專利名稱：一種基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于分子影像儀器領(lǐng)域，具體涉及在體熒光斷層成像 裝置，尤其是一種基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置。
背景技術(shù)：
自發(fā)熒光斷層成像技術(shù)是近年來新興的一種光學(xué)分子影像技術(shù)，自發(fā)熒光是利用熒光素酶標(biāo)記重建目標(biāo)，在ATP以及氧氣存在的情況 下，若熒光素酶遇到底物熒光素，熒光素酶將會(huì)催化熒光素發(fā)生氧化 反應(yīng)并產(chǎn)生光子，產(chǎn)生光的強(qiáng)度與標(biāo)記目標(biāo)的數(shù)量成正比。在重建目 標(biāo)區(qū)域外，利用高靈敏度的光學(xué)檢測(cè)儀器，可以直接探測(cè)到逃逸出重 建目標(biāo)區(qū)域的光子，然后利用有效的熒光光源重建算法，就可以得到 重建目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部熒光光源的位置和強(qiáng)度。由于重建目標(biāo)區(qū)域的強(qiáng)散射特性，導(dǎo)致光子在其內(nèi)部的傳輸過程經(jīng)過大量的散射，從而偏離了原來的直線傳輸軌道；利用光學(xué)檢測(cè)儀 器在重建目標(biāo)區(qū)域邊界處測(cè)量得到邊界數(shù)據(jù)量有限，而要求解區(qū)域內(nèi) 部點(diǎn)的數(shù)量非常巨大，所以自發(fā)熒光斷層成像是一個(gè)非適定問題，病 態(tài)性非常嚴(yán)重，其解不唯一并且對(duì)測(cè)量誤差及噪聲非常敏感。同時(shí)， 重建目標(biāo)區(qū)域是一個(gè)復(fù)雜的非勻質(zhì)區(qū)域，而現(xiàn)有的光學(xué)分子影像設(shè)備 均沒有解決復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域的非勻質(zhì)問題，導(dǎo)致重建光源分辨率較 低，重建光源位置誤差和強(qiáng)度誤差較大。本實(shí)用新型所涉及的基于模 態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置可實(shí)現(xiàn)自發(fā)熒光斷層成像技術(shù)，它采 取多模態(tài)融合和結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)的方法以解決復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域的非勻 質(zhì)問題，采取多角度熒光探測(cè)技術(shù)以增加可用數(shù)據(jù)量，通過測(cè)量重建 目標(biāo)區(qū)域表面光的分布和強(qiáng)度，重建目標(biāo)區(qū)域的吸收系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù) 以及重建目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部自發(fā)熒光光源的位置和強(qiáng)度。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有光學(xué)分子影像設(shè)備不能解決復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域的非 勻質(zhì)問題和重建光源誤差較大的不足，解決自發(fā)熒光斷層成像的非適 定性和嚴(yán)重病態(tài)性，本實(shí)用新型提供一種基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置，可完成x射線成像、自發(fā)熒光斷層成像的多模態(tài)融合成像方式，并可結(jié)合數(shù)字鼠、重建目標(biāo)區(qū)域光學(xué)特性參數(shù)的先驗(yàn)知識(shí)對(duì) 非勻質(zhì)強(qiáng)散射性復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的熒光光源進(jìn)行精確的重建。為了實(shí)現(xiàn)所述的目的，本實(shí)用新型可以完成X射線成像和自發(fā)熒光斷層成像，通過結(jié)合數(shù)字鼠、重建目標(biāo)區(qū)域光學(xué)特性參數(shù)和模態(tài)融 合技術(shù)，能夠?qū)Ψ莿蛸|(zhì)、強(qiáng)散射性、復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的熒光光源進(jìn)行重建。