在檢測(cè)過(guò)程中可使系統(tǒng)可單次X射線(xiàn)激發(fā)既同時(shí)得到受檢物體的熒光圖像和X射線(xiàn)圖像，既使系統(tǒng)具有單次激發(fā)性和同步接收性。
[0058]優(yōu)選的，X射線(xiàn)光路系統(tǒng)與熒光光路系統(tǒng)的夾角可任意調(diào)整，熒光探測(cè)器在保證視野范圍不變的情況下應(yīng)一定程度上靠近X射線(xiàn)源，防止從X射線(xiàn)點(diǎn)源發(fā)出的X射線(xiàn)直接射入熒光探測(cè)器中，減少射線(xiàn)對(duì)探測(cè)器的損壞。
[0059]優(yōu)選的，熒光探測(cè)器應(yīng)加裝適當(dāng)厚度的鉛板，以保護(hù)探測(cè)器不受射線(xiàn)損害。同時(shí)鉛板中應(yīng)在適當(dāng)位置留有散熱孔，以匹配熒光探測(cè)器本身的散熱器件，保證熒光探測(cè)器不因運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)熱量多而損壞。
[0060]優(yōu)選的，結(jié)構(gòu)B中載物臺(tái)四自由度移動(dòng)精度應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)要求，且載物臺(tái)無(wú)運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證不存在微弱的位置偏移，或位置偏移在精度要求范圍內(nèi)。
[0061]優(yōu)選的，熒光探測(cè)器、X射線(xiàn)探測(cè)器、X射線(xiàn)點(diǎn)源的位置可前后移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的調(diào)整、探測(cè)位置的校準(zhǔn)等功能。
[0062]優(yōu)選的，X射線(xiàn)源在外側(cè)適當(dāng)加裝鉛板，防止額外射線(xiàn)從射線(xiàn)源側(cè)面泄露，從而減少輻射劑量，防止額外射線(xiàn)損壞設(shè)備。
[0063]優(yōu)選的，X射線(xiàn)源、X射線(xiàn)探測(cè)器、熒光探測(cè)器以及載物臺(tái)應(yīng)安裝在鑄鐵或大理石板上，以防止檢測(cè)精度受掃描過(guò)程中設(shè)備微弱的位移影響。
[0064]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括了一種X射線(xiàn)光路系統(tǒng)。X射線(xiàn)點(diǎn)源發(fā)出錐形束X射線(xiàn)，射線(xiàn)穿過(guò)物體后被探測(cè)器接收。由于射線(xiàn)呈錐形束，產(chǎn)生放大作用，使得CT系統(tǒng)分辨能力提升d射線(xiàn)探測(cè)器可選用平板探測(cè)器，也可選用由閃爍體、光學(xué)鏡頭和CCD探測(cè)器組成的X射線(xiàn)閃爍體光學(xué)成像系統(tǒng)。使用平板探測(cè)器的方案，其分辨率相對(duì)低，為微米級(jí)，精度要求較低，適用于分辨率要求較低的方案;使用X射線(xiàn)閃爍體光學(xué)成像系統(tǒng)的方案，其分辨率較高，可達(dá)到亞微米級(jí)，適用于分辨率要求較高的方案。
[0065]優(yōu)選的，對(duì)于X射線(xiàn)光路系統(tǒng)和熒光光路系統(tǒng)，其檢測(cè)結(jié)果包括X射線(xiàn)與熒光的成像結(jié)果和材料在X射線(xiàn)照射下各種理化特性的檢測(cè)結(jié)果。其獲取的圖像包括三維熒光圖像、二維熒光圖像、X射線(xiàn)斷層或X射線(xiàn)投影成像以及X射線(xiàn)-熒光雙模態(tài)融合圖像等;材料的其他檢測(cè)結(jié)果包括熒光材料在X射線(xiàn)照射下產(chǎn)生的物理、生化變化等特性的檢測(cè)和診斷。
[0066]優(yōu)選的，對(duì)于使用平板探測(cè)器的X射線(xiàn)光路系統(tǒng)，射線(xiàn)源和平板探測(cè)器應(yīng)可前后移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的可變性。
[0067]優(yōu)選的，對(duì)于使用X射線(xiàn)閃爍體光學(xué)成像系統(tǒng)的X射線(xiàn)光路系統(tǒng)，在射線(xiàn)源和射線(xiàn)探測(cè)器位置可變的同時(shí)，放大倍數(shù)的改變也應(yīng)可依靠X射線(xiàn)閃爍體光學(xué)系統(tǒng)中鏡頭的放大倍數(shù)改變以實(shí)現(xiàn)。
[0068]優(yōu)選的，射線(xiàn)源的焦點(diǎn)尺寸應(yīng)足夠小，焦點(diǎn)位置漂移也應(yīng)在精度要求范圍內(nèi)，以保證X射線(xiàn)光路系統(tǒng)的分辨率。
