專利名稱:旋轉(zhuǎn)平臺(tái)式小動(dòng)物在體多模成像檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小動(dòng)物在體成像檢測(cè)技術(shù)與科學(xué)儀器裝置結(jié)構(gòu)，特別是提供一種結(jié)構(gòu)靈巧，成本低廉，而且檢測(cè)靈敏度和分辨率都比較高的小動(dòng)物分子影像檢測(cè)系統(tǒng)與平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
小動(dòng)物在體分子影像檢測(cè)是系統(tǒng)生物學(xué)研究中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是由基因蛋白分子水平檢測(cè)和細(xì)胞水平檢測(cè)等科研探索向臨床檢測(cè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化的中間橋梁紐帶，近年來在Nature、Science上就有近百篇相關(guān)文章報(bào)道了這方面的研究成果。要開展這方面的研究工作離不開兩類儀器，一種是PET檢測(cè)儀器，國外產(chǎn)品的價(jià)格為300萬→500萬元以上；另一種是Xenogen公司的小動(dòng)物在體可見光熒光檢測(cè)儀器，價(jià)格為200萬→300萬元左右。此外，基于細(xì)胞水平的分子影象檢測(cè)系統(tǒng)通常采用雙光子激光共焦掃描儀，價(jià)格為30萬美元左右。不僅這些系統(tǒng)價(jià)格昂貴，而且目前這些系統(tǒng)每次還只能給出在體檢測(cè)的單項(xiàng)指標(biāo)變化的信息。目前PET檢測(cè)的分辨率為1.6mm左右，在體熒光檢測(cè)的穿透深度＜2-3cm。
在國內(nèi)僅有少數(shù)單位能夠購買PET或小動(dòng)物在體可見光熒光檢測(cè)儀器，并且局限于開展一些應(yīng)用研究工作，目前還沒有看到國產(chǎn)小動(dòng)物在體檢測(cè)系統(tǒng)方面的產(chǎn)品報(bào)道。而在PET檢測(cè)儀器和在體紅外檢測(cè)技術(shù)方面已有多家單位進(jìn)行了各自獨(dú)立的前期基礎(chǔ)研究，如科學(xué)院高能所首先在國內(nèi)開發(fā)出單排和四排PET人體成像裝備研究，他們研制的動(dòng)物PET分辨率小于2mm；清華大學(xué)在漫射光學(xué)斷層成像理論方面提出了一種新的方法，成功地解決了光在生物組織輸運(yùn)的邊界問題，首次預(yù)言了邊界條件對(duì)微觀散射各向異性的依賴性，并成功建立了人體組織的漫射光學(xué)成像系統(tǒng)和斷層成像系統(tǒng)雛形。
作為小動(dòng)物在體檢測(cè)技術(shù)與科學(xué)儀器的發(fā)展，綜合光學(xué)檢測(cè)與PET檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，發(fā)揮紅外光對(duì)活體的無損作用與良好的深層成像能力，輔助以光學(xué)漫射理論解決幾何光學(xué)直線傳播的不精確問題，將是小動(dòng)物在體分子影象檢測(cè)的重要發(fā)展方向。
在小動(dòng)物在體分子影像檢測(cè)技術(shù)研究與科學(xué)儀器開發(fā)過程中，發(fā)展其硬件系統(tǒng)涉及三個(gè)層面的關(guān)鍵問題。其一是系統(tǒng)方案與平臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)，新穎的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)與平臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縮小體積，降低儀器成本，提高整體性能指標(biāo)。其二是探測(cè)器，它是小動(dòng)物在體分子影像檢測(cè)的核心部件，目前國外高靈敏度低溫制冷CCD探測(cè)器為幾萬至十幾萬美元不等，并且只有3家國外公司有成熟的產(chǎn)品推出；第三個(gè)方面的關(guān)鍵問題是光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與鏡頭，大數(shù)值孔徑長(zhǎng)工作距離的高品質(zhì)光學(xué)鏡頭為幾千至一萬多美元不等，如果需要配合具體的光學(xué)成像系統(tǒng)進(jìn)行定制，則成套光學(xué)系統(tǒng)與鏡頭需要幾萬美元，并且為Zeiss、Nikon和Leica所壟斷。由此可見要發(fā)展小動(dòng)物在體分子影像檢測(cè)技術(shù)，研制高性能、低成本的科學(xué)儀器，就必須先解決以上三個(gè)方面的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種多模混合，結(jié)構(gòu)靈巧，成本低廉，而且檢測(cè)靈敏度和分辨率都比較高的小動(dòng)物分子影像檢測(cè)系統(tǒng)與平臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的特征在于，包含一個(gè)雙極對(duì)稱的核素成像子系統(tǒng)[A]、和/或一個(gè)紅外光透射或反射成像子系統(tǒng)[B]、和/或一個(gè)可見光透射或反射成像子系統(tǒng)[C]、和/或一個(gè)紫外光或X射線透射或反射成像子系統(tǒng)[D]、放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)，以及多軸運(yùn)動(dòng)控制器、多通道處理器，以及一個(gè)連接多軸運(yùn)動(dòng)控制器和多通道處理器的計(jì)算機(jī)，以放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)中的小動(dòng)物為中心，所述[A]、[B]、[C]、[D]相對(duì)應(yīng)的成像子系統(tǒng)分布在該旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)的四周，并且光軸處在同一平面內(nèi)，在小動(dòng)物位置相交，或者按照設(shè)定的偏差相交成多點(diǎn)；其中所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)按照不同的組合方式分解或組合成單模、雙模、三?；蛩哪９菜念悜?yīng)用模式的復(fù)合成像系統(tǒng)；(1)、單模分解模式由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)中的任一種構(gòu)成共四種簡(jiǎn)單的小動(dòng)物的在體成像子系統(tǒng)；(2)、雙模分解方案，由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)構(gòu)成[A][B]、[A][C]、[A][D]、[B][C]、[B][D]、[C][D]共六種簡(jiǎn)單的小動(dòng)物在體成像子系統(tǒng)，在所述六種結(jié)構(gòu)方式中每種結(jié)構(gòu)方式的兩個(gè)組成部分之間在空間按90度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，或者是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列，而且每種結(jié)構(gòu)方式均能進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)以改變位置；(3)、三模分解方案，由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)按排列組合構(gòu)成二十四種順序不同的三?