本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
近紅外二區(qū)熒光（nir-ii1000-1700nm）極大降低了生物組織對光子的吸收和散射，幾乎沒有生物自發(fā)熒光干擾，因此相比于傳統(tǒng)的可見和近紅外一區(qū)熒光(400-900nm)活體成像，近紅外二區(qū)熒光成像具有更好的組織穿透深度和更高的空間分辨率。近紅外熒光成像系統(tǒng)可以進行活體實時成像示蹤，可以觀察被標(biāo)記細(xì)胞在體的全過程，但并不能辨別在器官的具體的位置，成像深度也有限。
x射線熒光成像在醫(yī)療、安檢等領(lǐng)域中具有舉足輕重的地位。動物組織結(jié)構(gòu)，是由不同元素所組成，依各種組織單位體積內(nèi)各元素量總和的大小而有不同的密度，當(dāng)強度均勻的x線穿透厚度相等的不同密度組織結(jié)構(gòu)時，由于吸收程度不同，在x射線片上或熒屏上顯出具有黑白（或明暗）對比、層次差異的x射線影像。基于這些原理，x光成像可以分辨動物的各個組織器官，以及器官產(chǎn)生的病理變化。但x射線并不具備標(biāo)記與示蹤能力。
近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備融合了近紅外二區(qū)熒光成像和x射線成像的優(yōu)點，實現(xiàn)它們的的優(yōu)勢互補，使獲取的成像結(jié)果更精確、更可靠。在重大疾病的早診早治、治療方案的制定、治療效果的驗證與評估中將發(fā)揮重要作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備，其包括：激發(fā)光源，x射線源，熒光探測器，聚焦物鏡，x射線熒光轉(zhuǎn)換屏，濾光片，透明載物臺以及計算機。
所述激發(fā)光源用于照射激發(fā)具有近紅外熒光的待成像物體，使其發(fā)出近紅外熒光；
所述x射線源用于產(chǎn)生x射線；
所述熒光探測器用于采集來自待成像物體的熒光信號；
所述聚焦物鏡用于獲取焦平面處的影像；
所述x射線熒光轉(zhuǎn)換屏用于將x射線源發(fā)出的射線穿透待成像物體后的x射線轉(zhuǎn)換為熒光；
所述濾光片用于過濾干擾近紅外熒光；
所述透明載物臺用于承載待成像物體；
所述計算機用于控制激各個功能部件，以及成像照片的輸出與存儲。
進一步地，所述的近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備，其熒光探測器捕捉的熒光信號波長為400-1700nm。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述激發(fā)光源可以根據(jù)實際應(yīng)用需求選擇合適的波長，光源的開關(guān)在近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備上，但是光源的功率通過開關(guān)控制，也可以通過計算機端控制。
在上述方案的基礎(chǔ)上，x射線源還配備了x射線準(zhǔn)直器，且x射線源、x射線準(zhǔn)直器、x射線熒光轉(zhuǎn)換屏和熒光探測器位于同一軸線上，x射線源的電源開關(guān)在設(shè)備上單獨控制。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述熒光探測器既可以采集來自熒光激發(fā)光源激發(fā)待成像物體產(chǎn)生的熒光信號，也可以采集x射線源發(fā)出的x射線穿透待成像物體后被x射線轉(zhuǎn)換屏轉(zhuǎn)換成的熒光信號。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述濾光片是用于過濾熒光激發(fā)光源激發(fā)待成像物體產(chǎn)生的熒光信號中的干擾信號。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述透明載物臺對x射線沒有吸收，可以很好地透過x射線源發(fā)出的x射線。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述計算機用于控制激發(fā)光源的功率、波長；控制濾光片的轉(zhuǎn)軸以旋轉(zhuǎn)到想要的濾光片；控制載物臺的具體位置，使成像達到最佳效果；選擇探測器的曝光時間，使得成像熒光信號達到最佳；計算機可以輸出拍攝的成像照片、視頻并進行存儲。
本發(fā)明的一種近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備，其顯著優(yōu)點體現(xiàn)在：
