一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：一用于放置成像物體的實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，兩呈一定夾角對(duì)稱設(shè)置在所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)一側(cè)的線型光纖，一分別連接所述兩線型光纖的激發(fā)光照明單元，一設(shè)置在兩所述線型光纖同側(cè)后方的CCD檢測(cè)裝置，以及一分別控制所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和CCD檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型采用反射成像結(jié)構(gòu)，采集方式簡(jiǎn)單方便，同時(shí)與其他反射成像結(jié)構(gòu)相比，由于在實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)同一側(cè)對(duì)稱設(shè)置了兩線型光纖，可以實(shí)現(xiàn)均勻照射的面光源，有效避免使用點(diǎn)光源時(shí)引起的光飽和的現(xiàn)象，并采用非接觸式全角度方式采集全角度的熒光圖像，最終獲得熒光斷層三維重建結(jié)果。
【專利說(shuō)明】一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熒光斷層成像系統(tǒng)，具體涉及一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]突光分子斷層成像(FluorescenceMolecular Tomography, FMT)是一種新興的光學(xué)斷層成像技術(shù)，它是一種高靈敏度、無(wú)電離輻射、低成本的在體小動(dòng)物成像方法，在腫瘤研究、藥物研發(fā)和疾病診斷等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。熒光分子斷層成像技術(shù)利用熒光標(biāo)記物標(biāo)記小動(dòng)物體內(nèi)的特定分子或細(xì)胞，使用合適波段和強(qiáng)度的激發(fā)光照射被標(biāo)記的小動(dòng)物，采用一定的裝置檢測(cè)小動(dòng)物體內(nèi)的熒光標(biāo)記物發(fā)出的熒光信號(hào)，最后通過(guò)使用相應(yīng)的重建方法，可以獲得小動(dòng)物體內(nèi)的熒光標(biāo)記物的分布情況，從而可以在分子和細(xì)胞水平上對(duì)正?；虍惓５纳镞^(guò)程進(jìn)行觀察。
[0003]熒光分子斷層成像常常采用透射或者反射結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行成像，透射成像結(jié)構(gòu)在成像物體體積較大或者熒光素的激發(fā)與發(fā)射波段較短時(shí)，成像物體對(duì)于熒光的吸收會(huì)顯著增強(qiáng)，這時(shí)利用透射成像結(jié)構(gòu)進(jìn)行熒光斷層成像往往不能獲得理想的成像結(jié)果。而反射成像結(jié)構(gòu)是用于在體檢測(cè)熒光標(biāo)記物的最簡(jiǎn)單方法，在反射成像結(jié)構(gòu)中，激發(fā)光照射在組織一側(cè)激發(fā)組織內(nèi)部的熒光素，同時(shí)CCD攝像機(jī)在激發(fā)光同側(cè)的位置采集受到激發(fā)的熒光標(biāo)記物發(fā)射出的熒光。但現(xiàn)有反射成像結(jié)構(gòu)使用的是點(diǎn)光源掃描的方式，在這種光源設(shè)置下，圖像采集時(shí)間較長(zhǎng)，而且點(diǎn)光源往往會(huì)引起光飽和的現(xiàn)象。另一方面，現(xiàn)有反射成像結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其利用線型光纖的組合實(shí)現(xiàn)均勻照射，并采集全角度的熒光圖像，最終獲得熒光斷
層三維重建結(jié)果。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:一用于放置成像物體的實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，兩呈一定夾角對(duì)稱設(shè)置在所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)一側(cè)的線型光纖，一分別連接所述兩線型光纖的激發(fā)光照明單元，一設(shè)置在兩所述線型光纖同側(cè)后方的CCD檢測(cè)裝置，以及一分別控制所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和CCD檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)。
[0006]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述激發(fā)光照明單元的前方設(shè)置一濾光片。
[0007]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述CCD檢測(cè)裝置的鏡頭前方設(shè)置一熒光濾光片輪。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述CCD檢測(cè)裝置的鏡頭前方設(shè)置一熒光濾光片輪。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，對(duì)于半徑在10_16mm之間的所述成像物體，兩所述線型光纖距所述成像物體的距離在200-220mm之間，兩所述線型光纖之間的夾角在90° -110° 之間。[0010]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)能360°旋轉(zhuǎn)。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型采用反射成像結(jié)構(gòu)，采集方式簡(jiǎn)單方便，同時(shí)與其他反射成像結(jié)構(gòu)相比，由于在實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)同一側(cè)對(duì)稱設(shè)置了兩線型光纖，從而可以實(shí)現(xiàn)均勻照射，有效避免使用點(diǎn)光源時(shí)引起的光飽和現(xiàn)象。2、本實(shí)用新型采用非接觸式全角度的圖像采集方式，可以獲得更高的頻率采樣數(shù)據(jù)，使得測(cè)量信息增多，而圖像采集時(shí)間縮短。