裝置包括信號(hào)采集模塊，具有第一數(shù)據(jù)端口和第一控制端口；信號(hào)預(yù)處理模塊，具有第二數(shù)據(jù)端口和第三數(shù)據(jù)端口，所述第一 數(shù)據(jù)端口連接第二數(shù)據(jù)端口；系統(tǒng)控制模塊，具有第二控制端口和第三控制端口，所述第一控 制端口連接第二控制端口；信號(hào)后處理模塊，具有第四控制端口和第四數(shù)據(jù)端口，所述第三 控制端口連接第四控制端口 ，第三數(shù)據(jù)端口連接第四數(shù)據(jù)端口 。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述信號(hào)采集模塊包括自發(fā)熒光信 號(hào)采集單元，核心部件是液氮制冷CCD探測(cè)器，具有第五數(shù)據(jù)端口 和第五控制端口，分別與第二數(shù)據(jù)端口和第二控制端口連接，用于捕 捉自發(fā)熒光信號(hào)；X射線信號(hào)采集單元，核心部件是X射線發(fā)生器和 X射線探測(cè)器，具有第六數(shù)據(jù)端口和第六控制端口，分別與第二數(shù)據(jù) 端口和第二控制端口連接，用于釆集X射線信號(hào)；暗箱，用于隔離內(nèi) 部熒光和外界光噪聲，防止X射線逸出裝置，同時(shí)還起到保護(hù)裝置部 件和防塵的作用；旋轉(zhuǎn)臺(tái)，具有第七控制端口，與第二控制端口連接， 用于旋轉(zhuǎn)重建目標(biāo)；平移臺(tái)，具有第八控制端口，與第二控制端口連 接，用于移動(dòng)重建目標(biāo)，調(diào)整重建目標(biāo)在暗箱中的空間位置。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述自發(fā)熒光信號(hào)采集單元采用液氮 制冷CCD探測(cè)器和多角度熒光探測(cè)技術(shù)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述的信號(hào)預(yù)處理模塊采用DSP數(shù)字 信號(hào)處理電路，用于數(shù)據(jù)放大、濾波和暫存的預(yù)處理。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述系統(tǒng)控制模塊采用以MCU芯片為核心的電路，用于平移臺(tái)平動(dòng)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的精確定位控制，實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的邏輯時(shí)序控制、安全聯(lián)鎖控制以及工作流程順序控制。 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述信號(hào)后處理模塊采用計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行自發(fā)熒光光源重建算法、液氮制冷CCD探測(cè)器圖像控 制軟件、X射線信號(hào)采集單元的X射線圖像控制軟件以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)和平 移臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制軟件。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述X射線信號(hào)采集單元包括X射線發(fā)生器和X射線探測(cè)器，用于產(chǎn)生X射線并探測(cè)穿透重建目標(biāo)區(qū)域 的X射線。本實(shí)用新型的有益效果是基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置包括信號(hào)釆集、信號(hào)預(yù)處理、系統(tǒng)控制和信號(hào)后處理四個(gè)模塊，可以完成X射線成像和自發(fā)熒光斷層成像，采用液氮制冷CCD探測(cè)器、 多角度熒光探測(cè)和模態(tài)融合的技術(shù)，結(jié)合數(shù)字鼠、重建目標(biāo)區(qū)域光學(xué) 特性參數(shù)的先驗(yàn)知識(shí)，能夠?qū)Ψ莿蛸|(zhì)、強(qiáng)散射性、復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域 內(nèi)部的自發(fā)熒光光源進(jìn)行精確重建。


附圖1為基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置總體架構(gòu)示意圖。附圖2為打開暗箱13上蓋后，信號(hào)采集模塊1結(jié)構(gòu)俯視圖。 附圖3為在自發(fā)熒光信號(hào)探測(cè)過程中，利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)14實(shí)現(xiàn)的多角 度熒光探測(cè)技術(shù)示意圖。
