一種立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)。本發(fā)明的成像系統(tǒng)包括：激發(fā)光源裝置、光纖切換裝置、繞線筒、熒光激發(fā)裝置、熒光探測裝置、旋轉臺、檢查床、平移臺和計算機；光纖切換裝置和繞線筒解決了成像平臺旋轉過程中電氣連接、光傳輸和數(shù)據傳輸?shù)膯栴}，同時實現(xiàn)了兩種成像模式的自由切換；成像部分采用平面鏡的光學通路設計減小了系統(tǒng)回轉半徑，使系統(tǒng)簡約而緊密；可同時實現(xiàn)360°的反射式二維熒光分子成像和透射式三維熒光分子層析成像，兩種成像模式集成在同一臺裝置上，增加了可獲得的信息；激發(fā)光源裝置、光纖切換裝置、熒光探測裝置等部分均模塊化設計，可移植和通用性好。
【專利說明】一種立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學工程領域，具體涉及一種立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]熒光分子成像技術是被廣泛應用于在分子水平上對生物體生理、病理的變化進行在體、無創(chuàng)定性和定量研究的影像方法，其在疾病的早期診斷、藥物機理研究與研發(fā)以及療效評估等方面發(fā)揮著重要作用。根據工作方式看，熒光分子成像系統(tǒng)可以分為平面式的反射式突光成像(Ep1-1lluminat1n Imaging)和層析式的突光分子斷層成像(FluorescenceMolecular Tomography,FMT)兩種。FMT是一項根據光的擴散和吸收性質,利用激發(fā)光和被測樣本的出射光信息以重建特異性熒光集團位置和濃度三維分布信息的技術。它可實現(xiàn)動物的在體無創(chuàng)檢測，具有低成本，高通量，高靈敏度，無電離輻射，可長期定量檢測等諸多優(yōu)點。
[0003]早期的熒光分子層析成像系統(tǒng)采用動物浸入匹配液成像腔后光纖接觸測量的方法。2007年哈佛大學醫(yī)學院Del1lanis等人首次提出360°非接觸式熒光分子層析成像裝置。動物放置在光源和CCD相機構成的成像平臺之間。成像過程中動物與成像系統(tǒng)之間相對旋轉360°。但是該裝置中被測試動物被吊掛在豎直方向，通過旋轉動物實現(xiàn)相對旋轉，在實驗過程中容易破壞動物的原始形態(tài)，難以控制動物在旋轉過程中的位移，同時加劇了動物的不舒適性 。
[0004]隨著熒光分子層析成像的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的系統(tǒng)設計，但都難以兼顧成像效果、波長選擇靈活性、動物固定等諸多因素，有明顯缺陷和不足。Perkin Elmer公司的FMT系列產品小動物水平放置，光源和探測器位于動物兩側。其使用陣列光源掃描的方式，實現(xiàn)了不旋轉動物的情況下實現(xiàn)小動物的三維熒光成像，這樣產品結構緊湊，機械結構簡單，而且不會破壞動物的原始形態(tài)，但是由于采集方向受限制嚴重，極度依賴算法，對小鼠各處熒光點靈敏度響應的均一性差，成像效果較差。
[0005]之后駱清銘等提出的一種旋轉式熒光分子斷層成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)將小動物水平放置，實驗平臺圍繞小動物旋轉，實現(xiàn)360°的數(shù)據采集。該系統(tǒng)光源為半導體激光器，限制了波長的選擇，無法根據試驗的需求調整激發(fā)波長，應用受到限制。如果使用鹵鎢燈、氙燈等光源作為激發(fā)光，則儀器在旋轉過程中光纖和數(shù)據線的旋轉扭曲問題難以解決。加利福尼亞大學Gultekin Gulsen等人設計的熒光分子斷層成像系統(tǒng)同樣采取小動物水平放置，實驗平臺旋轉的模式。系統(tǒng)設計的拖鏈式的傳輸裝置試圖解決該問題，但是其結構冗雜，每旋轉一定角度都必須將儀器復位，無法實現(xiàn)FMT系統(tǒng)的連續(xù)旋轉。同時儀器運行中需要不停的扭曲光纖，影響了光線的傳輸，使光纖耐用性下降。
