專利名稱：三維成像數據采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三維成像數據采集裝置，確切地說，涉及一種利用平 面鏡對物體三維成像的裝置，該裝置可以應用于獲取三維物體表面信息。
背景技術：
隨著基因組學、蛋白組學和疾病基因組學的迅速發展，疾病的診斷正在從 傳統的疾病表征觀察、常規的生化實驗檢測，發展到多種基因和分子水平的微 觀特征認識，其中利用分子影像技術可以從基因、蛋白質水平深刻認識疾病的 發生、發展過程，能夠實現現有微觀分析所無法取代的整體、連續、無創的特 異檢測方法，生物在體分子影像理論及其技術將會提供全新的預防、診斷和治 療手段。與傳統的醫學影像技術相比較而言，分子影像學著眼于構成疾病或病 變的基礎變化和基因分子水平的異常，而不是對由基因分子改變所構成的最終 結果進行成像。在特異的分子探針的幫助下，分子影像技術可以在細胞、基因 和分子水平上實現生物體內部生理或病理過程的無創實時動態在體成像，從而
為疾病相關基因功能定位、細胞生長發育和突變^:程的作用機制、新藥研發等 研究提供詳細的定性、定位、定量資料以及有效的信息獲取和分析處理的手段。 自發熒光斷層成像技術是近年來新興的活體動物體內光學分子影像技術。
生物自發熒光是用熒光素酶基因標記細胞或DNA，將Fluc基因整合到細胞染色 體DNA上以表達熒光素酶。在ATP以及氧氣存在的情況下，若給活體動物注 入底物熒光素，熒光素酶將會催化熒光素的氧化反應并產生光子。在活體動物體外，利用高靈敏度的光學檢測儀器，可以直接捕捉到逸出動物體外的光子， 然后利用有效的熒光光源重建算法，就可以得到體內熒光光源的位置和強度， 進而可以觀測到活體動物體內的細胞行為和基因行為。
為了能盡量多地得到逸出動物體外的光子信息，需要用光電檢測器對動物 體的三維表面進行成像。目前，利用平面反射鏡獲得動物體的三維表面信息的
方法有很多， 一種方法為使用與物體成45。的平面鏡，依次對物體側面成像，這
樣方法有許多弊端，如每拍攝一次，都要調整一次反射鏡和物體的相對位置， 這樣不僅工序麻煩又浪費時間，物體的相對位置又容易改變，對實現物體的三 維重建提供了不利的因素，而且動物體表面的光信息在隨著時間衰減，這種重 建誤差就更大。
一種方法為使用四個平面反射鏡，放置在物體四周，并與物體
成45度角，同時得到物體四個側面像，這種方法的缺點是物體在CCD上成的 像小，重建誤差大，CCD上3/4的圖像與物體表面信息無關，造成了CCD的 不充分利用，浪費資源。 一種方法為使用四個相機同時對物體四周拍照，這樣 增加了設備的費用，而且四個相機的性能不完全相同，增大了重建的誤差。
本實用新型所涉及的三維成像數據采集裝置通過使用一個相機兩次拍照就 可以得到物體的四面信息，而且第一次拍照得到的物體三個面的像是并排的， 中間沒有多余的信息，增加了CCD的利用率，并且兩次拍照，不需要改變物距 或相機焦距，省去了調節相機的繁瑣。
實用新型內容
本實用新型的目的是克服現有平面鏡成像系統的弊端，提供一種既節約時 間，又能充分利用CCD，又不需要改變物距或相機焦距就可得到物體三維物體
5表面信息的裝置。
為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案 一種三維成像數據釆集 裝置，包括有平面鏡組和相機，如圖1所示，相機位于平面鏡組的上方。平 面鏡組包括四個平面鏡，其特征在于，將體內含有熒光光源的小動物體放于圖2 中動物體5的位置，小動物體垂直于紙面放置，其背部通過上面的平面鏡和左 側的反射鏡兩次反射成像于物體的左側，腹部通過下面的反射鏡和左側的反射 鏡兩次反射成像于物體的左側，和背部像在同一平面上，其左側面通過左側反 射鏡直接反射也成像于物體左側，相機從上向下拍照， 一次獲得三個表面的像， 其右側面像通過右側的平面反射鏡成像于物體的右側，像機從上向下拍照獲得 物體的右側面像。
本實用新型的有益效果是通過兩次拍攝就可獲得被測物體四個面的熒光 信息，節約時間，使得兩次拍照時熒光衰減幅度小； 一次獲得被測物的三個面 的圖像為并排形式，充分利用了CCD的面積；拍照過程中不需要改變物距或相 機的焦距，簡化了程序，拍照簡單方便。根據獲得的被測物四個表面的信息， 利用熒光光源重建算法，能夠對生物組織內部熒光光源的位置和強度進行精確 的重建，為疾病的早期診斷和早期治療，藥物療效的評價提供準確的定性、定 位、定量資料。
圖1是三維成像數據采集裝置的示意圖。 圖2是三維成像數據采集裝置的原理圖。 圖3是一次拍照得到的三個表面像的示意圖。
具體實施方式
由圖1所示，本實用新型由相機和平面鏡組組成，圖2是三維成像數據采 集裝置的原理圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。利用本實用新型所涉及 的三維成像數據采集裝置進行實驗的步驟如下
1. 在自發熒光斷層分子成像實驗的前幾天，給小動物注射熒光素酶；在實 驗時，給小動物注射底物熒光素；熒光素酶和熒光素在ATP以及氧氣的配合下， 發生生化反應并產生熒光光子。
2. 將麻醉的小動物趴著放在圖2中5的位置，小動物背部像首先通過平面 鏡3成像于6處，6經過平面反射鏡1成像于6',腹部像通過平面反射鏡4成像 于7處，7再通過平面反射鏡1成像于7'，小動物左側面像直接通過平面反射 鏡1成像于5'，這樣背部像6'、左側面像5'和腹部像7'并排放置，通過 液氮制冷相機從上面一次可拍到三個側面像。虛線相機表示同一個相機，第二 次拍照。圖3是一次拍照得到的三個側面像的示意圖。1為CCD探測器，2為 小動物背部像，3為小動物左側面像，4為小動物腹部像。
3. 移動平面鏡組使鏡頭對準小動物右側平面鏡位置，小動物右側面像通過平 面反射鏡2成像于8，相機拍照可獲得小動物右側面像。
4. 利用熒光光源重建算法，重建出動物體內的熒光光源的位置和強度。
權利要求1.一種三維成像數據采集裝置，包括有相機和平面鏡組，平面鏡組由四個平面反射鏡組成；其特征在于所述的被測物體垂直于紙面放置，四個平面反射鏡與被測物體成不同角度放置，通過兩次拍照可得到被測物體四個側面像。
2. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于相機為一種光電探測器。
3. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于四個平面反射 鏡中兩個平面反射鏡放置于被測物體左右兩側，分別與水平面成45度角。
4. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于四個平面反射 鏡中另兩個平面反射鏡放置于被測物體的上下兩側，分別與豎直面成45度角。
5. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于被測物體的頂 面和底面通過兩次反射成像，左側和右側通過一次反射成像。
6. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于其中一次拍照 可同時得到被測物體的三個不同側面的像，三個不同側面的像為并排形式。
7. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于所成的像與 CCD探測器面平行。
8. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于一次成像的三 個面中，左側面像和頂面、底面像不在同一個平面上，需要相機景深大于等于 物體的寬度。
9. 如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于相機在兩次拍 照中只需平移平面鏡組的位置，且不需要改變物距或相機焦距。
10.如權利要求1所述的三維成像數據采集裝置，其特征在于兩次拍照時，鏡頭的光軸要對準左側面或右側面的中心。
專利摘要本實用新型屬于一種三維成像數據采集裝置，它是由相機和平面反射鏡組兩部分組成，平面反射鏡組由四個平面反射鏡組成，利用平面鏡成像原理，被測物體表面通過平面反射鏡的一次或兩次反射成像，相機通過兩次拍照就可得到被測物體四個側面像，節省拍照時間，一次拍照中三個不同面像為并排形式，CCD得到充分利用，拍照中不需要改變物距或相機焦距。本設計結構簡單，操作方便，費用低，體積小，可便攜，可廣泛應用與生物醫學，分子影像等領域。
文檔編號A61B5/00GK201341209SQ200920105510
公開日2009年11月4日 申請日期2009年2月19日 優先權日2009年2月19日
發明者祥 楊, 鑫 楊, 捷 田, 高秋娟 申請人:廣州中科愷盛醫療科技有限公司;田 捷