專利名稱：光學投影斷層成像系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于分子影像技術領域，涉及光學成像理論、計算機圖像處理技術、數(shù)學建模等學科知識，尤其是一種適用于生物學科對小尺寸物體進行實時、動態(tài)、無創(chuàng)、在體的光學投影斷層成像系統(tǒng)。
背景技術：
光學投影斷層成像(OPT)技術是利用光線在小尺寸生物體中沿直線傳播的特點，
發(fā)射可見光線穿透樣本，或者采用激光激發(fā)樣本產(chǎn)生熒光，然后用相機采集多個角度的樣本投影視圖，進行三維成像。具體來說，在進行光學投影斷層成像時，需要對樣本進行多角度掃描，一般采用電控轉臺對樣本進行步進式旋轉，每旋轉到一個角度采集一幅或多幅投影圖像。光學投影斷層成像系統(tǒng)圓軌道掃描最終采集到的數(shù)據(jù)是一系列不同角度下光線穿過樣本的二維投影圖像，通過相應的重建算法便可得到三維圖像。通過上述這種技術，實現(xiàn)高分辨率、結構功能一體化、無輻射的對小尺度對活體生物進行細胞水平的定性和定量研究，實現(xiàn)生物體的實時、無創(chuàng)、動態(tài)、在體成像。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種光學投影斷層成像系統(tǒng)，以完成小尺度生物樣本的投影圖獲取、圖像的分析處理，能夠對小尺度對活體生物進行定性和定量研究，實現(xiàn)生物體的實時、無創(chuàng)、動態(tài)、在體成像。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種光學投影斷層成像系統(tǒng)，包括光源模塊，用于提供照射樣本的白光或激光；樣本承載定位模塊，用于樣本位置的調(diào)整以及帶動樣本旋轉以采集多個角度的投影數(shù)據(jù)；信號采集模塊，用于實現(xiàn)光信號的匯聚，對光信號進行選擇性采集；中央控制模塊，用于協(xié)調(diào)各部分的有序運轉，實現(xiàn)光源的開閉和強度調(diào)節(jié)，平移臺的中心校正，旋轉臺的參數(shù)設置，EMCCD相機的參數(shù)設置，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲；以及設備外圍模塊，用于為成像提供一個抗干擾的穩(wěn)定環(huán)境。上述方案中，所述光源模塊由鹵素燈I、激光器2和激光擴束器3構成；其中，鹵素燈I發(fā)出白光，用于生物樣本的結構成像；激光器2發(fā)出激光，用于生物樣本的特異性成像；白光或激光均是通過光纖導出至指定位置，激光被導出至激光擴束器3，激光擴束器3用于將激光器發(fā)出的光擴展為均勻準直的光束，經(jīng)過激光擴束器3將光束擴展為可覆蓋掃描樣本的均勻光斑。上述方案中，所述生物樣本的結構成像即透射式光學投影斷層成像，在該透射式光學投影斷層成像中光線直接穿過樣本，利用樣本對光線的吸收特性，獲得樣本的三維解剖結構像。在透射式光學投影斷層成像中，鹵素燈I發(fā)出的白光光束方向與EMCCD相機的主光軸方向平行。
上述方案中，所述生物樣本的特異性成像即發(fā)射式光學投影斷層成像，在發(fā)射式光學投影斷層成像中，當激光照射到樣本上，激發(fā)樣本上的熒光染料或熒光蛋白發(fā)射出波長更長的熒光信號，后續(xù)的EMCCD相機進行數(shù)據(jù)采集時通過窄帶濾波片濾去激發(fā)光，僅采集熒光信號，并對其進行三維重建，從而重建出熒光染料或熒光蛋白在樣本上的分布信息，實現(xiàn)分子特異性成像。在發(fā)射式光學投影斷層成像中，所述激光的光束方向與EMCCD主光軸方向垂直，采用激光的光束方向與EMCCD主光軸方向垂直的方式對樣本進行照射。上述方案中，所述激光器2采用輸出為固定波長的連續(xù)波激光器，通過信號線連接至中央控制模塊，以實現(xiàn)光源控制，通過中央控制模塊控制激光器2的開閉和輸出功率的大小。