；旌系男?dòng)物在體成像子系統(tǒng)，該三?；旌辖Y(jié)構(gòu)方式中，每一種結(jié)構(gòu)方式的各組成部分在空間按60度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，或者是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列，所述每一種結(jié)構(gòu)方式均能進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)以改變位置；(4)、四模分解方案，由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)按排列組合構(gòu)成二十四種順序不同的四?；旌系男?dòng)物在體成像子系統(tǒng)，在該四?；旌辖Y(jié)構(gòu)方式中，每一種結(jié)構(gòu)方式的各組成部分在空間按45度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，或者是按其他角度間距設(shè)定的非均勻?qū)ΨQ的分布排列，每一種結(jié)構(gòu)方式均能進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)以改變位置；在所述旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)作用下，上述各種模式中的每一種結(jié)構(gòu)方式均能在360度全景范圍恒溫成像，或在任意角度范圍恒溫成像。
本發(fā)明由于采取以上設(shè)計(jì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明中設(shè)置了一種多?；旌系男?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)從核素PET成像、紅外光漫散射成像、可見光與熒光成像、紫外光與X射線成像等多個(gè)模式進(jìn)行復(fù)合檢測(cè)，充分發(fā)揮他們各自的優(yōu)勢(shì)，得到一個(gè)完整、全面的小動(dòng)物在體分子影像圖象，解決目前單模式檢測(cè)中出現(xiàn)的分辨率不高、或穿透深度有限、或定位不準(zhǔn)確等技術(shù)難題。
2、本發(fā)明中設(shè)置了一種旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)的小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)，與通常的固定載物平臺(tái)成像檢測(cè)方案相比，可以實(shí)現(xiàn)360度全景范圍內(nèi)的掃描成像，能夠從不同角度或多個(gè)角度獲得小動(dòng)物在體分子影像成像?？梢酝ㄟ^多個(gè)角度交叉定位獲得小動(dòng)物體內(nèi)發(fā)光組織(或器官，或細(xì)胞，或基因蛋白分子)的準(zhǔn)確位置，解決單模式或單方向成像無法進(jìn)行小動(dòng)物體內(nèi)漫射物體的準(zhǔn)確定位技術(shù)難題。如固定單模成像只能獲得一個(gè)方向的信息，而本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)360度范圍，旋轉(zhuǎn)精度0.1度的多個(gè)方向信息；又如單模式或單方向成像的定位采用直線傳播近似，即使是1cm厚的透明玻璃其偏差可以達(dá)到mm量級(jí)水平，而采用本發(fā)明多個(gè)角度交叉定位方式則可以將偏差控制在微米水平。
3、本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)進(jìn)行小動(dòng)物在體360度全景掃描成像的檢測(cè)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，分辨率高(可以達(dá)到10um)，容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)；同時(shí)，成像光路完全分開獨(dú)立，也避免了多模式復(fù)合成像的干擾影響問題。
圖1是本發(fā)明的多模復(fù)合成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的多模復(fù)合成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的多模復(fù)合成像系統(tǒng)反射光成像實(shí)施方案一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的多模復(fù)合成像系統(tǒng)反射光成像實(shí)施方案一結(jié)構(gòu)框圖；圖5是本發(fā)明的多模復(fù)合成像系統(tǒng)反射光成像實(shí)施方案二結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的多模復(fù)合成像系統(tǒng)反射光成像實(shí)施方案二結(jié)構(gòu)框圖；圖7是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖；圖9是多模圖象重建的計(jì)算機(jī)軟件圖象處理工作流程圖。
具體實(shí)施方式為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)平臺(tái)式小動(dòng)物在體多模混合成像檢測(cè)系統(tǒng)，包括有一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)、一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)多軸運(yùn)動(dòng)控制器(簡(jiǎn)稱多軸控制器)和一個(gè)多通道信號(hào)處理器(簡(jiǎn)稱多通道處理器)，以及放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)。
所述一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)包括有兩個(gè)晶體層，兩個(gè)射線探測(cè)器(PET探測(cè)器)。
所述紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紅外光照明光源(或一個(gè)紅外光光纖陣列照明光源，或一個(gè)紅外光單光纖照明光源，或非陣列型紅外光多光纖照明光源)，一個(gè)成像透鏡(或透鏡組，或陣列透鏡)，一個(gè)紅外光探測(cè)器(CCD，或光電倍增管PMT，或光子計(jì)數(shù)器，或其它光電轉(zhuǎn)換器件)。在紅外光的反射成像系統(tǒng)中還包含有一個(gè)光分束器件(棱鏡，或二向色鏡，或多向色鏡)。
所述可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)包括有一個(gè)可見光照明光源(激光、或LED、或其它多色燈光源，可以是其中的一個(gè)或多個(gè)組合可見光照明光源，也可以是這些光源組成的陣列照明光源，或通過其它分束器件、光纖等轉(zhuǎn)換傳輸光能量進(jìn)行照明的點(diǎn)光源或線光源或面光源等)，一個(gè)成像透鏡(或透鏡組，或陣列透鏡)，一個(gè)可見光(或熒光)探測(cè)器(CCD，或PMT，或光子計(jì)數(shù)器，或其它光電轉(zhuǎn)換器件)。在可見光(或熒光)的反射成像系統(tǒng)中還包含有一個(gè)光分束器件(棱鏡，或二向色鏡，或多向色鏡)。