附圖4為信號(hào)預(yù)處理流程方框圖。附圖5為基于多級(jí)自適應(yīng)有限元的自發(fā)熒光斷層成像算法程序流程圖。附圖6為自發(fā)熒光斷層成像中，自發(fā)熒光信號(hào)釆集、預(yù)處理、后 處理以及控制信號(hào)流程示意圖。附圖7為X射線成像中，X射線信號(hào)采集、預(yù)處理、后處理以及 控制信號(hào)流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型，應(yīng)指出的是，所描述的實(shí) 施例僅旨在便于對(duì)本實(shí)用新型的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。根據(jù)附圖1基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置的結(jié)構(gòu)所述， 本實(shí)用新型所涉及的自發(fā)熒光斷層成像裝置主要包括四大部分，分別 為信號(hào)釆集模塊1、信號(hào)預(yù)處理模塊2、系統(tǒng)控制模塊3以及信號(hào)后處 理模塊4，裝置中的所述各模塊通過數(shù)據(jù)總線或控制總線連接在一起。信號(hào)采集模塊1如附圖2所示，由自發(fā)熒光信號(hào)采集單元ll、 X 射線信號(hào)采集單元12、暗箱13、旋轉(zhuǎn)臺(tái)14以及平移臺(tái)15組成，其主 要功能是實(shí)現(xiàn)自發(fā)熒光信號(hào)和X射線信號(hào)的采集，并將采集到的信號(hào) 傳輸給信號(hào)預(yù)處理模塊2。信號(hào)采集模塊l其中包括自發(fā)熒光信號(hào)釆集單元11,用于探測(cè)逃逸出重建目標(biāo)區(qū)域表面的 熒光信號(hào)；自發(fā)熒光信號(hào)采集單元11釆用液氮制冷CCD探測(cè)器，具 有第五數(shù)據(jù)端口 al和第五控制端口 el，分別與第二數(shù)據(jù)端口 b和第 二控制端口f連接，用于捕捉自發(fā)熒光信號(hào)；X射線信號(hào)采集單元12,用于產(chǎn)生X射線并探測(cè)穿透重建目標(biāo)區(qū) 域的X射線，X射線信號(hào)釆集單元12采用X射線發(fā)生器和X射線探 測(cè)器，具有第六數(shù)據(jù)端口 a2和第六控制端口 e2，分別與第二數(shù)據(jù)端 口 b和第二控制端口 f連接，用于采集X射線信號(hào)；一暗箱13，用于隔離內(nèi)部熒光和外界光噪聲，防止X射線逸出裝 置，同對(duì)還起到保護(hù)裝置部件和防塵的作用；在自發(fā)熒光信號(hào)采集過
程中，暗箱13隔離內(nèi)部熒光和外界光噪聲，使自發(fā)熒光斷層成像實(shí)驗(yàn)在理想的黑暗環(huán)境中進(jìn)行；在X射線信號(hào)采集過程中，暗箱13的功 能是防止X射線逸出裝置；同時(shí)，暗箱13也起到保護(hù)裝置部件和防 塵的作用。暗箱13的壁是由三層材料組成的，最外層為鋁合金，中間 層為膠合板，最內(nèi)層為黑色氈布。暗箱13的體積為 1600wmxl200mmx800mw，其上蓋可以打開。一旋轉(zhuǎn)臺(tái)14，具有第七控制端口e3，與第二控制端口f連接，用 于旋轉(zhuǎn)重建目標(biāo)；在自發(fā)熒光信號(hào)采集過程中，通過計(jì)算機(jī)控制，旋 轉(zhuǎn)臺(tái)14可以繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)重建目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)如附圖3所示的多角度熒 光探測(cè)技術(shù)。利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)14轉(zhuǎn)動(dòng)重建目標(biāo)至探測(cè)角度1、 2、 3和4, 然后利用液氮制冷CCD探測(cè)器分別對(duì)探測(cè)角度1、 2、 3和4上的重 建目標(biāo)進(jìn)行拍照，這樣就增加了采集到的熒光信號(hào)的可用信息量，有 利于圖像的后續(xù)重建；在X射線信號(hào)采集過程中，利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)14轉(zhuǎn) 動(dòng)重建目標(biāo)，以獲取重建目標(biāo)在不同投影角度下的投影圖。旋轉(zhuǎn)臺(tái)14 通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，釆用精加工蝸輪蝸桿或齒輪傳動(dòng)，角度調(diào)整沒有 限制。旋轉(zhuǎn)臺(tái)14分辨率為0.002°，重復(fù)定位精度小于2"，偏心距小于 3pm，轉(zhuǎn)軸擺角小于5"，中心負(fù)載為1100W，自重為2g。一平移臺(tái)15，具有第八控制端口e4，與第二控制端口f連接，用 于移動(dòng)重建目標(biāo)，調(diào)整重建目標(biāo)在暗箱13中的空間位置。平移臺(tái)15 可沿X、 Y、 Z軸移動(dòng)重建目標(biāo)，在自發(fā)熒光斷層成像中，調(diào)整重建 目標(biāo)到液氮制冷CCD探測(cè)器鏡頭的距離和相對(duì)位置；在X射線成像 中，調(diào)整重建目標(biāo)與X射線發(fā)生器、X射線探測(cè)器之間的距離和相對(duì) 位置。