一种自由空间下的荧光分子断层成像系统的制作方法

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种自由空间下的荧光分子断层成像系统，它适合于肿瘤早期诊断。

背景技术：

荧光分子断层成像(fluorescencemoleculartomography，fmt)是一种新兴的分子影像技术，相对于目前临床应用的乳腺成像方法，如乳腺x光线摄影术、超声成像、核磁共振等，因其具备无损伤、高灵敏度、高穿透性和非侵入等特点，广泛应用于乳腺肿瘤诊断、脑功能检测等领。国外这方面申请有美国专利有no.7、no.107、no.116。该发明采用的是将小动物挤压成扁平状，利用半无限介质中的扩散方程来推出实际小动物的光学参数分布，小动物不能保持原有形态，会影响小动物的各种组织位置的成像效果。

根据以上问题，本发明相较于以往传统方式，本发明可实现在保持小动物原始形态的情况下，对小动物进行二维扫描和投影，利用控制软件控制扫描，并进行图像采集，利用重建算法得到小动物的三维重建图像。

技术实现要素：

本发明的技术问题在于提供一种自由空间下荧光分子断层成像系统，该系统能够对小动物进行二维和三维成像，实现在体，无创的检测小动物癌变过程，同时，小动物不需要挤压，保持它原始形态，从而给医学诊断提供方便。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种自由空间下的荧光分子断层成像系统，其特征在于，所述成像系统包括激光器(1)、电动快门(2)、透镜l1(3)、光电二极管(4)、半透半反镜bs(5)、透镜l2(6)、滤光片f1(7)、二维激光扫描振镜(8)、承载台(9)、滤光片f2(10)、三维成像投影仪(11)、emccd相机(12)和计算机(13)；

所述滤光片l1、滤光片l2用于减弱光线强度；

所述三维成像投影仪用于对检查体进行三维投影成像；

所述承载台用于承载检查体，所述检查体接受激光发出荧光；

所述激光器发出激光，所述激光通过半透半反镜bs，所述半透半反镜bs将所述激光的一半经过所述的透镜l2，所述滤光片f1，打入所述二维激光扫描振镜，所述计算机发出指令触发所述二维激光扫描振镜做快速二维横向扫描，从而对所述检查体在每个角度上进行扫描；所述激光经过二维扫描振镜经过承载台上的检查体，所述激光经过检查体后产生的荧光通过滤波片f2进入emccd相机，所述emccd相机根据计算机指令进行采集；所述激光的另一半经过所述透镜l1聚焦到所述光电二极管上进行光电信号的转换；

所述三维成像投影仪对检查体进行照射投影，得到检查体的三维图像；

所述计算机对采集的信息进行处理后，再通过线性迭代算法(art)进行荧光分子断层重建成像，最后可以得到检查体三维立体信息；

其中，所述计算机发出指令，实现扫描控制、emccd相机控制、信号采集和存储功能；所述计算机与所述扫描振镜和所述emccd相机连接，所述计算机接收emccd相机传送的图像数据，并对图像数据进行分析处理。

本发明系统具有以下技术效果：

由于现有的大部分荧光断层成像系统都是基于光纤结构。而这种结构由于光源光纤与探测光纤的数目固定，使的这种所采集到的数据量比较小，不适合于高精度的荧光断层成像技术。而本发明最明显的特征是自由空间下的无光纤结构。

本发明系统能够实现二维扫描振镜和三维成像投影仪协同工作，可使得emccd相机在系统工作中能获得较多采集数据。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的工作流程图；

图3为实例一的检查体示意图；

图4为实例一的三维重建结果图；

图5为实例二的三维重建结果图；

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明系统包括所述成像系统包括激光器(1)、电动快门(2)、透镜l1(3)、光电二极管(4)、半透半反镜bs(5)、透镜l2(6)、滤光片f1(7)、二维激光扫描振镜(8)、承载台(9)、滤光片f2(10)、三维成像投影仪(11)、emccd相机(12)和计算机(13)；

具体实施例1：

具体步骤如下：

(1)将带有荧光染料的荧光管放入模型鼠的腹腔，如图3所示，将模型鼠放于承载台上，使模型鼠身体的中心、emccd相机的镜头光学中心在一条直线上。

(2)选择780nm长波通滤光片固定在emccd相机镜头前，调整三维投影仪的角度，对模型鼠进行投影。

(3)开启计算机中的控制软件，在控制软件中打开激光器，滤波片，emccd相机的采集扫描参数等，参数配置完成后点击控制软件的开始按钮，进行三维荧光测量，得到的测量值应用于重建，得到的三维重建结果图如图4所示。

具体实施例2：

具体步骤如下：

(1)将带有荧光染料的荧光管放入裸鼠的腹腔，将其固定在承载台上，使裸鼠身体的中心、emccd相机的镜头光学中心在一条直线上。

(2)选择780nm长波通滤光片固定在emccd相机镜头前，调整三维投影仪的角度，对裸鼠进行投影。

(3)开启计算机中的控制软件，在控制软件中打开激光器，滤波片，emccd相机的采集扫描参数等，参数配置完成后点击控制软件的开始按钮，进行三维荧光测量，得到的测量值应用于重建，得到的三维重建结果图如图5所示。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。