[0006]而由B1compare 代理 Spectral Instruments Imaging 公司設計的 SPECTRAL AmiAdvanced Molecular Image系統(tǒng)和SPECTRAL Lago Molecular Image系統(tǒng)使用了一種多波長的LED陣列作為光源。但單個LED功率較低，陣列LED存在光源難以匯聚的問題，尚未有較好的以LED陣列照明為光源的熒光成像系統(tǒng)。
【發(fā)明內容】
[0007]針對以上現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提出一種立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)，最大程度地保持了檢測體的形態(tài)穩(wěn)定，同時簡化了圖像配準的步驟。
[0008]本發(fā)明的目的在于提出一種立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)包括:激發(fā)光源裝置、光纖切換裝置、走線裝置、熒光激發(fā)裝置、熒光探測裝置、旋轉臺、檢查床、平移臺和計算機；其中，激發(fā)光源裝置固定在底板上，光纖切換裝置、走線裝置、熒光激發(fā)裝置和熒光探測裝置分別通過連接件安裝在旋轉臺上；旋轉臺安裝在底板上，中間具有通孔，成像時以通孔的軸線為旋轉軸轉動；檢查床安裝在平移臺上，與旋轉臺的通孔在同一水平線上，在通孔中無障礙通過；成像時，光纖切換裝置控制所在成像模式下的傳輸光纖位移至旋轉軸，激發(fā)光源裝置沿旋轉軸發(fā)出激發(fā)光，耦合至光纖切換裝置中所在成像模式下的傳輸光纖中；傳輸光纖一端設置在光纖切換裝置中，另一端連接至熒光激發(fā)裝置；熒光激發(fā)裝置將激發(fā)光匯聚入射到檢查床上的檢測體上，產生熒光；熒光探測裝置接收熒光；熒光探測裝置通過數(shù)據線連接至計算機，并通過電源線連接至電源；數(shù)據線和電源線纏繞在走線裝置上。
[0010]本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)包括反射式二維熒光分子成像和透射式三維熒光分子層析成像兩種成像模式；相應地，熒光激發(fā)裝置包括反射式激發(fā)裝置和透射式激發(fā)裝置；光纖切換裝置中設置有反射式光纖和透射式光纖兩根傳輸光纖，一端設置在光纖切換裝置中，另一端分別連接至熒光激發(fā)裝置中的反射式激發(fā)裝置和透射式激發(fā)裝置；在反射式二維熒光分子成像模式下，光纖切換裝置控制反射式光纖位移至旋轉軸，從而激發(fā)光源裝置沿旋轉軸的激發(fā)光耦合至反射式光纖中，傳輸至反射式激發(fā)裝置；在三維熒光分子層析成像模式下，光纖切換裝置控制透射 式光纖位移至旋轉軸，從而激發(fā)光源裝置沿旋轉軸的激發(fā)光耦合至透射式光纖中，傳輸至透射式激發(fā)裝置。
[0011]本發(fā)明采用光纖切換裝置，中間設置有反射式光纖和透射式光纖，一端設置在光纖切換裝置中，另一端分別連接至熒光激發(fā)裝置中的反射式激發(fā)裝置和透射式激發(fā)裝置，光纖切換裝置和熒光激發(fā)裝置分別固定在旋轉臺上，當旋轉臺旋轉時，光纖切換裝置和熒光激發(fā)裝置與旋轉臺的相對位置不變，連接二者的傳輸光纖相對于旋轉臺的位置也不變，這樣就不存在成像時旋轉臺旋轉過程中光纖纏繞的問題，即在成像時旋轉臺旋轉，而傳輸光纖不會發(fā)生纏繞和扭曲。
[0012]傳輸光纖兩端均隨旋轉臺一起轉動，而激發(fā)光源裝置固定在底板上不隨旋轉臺轉動，激發(fā)光源裝置沿旋轉軸發(fā)出激發(fā)光，直接耦合進同樣處于旋轉軸的所在成像模式的傳輸光纖中，這樣就解決了從激發(fā)光源到傳輸光纖的光傳輸問題。
