huán)，碳刷與集電環(huán)表面接觸，只能進(jìn)行電氣連接，不能進(jìn)行光纖的連接，所以光源采用了半導(dǎo)體激光器，限制了實(shí)際工作中熒光激光波長的選擇。此外該裝置并未涉及對熒光層析成像中的關(guān)鍵部分動(dòng)物床的特殊考慮。

根據(jù)以上問題，本發(fā)明相較于以往傳統(tǒng)方式，本發(fā)明利用無光纖結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)在保持小動(dòng)物原始形態(tài)的情況下，對小動(dòng)物進(jìn)行二維掃描和投影，利用控制軟件控制掃描，并進(jìn)行圖像采集，利用重建算法得到小動(dòng)物的三維重建圖像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種自由空間下熒光分子層析成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)π?dòng)物進(jìn)行二維和三維成像，實(shí)現(xiàn)在體，無創(chuàng)的檢測小動(dòng)物癌變過程，同時(shí)，小動(dòng)物不需要擠壓，保持它原始形態(tài)，從而給醫(yī)學(xué)診斷提供方便。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種自由空間的熒光分子層析成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像系統(tǒng)包括激光器(1)、電動(dòng)快門(2)、透鏡L1(3)、光電二極管(4)、半透半反鏡BS(5)、透鏡L2(6)、濾光片F(xiàn)1(7)、二維激光掃描振鏡(8)、承載臺(tái)(9)、濾光片F(xiàn)2(10)、三維成像投影儀(11)、EMCCD相機(jī)(12)和計(jì)算機(jī)(13)；

所述激光器發(fā)出激光；

所述濾光片L1、濾光片L2用于減弱光線強(qiáng)度；

所述三維成像投影儀用于對檢查體進(jìn)行三維投影成像；

所述承載臺(tái)用于承載檢查體，所述檢查體接受激光發(fā)出熒光；

所述激光器發(fā)出激光，所述激光通過半透半反鏡BS，所述半透半反鏡BS將所述激光的一半經(jīng)過所述的透鏡L2，所述濾光片F(xiàn)1，打入所述二維激光掃描振鏡，所述計(jì)算機(jī)發(fā)出指令觸發(fā)所述二維激光掃描振鏡做快速二維橫向掃描，從而對所述檢測體在每個(gè)角度上進(jìn)行掃描；所述激光經(jīng)過二維掃描振鏡經(jīng)過承載臺(tái)上的檢查體，所述激光經(jīng)過檢查體后產(chǎn)生的熒光通過濾波片F(xiàn)2進(jìn)入EMCCD相機(jī)，所述EMCCD相機(jī)根據(jù)計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行采集；所述激光的另一半經(jīng)過所述透鏡L1聚焦到所述光電二極管上進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；

所述三維成像投影儀對檢查體進(jìn)行照射投影，得到檢查體的三維圖像；