上述方案中，所述樣本承載定位模塊由毛細玻璃管4、匹配液槽5和機械運動裝置6構成；其中，毛細玻璃管4用于固定樣本；匹配液槽5用于盛放特定匹配液，以減少光線在生物體表發(fā)生折射和反射效應，實驗過程中樣本被浸泡在光學匹配液中；機械運動裝置6 用于實現(xiàn)樣本上下、前后、左右和旋轉四個自由度的機械運動，前三個自由度上下、前后、左右用于精確控制樣本的位置在顯微裝置的焦平面附近，第四個自由度旋轉是為了相機能采集多個角度的樣本投影視圖，以便三維重建。上述方案中，所述毛細玻璃管4在固定樣本時有兩種固定方式，當樣本為體型較大的果蠅時采用吸附方式固定樣本，將樣本粘在毛細玻璃管4的一端；當樣本為體型較小的線蟲時采用封裝方式固定樣本，將樣本封閉在毛細玻璃管中。上述方案中，所述毛細玻璃管4由硼硅酸鹽材料制成，匹配液槽5由透明的硼硅玻璃制成，用于盛放特定的匹配液，以減少光線在生物體表發(fā)生折射和反射效應，匹配液的折射系數(shù)與生物組織的折射率相近，匹配液槽的光學系數(shù)與匹配液系數(shù)相近。上述方案中，所述機械運動裝置6采用電控驅動，通過數(shù)據(jù)線連接至控制箱，控制箱通過串口連接至中央控制模塊，以實現(xiàn)統(tǒng)一控制，通過控制軟件控制平移臺的移動距離、移動速度和加速度，并控制旋轉臺的步進角、角位移、角速度和每旋轉一步后的等待時間。為了將樣本浸泡在光學匹配液中，減少光線的散射，所述機械運動裝置6采用旋轉臺懸掛倒置的方式安裝固定旋轉臺，通過機械連接塊將旋轉臺與三維平移臺裝置結合在一起。上述方案中，所述信號采集模塊由顯微鏡物鏡7、窄帶濾波器8、光圈9、顯微鏡目鏡10和EMCXD相機11構成，顯微鏡目鏡10通過標準C 口與EMCXD相機11相連，EMCXD相機11的控制信號和視頻信號通過信號線連接至中央控制模塊上的PCI板卡，以實現(xiàn)集中控制，通過控制軟件控制相機的曝光時間和拍攝間隔，并實時將所拍攝的圖像存儲至工作站，保存格式為tif文件。上述方案中，所述顯微鏡物鏡7和顯微鏡目鏡10，其放大倍數(shù)均可調(diào)，以適應不同生物樣本的尺寸和不同精度的需求，并根據(jù)需要在鏡筒中添加了更換濾波片的裝置，使系統(tǒng)能同機采集多種光譜的信號。上述方案中，所述EMCXD相機具有高達92%以上的量子效率和電子倍增功能，數(shù)據(jù)傳輸速率比常規(guī)的科學級CCD相機高數(shù)十倍，非常適合于快速OPT成像的要求，同時通過半導體制冷技術降溫到_95°C，有效的降低電子噪聲的影響。上述方案中，所述中央控制模塊由工作站以及工作站與各設備相連的信號線和數(shù)據(jù)線構成，通過控制軟件保證旋轉臺每旋轉一個角度后等待的時間和相機的曝光時間相吻合，以確保多角度投影的獲取。上述方案中，所述中央控制模塊在實現(xiàn)旋轉臺和EMCCD相機的配合時，旋轉臺旋轉后的等待時間正好相機拍攝，且旋轉臺和EMCCD相機的動作周期相同，即旋轉臺的旋轉時間與等待時間之和與EMCCD相機的拍攝時間及停留時間之和相等。上述方案中，所述設備外圍模塊由暗箱、光學平臺以及各個設備的支撐結構構成，光學平臺用于保證成像的精度，暗箱用于提供一個相對獨立的抗干擾環(huán)境。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明提供的光學投影斷層成像系統(tǒng)，無需損失生物組織器官的完整性即可獲 得高清晰的三維結構像，其成像視野恰好覆蓋組織、胚胎和小模式動物的范圍，為小尺寸生物樣本提供了一種新的成像工具。2、本發(fā)明提供的光學投影斷層成像系統(tǒng)，具有分辨率高、結構功能一體化、無輻射、成本低等諸多優(yōu)點，它可以在小尺度對活體生物進行定性和定量研究，實現(xiàn)生物體的實時、無創(chuàng)、動態(tài)、在體成像。