[0013]進一步走線裝置采用繞線筒，繞線筒通過連接件固定在旋轉臺上，繞線筒與旋轉臺共軸，將數(shù)據線和電源線按照一個方向纏繞在繞線筒的外壁上，成像時旋轉臺的旋轉方向與繞線方向相反，這樣在成像時，隨著旋轉臺旋轉，將電源線和數(shù)據線放開，而不會發(fā)生線路纏繞和梳理的問題。本發(fā)明通過光纖切換裝置和繞線筒，解決了成像時旋轉臺旋轉遇到的繞線的問題，相對于拖鏈式的繞線結構，大大減小了所需要的體積，縮短了所需要的光纖長度。
[0014]旋轉臺包括旋轉板、電機和支撐架；其中，電機通過支撐架安裝在底板上；旋轉板安裝在電機上，由電機帶動進行360度旋轉。在旋轉板上具有通孔，與檢查床在一個水平線上，允許檢查床在通孔中無障礙通過。
[0015]激發(fā)光源裝置包括光源、光源光纖、第一匯聚透鏡、激發(fā)濾光組件和第二匯聚透鏡；其中，光源發(fā)出連續(xù)的激發(fā)的光，經光源光纖，由第一匯聚透鏡變成平行光，由激發(fā)濾光組件變成單色光源，再由第二匯聚透鏡聚焦，耦合至光纖切換裝置的反射式光纖或者透射式光纖中。
[0016]光纖切換裝置包括通光外蓋、光纖切換元件和連接件；其中，通光外蓋設置在光纖切換元件的前端，通光外蓋上設置有通孔，通孔與旋轉臺共軸；光纖切換元件設置有兩個通孔，反射式光纖和透射式光纖分別固定在兩個通孔中；光纖切換元件通過連接件安裝在旋轉臺上；在反射式二維熒光分子成像模式下，控制光纖切換元件將反射式光纖位移至通光外蓋的通孔處；在三維熒光分子層析成像模式下，控制光纖切換元件將透射式光纖位移至通光外蓋的通孔處，從而來自激發(fā)光源裝置的激發(fā)光通過機械配合，通過通光外蓋上的通孔，耦合至相應成像模式下的傳輸光纖中。進一步，采用繞線筒作為光纖切換裝置的連接件，在繞線筒的內壁上設置有限位槽，光纖切換元件通過限位槽設置在繞線筒內并在繞線筒內移動。繞線筒不僅將電源線和數(shù)據線梳理，而且作為光纖切換裝置的連接件，限定了光纖切換元件，并與旋轉臺的位置相對固定。光纖切換裝置設置在繞線筒內，解決了成像時旋轉臺旋轉過程中電氣連接、光傳輸和數(shù)據傳輸?shù)膯栴}，同時實現(xiàn)了兩種成像模式的自由切換。
[0017]進一步,光纖切換裝置還包括軸承,軸承與旋轉臺共軸,軸承包括緊密套裝在一起內圈和外圈兩層結構，外圈固定在激發(fā)光源裝置上，內圈固定在光纖切換元件上。成像時，旋轉臺轉動，外圈固定在激發(fā)光源裝置上不隨旋轉臺轉動，內圈固定在光纖切換元件上，隨著旋轉臺的轉動而轉動。本發(fā)明通過軸承，將固定在底板上的激發(fā)光源裝置與設置在旋轉臺上的光纖切換裝置的相對位置固定，從而成像精確。
[0018]熒光激發(fā)裝置包括反射式激發(fā)裝置和透射式激發(fā)裝置；反射式激發(fā)裝置包括兩個反射式光源和分光器，光纖切換裝置中的反射式光纖連接至分光器，分光器經兩根成一定夾角的光纖分別連接至兩個反射式光源；透射式激發(fā)裝置包括線狀光激發(fā)元件、柱透鏡和出光口，光纖切換裝置中的透射式光纖連接至線狀光激發(fā)元件，經柱透鏡匯聚，從出光口出射；反射式激發(fā)裝置位于檢查床的發(fā)出熒光的一側，發(fā)出的熒光位于兩個反射式光源形成的夾角的角平分線上；透射式激發(fā)裝置與發(fā)出的熒光分列檢查床的兩側，透射式激發(fā)裝置、檢測體和發(fā)出的突光位于同一條直線上。
[0019]進一步，本發(fā)明包括平面鏡，設置在檢查床的發(fā)出熒光的一側，并且與發(fā)出的熒光成45°，從檢查體發(fā)出的熒光經平面鏡反射，形成90°角，入射至熒光探測裝置中，從而形成折疊式光路，減小了系統(tǒng)回轉半徑，使系統(tǒng)結構更為緊密。
[0020]熒光探測裝置通過連接件固定在旋轉臺上發(fā)出熒光的一側，接收熒光信號，并將熒光信號轉換成電信號傳輸至計算機。熒光探測裝置包括接收濾光組件、鏡頭和探測器。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]I)光纖切換裝置和繞線筒解決了成像平臺旋轉過程中電氣連接、光傳輸和數(shù)據傳輸?shù)膯栴}，同時實現(xiàn)了兩種成像模式的自由切換；
[0023]2)成像部分的光學通路設計減小了系統(tǒng)回轉半徑，使系統(tǒng)簡約而緊密；[0024]3)可同時實現(xiàn)360°的反射式二維熒光分子成像和透射式三維熒光分子層析成像，兩種成像模式集成在同一臺裝置上，增加了可獲得的信息；