所述紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紫外光(或X射線)照明光源(或一個(gè)陣列照明光源，或一個(gè)非陣列型多路復(fù)合的照明光源)，一個(gè)紫外光(或X射線)成像透鏡(或透鏡組，或陣列透鏡)，一個(gè)紫外光(或X射線)探測(cè)器(CCD，或PMT，或光子計(jì)數(shù)器，或其它光電轉(zhuǎn)換器件)。在紫外光的反射成像系統(tǒng)中還包含有一個(gè)光分束器件(棱鏡，或二向色鏡，或多向色鏡)。
所述放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)包括有一個(gè)圓型(或方型，或棱型，或其它形狀)載物平臺(tái)和平臺(tái)罩，一個(gè)恒溫控制裝置，一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置(控制可以是直流電機(jī)，或步進(jìn)電機(jī)，或侍服電機(jī)，或人力手動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制結(jié)構(gòu))，一個(gè)XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)(控制可以是電動(dòng)，或人力手動(dòng)控制)，一個(gè)多軸運(yùn)動(dòng)控制器(簡(jiǎn)稱多軸控制器)。所述XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)軌及滑塊(可以是單導(dǎo)軌，也可以采用雙導(dǎo)軌)、絲杠(可以安裝在托板的邊上，或中央，或其他位置)，如果是全自動(dòng)電動(dòng)控制還有三個(gè)電機(jī)(可以是直流電機(jī)，或步進(jìn)電機(jī)，或侍服電機(jī))，也可以采用部分電動(dòng)控制(一維，或二維)與部分手動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式。所述多軸運(yùn)動(dòng)控制器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)控制細(xì)分模塊組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊提供多路(1路、或2路、或3路、或4路、或5路)驅(qū)動(dòng)電源(+12V，或-12V，或±12V，或+5V，或-5V，或±5V，或+3.5V，或-3.5V，或±3.5V，或+24V，或-24V，或±24V，或+15V，或-15V，或±15V，或其他電壓)，包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制細(xì)分模塊，能提供多種角度細(xì)分轉(zhuǎn)換控制(2細(xì)分，4細(xì)分，8細(xì)分，16細(xì)分，32細(xì)分，64細(xì)分，128細(xì)分，256細(xì)分，512細(xì)分，或其他細(xì)分)。
上述的信號(hào)探測(cè)數(shù)字化處理系統(tǒng)包括有一計(jì)算機(jī)，一個(gè)多通道處理器(或多路信號(hào)采集卡)，所述的多種探測(cè)器的輸出端與該多通道處理器相連，并通過計(jì)算機(jī)接口輸入計(jì)算機(jī)，生成一幅幅數(shù)字圖象，先在計(jì)算機(jī)中暫存，由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行位置校正、圖象疊加，形成一幅完整的小動(dòng)物在體多模成像檢測(cè)信號(hào)圖象。所述的多通道處理器可以是多路信號(hào)采集卡，或多路A/D采集卡，或多路信號(hào)接收處理單元，多路可以是1路至128路中的任意一個(gè)數(shù)字，每路可以單獨(dú)工作，也可以是完全同時(shí)的工作，或不完全同時(shí)的工作。多模圖象重建的計(jì)算機(jī)軟件圖象處理工作流程如圖9所示。
首先進(jìn)行多模獨(dú)立成像(可以是同時(shí)或同步，也可以不同時(shí)或異步)，對(duì)不同模式成像的圖象進(jìn)行特征點(diǎn)識(shí)別處理，在尋找特征點(diǎn)的過程中采用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖象處理模糊識(shí)別算法，特征點(diǎn)匹配對(duì)應(yīng)的圖象大小可以選擇2×2、或3×3、或4×4、或5×5、或6×6、或7×7、或8×8、或9×9、或10×10個(gè)象素的矩陣對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也可以選擇方形、“十”字形或其它形狀的結(jié)構(gòu)。接著進(jìn)行相對(duì)位置偏差計(jì)算，采用象素坐標(biāo)差值計(jì)算方法，計(jì)算不同模式下同一特征點(diǎn)(或目標(biāo)物體圖象中心)的位置偏差Xcm和Ycm，作為修正因子，其中m表示不同模式，m＝1，2，3，4。然后，應(yīng)用公式X’m(i，j)＝Xm(i，j)-Xcm和Y’m(i，j)＝Y(jié)m(i，j)-Ycm，其中Xm(i，j)和Ym(i，j)表示不同模式成像的象素坐標(biāo)，就可以獲得不同模式圖象的校正位置坐標(biāo)，圖象位置校正的精度可以達(dá)到1個(gè)象素。最后，將校正位置后的不同模式圖象進(jìn)行圖象融合疊加在一起，獲得多模復(fù)合成像的圖象。
如圖1和圖2所示，為本發(fā)明提供的一種多?；旌系男?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)與平臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括有一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)、一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)、放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)，以及多軸運(yùn)動(dòng)控制器(簡(jiǎn)稱多軸控制器)、多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。以放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)中的小動(dòng)物為中心，一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)、一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)等分布在載物平臺(tái)的四周，并且中心軸線(或光軸)在同一個(gè)平面內(nèi)，在小動(dòng)物位置相交，可以相交成同一個(gè)點(diǎn)，也可以保持一定的偏差相交成多個(gè)點(diǎn)。
在本實(shí)施例中的雙極對(duì)稱核素(PET)成像系統(tǒng)包括有兩個(gè)晶體層，兩個(gè)射線探測(cè)器(PET探測(cè)器)，晶體層和探測(cè)器的分布以小動(dòng)物為中心在一條直線上，結(jié)構(gòu)順序?yàn)樘綔y(cè)器11→晶體層12→小動(dòng)物00→晶體層13→探測(cè)器14，或結(jié)構(gòu)順序?yàn)樘綔y(cè)器11←晶體層12←小動(dòng)物00←晶體層13←探測(cè)器14，探測(cè)器11和14接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。
