[發明專利]一種擴散光學層析成像系統

有效

• 申請號: 201811048314.3
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109187423B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 朱守平;馬小雅;曹旭;馬騁;陳睿博;王民
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;A61B5/00
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種擴散光學層析成像系統，該系統包括光源模塊、傳輸模塊、接收模塊、數據處理模塊；其中，光源模塊用于產生第一光信號；傳輸模塊連接光源模塊，用于傳輸第一光信號和第二光信號，第二光信號由被測物體經第一光信號照射后形成；接收模塊連接傳輸模塊，用于將第二光信號轉化為電信號；數據處理模塊連接接收模塊，用于將電信號轉化為數字信號后對數字信號進行處理。本發明實施例使用激發與接收二合一光纖，減少光纖數量，降低光纖排布復雜度，提高數據采集效率；在接收端設置接收端光開關，減少PMT的數量，降低系統成本；通過處理單元控制接收端光開關切換實現多通道數據同時采集，提升檢測效果。

技術領域

本發明屬于分子影像領域，具體涉及一種擴散光學層析成像系統。

背景技術

擴散光學層析成像又稱漫射光學層析成像(Diffuse Optical tomography,DOT)是一種面向厚組織體的利用近紅外光照射獲得的三維功能成像方法，其目標是通過發展高靈敏的近紅外光子檢測儀器和基于生物組織光子輸運模型的圖像重建技術，從多點激勵下表面擴散光的時間、空間和光譜分布測量信息中反演組織體內部光學特性參數的三維分布，并使之與該組織的生理狀態(血紅蛋白濃度及氧飽和度等)相關聯。DOT對組織功能的變化具有特異性、動態性和靈敏性，而且還具有使用安全、可靠，低成本等優勢。因此，DOT具有廣泛的應用潛力和研究價值。目前，DOT主要的應用方面是腦功能成像和乳腺成像等。對于乳腺成像，如果組織發生癌變，就會具有明顯的血管化特征，與正常組織相比對光的吸收更強，因此，DOT可以利用對乳腺內血紅蛋白、水、脂類等內源性物質顯像從而獲得腫瘤組織與正常組織間生理參數的差異。

現有DOT系統使用的光纖包含單個PMT(photo multiplier tube，光電倍增管)或多個PMT，如圖2所示，圖2為現有擴散光學層析成像系統的結構示意圖，其中，包含單個PMT的技術方案為由光源模塊產生固定波長的激發光，經過光纖傳輸到1×16的線性平移臺；然后，通過工業控制計算機控制線性平移臺順序移動，依次切換激發通道；接著，再控制接收端的線性平移臺依次順序采集每個激發點對應的16個接收點的數據；最后，使用單個PMT進行接收。其中，由于線性平移臺屬于機械器件，使用兩個線性平移臺作為激發位置與接收位置切換的器件，移動過程中不可避免的會出現誤差，從而影響光信號傳輸，會造成嚴重的光信號衰減；使用位置分離的光纖，雖然降低了相互之間的影響，但是不利于探測點的增加，增加了系統復雜度。同時，由于不能進行多通道同時測量，成倍的增加了數據采集時間，降低了系統效率且對于乳房密度較高的年輕女性，其檢測結果不太理想并具有電離輻射。

因此，如何降低光纖排布復雜度，提高數據采集效率，降低系統成本，實現多通道同時測量，提升檢測效果就顯得尤為重要。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種擴散光學層析成像系統。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種擴散光學層析成像系統，包括光源模塊、傳輸模塊、接收模塊、數據處理模塊；其中，

所述光源模塊用于產生第一光信號；

所述傳輸模塊連接所述光源模塊，用于傳輸所述第一光信號和第二光信號，其中，所述第二光信號由被測物體經所述第一光信號照射后形成；

所述接收模塊連接所述傳輸模塊，用于將所述第二光信號轉化為電信號；

所述數據處理模塊連接所述接收模塊，用于將所述電信號轉化為數字信號后對所述數字信號進行處理。

在本發明的一個實施例中，所述光源模塊包括激光二極管、電流控制器以及溫度控制器；其中，

所述激光二極管用于產生所述第一光信號；

所述電流控制器連接所述激光二極管，用于對所述激光二極管的電流進行控制；