[0069]本發(fā)明系統(tǒng)的中的熒光探測(cè)器子系統(tǒng)由濾光片(3)、透鏡鏡頭(4)、電荷耦合探測(cè)器(5)組成，其中透鏡鏡頭(4)的成像平面位于載物臺(tái)上的物體(9)表面;根據(jù)熒光材料的發(fā)光特性，選取合適的濾光片(3)，從而去除其他可見(jiàn)光的干擾，增加系統(tǒng)成像效果。
[0070]優(yōu)選的，透鏡鏡頭(4)放大倍率選取為0.5倍，成像平面位于載物臺(tái)物體表面，隨著轉(zhuǎn)盤(pán)(7)或者旋轉(zhuǎn)臺(tái)(10)的運(yùn)動(dòng)，物體的熒光圖像始終保持在視野內(nèi)。同時(shí)，針對(duì)不同的分辨率需求，透鏡鏡頭的放大倍數(shù)可以調(diào)整。
[0071]以上所述具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。上述實(shí)施例只是應(yīng)用本發(fā)明精神和原則的具體實(shí)施方案的舉例，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則的任何修改、替換、改進(jìn)等，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0072]本發(fā)明涉及的雙模態(tài)X射線(xiàn)-熒光成像系統(tǒng)，在檢測(cè)過(guò)程中使用X射線(xiàn)激發(fā)的熒光材料作為成像中的標(biāo)記物質(zhì)或造影物質(zhì)。利用熒光材料在X射線(xiàn)下產(chǎn)生的熒光進(jìn)行熒光成像，同時(shí)對(duì)注射了熒光材料的受檢物體進(jìn)行X射線(xiàn)成像。
[0073]優(yōu)選的，所述的熒光材料是具有X線(xiàn)激發(fā)熒光性質(zhì)的材料，包括光譜對(duì)應(yīng)于可見(jiàn)光和遠(yuǎn)近紅外以及紫外等各個(gè)譜段的各類(lèi)熒光材料，其材料包括熒光基團(tuán)、熒光蛋白和各類(lèi)無(wú)機(jī)熒光物質(zhì)，其材料形式包括熒光固體藥品、液體藥品、探針、造影劑等。凡是受到X射線(xiàn)激發(fā)產(chǎn)生熒光的材料均屬于本系統(tǒng)所描述的范圍。
[0074]優(yōu)選的，本系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果可為X射線(xiàn)與熒光的成像結(jié)果和材料在X射線(xiàn)照射下各種理化特性的檢測(cè)結(jié)果。其可得到三維熒光圖像、二維熒光圖像、X射線(xiàn)斷層或X射線(xiàn)投影成像以及X射線(xiàn)-熒光雙模態(tài)融合圖像等各類(lèi)成像結(jié)果；同時(shí)可通過(guò)其他檢測(cè)手段得到材料的其他在X射線(xiàn)照射下產(chǎn)生的物理、生化變化等特性的檢測(cè)和診斷結(jié)果。
[0075]優(yōu)選的，本系統(tǒng)的射線(xiàn)激發(fā)方式，可選擇單一能譜的X射線(xiàn)或多能譜的X射線(xiàn)。其激發(fā)方式也可單次激發(fā)或改變射線(xiàn)能量多次激發(fā)。系統(tǒng)可改變激發(fā)方式以得到不同能譜的X射線(xiàn)圖像和不同光譜范圍的熒光圖像。
[0076]
上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像裝置，其特征在于:該裝置包括設(shè)置在同一平面的X射線(xiàn)點(diǎn)源(1)、載物臺(tái)(8)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)，所述X射線(xiàn)點(diǎn)源(I)、載物臺(tái)(8)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)設(shè)置在同一直線(xiàn)上，并構(gòu)成X-CT光路，所述熒光探測(cè)器(5)中設(shè)置的熒光鏡頭(4)對(duì)準(zhǔn)載物臺(tái)(8)設(shè)置，所述X射線(xiàn)點(diǎn)源(1)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)的相對(duì)位置固定，并能一同以載物臺(tái)(8)為中心，相對(duì)載物臺(tái)(8)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像裝置，其特征在于，所述X射線(xiàn)點(diǎn)源(1)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)安裝于轉(zhuǎn)盤(pán)上，所述載物臺(tái)(8)位于轉(zhuǎn)盤(pán)中心并固定不動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像裝置，其特征在于，所述X射線(xiàn)點(diǎn)源(1)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)安裝于固定基座上，所述載物臺(tái)(8)位于固定基座中心并能夠旋轉(zhuǎn)。4.一種單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像方法，其特征在于:該方法基于權(quán)利要求1、2或3所述的單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像裝置，包括以下步驟: 1)將結(jié)合了X射線(xiàn)熒光材料的被檢樣本放置于載物臺(tái)(8)上； 2)設(shè)置射線(xiàn)源參數(shù)并打開(kāi)X射線(xiàn)源(2)，發(fā)射X射線(xiàn)，同時(shí)打開(kāi)驅(qū)動(dòng)裝置，使X射線(xiàn)點(diǎn)源(1)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)—同以載物臺(tái)(8)為中心，相對(duì)載物臺(tái)(8)轉(zhuǎn)動(dòng)； 3)在X射線(xiàn)點(diǎn)源(1)、X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)相對(duì)載物臺(tái)(8)轉(zhuǎn)動(dòng)至不同角度的同時(shí)，X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)分別采集各幀圖像的數(shù)據(jù)； 4)將采集到的X射線(xiàn)探測(cè)器數(shù)據(jù)和熒光探測(cè)器數(shù)據(jù)分別進(jìn)行斷層重建，并將得到的雙模斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單發(fā)雙模的X線(xiàn)CT-熒光成像的成像方法，其特征在于，所述步驟3)中X射線(xiàn)探測(cè)器(2)和熒光探測(cè)器(5)采集數(shù)據(jù)的方式是:通過(guò)唯一的X射線(xiàn)點(diǎn)源(I)發(fā)射X射線(xiàn)，激發(fā)被檢樣本中的X射線(xiàn)熒光材料發(fā)光，一方面用熒光探測(cè)器(5)采集受激發(fā)產(chǎn)生的熒光，一方面用X射線(xiàn)探測(cè)器(2)采集X射線(xiàn)點(diǎn)源(I)發(fā)射的X射線(xiàn)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單發(fā)雙模的X線(xiàn)CT-熒光成像的成像方法，其特征在于，所述步驟4)中采用CT重建算法對(duì)X射線(xiàn)探測(cè)器數(shù)據(jù)進(jìn)行斷層重建，采用求解擴(kuò)散近似方程的方法對(duì)熒光探測(cè)器數(shù)據(jù)進(jìn)行斷層重建。7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的單發(fā)雙模的X線(xiàn)CT-熒光成像的成像方法，其特征在于，所述步驟4)中將得到的雙模斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，是通過(guò)配準(zhǔn)方法來(lái)確定兩種模態(tài)數(shù)據(jù)間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單源發(fā)射雙種模態(tài)成像的X線(xiàn)CT-熒光成像裝置和方法，該方法通過(guò)單源發(fā)射X線(xiàn)，激發(fā)熒光材料，配合X線(xiàn)及熒光探測(cè)器同時(shí)雙模態(tài)成像。該裝置包括設(shè)置在同一平面的X射線(xiàn)點(diǎn)源、載物臺(tái)、X射線(xiàn)探測(cè)器和熒光探測(cè)器，所述X射線(xiàn)點(diǎn)源、載物臺(tái)、X射線(xiàn)探測(cè)器設(shè)置在同一直線(xiàn)上，并構(gòu)成X-CT光路，所述熒光探測(cè)器中設(shè)置的熒光鏡頭對(duì)準(zhǔn)載物臺(tái)設(shè)置，所述X射線(xiàn)點(diǎn)源、X射線(xiàn)探測(cè)器和熒光探測(cè)器的相對(duì)位置固定，并能一同以載物臺(tái)為中心，相對(duì)載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【IPC分類(lèi)】A61B6/03, A61B6/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105520742
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610018364
【發(fā)明人】顧寧, 沈濤, 孫翌, 李光, 羅守華, 陳功
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日