本發(fā)明的一種近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備可以在一臺儀器一個成像相機上同時實現(xiàn)x光和近紅外二區(qū)熒光（nir-ii1000-1700nm）成像，實現(xiàn)x光和近紅外二區(qū)熒光成像的優(yōu)勢互補，使獲取的成像結(jié)果更精確、更可靠、更全面。這種雙模態(tài)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在重大疾病的早診早治、治療方案的制定、治療效果的驗證與評估中發(fā)揮著重要作用。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明：激發(fā)光源1，x射線源2，熒光探測器3，聚焦物鏡4，透明載物臺,5，x射線熒光轉(zhuǎn)換屏6，濾光片7，以及計算機8。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明屬于一種近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備，所述熒光成像設(shè)備包括激發(fā)光源1，x射線源2，熒光探測器3，聚焦物鏡4，載物臺,5，x射線熒光轉(zhuǎn)換屏6，濾光片7以及計算機8。
所述激發(fā)光源1用于激發(fā)載物臺4上的待成像物體，可以根據(jù)待不同的激發(fā)波長的需要，自由選擇波長700-1350nm范圍內(nèi)的激發(fā)光源；也可以根據(jù)實際待成像物體不同熒光強度的需求，調(diào)節(jié)激發(fā)光源的功率0-100w；激發(fā)光源上還包括擴束鏡，用于將激發(fā)光源的熒光通過該組元件均勻的照射到載物臺上的待成像樣品上，使得該待成像樣品完全被均勻的激發(fā)光束所覆蓋，以致達到良好的成像效果。
所述x射線源2還配備了x射線準(zhǔn)直器，且x射線源、x射線準(zhǔn)直器、x射線熒光轉(zhuǎn)換屏和熒光探測器位于同一軸線上，x射線源的電源開關(guān)在設(shè)備上單獨控制；在測近紅外熒光的時候，x射線熒光轉(zhuǎn)換屏可以移除，在x射線成像時，x射線熒光轉(zhuǎn)換屏再裝上。
所述熒光探測器3用于捕捉載物臺5上待成像物體的熒光信號，既可以采集來自熒光激發(fā)光源激發(fā)待成像物體產(chǎn)生的熒光信號，也可以采集x射線源發(fā)出的x射線穿透待成像物體后被x射線轉(zhuǎn)換屏5轉(zhuǎn)換成的熒光信號，熒光探測器采集的熒光信號波長為400-1700nm。
所述聚焦物鏡4裝在熒光探測器的前面，用于獲取焦平面處的影像。
所述載物臺5用于承載待成像物體，對x射線沒有吸收，可以很好地透過x射線源發(fā)出的x射線。且該載物臺裝有垂直和水平兩個軸的移動裝置，可以通過移動垂直和水平軸來任意移動到目標(biāo)位置。
所述x射線熒光轉(zhuǎn)換屏6用于將x射線源發(fā)出的射線穿透待成像物體后的x射線轉(zhuǎn)換為熒光，以便于熒光探測器采集信號。
所述濾光片7用于過濾干擾熒光，濾光片可以根據(jù)需要任意選擇，包括不同熒光波長的帶通、長通和短通。
所述計算機8用于控制激發(fā)光源的功率、波長；控制濾光片的轉(zhuǎn)軸以旋轉(zhuǎn)到想要的濾光片；控制載物臺的具體位置，使成像達到最佳效果；選擇探測器的曝光時間，使得成像熒光信號達到最佳；計算機可以輸出拍攝的成像照片、視頻并進行存儲。
前述近紅外熒光-x射線雙模小動物成像設(shè)備的一個典型工作過程如下：
以大鼠為模型作為待成像物體，首先進行近紅外熒光成像，熒光物質(zhì)選用發(fā)射波長1250nm的硒化銀量子點。首先打開寬光譜成像設(shè)備的電源開關(guān)；然后在控制器上選擇800nm的激光器以及1100nm的長通濾光片；從尾靜脈給小鼠注射麻醉針，等大鼠麻醉后再給其注射100μl1mg/ml的硒化銀量子點；將小鼠置于透明載物臺上中心位置，移除x射線熒光轉(zhuǎn)換屏；再通過聚焦物鏡對成像相機進行調(diào)焦，使其成像圖片清晰，在計算極端通過軟件選擇激發(fā)光源2w的功率、熒光探測器100ms曝光時間然后進行拍攝，并保存數(shù)據(jù)。第二步，進行x射線成像，先關(guān)閉近紅外激發(fā)光源，移除濾光片，打開x射線源開關(guān)，裝上x射線熒光轉(zhuǎn)換屏，在計算機端通過軟件選擇熒光探測器曝光時間然后進行拍攝，并保存數(shù)據(jù)。
近紅外成像模式時，熒光探測器中所拍到的熒光是激發(fā)光通過擴束鏡照射到小鼠身上，并穿透小鼠皮膚和組織激發(fā)了預(yù)先植入體內(nèi)的硒化銀量子點并發(fā)出1250nm的熒光，該熒光又穿過小鼠組織和皮膚，并溢出到達熒光探測器而獲得的。
x射線成像模式時，熒光探測器中所拍到的熒光是x射線穿透載物臺以及小鼠到達x射線熒光轉(zhuǎn)換屏上轉(zhuǎn)化成的。
上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和方法實施的過程等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。