圖I為依照本發(fā)明實施例的光學投影斷層成像系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為依照本發(fā)明實施例的光學投影斷層成像系統(tǒng)的工作流程圖；圖中1鹵素燈、2激光器、3激光擴束器、4毛細玻璃管、5匹配液槽、6機械運動裝置、7顯微鏡物鏡、8窄帶濾波器、9光圈、10顯微鏡目鏡、11EMCXD相機、12工作站、13暗箱、14光學平臺。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。如圖I所示，圖I為依照本發(fā)明實施例的光學投影斷層成像系統(tǒng)的結構示意圖，該光學投影斷層成像系統(tǒng)包括光源模塊、樣本承載定位模塊、信號采集模塊、中央控制模塊和設備外圍模塊五部分，其中，光源模塊用于提供照射樣本的白光或激光；樣本承載定位模塊用于樣本位置的調(diào)整以及帶動樣本旋轉以采集多個角度的投影數(shù)據(jù)；信號采集模塊用于實現(xiàn)光信號的匯聚，對光信號進行選擇性的采集；中央控制模塊用于協(xié)調(diào)各部分的有序運轉，實現(xiàn)光源的開閉和強度調(diào)節(jié)，平移臺的中心校正，旋轉臺的參數(shù)設置，EMCCD相機的參數(shù)設置，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲；設備外圍模塊用于為成像提供一個抗干擾的穩(wěn)定環(huán)境。光源模塊由齒素燈I、激光器2和激光擴束器3構成；其中，齒素燈I發(fā)出白光,用于生物樣本的結構成像；激光器2發(fā)出激光，用于生物樣本的特異性成像；白光或激光均是通過光纖導出至指定位置，激光被導出至激光擴束器3，激光擴束器3用于將激光器發(fā)出的光擴展為均勻準直的光束，經(jīng)過激光擴束器3將光束擴展為可覆蓋掃描樣本的均勻光斑。鹵素燈I用于發(fā)出白光，通過功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)光源的亮度，以滿足不同樣本的實驗需求。白光主要用于生物樣本的結構成像，即透射式OPT (transmission OPT, tOPT)。透射式OPT中光線直接穿過樣本，利用樣本對光線的吸收特性，獲得樣本的三維解剖結構像。在透射式光學投影斷層成像中，齒素燈I發(fā)出的白光光束方向與EMCCD相機的主光軸方向平行。激光器2用于生物樣本的特異性成像，即發(fā)射式OPT (emission 0PT，e0PT)。發(fā)射式OPT中，當激光照射到樣本上，激發(fā)樣本上的熒光染料或熒光蛋白發(fā)射出波長更長的熒光信號，后續(xù)的EMCCD相機進行數(shù)據(jù)采集時通過窄帶濾波片濾去激發(fā)光，僅采集熒光信號，并對其進行三維重建，從而重建出熒光染料或熒光蛋白在樣本上的分布信息，實現(xiàn)分子特異性成像。在發(fā)射式光學投影斷層成像中，所述激光的光束方向與EMCCD主光軸方向垂直，米用激光的光束方向與EMCCD主光軸方向垂直的方式對樣本進行照射。白光或激光都是通過光纖導出至指定位置。激光導出至激光擴束器3，經(jīng)過激光擴束器3將光束擴展為可覆蓋掃描樣本的均勻光斑。激光器2采用輸出為固定波長的連續(xù)波激光器，通過信號線連接至中央控制模塊，以實現(xiàn)光源控制，通過中央控制模塊控制激光器
2的開閉和輸出功率的大小。樣本承載定位模塊由毛細玻璃管4、匹配液槽5和機械運動裝置6構成。毛細玻璃管4用于固定樣本，在固定樣本時有兩種固定方式，當樣本為果蠅等體型較大樣本時采用吸附方式(粘在毛細玻璃管4的一端)固定樣本，當樣本為線蟲等體型較小樣本時采用封裝方式(將整個物體封閉在毛細玻璃管中)固定樣本。當采用封裝方式固定物體時必須考慮毛細玻璃管的材料，以確保反射最小。該光學投影斷層成像系統(tǒng)采用的毛細玻璃管由硼硅酸鹽材料制成。匹配液槽5用于盛放特定匹配液，以減少光線在生物體表發(fā)生折射和反射效應，實驗過程中樣本將浸泡在光學匹配液中進行，匹配液的折射系數(shù)與生物組織的折射率相近，匹配液槽5由透明的硼硅玻璃制成，其光學系數(shù)與匹配液系數(shù)相近。機械運動裝置6是該樣本承載定位模塊的核心，該光學投影斷層成像系統(tǒng)引入上下、前后、左右和旋轉四個自由度的機械運動，前三個自由度用于精確控制樣本的位置在顯微裝置的焦平面附近。旋轉是為了相機能采集多個角度的樣本投影視圖，以便三維重建。旋轉的精度也是該光學投影斷層成像系統(tǒng)的關鍵，因此該光學投影斷層成像系統(tǒng)采用高精度的旋轉臺，確保所采集到的投影圖是等角度的投影圖。