3、本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整線型光纖到成像物體的距離及線型光纖之間的夾角可以實(shí)現(xiàn)對(duì)出射光在成像物體表面的光強(qiáng)分布的調(diào)節(jié)，選用合適的參數(shù)可使成像物體表面的光強(qiáng)分布接近均勻，且以上參數(shù)可通過(guò)仿真或?qū)嶒?yàn)方法獲得。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]以下結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實(shí)用新型，它們不應(yīng)該理解成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0013]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)與線型光纖的位置俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型包括一用于放置成像物體的實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)1，兩呈一定夾角對(duì)稱設(shè)置在實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I 一側(cè)的線型光纖2，一分別連接兩線型光纖2的激發(fā)光照明單元3，一設(shè)置在兩線型光纖2同側(cè)后方的CCD檢測(cè)裝置5，以及一分別控制實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I和CXD檢測(cè)裝置5的計(jì)算機(jī)6。
[0017]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以在激發(fā)光照明單元3的前方設(shè)置一濾光片7，并通過(guò)選擇特定的濾光片7，得到相應(yīng)波長(zhǎng)的激發(fā)光。
[0018]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以在CXD檢測(cè)裝置5的鏡頭前方設(shè)置一熒光濾光片輪4，以切換需要觀察的熒光的波長(zhǎng)。
[0019]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，成像物體近似為半徑r = 10-16_的圓柱體，兩線型光纖2距成像物體的距離d = 200-220mm，兩線型光纖2之間的夾角在Θ = 90° -110°左右，以使激發(fā)光能夠均勻地照射在成像物體表面。
[0020]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I可以實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)。
[0021]本實(shí)用新型在使用時(shí)，其工作流程如下:
[0022]I)將成像物體(動(dòng)物體或者仿體)固定在實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I上，并調(diào)整實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I高度到合適的位置；
[0023]2)調(diào)節(jié)CXD檢測(cè)裝置5的前鏡頭，直至CXD檢測(cè)裝置5采集到清晰的圖像；
[0024]3)選擇合適的濾光片7，打開(kāi)激發(fā)光照明單元3，此時(shí)線型光纖2出射指定波長(zhǎng)的激發(fā)光，并將激發(fā)光均勻地照射在成像物體表面；
[0025]4)由計(jì)算機(jī)6控制實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)控制CXD檢測(cè)裝置5進(jìn)行圖像采集;
[0026]5)利用基于模型的斷層重建方法進(jìn)行圖像重建，得到斷層成像結(jié)果。
[0027]上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 一用于放置成像物體的實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)， 兩呈一定夾角對(duì)稱設(shè)置在所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)一側(cè)的線型光纖， 一分別連接所述兩線型光纖的激發(fā)光照明單元， 一設(shè)置在兩所述線型光纖同側(cè)后方的CXD檢測(cè)裝置，以及 一分別控制所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和CCD檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，在所述激發(fā)光照明單元的前方設(shè)置一濾光片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，在所述CCD檢測(cè)裝置的鏡頭前方設(shè)置一熒光濾光片輪。
4.如權(quán)利要求2所述的一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，在所述CCD檢測(cè)裝置的鏡頭前方設(shè)置一熒光濾光片輪。
5.如權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)所述的一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于半徑在10-16mm之間的所述成像物體，兩所述線型光纖距所述成像物體的距離在200-220mm之間，兩所述線型光纖之間的夾角在90° -110°之間。
6.如權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)所述的一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)能360°旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求5所述的一種利用線型光纖的反射式熒光斷層成像系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)能360°旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK203677064SQ201420042380
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】白凈, 張玥, 劉懿龍 申請(qǐng)人:清華大學(xué)