[0025]4)激發(fā)光波長可以根據需要在可見至紅外波段自由選擇，可方便地實現(xiàn)不同波長的激發(fā)光照射，從而實現(xiàn)多波長熒光探針的成像；
[0026]5)激發(fā)光源裝置、光纖切換裝置、熒光探測裝置等部分均模塊化設計，可移植和通用性好；
[0027]6)無需移動或取下檢測體，即可在平移臺的移動下調整成像區(qū)域，也可以穿過旋轉臺傳遞到其他模態(tài)的系統(tǒng)，如X光計算機斷層成像X-ray CT、正電子發(fā)射型計算機斷層成像PET、單光子發(fā)射計算機斷層成像SPECT等，進行多模態(tài)成像，最大程度地保持了檢測體的形態(tài)穩(wěn)定，同時簡化了圖像配準的步驟。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的一個實施例的結構示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的旋轉臺的結構示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的激發(fā)光源裝置的示意圖，其中，(a)為光路圖，(b)為一個實施例的結構的分解圖；
[0031]圖4為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的光纖切換裝置的一個實施例的示意圖，其中，(a)為 分解圖，(b)為光纖切換元件采用滑塊的剖面圖；
[0032]圖5為本發(fā)明的光纖切換元件采用轉輪的與旋轉軸垂直的平面的剖面圖；
[0033]圖6為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的熒光激發(fā)裝置的結構示意圖，其中(a)為反射式激發(fā)裝置的示意圖，(b)為透射式激發(fā)裝置的示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的熒光探測裝置的結構示意圖；
[0035]圖8為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的平面鏡架的結構示意圖；
[0036]圖9為本發(fā)明的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)的平移臺和動物床的俯視圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖，通過實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0038]如圖1所示，本實施例的立式旋轉熒光分子層析成像系統(tǒng)包括:激發(fā)光源裝置1、光纖切換裝置、繞線筒3、包括反射式激發(fā)裝置41和透射式激發(fā)裝置42的熒光激發(fā)裝置、熒光探測裝置5、旋轉臺6、檢查床7、平移臺8和計算機9 ;其中，激發(fā)光源裝置I固定在底板10上，繞線筒3、熒光激發(fā)裝置4和熒光探測裝置5分別通過連接件安裝在旋轉臺6上；旋轉臺6安裝在底板10上，中間具有通孔，成像時以通孔的軸線為旋轉軸轉動；檢查床7安裝在平移臺8上，與旋轉臺6的通孔在同一水平線上，在通孔中無障礙通過；反射式二維熒光分子成像時，光纖切換裝置控制反射式光纖25位移至旋轉軸，激發(fā)光源裝置I沿旋轉軸的激發(fā)光耦合至反射式光纖25中，傳輸至反射式激發(fā)裝置41 ;在三維熒光分子層析成像模式下，光纖切換裝置控制透射式光纖26位移至旋轉軸，激發(fā)光源裝置I沿旋轉軸的激發(fā)光耦合至透射式光纖26中，傳輸至透射式激發(fā)裝置42 ;熒光激發(fā)裝置將光源匯聚入射到檢查床7上的檢測體上，產生熒光；熒光探測裝置5接收熒光；熒光探測裝置5通過數(shù)據線連接至計算機9，并通過電源線連接至電源；數(shù)據線和電源線按照一個方向纏繞在繞線筒3上，成像時旋轉臺按照相反的方向旋轉。繞線筒的內壁設置有限位槽，光纖切換裝置通過限位槽設置在繞線筒3內。平面鏡架50安裝在旋轉臺上，與檢測體發(fā)出的熒光成45°角。