在本實(shí)施例中的紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紅外光照明光源(或一個(gè)紅外光光纖陣列照明光源，或一個(gè)紅外光單光纖照明光源，或非陣列型紅外光多光纖照明光源)，一個(gè)成像透鏡(或透鏡組，或陣列透鏡)，一個(gè)紅外光探測(cè)器(CCD，或PMT，或光子計(jì)數(shù)器，或其它光電轉(zhuǎn)換器件)。在紅外光的反射成像系統(tǒng)中還包含有一個(gè)光分束器件(棱鏡，或二向色鏡，或多向色鏡)。在紅外光透射成像系統(tǒng)中，紅外光照明光源與成像透鏡和探測(cè)器分布在小動(dòng)物的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)榧t外光照明光源21→小動(dòng)物00→成像透鏡22→探測(cè)器23，探測(cè)器23接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。在紅外光反射成像系統(tǒng)中，如圖3和圖4所示，紅外光照明光源、光分束器件、成像透鏡和探測(cè)器分布在小動(dòng)物的同側(cè)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)榧t外光照明光源21→光分束器件24→小動(dòng)物00→光分束器件24→成像透鏡22→探測(cè)器23，探測(cè)器23接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。在紅外光的反射成像系統(tǒng)中，也可以采用另一種結(jié)構(gòu)順序紅外光照明光源21→光分束器件24→成像透鏡22→小動(dòng)物00→成像透鏡22→光分束器件24→探測(cè)器23，探測(cè)器23接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02，如圖5和圖6所示。
在本實(shí)施例中的可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)包括有一個(gè)可見光照明光源(激光、或LED、或其它多色燈光源，可以是其中的一個(gè)或多個(gè)組合可見光照明光源，也可以是這些光源組成的陣列照明光源，或通過其它分束器件、光纖等轉(zhuǎn)換傳輸光能量進(jìn)行照明的點(diǎn)光源或線光源或面光源等)，一個(gè)成像透鏡(或透鏡組，或陣列透鏡)，一個(gè)可見光(或熒光)探測(cè)器(CCD，或PMT，或光子計(jì)數(shù)器，或其它光電轉(zhuǎn)換器件)。在可見光(或熒光)的反射成像系統(tǒng)中還包含有一個(gè)光分束器件(棱鏡，或二向色鏡，或多向色鏡)。在可見光透射成像系統(tǒng)中，可見光照明光源、成像透鏡和探測(cè)器的分布在小動(dòng)物的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)榭梢姽庹彰鞴庠?1→小動(dòng)物00→成像透鏡32→探測(cè)器33，探測(cè)器33接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。在可見光(或熒光)的反射成像系統(tǒng)中，如圖3和圖4所示，可見光照明光源、成像透鏡和探測(cè)器的分布在小動(dòng)物的同側(cè)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)榭梢姽庹彰鞴庠?1→光分束器件34→小動(dòng)物00→光分束器件34→成像透鏡32→探測(cè)器33，探測(cè)器33接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。在可見光(或熒光)的反射成像系統(tǒng)中，也可以采用另一種結(jié)構(gòu)順序可見光照明光源31→光分束器件34→成像透鏡32→小動(dòng)物00→成像透鏡32→光分束器件34→探測(cè)器33，探測(cè)器33接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02，如圖5和圖6所示。
在本實(shí)施例中的紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紫外光(或X射線)照明光源(或一個(gè)陣列照明光源，或一個(gè)非陣列型多路復(fù)合的照明光源)，一個(gè)紫外光(或X射線)成像透鏡(或透鏡組，或陣列透鏡)，一個(gè)紫外光(或X射線)探測(cè)器(CCD，或PMT，或光子計(jì)數(shù)器，或其它光電轉(zhuǎn)換器件)。在紫外光反射成像系統(tǒng)中還包含有一個(gè)光分束器件(棱鏡，或二向色鏡，或多向色鏡)。在紫外光(或X射線)透射成像系統(tǒng)中，紫外光(或X射線)照明光源、成像透鏡和探測(cè)器的分布在小動(dòng)物的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)樽贤夤?或X射線)照明光源41→小動(dòng)物00→成像透鏡42→探測(cè)器43，探測(cè)器43接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。在紫外光的反射成像系統(tǒng)中，如圖3和圖4所示，紫外光照明光源、成像透鏡和探測(cè)器的分布在小動(dòng)物的同側(cè)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)樽贤夤庹彰鞴庠?1→光分束器件44→小動(dòng)物00→光分束器件44→成像透鏡42→探測(cè)器43，探測(cè)器43接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02。在紫外光反射成像系統(tǒng)中，也可以采用另一種結(jié)構(gòu)順序紫外光照明光源41→光分束器件44→成像透鏡42→小動(dòng)物00→成像透鏡42→光分束器件44→探測(cè)器43，探測(cè)器43接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)01輸入計(jì)算機(jī)02，如圖5和圖6所示。
在本實(shí)施例中的放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)包括有一個(gè)圓型(或方型，或棱型，或其它形狀)載物平臺(tái)和平臺(tái)罩，一個(gè)恒溫控制裝置，一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置(控制可以是直流電機(jī)，或步進(jìn)電機(jī)，或侍服電機(jī)，或人力手動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制結(jié)構(gòu))，一個(gè)XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)(控制可以是電動(dòng)，或人力手動(dòng)控制)，一個(gè)多軸控制器，如圖7和圖8所示。所述XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)軌及滑塊(可以是單導(dǎo)軌，也可以采用雙導(dǎo)軌)、絲杠(可以安裝在托板的邊上，或中央，或其他位置)，如果是全自動(dòng)電動(dòng)控制還有三個(gè)電機(jī)(可以是直流電機(jī)，或步進(jìn)電機(jī)，或侍服電機(jī)，也可以采用部分電動(dòng)控制(一維，或二維)與部分手動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式。在旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，平臺(tái)罩、載物平臺(tái)、恒溫控制裝置、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置、XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)(XYZ三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、Z軸電機(jī))和多軸控制器組成層狀疊加結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)槠脚_(tái)罩51→小動(dòng)物00→載物平臺(tái)座52→恒溫控制裝置53→旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置54→XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置55→多軸控制器56，計(jì)算機(jī)02通過多軸控制器56控制載物平臺(tái)52進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或XYZ方向運(yùn)動(dòng)，并接收反饋信號(hào)發(fā)出停止運(yùn)動(dòng)的指令，保證運(yùn)動(dòng)位置準(zhǔn)確。
在圖1和圖2中，一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)[A]、一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)[B]、一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)[C]和一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)[D]的結(jié)構(gòu)分布位置可以是45度等角度間距的均勻分布排列，也可以是其他角度間距的均勻分布排列，還可以是不等角度間距的非均勻分布排列。同時(shí)，四種模式的排列順序可以組合成24種不同的順序結(jié)構(gòu)，即1、[A][B][C][D]；[A][B][D][C]；[A][C][B][D]；[A][C][D][B]；[A][D][B][C]；[A][D][C][B]；[B][A][C][D]；[B][A][D][C]；[B][C][A][D]；[B][C][D][A]；[B][D][A][C]；[B][D][C][A]；[C][A][B][D]；[C][A][D][B]；[C][B][A][D]；[C][B][D][A]；[C][D][A][B]；[C][D][B][A]；[D][A][B][C]；[D][A][C][B]；[D][B][A][C]；[D][B][C][A]；[D][C][A][B]；[D][C][B][A]。
2、在上面24種結(jié)構(gòu)方式中，每一種系統(tǒng)均可以進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)改變位置結(jié)構(gòu)。
在圖1和圖2實(shí)施例的多模式系統(tǒng)中可以分解成單模、雙模、三模和四模等不同應(yīng)用模式的復(fù)合系統(tǒng)。將一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)[A]、一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)[B]、一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)[C]、一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)[D]等分別用[A]、[B]、[C]和[D]四個(gè)字母代替，具體分解方案如下(1)、基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)掃描結(jié)構(gòu)的360度全景范圍成像或任意角度范圍成像的單模分解方案，可以分別實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)[A]，或一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)[B]，或一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)[C]，或一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)[D]等四種簡(jiǎn)單的小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝置。
(2)、基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)掃描結(jié)構(gòu)的360度全景范圍成像或任意角度范圍成像的雙模分解方案，可以分別實(shí)現(xiàn)[A][B]、[A][C]、[A][D]、[B][C]、[B][D]、[C][D]等六種簡(jiǎn)單的小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝置。雙模混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分布位置可以是90度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，也可以是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列。在上面6種結(jié)構(gòu)方式中，每一種系統(tǒng)均可以進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)改變位置結(jié)構(gòu)。
(3)、基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)掃描結(jié)構(gòu)的360度全景范圍成像或任意角度范圍成像的三模分解方案，可以分別實(shí)現(xiàn)[A][B][C]、[A][C][B]、[A][B][D]、[A][D][B]、[A][C][D]、[A][D][C]、[B][A][C]、[B][C][A]、[B][A][D]、[B][D][A]、[B][C][D]、[B][D][C]、[C][A][B]、[C][B][A]、[C][B][D]、[C][D][B]、[C][A][D]、[C][D][A]、[D][B][C]、[D][C][B]、[D][A][B]、[D][B][A]、[D][A][C]、[D][C][A]等24種三?；旌系男?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝置。三?；旌舷到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)分布位置可以是60度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，也可以是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列。在上面24種結(jié)構(gòu)方式中，每一種系統(tǒng)均可以進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)改變位置結(jié)構(gòu)。