機械運動裝置6采用電控驅動，通過數(shù)據(jù)線連接至控制箱，控制箱通過串口連接至中央控制模塊，以實現(xiàn)統(tǒng)一控制，通過控制軟件控制平移臺的移動距離、移動速度和加速度，并控制旋轉臺的步進角、角位移、角速度和每旋轉一步后的等待時間。為了將樣本浸泡在光學匹配液中，減少光線的散射，所述機械運動裝置6采用旋轉臺懸掛倒置的方式安裝固定旋轉臺，通過機械連接塊將旋轉臺與三維平移臺裝置結合在一起。信號采集模塊由顯微鏡物鏡7、窄帶濾波器8、光圈9、顯微鏡目鏡10和EMCXD相機11構成。顯微鏡目鏡10通過標準C 口與EMCXD相機11相連，EMCXD相機11的控制信號和視頻信號通過信號線連接至中央控制模塊上的PCI板卡，以實現(xiàn)集中控制，通過控制軟件控制相機的曝光時間和拍攝間隔，并實時將所拍攝的圖像存儲至工作站，保存格式為tif文件。顯微鏡物鏡7和顯微鏡目鏡10，其放大倍數(shù)均可調(diào)，以適應不同生物樣本的尺寸和不同精度的需求，并根據(jù)需要在鏡筒中添加了更換濾波片的裝置，使系統(tǒng)能同機采集多種光譜的信號。該光學投影斷層成像系統(tǒng)中采用的EMCXD相機具有高達92%以上的量子效率和電子倍增(Electron Multiplying, EM)功能,數(shù)據(jù)傳輸速率比常規(guī)的科學級(XD相機高數(shù)十倍，非常適合于快速OPT成像的要求，同時通過半導體制冷技術降溫到-95°C，有效的降低電子噪聲的影響。中央控制模塊由工作站以及工作站與各設備相連的信號線和數(shù)據(jù)線構成，通過控制軟件保證旋轉臺每旋轉一個角度后等待的時間和相機的曝光時間相吻合，以確保多角度投影的獲取。中央控制模塊負責協(xié)調(diào)各部分的有序運轉，尤其是旋轉臺和EMCCD相機的配合，實現(xiàn)旋轉臺旋轉后的等待時間正好相機拍攝，且這兩種設備的動作周期相同，即旋轉臺的旋轉時間與等待時間之和與EMCCD相機的拍攝時間及停留時間之和相等。設備外圍模塊由暗箱、光學平臺以及各個設備的支撐結構構成，光學平臺用于保證成像的精度，暗箱用于提供一個相對獨立的抗干擾環(huán)境。圖2示出了依照本發(fā)明實施例的光學投影斷層成像系統(tǒng)的工作流程圖，須先將樣 本置于樣本承載定位模塊后才可以進行如下操作，光學投影斷層成像系統(tǒng)的使用操作包括如下步驟I :首先啟動本發(fā)明的控制軟件，開啟鹵素燈、控制箱和EMCCD相機。根據(jù)相機采集到的實時圖像，通過調(diào)節(jié)平移臺的上下、前后、左右運動來調(diào)節(jié)旋轉中心，使樣本正好在顯微裝置的焦平面附近，成像最清晰。步驟I完成后才可進行下面的步驟。步驟2 :設定旋轉臺的參數(shù)，包括步進角、角位移、角速度和每旋轉一步后的等待時間。設定相機的工作參數(shù)，包括曝光時間和拍攝間隔。選擇成像模式，當選擇結構成像時，白光開啟、激光關閉；選擇特異性成像時，激光開啟，白光關閉。至此，參數(shù)設置完畢。步驟3:圖像采集，此時各部分協(xié)調(diào)工作。采集到的圖像顯示在軟件顯示區(qū)域。并自動保存到指定位置。圖像采集完畢，系統(tǒng)自動處理獲取到的投影圖，重建出圖像的三維結構，并輸出重建后的結果。至此，本次數(shù)據(jù)處理完畢。依次關閉暗箱內(nèi)各電控設備，最后關閉工作站。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，包括 光源模塊，用于提供照射樣本的白光或激光； 樣本承載定位模塊，用于樣本位置的調(diào)整以及帶動樣本旋轉以采集多個角度的投影數(shù)據(jù)； 信號采集模塊，用于實現(xiàn)光信號的匯聚，對光信號進行選擇性的采集； 中央控制模塊，用于協(xié)調(diào)各部分的有序運轉，實現(xiàn)光源的開閉和強度調(diào)節(jié)，平移臺的中心校正，旋轉臺的參數(shù)設置，EMCCD相機的參數(shù)設置，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲； 設備外圍模塊，用于為成像提供一個抗干擾的穩(wěn)定環(huán)境。