[0039]如圖2所示，旋轉臺6包括旋轉板61、電機62和支撐架63 ;其中，電機62通過支撐架63安裝在底板10上；旋轉板61安裝在電機62上，由電機帶動進行360度旋轉，繞線筒3、熒光激發(fā)裝置4和熒光探測裝置5分別通過連接桿安裝在旋轉板61上。在旋轉板61上設置有配重64和配重板65。
[0040]如圖3(a)所示，激發(fā)光源裝置I包括光源11、光源光纖12、第一匯聚透鏡13、激發(fā)濾光組件14和第二匯聚透鏡15 ;其中，光源11發(fā)出連續(xù)的激發(fā)光，由光源光纖12傳輸至第一匯聚透鏡13，變成平行光，激發(fā)濾光組件14采用濾光片輪，內部放置多種濾光片，根據需要選擇合適波長的激發(fā)光，再由第二匯聚透鏡15聚焦，耦合至光纖切換裝置的反射式光纖或者透射式光纖中。如圖3(b)所示，本實施例的激發(fā)光源裝置I采用籠式結構實現(xiàn)，光源光纖12通過光纖固定板121固定，第一透鏡13安裝在入光端籠板131內，激發(fā)濾光組件14米用濾光片輪141,第二透鏡15安裝在出光端籠板151內，光纖固定板121和入光端籠板131通過籠桿161固定在濾光片輪141上。光源可以根據需要，選擇鹵鎢燈或者氙燈。[0041 ] 如圖4所示，光纖切換裝置包括通光外蓋21、光纖切換元件22和連接件，在本實施例中，繞線筒3作為連接件；其中，通光外蓋21設置在光纖切換元件22的前端，通光外蓋21上設置有通孔，通孔21與旋轉臺共軸。在本實施例中，光纖切換元件22采用滑塊，通過繞線筒內壁的限位槽設置在繞線筒內，繞線筒3通過固定板20安裝在旋轉板61上，滑塊通過滑塊壓板24限制在繞線筒3的限位槽內滑動，在滑塊中設置兩個通孔，分別設置反射式光纖25和透射式光纖26。對光纖切換元件22的控制可以通過以下方式實現(xiàn):繞線筒3采用非磁性材料，在繞線筒3的相對的兩側分別設置磁性材料的驅動磁塊27，在反射式二維熒光分子成像模式下，控制光纖切換元件22吸附在一個驅動磁塊27上，使反射式光纖25位移至通光外蓋21的通孔，從而來自激發(fā)光源裝置的激發(fā)光通過機械配合，耦合至反射式光纖25中；在透射式三維熒光分子層析成像模式下，控制光纖切換元件22吸附在另一個驅動磁塊27上，使透射式光纖26位移至通光外蓋21的通孔，從而來自激發(fā)光源裝置的激發(fā)光通過機械配合，耦合至透射式光纖26中，如圖4(b)所示。光纖切換元件的控制還可以采用連接電機，電機連接光纖切換元件，控制相應成像模式下的傳輸光纖對準通光外蓋21的通孔，從而來自激發(fā)光源裝置的激發(fā)光通過機械配合，通過通光外蓋21上的通孔，耦合至相應成像模式下的傳輸光纖中。
[0042]如圖5所示，光纖切換元件22還可以采用轉輪，轉輪設置在繞線筒3中，設置在繞線筒的限位槽中，并在限位槽中繞旋轉軸221轉動，轉輪的旋轉軸221不在旋轉臺的旋轉軸上，轉輪中設置兩個通孔，分別設置反射式光纖25和透射式光纖26，轉輪的旋轉軸距離旋轉臺的旋轉軸的距離，為轉輪的通孔的中心到轉輪的旋轉軸的距離，通過轉輪的轉動，將相應成像模式下的傳輸光纖位移至通光外蓋21的通孔，從而來自激發(fā)光源裝置的激發(fā)光通過機械配合，耦合至相應成像模式下的傳輸光纖中。
[0043]如圖4(a)所示，光纖切換裝置進一步包括軸承23，軸承包括緊密套裝的不隨旋轉臺轉動的外圈和隨旋轉臺轉動的內圈，外圈固定在激發(fā)光源裝置I上，內圈固定在光纖切換元件22上。
[0044] 熒光激發(fā)裝置包括反射式激發(fā)裝置41和透射式激發(fā)裝置42。如圖6 (a)所示，反射式激發(fā)裝置41包括兩個反射式光源412和分光器411，光纖切換裝置中的反射式光纖25連接至分光器411，分光器411經兩根成一定夾角的光纖分別連接至兩個反射式光源412 ；如圖6(b)所示透射式激發(fā)裝置42包括線狀光激發(fā)元件421、柱透鏡422和出光口 423，光纖切換裝置中的透射式光纖26連接至線狀光激發(fā)元件421，經柱透鏡422匯聚，從出光口423出射。反射式激發(fā)裝置41位于檢查床的發(fā)出熒光的一側，發(fā)出的熒光位于兩個反射式光源形成的夾角的角平分線上；透射式激發(fā)裝置42與發(fā)出的熒光分列檢查床的兩側，透射式激發(fā)裝置42、檢查體和發(fā)出的熒光位于同一條直線上。
