一種熒光分子成像系統的制作方法

本實用新型屬于醫學影像處理技術領域，尤其涉及一種熒光分子成像系統。

背景技術：

熒光分子成像(fluorescence mocular tomography，FMT)是利用散射光來探測組織功能的一種具有大深度的光學在體成像技術，利用生物組織對600-900nm波段的光子呈低吸收、高散射，光子可深入到組織表面數厘米下的特點，熒光分子成像可非侵入地進行深層組織功能成像。熒光分子成像與熒光探針技術相結合可對組織水平、細胞及亞細胞水平的分子信息進行成像，從而快速、遠距離、無損傷地反映活體特征及生物進程。熒光分子成像技術成本低，無輻射傷害，成像深度深，在疾病的在體檢測、基因治療的在體示蹤、藥物在體療效測評和功能分子在體活動規律研究等。許多生物醫學研究領域的獨特優勢使其脫穎而出、獨樹一幟。

目前熒光分子成像問題包括正向問題和逆向問題。正向問題是指光子自光源發射經組織體吸收散射最終到達探測器的過程；而逆向問題是指解析探測器的探測數據從而獲取組織體光學特性參數分布的過程，既一般圖像重建過程，熒光分子成像是一個非線性和高病態性的問題，導致這種技術的低空間分辨率。

現有的熒光分子成像技術主要包括單角度FMT成像系統和多角度FMT系統，單角度FMT成像系統存在的技術問題在于：單一角度成像采集，成像質 量差。而多角度FMT成像系統存在的技術問題在于：成像結構異化，成本較高，不易推廣。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種熒光分子成像系統，旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。

本實用新型是這樣實現的，一種熒光分子成像系統，包括光源組件、載物臺組件和圖像采集組件，所述載物臺組件用于放置實驗對象，所述光源組件用于向所述實驗對象發射激發光，所述實驗對象接收激發光并產生熒光信號；所述載物臺組件還包括轉環和平面鏡，所述平面鏡對稱設置于轉環的兩側，所述轉環用于帶動平面鏡旋轉，所述平面鏡用于對所述實驗對象產生的熒光信號進行反射，所述圖像采集組件用于對所述平面鏡反射的熒光信號進行采集。

本實用新型實施例采取的技術方案還包括：所述光源組件位于載物臺組件的下方，所述光源組件包括激光器和二維位移臺，所述激光器垂直設于二維位移臺上，所述激光器用于發射激發光，所述二維位移臺用于根據設定的移動速度和軌跡帶動激光器移動。

本實用新型實施例采取的技術方案還包括：所述載物臺組件還包括載物臺和鏡片支架；所述轉環環繞設置于載物臺的外側，且所述轉環可圍繞載物臺旋轉，所述鏡片支架的數量為至少兩個，所述至少兩個鏡片支架對稱設置于轉環的兩側；所述載物臺用于放置實驗對象，所述至少兩個鏡片支架用于安裝平面鏡，所述轉環帶動所述平面鏡圍繞所述載物臺上的實驗對象進行360°旋轉。

本實用新型實施例采取的技術方案還包括：所述轉環的底部還設有控制芯片和電池槽，所述控制芯片用于控制轉環的開關及轉速，所述電池槽用于 安裝電池，通過所述電池為轉環供電。

本實用新型實施例采取的技術方案還包括：所述圖像采集組件位于載物臺組件的上方，所述圖像采集組件包括濾光片組和相機，所述濾光片組位于相機的鏡頭下方，所述濾光片組用于對所述平面鏡反射的熒光信號進行濾光處理，所述相機用于采集熒光信號的圖像；所述激光器的激光源、平面鏡、濾光片組及相機鏡頭的光路一致。

本實用新型實施例采取的技術方案還包括控制組件，所述控制組件分別與二維位移臺和相機電性連接，所述控制組件用于控制二維位移臺的移動速度和軌跡，根據所述二維位移臺的移動控制所述相機進行圖像采集，所述相機將所采集的圖像傳輸至控制組件，所述控制組件接收并顯示采集圖像。

相對于現有技術，本實用新型產生的有益效果在于：本實用新型實施例的熒光分子成像系統在現有單角度FMT成像系統的基礎上，于載物臺兩側放置兩面平面反光鏡，平面鏡角度可調，并利用轉速可調的轉環帶動其360度旋轉，配合系統EMCCD相機，通過鏡面反射同時采集物體上部及任意側的熒光信號，采用平面鏡鏡面反射技術來實現全角度FMT三維成像，相對于現有的多角度FMT成像系統，大大降低現有FMT成像系統的成本，同時使得成像角度不再單一，增加了成像靈活性，所獲得圖像信息更為豐富，大幅度地提高成像的精準度。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的熒光分子成像系統的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的載物臺組件的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例的轉環的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參閱圖1，是本實用新型實施例的熒光分子成像系統的結構示意圖。本實用新型實施例的熒光分子成像系統包括光源組件10、載物臺組件20、圖像采集組件30和控制組件40；其中，載物臺組件20可旋轉的設于光源組件10的上方，用于放置實驗對象，光源組件10用于向實驗對象發射激發光；在實驗時，向載物臺組件20上的實驗對象注入顯影劑，被注入顯影劑的實驗對象接收到激發光后，產生熒光信號；圖像采集組件30設于載物臺組件20的上方，控制組件40與圖像采集組件30電性連接，控制組件40用于控制圖像采集組件30對實驗對象產生的熒光信號進行采集，并將采集到的圖像傳輸至控制組件40進行顯示。