2.根據(jù)權利要求I所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模塊由鹵素燈I、激光器2和激光擴束器3構成；其中，鹵素燈I發(fā)出白光，用于生物樣本的結構成像；激光器2發(fā)出激光，用于生物樣本的特異性成像；白光或激光均是通過光纖導出至指定位置，激光被導出至激光擴束器3，激光擴束器3用于將激光器發(fā)出的光擴展為均勻準直的光束，經(jīng)過激光擴束器3將光束擴展為可覆蓋掃描樣本的均勻光斑。
3.根據(jù)權利要求2所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述生物樣本的結構成像即透射式光學投影斷層成像，在該透射式光學投影斷層成像中光線直接穿過樣本，利用樣本對光線的吸收特性，獲得樣本的三維解剖結構像。
4.根據(jù)權利要求3所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，在透射式光學投影斷層成像中，鹵素燈I發(fā)出的白光光束方向與EMCCD相機的主光軸方向平行。
5.根據(jù)權利要求2所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述生物樣本的特異性成像即發(fā)射式光學投影斷層成像，在發(fā)射式光學投影斷層成像中，當激光照射到樣本上，激發(fā)樣本上的熒光染料或熒光蛋白發(fā)射出波長更長的熒光信號，后續(xù)的EMCCD相機進行數(shù)據(jù)采集時通過窄帶濾波片濾去激發(fā)光，僅采集熒光信號，并對其進行三維重建，從而重建出熒光染料或熒光蛋白在樣本上的分布信息，實現(xiàn)分子特異性成像。
6.根據(jù)權利要求5所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)射式光學投影斷層成像中，所述激光的光束方向與EMCCD主光軸方向垂直，采用激光的光束方向與EMCCD主光軸方向垂直的方式對樣本進行照射。
7.根據(jù)權利要求2所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器2采用輸出為固定波長的連續(xù)波激光器，通過信號線連接至中央控制模塊，以實現(xiàn)光源控制，通過中央控制模塊控制激光器2的開閉和輸出功率的大小。
8.根據(jù)權利要求I所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述樣本承載定位模塊由毛細玻璃管4、匹配液槽5和機械運動裝置6構成；其中，毛細玻璃管4用于固定樣本；匹配液槽5用于盛放特定匹配液，以減少光線在生物體表發(fā)生折射和反射效應，實驗過程中樣本被浸泡在光學匹配液中；機械運動裝置6用于實現(xiàn)樣本上下、前后、左右和旋轉四個自由度的機械運動，前三個自由度上下、前后、左右用于精確控制樣本的位置在顯微裝置的焦平面附近，第四個自由度旋轉是為了相機能采集多個角度的樣本投影視圖，以便三維重建。
9.根據(jù)權利要求8所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述毛細玻璃管4在固定樣本時有兩種固定方式，當樣本為體型較大的果蠅時采用吸附方式固定樣本，將樣本粘在毛細玻璃管4的一端；當樣本為體型較小的線蟲時采用封裝方式固定樣本，將樣本封閉在毛細玻璃管中。
10.根據(jù)權利要求8所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述毛細玻璃管4由硼硅酸鹽材料制成，匹配液槽5由透明的硼硅玻璃制成，用于盛放特定的匹配液，以減少光線在生物體表發(fā)生折射和反射效應，匹配液的折射系數(shù)與生物組織的折射率相近，匹配液槽的光學系數(shù)與匹配液系數(shù)相近。
11.根據(jù)權利要求8所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述機械運動裝置6采用電控驅動，通過數(shù)據(jù)線連接至控制箱，控制箱通過串口連接至中央控制模塊，以實現(xiàn)統(tǒng)一控制，通過控制軟件控制平移臺的移動距離、移動速度和加速度，并控制旋轉臺的步進角、角位移、角速度和每旋轉一步后的等待時間。