[0045]如圖7所示，熒光探測裝置包括接收濾光組件51、鏡頭52和探測器53，鏡頭52安裝在探測器前，前面安裝濾光組件51，探測器53套在壓環(huán)54內，并由擋塊55固定，安裝在固定板56上。熒光探測裝置通過連接桿固定在旋轉臺6的旋轉板61上，通過與發(fā)出的熒光成45°的平面鏡的反射，接收熒光信號。接收濾光組件51和探測器53的數(shù)據線和電源線分別按照一個方向纏繞在繞線筒的外壁，成像時旋轉板按照相反的方向旋轉，電線在繞線筒3的外部被放松，采集結束后電機復位，電線重新被拉緊，從而解決了電線走線的問題。
[0046]如圖8所示，平面鏡架50包括:平面鏡501、平面鏡支架502和平面鏡底板503，平面鏡501安裝在45°平面鏡支架502上，通過平面鏡底板503安裝在旋轉臺上。
[0047]如圖9所示，檢查床7安裝在平移臺8上。平移臺8前后位移，將檢查床7上的檢測體移動到探測器的視野中央。當系統(tǒng)需要與其他成像模塊進行多模態(tài)成像時，無需取下或移動檢測體，直接控制平移臺8移動檢查床7穿過旋轉板61的通孔，進入其他模態(tài)成像系統(tǒng)。整個過程保證了 檢測體的形態(tài)穩(wěn)定，為多模態(tài)成像配準提供了便利。
[0048]最后應說明的是:雖然本說明書通過具體的實施例詳細描述了本發(fā)明使用的參數(shù)，結構及其成像方法，但是本領域的技術人員應該理解，本發(fā)明的實現(xiàn)方式不限于實施例的描述范圍，在不脫離本發(fā)明實質和精神范圍內，可以對本發(fā)明進行各種修改和替換，因此本發(fā)明的保護范圍視權利要求范圍所界定。
【權利要求】
1.一種立式旋轉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:激發(fā)光源裝置(I)、光纖切換裝置、走線裝置、熒光激發(fā)裝置、熒光探測裝置(5)、旋轉臺(6)、檢查床(7)、平移臺(8)和計算機(9);其中，所述激發(fā)光源裝置(I)固定在底板上，所述光纖切換裝置、走線裝置、熒光激發(fā)裝置和熒光探測裝置(5)分別通過連接件安裝在旋轉臺(6)上；所述旋轉臺(6)安裝在底板上，中間具有通孔，成像時以通孔的軸線為旋轉軸轉動；所述檢查床(7)安裝在平移臺(8)上，與旋轉臺(6)的通孔在同一水平線上，在通孔中無障礙通過；成像時，所述光纖切換裝置控制所在成像模式下的傳輸光纖位移至旋轉軸，激發(fā)光源裝置(I)沿旋轉軸發(fā)出激發(fā)光，耦合至光纖切換裝置中所在成像模式下的傳輸光纖中；傳輸光纖一端設置在光纖切換裝置中，另一端連接至熒光激發(fā)裝置；所述熒光激發(fā)裝置將激發(fā)光匯聚入射到檢查床(7)上的檢測體上，產生熒光；熒光探測裝置(5)接收熒光；所述熒光探測裝置(5)通過數(shù)據線連接至計算機(9)，并通過電源線連接至電源；數(shù)據線和電源線纏繞在走線裝置上。
2.如權利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，包括反射式二維熒光分子成像和透射式三維熒光分子層析成像兩種成像模式；相應地，所述熒光激發(fā)裝置包括反射式激發(fā)裝置(41)和透射式激發(fā)裝置(42);所述光纖切換裝置中設置有反射式光纖(25)和透射式光纖(26)兩根傳輸光纖，一端設置在光纖切換裝置中，另一端分別連接至熒光激發(fā)裝置中的反射式激發(fā)裝置(41)和透射式激發(fā)裝置(42);在反射式二維熒光分子成像模式下，光纖切換裝置控制反射式光纖(25)位移至旋轉軸，激發(fā)光源裝置(I)沿旋轉軸的激發(fā)光耦合至反射式光纖(25)中，傳輸至反射式激發(fā)裝置(41);在三維熒光分子層析成像模式下，光纖切換裝置控制透射式光纖 (26)位移至旋轉軸，激發(fā)光源裝置(I)沿旋轉軸的激發(fā)光耦合至透射式光纖(26)中，傳輸至透射式激發(fā)裝置(42)。