(4)、基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)掃描結(jié)構(gòu)的360度全景范圍成像或任意角度范圍成像的四模分解方案有24種不同的順序結(jié)構(gòu)，即[A][B][C][D]；[A][B][D][C]；[A][C][B][D]；[A][C][D][B]；[A][D][B][C]；[A][D][C][B]；[B][A][C][D]；[B][A][D][C]；[B][C][A][D]；[B][C][D][A]；[B][D][A][C]；[B][D][C][A]；[C][A][B][D]；[C][A][D][B]；[C][B][A][D]；[C][B][D][A]；[C][D][A][B]；[C][D][B][A]；[D][A][B][C]；[D][A][C][B]；[D][B][A][C]；[D][B][C][A]；[D][C][A][B]；[D][C][B][A]。四模混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分布位置可以是45度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，也可以是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列。在這24種結(jié)構(gòu)方式中，每一種系統(tǒng)均可以進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)改變位置結(jié)構(gòu)。
在圖7和圖8中，放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)包括有一個(gè)圓型(或方型，或棱型，或其它形狀)載物平臺(tái)和平臺(tái)罩，一個(gè)恒溫控制裝置，一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置(控制可以是直流電機(jī)，或步進(jìn)電機(jī)，或侍服電機(jī)，或人力手動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制結(jié)構(gòu))，一個(gè)XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)(控制可以是電動(dòng)，或人力手動(dòng)控制)，一個(gè)多軸控制器。所述XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)軌及滑塊(可以是單導(dǎo)軌，也可以采用雙導(dǎo)軌)、絲杠(可以安裝在托板的邊上，或中央，或其他位置)，也可以采用齒輪齒條或帶輪齒條方式進(jìn)行傳動(dòng)，如果是全自動(dòng)電動(dòng)控制還有三個(gè)電機(jī)(可以是直流電機(jī)，或步進(jìn)電機(jī)，或侍服電機(jī)，也可以采用部分電動(dòng)控制(一維，或二維)與部分手動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式。在旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，平臺(tái)罩、載物平臺(tái)、恒溫控制裝置、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置、XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)和多軸控制器組成層狀疊加結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)順序?yàn)槠脚_(tái)罩51→小動(dòng)物00→載物平臺(tái)52→恒溫控制裝置53→旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置54→XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置55→多軸控制器56。
在圖7和圖8實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)中可以分解成旋轉(zhuǎn)單軸運(yùn)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)與Z向運(yùn)動(dòng)結(jié)合的雙軸運(yùn)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)與XZ向運(yùn)動(dòng)結(jié)合的三軸運(yùn)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)與YZ向運(yùn)動(dòng)結(jié)合的三軸運(yùn)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)與XYZ向運(yùn)動(dòng)結(jié)合的四軸運(yùn)動(dòng)裝置等不同運(yùn)動(dòng)控制模式的載物平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
本圖7和圖8實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制精度為≥0.1度，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍0→360度；XYZ掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的精度為≥5um，XYZ掃描運(yùn)動(dòng)各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)行程范圍0→500mm；恒溫控制精度≥0.5度，溫度可變范圍0→50度。
本發(fā)明通過上面的設(shè)計(jì)，其可以達(dá)到的具體性能指標(biāo)如下<1>、系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物在體的單模、雙模、三模和四模等不同應(yīng)用模式的復(fù)合成像檢測(cè)。
<2>、系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)360度全景范圍的0.1度精細(xì)掃描成像檢測(cè)。
<3>、系統(tǒng)光學(xué)檢測(cè)分辨率小于10微米(大于100線對(duì)/mm)，被測(cè)小動(dòng)物幾何尺寸0→500mm。
<4>、系統(tǒng)核素和X射線檢測(cè)分辨率達(dá)到1mm，被測(cè)小動(dòng)物幾何尺寸0→500mm。
<5>、系統(tǒng)XYZ方向的掃描運(yùn)動(dòng)精度為≥5um，XYZ各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)行程范圍0→500mm。