12.根據(jù)權利要求11所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，為了將樣本浸泡在光學匹配液中，減少光線的散射，所述機械運動裝置6采用旋轉臺懸掛倒置的方式安裝固定旋轉臺，通過機械連接塊將旋轉臺與三維平移臺裝置結合在一起。
13.根據(jù)權利要求I所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊由顯微鏡物鏡7、窄帶濾波器8、光圈9、顯微鏡目鏡10和EMCXD相機11構成，顯微鏡目鏡10通過標準C 口與EMCXD相機11相連，EMCXD相機11的控制信號和視頻信號通過信號線連接至中央控制模塊上的PCI板卡，以實現(xiàn)集中控制，通過控制軟件控制相機的曝光時間和拍攝間隔，并實時將所拍攝的圖像存儲至工作站，保存格式為tif文件。v
14.根據(jù)權利要求13所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述顯微鏡物鏡7和顯微鏡目鏡10，其放大倍數(shù)均可調(diào)，以適應不同生物樣本的尺寸和不同精度的需求，并根據(jù)需要在鏡筒中添加了更換濾波片的裝置，使系統(tǒng)能同機采集多種光譜的信號。
15.根據(jù)權利要求13所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述EMCCD相機具有高達92%以上的量子效率和電子倍增功能，數(shù)據(jù)傳輸速率比常規(guī)的科學級CCD相機高數(shù)十倍，非常適合于快速OPT成像的要求，同時通過半導體制冷技術降溫到_95°C，有效的降低電子噪聲的影響。
16.根據(jù)權利要求I所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制模塊由工作站以及工作站與各設備相連的信號線和數(shù)據(jù)線構成，通過控制軟件保證旋轉臺每旋轉一個角度后等待的時間和相機的曝光時間相吻合，以確保多角度投影的獲取。
17.根據(jù)權利要求16所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制模塊在實現(xiàn)旋轉臺和EMCCD相機的配合時，旋轉臺旋轉后的等待時間正好相機拍攝，且旋轉臺和EMCCD相機的動作周期相同，即旋轉臺的旋轉時間與等待時間之和與EMCCD相機的拍攝時間及停留時間之和相等。
18.根據(jù)權利要求I所述的光學投影斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述設備外圍模塊由暗箱、光學平臺以及各個設備的支撐結構構成，光學平臺用于保證成像的精度，暗箱用于提供一個相對獨立的抗干擾環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學投影斷層成像系統(tǒng)，包括光源模塊，用于提供照射樣本的白光或激光；樣本承載定位模塊，用于樣本位置的調(diào)整以及帶動樣本旋轉以采集多個角度的投影數(shù)據(jù)；信號采集模塊，用于實現(xiàn)光信號的匯聚，對光信號進行選擇性的采集；中央控制模塊，用于協(xié)調(diào)各部分的有序運轉，實現(xiàn)光源的開閉和強度調(diào)節(jié)，平移臺的中心校正，旋轉臺的參數(shù)設置，EMCCD相機的參數(shù)設置，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲；設備外圍模塊，用于為成像提供一個抗干擾的穩(wěn)定環(huán)境。本發(fā)明無需損失生物組織器官的完整性即可獲得高清晰的三維結構像，具有分辨率高、結構功能一體化、無輻射、成本低等諸多優(yōu)點。
文檔編號A61B5/00GK102743159SQ20121026274
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權日2012年7月26日
發(fā)明者楊鑫, 田捷, 秦承虎, 董迪, 郭進, 馬喜波 申請人:中國科學院自動化研究所