平移臺(tái)15通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用研磨級(jí)滾珠螺桿，導(dǎo)軌采用 線性滑塊，步進(jìn)電機(jī)后部配有手輪，可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。平移臺(tái)15行程 為200ww，分辨率為1.25/im，重復(fù)定位精度小于3/zm，中心負(fù)載為 3(%，自重為5，5&。信號(hào)預(yù)處理模塊2采用DSP信號(hào)處理電路，對(duì)信號(hào)采集模塊1探 測(cè)獲取的帶有各種噪聲的低信噪比微弱信號(hào)(包括自發(fā)熒光信號(hào)和X 射線信號(hào))進(jìn)行預(yù)處理，信號(hào)預(yù)處理流程如附圖4所示。首先，對(duì)帶有 各種噪聲的低信噪比微弱探測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，接著濾除探測(cè)信號(hào)中各
種噪聲，然后對(duì)已濾除完噪聲的信號(hào)進(jìn)行暫存并傳輸至信號(hào)后處理模 塊，進(jìn)行圖像重建。信號(hào)預(yù)處理的目的是去除或抑制探測(cè)信號(hào)中的噪 聲，提高信噪比。系統(tǒng)控制模塊3由控制驅(qū)動(dòng)電路和系統(tǒng)信號(hào)反饋電路組成，主要 功能是精確定位控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)和平移臺(tái)的平動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯 時(shí)序控制、安全聯(lián)鎖控制以及工作流程順序控制，其功能主要是用 MCU芯片為核心的電路來實(shí)現(xiàn)。信號(hào)后處理模塊4采用計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上高速運(yùn)行液氮制冷 CCD探測(cè)器圖像控制軟件、X射線圖像控制軟件、旋轉(zhuǎn)臺(tái)和平移臺(tái)的 運(yùn)動(dòng)控制軟件、X射線成像算法以及自發(fā)熒光斷層成像算法，完成X 射線圖像重建和自發(fā)熒光斷層成像，實(shí)現(xiàn)熒光光源的準(zhǔn)確重建并對(duì)重 建圖像進(jìn)行顯示。所運(yùn)行的自發(fā)熒光斷層成像算法是基于多級(jí)自適應(yīng) 有限元的自發(fā)熒光斷層成像算法，它結(jié)合重建目標(biāo)區(qū)域光學(xué)特性參數(shù)、 解剖結(jié)構(gòu)信息的先驗(yàn)知識(shí)確定光源可行區(qū)域，并根據(jù)后驗(yàn)誤差估計(jì)方 法，對(duì)局部網(wǎng)格進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化分解，可提高熒光光源重建的精度和 效率，基于多級(jí)自適應(yīng)有限元的自發(fā)熒光斷層成像算法的流程如附圖 5所示。本實(shí)用新型所涉及的基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置可以 完成X射線成像和自發(fā)熒光斷層成像。在X射線成像中，X射線信號(hào) 采集、預(yù)處理、后處理以及控制信號(hào)流程如附圖6所示。首先，在旋 轉(zhuǎn)臺(tái)14和平移臺(tái)15的輔助下(由系統(tǒng)控制模塊3產(chǎn)生控制信號(hào))，利 用X射線發(fā)生器產(chǎn)生的X射線照射重建目標(biāo)，同時(shí)利用X射線探測(cè) 器探測(cè)穿透重建目標(biāo)的X射線，接著將探測(cè)得到X射線信號(hào)傳輸至信 號(hào)預(yù)處理模塊2，由信號(hào)預(yù)處理模塊2對(duì)X射線信號(hào)進(jìn)行放大、濾波 和暫存的預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的X射線信號(hào)傳輸至信號(hào)后處理模 塊4，由信號(hào)后處理模塊4運(yùn)行X射線圖像重建算法對(duì)重建目標(biāo)進(jìn)行 重建，得到X射線圖像；在自發(fā)熒光斷層成像中，自發(fā)熒光信號(hào)采集、 預(yù)處理、后處理以及控制信號(hào)流程如附圖7所示。首先，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)14 和平移臺(tái)15的輔助下(由系統(tǒng)控制模塊3產(chǎn)生控制信號(hào))，利用液氮制 冷CCD探測(cè)器在探測(cè)角度1、 2、 3和4對(duì)重建目標(biāo)進(jìn)行自發(fā)熒光信
號(hào)探測(cè)，接著把探測(cè)得到的自發(fā)熒光信號(hào)傳輸至信號(hào)預(yù)處理模塊2, 由信號(hào)預(yù)處理模塊2對(duì)自發(fā)熒光信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和暫存的預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的自發(fā)熒光信號(hào)傳輸至信號(hào)后處理模塊4，由信號(hào)后 處理模塊4結(jié)合X射線圖像、數(shù)字鼠和重建目標(biāo)區(qū)域光學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行光源重建。其中，數(shù)字鼠是通過對(duì)重建目標(biāo)區(qū)域斷層解剖數(shù)據(jù)集圖 片的配準(zhǔn)、分割、標(biāo)識(shí)和三維重建，建立的重建目標(biāo)區(qū)域的二維和三 維數(shù)字解剖圖譜。本實(shí)用新型通過融合X射線成像方式和自發(fā)熒光斷層成像方式， 利用多角度熒光探測(cè)技術(shù)、液氮制冷CCD探測(cè)器以及基于多級(jí)自適 應(yīng)有限元的自發(fā)熒光斷層成像算法，并結(jié)合數(shù)字鼠、重建目標(biāo)區(qū)域光 學(xué)特性參數(shù)的先驗(yàn)知識(shí)，使得基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置 能夠?qū)Ψ莿蛸|(zhì)、復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部熒光光源的位置和強(qiáng)度進(jìn)行精 確的重建。利用本實(shí)用新型所涉及的基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置，以生物組織仿體(即重建目標(biāo)區(qū)域)為對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的步驟如下1. 在生物組織仿體內(nèi)部注入熒光素酶和底物熒光素；熒光素酶和 熒光素在三磷酸腺苷(ATP)以及氧氣的配合下，將會(huì)在生物組織仿體內(nèi) 部發(fā)生氧化反應(yīng)并產(chǎn)生熒光光子。2. 將生物組織仿體固定在暗箱13中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)14上，通過系統(tǒng)控 制模塊3調(diào)整生物組織仿體到液氮制冷CCD探測(cè)器鏡頭的距離和相 對(duì)位置，使系統(tǒng)能夠獲取最清晰的圖像。3. 在生物組織仿體外部，利用高靈敏度的液氮制冷CCD探測(cè)器 對(duì)逃逸出生物組織前表面的光子進(jìn)行探測(cè)，獲得邊界逸出光通量，并 將探測(cè)到的熒光信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)叫盘?hào)預(yù)處理模塊2。4. 利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)14將生物組織仿體轉(zhuǎn)動(dòng)9(T、 180°、 270°，分別對(duì) 生物組織仿體的左側(cè)表面、后表面、右側(cè)表面進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)到 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘?hào)預(yù)處理模塊2。5. 信號(hào)預(yù)處理模塊2對(duì)探測(cè)到的熒光信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和暫存 的預(yù)處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘?hào)后處理模塊4。6. 利用X射線信號(hào)采集單元12獲取生物組織仿體的外形和解剖結(jié)構(gòu)圖像信號(hào)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行放大、濾波、暫存的預(yù)處理之后傳輸?shù)?信號(hào)后處理模塊4。7.在己獲取的熒光信號(hào)和X射線信號(hào)的基礎(chǔ)上，利用基于多級(jí)自適應(yīng)有限元的自發(fā)熒光斷層成像算法對(duì)生物組織仿體內(nèi)部的熒光光源 進(jìn)行重建，并顯示重建的圖像。
權(quán)利要求1、一種基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置，其特征在于包括一信號(hào)采集模塊(1)，具有第一數(shù)據(jù)端口(a)和第一控制端口(e)；一信號(hào)預(yù)處理模塊(2)，具有第二數(shù)據(jù)端口(b)和第三數(shù)據(jù)端口(c)，所述第一數(shù)據(jù)端口(a)連接第二數(shù)據(jù)端口(b)；一系統(tǒng)控制模塊(3)，具有第二控制端口(f)和第三控制端口(g)，所述第一控制端口(e)連接第二控制端口(f)；一信號(hào)后處理模塊(4)，具有第四控制端口(h)和第四數(shù)據(jù)端口(d)，所述第三控制端口(g)連接第四控制端口(h)，第三數(shù)據(jù)端口(c)連接第四數(shù)據(jù)端口(d)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊(l)包括一自發(fā)熒光信號(hào)采集單元(ll)，具有第五數(shù)據(jù)端口(al)和第五控制端 口(el)，分別與第二數(shù)據(jù)端口(b)和第二控制端口(f)連接，用于捕捉自發(fā) 熒光信號(hào)；一 X射線信號(hào)采集單元(12)，具有第六數(shù)據(jù)端口(a2)和第六控制端 口(e2)，分別與第二數(shù)據(jù)端口(b)和第二控制端口(f)連接，用于采集X射 線信號(hào)；一暗箱(13)，用于隔離內(nèi)部熒光和外界光噪聲；一旋轉(zhuǎn)臺(tái)(14)，具有第七控制端口(e3)，與第二控制端口(f)連接， 用于旋轉(zhuǎn)重建目標(biāo)；一平移臺(tái)(15)，具有第八控制端口(e4)，與第二控制端口(f)連接， 用于移動(dòng)重建目標(biāo)，調(diào)整重建目標(biāo)在暗箱(13)中的空間位置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其特征在于，所述自發(fā)熒光 信號(hào)釆集單元(ll)釆用液氮制冷CCD探測(cè)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述信號(hào)預(yù)處 理模塊(2)采用DSP數(shù)字信號(hào)處理電路，用于數(shù)據(jù)放大、濾波和暫存的 預(yù)處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)控制模塊(3)采用以MCU芯片為核心的電路，用于平移臺(tái)平動(dòng)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng) 的精確定位控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯時(shí)序控制、安全聯(lián)鎖控制以及工作流 程順序控制。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述信號(hào)后處 理模塊(4)采用計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行X射線圖像重建算法、自發(fā)熒 光光源重建算法、液氮制冷CCD探測(cè)器圖像控制軟件、X射線信號(hào)采 集單元(12)的X射線圖像控制軟件以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)(14)和平移臺(tái)(15)的運(yùn)動(dòng) 控制軟件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其特征在于，所述X射線信 號(hào)釆集單元(12)包括X射線發(fā)生器和X射線探測(cè)器，用于產(chǎn)生X射線 并探測(cè)穿透重建目標(biāo)區(qū)域的X射線。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置。本實(shí)用新型由信號(hào)采集模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、系統(tǒng)控制模塊以及信號(hào)后處理模塊組成，它結(jié)合數(shù)字鼠、重建目標(biāo)區(qū)域光學(xué)特性參數(shù)的先驗(yàn)知識(shí)，可完成X射線成像、自發(fā)熒光斷層成像的多模態(tài)融合成像方式，可有效的解決自發(fā)熒光斷層成像的病態(tài)問題，能夠?qū)Ψ莿蛸|(zhì)、復(fù)雜重建目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的自發(fā)熒光光源進(jìn)行精確重建。此外，本實(shí)用新型所涉及的基于模態(tài)融合的自發(fā)熒光斷層成像裝置采用液氮制冷CCD探測(cè)器、多角度熒光探測(cè)技術(shù)和多模態(tài)融合技術(shù)，并且利用考慮了重建目標(biāo)區(qū)域非勻質(zhì)特性的基于多級(jí)自適應(yīng)有限元的自發(fā)熒光斷層成像算法來完成自發(fā)熒光光源的精確重建。
文檔編號(hào)A61B5/00GK201029877SQ200720149068
公開日2008年3月5日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者呂玉杰, 鑫 楊, 捷 田, 秦承虎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所