<6>、系統(tǒng)的恒溫控制精度≥0.5度，溫度可變范圍0→50度。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)平臺(tái)式小動(dòng)物在體多模成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包含一個(gè)雙極對(duì)稱的核素成像子系統(tǒng)[A]、和/或一個(gè)紅外光透射或反射成像子系統(tǒng)[B]、和/或一個(gè)可見光透射或反射成像子系統(tǒng)[C]、和/或一個(gè)紫外光或X射線透射或反射成像子系統(tǒng)[D]、放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)，以及多軸運(yùn)動(dòng)控制器、多通道處理器，以及一個(gè)連接多軸運(yùn)動(dòng)控制器和多通道處理器的計(jì)算機(jī)，以放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)中的小動(dòng)物為中心，所述[A]、[B]、[C]、[D]相對(duì)應(yīng)的成像子系統(tǒng)分布在該旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)的四周，并且光軸處在同一平面內(nèi)，在小動(dòng)物位置相交，或者按照設(shè)定的偏差相交成多點(diǎn)；其中所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)按照不同的組合方式分解或組合成單模、雙模、三?；蛩哪９菜念悜?yīng)用模式的復(fù)合成像系統(tǒng)；(1)、單模分解模式由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)中的任一種構(gòu)成共四種簡(jiǎn)單的小動(dòng)物的在體成像子系統(tǒng)；(2)、雙模分解方案，由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)構(gòu)成[A][B]、[A][C]、[A][D]、[B][C]、[B][D]、[C][D]共六種簡(jiǎn)單的小動(dòng)物在體成像子系統(tǒng)，在所述六種結(jié)構(gòu)方式中每種結(jié)構(gòu)方式的兩個(gè)組成部分之間在空間按90度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，或者是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列，而且每種結(jié)構(gòu)方式均能進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)以改變位置；(3)、三模分解方案，由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)按排列組合構(gòu)成二十四種順序不同的三?；旌系男?dòng)物在體成像子系統(tǒng)，該三?；旌辖Y(jié)構(gòu)方式中，每一種結(jié)構(gòu)方式的各組成部分在空間按60度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，或者是其他角度間距的非均勻?qū)ΨQ的分布排列，所述每一種結(jié)構(gòu)方式均能進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)以改變位置；(4)、四模分解方案，由所述[A]、[B]、[C]、[D]四個(gè)成像子系統(tǒng)按排列組合構(gòu)成二十四種順序不同的四?；旌系男?dòng)物在體成像子系統(tǒng)，在該四?；旌辖Y(jié)構(gòu)方式中，每一種結(jié)構(gòu)方式的各組成部分在空間按45度等角度間距的均勻?qū)ΨQ分布排列，或者是按其他角度間距設(shè)定的非均勻?qū)ΨQ的分布排列，每一種結(jié)構(gòu)方式均能進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)以改變位置；在所述旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)作用下，上述各種模式中的每一種結(jié)構(gòu)方式均能在360度全景范圍恒溫成像，或在任意角度范圍恒溫成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙極對(duì)稱核素成像子系統(tǒng)，包括兩個(gè)晶體層(12)、(13)和兩個(gè)射線探測(cè)器(11)、(14)，晶體層和該射線探測(cè)器的分布以小動(dòng)物為中心在一條直線上，結(jié)構(gòu)順序?yàn)樘綔y(cè)器(11)→晶體層(12)→小動(dòng)物(00)→晶體層(13)→探測(cè)器(14)，或結(jié)構(gòu)順序?yàn)樘綔y(cè)器(11)←晶體層(12)←小動(dòng)物(00)←晶體層(13)←探測(cè)器(14)，探測(cè)器(11)和(14)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)，包括有一個(gè)紅外光照明光源(21)，一個(gè)成像透鏡(22)，一個(gè)紅外光探測(cè)器(23)，該紅外光照明光源(21)分布在小動(dòng)物(00)的一側(cè)，而成像透鏡(22)和紅外光探測(cè)器(23)則分布在小動(dòng)物(00)的另一側(cè)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為紅外光照明光源(21)→小動(dòng)物(00)→成像透鏡(22)→紅外光探測(cè)器(23)，該探測(cè)器(23)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外光反射成像系統(tǒng)，包括有一個(gè)紅外光照明光源(21)，一個(gè)成像透鏡(22)，一個(gè)紅外光探測(cè)器(23)，一個(gè)光分束器件(24)，都分布在小動(dòng)物(00)的同側(cè)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為結(jié)構(gòu)順序?yàn)榧t外光照明光源(21)→光分束器件(24)→小動(dòng)物(00)→光分束器件(24)→成像透鏡(22)→探測(cè)器(23)，光路的另一種結(jié)構(gòu)順序依次為紅外光照明光源(21)→光分束器件(24)→成像透鏡(22)→小動(dòng)物(00)→成像透鏡(22)→光分束器件(24)→探測(cè)器(23)，探測(cè)器(23)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外光反射成像系統(tǒng)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為紅外光照明光源(21)→光分束器件(24)→成像透鏡(22)→小動(dòng)物(00)→成像透鏡(22)→光分束器件(24)→探測(cè)器(23)，探測(cè)器(23)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光透射成像系統(tǒng)包括有一個(gè)可見光照明光源(31)，一個(gè)成像透鏡(32)，一個(gè)可見光探測(cè)器(33)，可見光照明光源(31)分布在小動(dòng)物(00)的一側(cè)，而成像透鏡(32)和可見光探測(cè)器(33)分布在小動(dòng)物(00)的另一側(cè)，光路結(jié)構(gòu)順序?yàn)榭梢姽庹彰鞴庠?31)→小動(dòng)物(00)→成像透鏡(32)→可見光探測(cè)器(33)，可見光探測(cè)器(33)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多模混合小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光反射成像系統(tǒng)包括有一個(gè)可見光照明光源(31)，一個(gè)成像透鏡(32)，一個(gè)可見光探測(cè)器(33)，一個(gè)光分束器件(34)，都分布在小動(dòng)物(00)的同側(cè)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為可見光照明光源(31)→光分束器件(34)→小動(dòng)物(00)→光分束器件(34)→成像透鏡(32)→可見光探測(cè)器(33)，該探測(cè)器(33)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光反射成像