具體地，光源組件10包括激光器11和二維位移臺12，激光器11垂直設于二維位移臺12上，激光器11用于產生多個波長的激發光，二維位移臺12用于帶動激光器11進行移動；控制組件40與二維位移臺12電性連接，通過控制組件40設定并控制二維位移臺12的移動速度和移動軌跡。在本實用新型實施例中，顯影劑為吲哚青綠，激光器11發射的激發光為近紅外光，具體可根據實際應用進行選擇。激光器11的移動方式具體為：由二維位移臺12帶動激光器11在一個垂直平面內按照5*5點陣移動，各點之間相距2mm。

請一并參閱圖2，是本實用新型實施例的載物臺組件的結構示意圖。本實用新型實施例的載物臺組件20包括載物臺22、轉環23和鏡片支架24；其中，轉環23環繞設置于載物臺22的外側，且轉環23可圍繞載物臺22旋轉。鏡片支架24的數量為至少兩個，至少兩個鏡片支架24對稱設置于轉環23的兩側，并可根據成像需求調整鏡片支架24的設置方向(例如左右、前后)或角度。載物臺22用于放置實驗對象，鏡片支架24用于安裝平面鏡(圖未示)，轉環23用于帶動鏡片支架24上的平面鏡圍繞載物臺22上的實驗對象進行 360°旋轉，通過平面鏡對實驗對象上部或任意側的熒光信號進行反射，并通過圖像采集組件30進行圖像采集，實現全角度FMT三維成像。本實用新型使得成像角度不再單一，所獲得圖像信息更為豐富，使得成像效果提升了3-5倍。本實用新型實施例的平面鏡包括但不限于棱鏡、金屬或晶體等可反射熒光的設備。平面鏡的角度可調，根據實驗對象的不同以最適合的角度測量。

請一并參閱圖3，是本實用新型實施例的轉環的結構示意圖。本實用新型實施例的轉環23的底部還設有控制芯片231和電池槽232，控制芯片231用于控制轉環23的開關，控制并調節轉環23的轉速。電池槽232用于安裝電池，通過電池為轉環23供電。

圖像采集組件30包括濾光片組31和相機32，濾光片組31位于相機32的鏡頭下方，濾光片組31用于對平面鏡反射的熒光信號進行濾光處理，相機32與控制組件40連接，控制組件40控制相機32在二維位移臺12每移動一個位移，則采集一張實驗對象的圖像，并將采集圖像傳輸至控制組件40進行顯示。在本實用新型實施例中，可根據激發光的類型選擇不同波段的濾光片組；相機32為EMCCD(電子倍增CCD)相機，通過濾光片組31和相機32有利于大幅度提高成像的精準度，且濾光片組31和相機32的位置及角度可根據實驗環境進行調整。

控制組件40為計算機，其分別與二維位移臺12和相機32電性連接，用于設置并控制二維位移臺12的移動速度和軌跡，根據二維位移臺12的移動控制相機32進行圖像采集，接收并顯示相機32傳輸的圖像，根據采集圖像對實驗對象進行數據分析。

本實用新型實施例的熒光分子成像系統的操作方式包括：打開控制組件40和二維位移臺12，將實驗對象放置于載物臺22中，調整鏡片支架24于合適角度，放置平面鏡；開啟相機32，調節濾光片組31和激光器11，通過相機32的特定軟件檢測激光器11的激光源、平面鏡、濾光片組31及相機32的鏡頭的光路是否一致。調整好光路后，打開激光器11，通過控制組件40設置二維位 移臺12的移動速度和軌跡，并通過控制芯片231打開轉環23，使轉環23帶動平面鏡開始旋轉，并通過控制組件控制相機32根據二維位移臺12的移動開始采集圖像，將采集圖像傳輸至控制組件40中，最后通過控制組件40顯示并處理采集圖像。

本實用新型實施例的熒光分子成像系統在現有單角度FMT成像系統的基礎上，于載物臺兩側放置兩面平面反光鏡，平面鏡角度可調，并利用轉速可調的轉環帶動其360度旋轉，配合系統EMCCD相機，通過鏡面反射同時采集物體上部及任意側的熒光信號，采用平面鏡鏡面反射技術來實現全角度FMT三維成像，相對于現有的多角度FMT成像系統，大大降低現有FMT成像系統的成本，同時使得成像角度不再單一，增加了成像靈活性，所獲得圖像信息更為豐富，大幅度地提高成像的精準度。本實用新型還可與MRI(磁共振成像)成像進行多模態結合，利用MRI從高分辨成像模式獲取的解剖結構特征，作為空間結構先驗信息來解決FMT問題的病態性，并借助于MRI圖像所提供的空間結構更直觀準確地呈現出來，大大減少了重建問題中所需要的參數數據量，解決了FMT問題的病態性，提高了FMT成像質量。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。