3.如權利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述走線裝置采用繞線筒(3)，所述繞線筒(3)通過連接件固定在旋轉臺(6)上，與旋轉臺(6)共軸，將數(shù)據線和電源線按照一個方向纏繞在繞線筒⑶的外壁上，旋轉臺(6)的旋轉方向與繞線方向相反。
4.如權利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述激發(fā)光源裝置(I)包括光源(11)、光源光纖(12)、第一匯聚透鏡(13)、激發(fā)濾光組件(14)和第二匯聚透鏡(15);其中，光源(11)發(fā)出連續(xù)的激發(fā)光，經光源光纖(12)，由第一匯聚透鏡(13)變成平行光，由激發(fā)濾光組件(14)變成單色光源，再由第二匯聚透鏡(15)聚焦，耦合至光纖切換裝置的傳輸光纖中。
5.如權利要求2所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖切換裝置包括通光外蓋(21)、光纖切換元件(22)和連接件；其中，通光外蓋(21)設置在光纖切換元件(22)的前端，通光外蓋上設置有通孔，通孔與旋轉臺(6)共軸；光纖切換元件(22)設置有兩個通孔，反射式光纖(25)和透射式光纖(26)分別固定在兩個通孔中；所述光纖切換元件(22)通過連接件安裝在旋轉臺(6)上；在反射式二維熒光分子成像模式下，控制光纖切換元件(22)將反射式光纖位移至通光外蓋(21)的通孔處；在三維熒光分子層析成像模式下，控制光纖切換元件將透射式光纖位移至通光外蓋(21)的通孔處。
6.如權利要求5所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖切換裝置的連接件采用繞線筒(3)，在繞線筒(3)的內壁上設置有限位槽，光纖切換元件通過限位槽設置在繞線筒(3)內并在繞線筒(3)內移動。
7.如權利要求5所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖切換裝置還包括軸承(23)，軸承與旋轉臺(6)共軸，所述軸承(23)包括緊密套裝在一起內圈和外圈兩層結構，外圈固定在激發(fā)光源裝置(I)上，內圈固定在光纖切換元件(22)上。
8.如權利要求6所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖切換元件(22)采用滑塊，通過繞線筒(3)內壁的限位槽設置在繞線筒(3)內；繞線筒(3)采用非磁性材料，在繞線筒(3)的相對兩側分別設置磁性材料的驅動磁塊(27);或者，電機連接光纖切換元件，控制相應成像模式下的傳輸光纖對準通光外蓋(21)的通孔。
9.如權利要求6所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖切換元件(22)采用轉輪，設置在繞線筒(3)中，并在限位槽中繞旋轉軸(221)轉動，轉輪的旋轉軸(221)不在旋轉臺的旋轉軸上，轉輪中設置兩個通孔，分別設置反射式光纖(25)和透射式光纖(26)，轉輪的旋轉軸(221)距離旋轉臺的旋轉軸的距離，為轉輪的通孔的中心到轉輪的旋轉軸的距離，通過轉輪的轉動，將相應成像模式下的傳輸光纖位移至通光外蓋(21)的通孔。
10.如權利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括平面鏡(501)，設置在檢查床(7)的發(fā) 出熒光的一側，并且與發(fā)出的熒光成45°。
【文檔編號】A61B5/00GK104027071SQ201410232096
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】任秋實, 翟曉暉, 丁翼晨, 李長輝 申請人:北京大學