系統(tǒng)包括有一個(gè)可見光照明光源(31)，一個(gè)成像透鏡(32)，一個(gè)可見光探測(cè)器(33)，一個(gè)光分束器件(34)，都分布在小動(dòng)物(00)的同側(cè)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為可見光照明光源(31)→光分束器件(34)→成像透鏡(32)→小動(dòng)物(00)→成像透鏡(32)→光分束器件(34)→可見光探測(cè)器(33)，該探測(cè)器(33)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外光透射成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紫外光照明光源(41)，一個(gè)紫外光成像透鏡(42)，一個(gè)紫外光探測(cè)器(43)，紫外光照明光源(41)分布在小動(dòng)物(00)的一側(cè)，而紫外光成像透鏡(42)和紫外光探測(cè)器(43)分布在小動(dòng)物(00)的另一側(cè)，光路結(jié)構(gòu)順序?yàn)樽贤夤庹彰鞴庠?41)→小動(dòng)物(00)→紫外光成像透鏡(42)→紫外光探測(cè)器(43)，該探測(cè)器(43)接收的信號(hào)通過多通道處理器(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外光反射成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紫外光照明光源(41)，一個(gè)紫外光成像透鏡(42)，一個(gè)紫外光探測(cè)器(43)，一個(gè)光分束器件(44)，都分布在小動(dòng)物(00)的同側(cè)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為紫外光照明光源(41)→光分束器件(44)→小動(dòng)物(00)→光分束器件(44)→成像透鏡(42)→探測(cè)器(43)，該探測(cè)器(43)接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多模混合小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外光反射成像系統(tǒng)包括有一個(gè)紫外光照明光源(41)，一個(gè)紫外光成像透鏡(42)，一個(gè)紫外光探測(cè)器(43)，一個(gè)光分束器件(44)，都分布在小動(dòng)物(00)的同側(cè)，光路的結(jié)構(gòu)順序依次為紫外光照明光源(41)→光分束器件(44)→成像透鏡(42)→小動(dòng)物(00)→成像透鏡(42)→光分束器件(44)→探測(cè)器(43)，該探測(cè)器(43)接收的信號(hào)通過多通道處理器(或多通道信號(hào)采集卡)(01)輸入計(jì)算機(jī)(02)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多?；旌闲?dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)包括一個(gè)平臺(tái)座(52)和一個(gè)放在該平臺(tái)座(52)上的一個(gè)平臺(tái)罩(51)，該平臺(tái)罩(51)內(nèi)載有小動(dòng)物(00)；一個(gè)恒溫控制裝置(53)，位于平臺(tái)座(52)下且相接觸，保持平臺(tái)罩(51)內(nèi)有一個(gè)適合小動(dòng)物(00)生存的溫度范圍；一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置(54)，位于恒溫控制裝置(53)下，通過電機(jī)帶動(dòng)平臺(tái)罩(51)、平臺(tái)座(52)、恒溫控制裝置(53)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；一個(gè)由X電機(jī)、Y電機(jī)、Z電機(jī)及相應(yīng)傳動(dòng)裝置組成的XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置(55)，帶動(dòng)平臺(tái)罩(51)、平臺(tái)座(52)、恒溫控制裝置(53)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置(54)作三維，所述各軸電機(jī)由一個(gè)多軸運(yùn)動(dòng)控制器(56)控制，而該多軸運(yùn)動(dòng)控制器(56)又受計(jì)算機(jī)(02)控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多模混合小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述多軸運(yùn)動(dòng)控制器(56)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源及包括步進(jìn)電機(jī)細(xì)分設(shè)置在內(nèi)的多種應(yīng)用功能控制、電機(jī)角度控制裝置組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種多模混合小動(dòng)物在體成像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)(02)依據(jù)以下步驟生成多模圖像多模獨(dú)立成像→尋找特征點(diǎn)→相對(duì)位置偏差計(jì)算→位置校正→圖象融合疊加合成。
專利摘要
本發(fā)明屬于生物在體多模成像檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征在于，包括有一個(gè)雙極對(duì)稱的核素(PET)成像系統(tǒng)、一個(gè)紅外光透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)可見光(或熒光)透射(或反射)成像系統(tǒng)、一個(gè)紫外光(或X射線)透射(或反射)成像系統(tǒng)、放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)，以及多軸運(yùn)動(dòng)控制器、多通道處理器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所述放置小動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)包括有一個(gè)載物平臺(tái)和平臺(tái)罩，一個(gè)恒溫控制裝置，一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置，一個(gè)XYZ三維運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)。與國際上其他小動(dòng)物在體成像檢測(cè)儀器相比，本發(fā)明具有多模復(fù)合和360度全景掃描成像等特點(diǎn)，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，使得本發(fā)明更加有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61B5/00GK1994229SQ200610144284
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月1日
發(fā)明者黃國亮, 白凈, 單寶慈, 董洪瑩 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan