【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多模态分子成像
,尤其涉及一种深部组织X射线激发多光谱断层成像的方法及系统。
技术介绍
光学分子成像技术能够在体、非接触、动态地对生物体内细胞分子水平的变化进行观测,为生物医学研究领域若干重要问题的解决提供了有效技术手段。但光在生物组织中的强散射特性极大限制了光学成像的穿透深度及成像分辨率,也限制了光学成像技术在深部组织器官中的应用。X射线发光断层成像(x-rayluminescencecomputedtomography,XLCT)是一种新型的融合了CT断层成像和光学分子影像的多模态分子成像技术,于2010年由斯坦福大学的XingLei所在的研究小组最早提出。某些纳米发光材料在用X射线激发之后能够发出不同波长的光,激发出的光穿过组织达到成像物体表面被高灵敏度的EMCCD(ElectronMultiplyingChargeCoupledDevice)相机捕获,经过光学重建最终恢复出成像物体内部的纳米发光材料分布。光学成像与X射线扫描得到的结构成像的融合,最终得到多模态成像。虽然X射线良好的穿透性以及背景光学信号的消除使得X射线发光断层成像有望实现活体小动物深部组织的断层成像,但是由于目前X射线激发光的发射谱段大部分在可见光以及近红外谱段,穿透深度仍有限。目前XLCT相关专利有CN103110425A,CN103876770A,仍处于公布期,其专利主要针对XLCT的系统结构和成像模式,没 ...
【技术保护点】
一种深部组织X射线激发多光谱断层成像系统,其特征在于,所述深部组织X射线激发多光谱断层成像系统包括:X射线源,与计算机连接,用于发射X射线;X射线平板探测器,与计算机连接,用于接收探测X射线;EMCCD相机,与计算机连接,用于接收短波红外光及其它特定谱段发光;电控旋转台,与计算机连接,用于固定并支持成像物体进行高精度旋转,以采集多个角度下的X射线投影数据和激发光数据;窄带滤波片,置于EMCCD相机的镜头前,用于滤除标示带宽之外谱段的光;铅板,用来滤除多余的X射线,并保护EMCCD相机免于X射线辐射;计算机,用于控制X射线源、X射线按测器、EMCCD相机、电控旋转台的运行以及参数设置,控制光学数据和X射线投影数据的采集,进行多光谱数据和X射线投影数据的处理和重建,融合双模态的成像。
【技术特征摘要】
1.一种深部组织X射线激发多光谱断层成像系统,其特征在于,所述深部
组织X射线激发多光谱断层成像系统包括:
X射线源,与计算机连接,用于发射X射线;
X射线平板探测器,与计算机连接,用于接收探测X射线;
EMCCD相机,与计算机连接,用于接收短波红外光及其它特定谱段发光;
电控旋转台,与计算机连接,用于固定并支持成像物体进行高精度旋转,
以采集多个角度下的X射线投影数据和激发光数据;
窄带滤波片,置于EMCCD相机的镜头前,用于滤除标示带宽之外谱段的
光;
铅板,用来滤除多余的X射线,并保护EMCCD相机免于X射线辐射;
计算机,用于控制X射线源、X射线按测器、EMCCD相机、电控旋转台
的运行以及参数设置,控制光学数据和X射线投影数据的采集,进行多光谱数
据和X射线投影数据的处理和重建,融合双模态的成像。
2.如权利要求1所述的深部组织X射线激发多光谱断层成像系统,其特征
在于,所述窄带滤波片和EMCCD相机位于X射线源和X射线平板探测器连线
的垂直方向。
3.一种如权利要求1所述成像系统的深部组织X射线激发多光谱断层成像
方法,其特征在于,所述深部组织X射线激发多光谱断层成像方法利用X射线
激发注射到成像物体体内的特定纳米发光材料,这种材料在X射线激发下能够
发出短波红外和其他特定谱段的光;深部组织内的光子穿过组织到达成像物体
表面,经过窄带滤波片的过滤,不同波长谱段的光被EMCCD相机接收;根据
光在组织中的传输方程,建立发光材料的分布与表面光强分布的关系,在每个
谱段下采用迭代重建算法对EMCCD接收到的激发光数据进行重建,得到每个
谱段下的成像和重建结果;采用多变量分析方法中的主成分分析方法对多谱成
像和重建结果进行处理分析,得到纳米发光材料在成像物体内的准确分布,,作
\t为光学断层成像结果;穿过成像物体的X射线被X射线探测器接收保存为X射
线投影;通过经典的FDK重建算法对X射线投影进行重建,得到CT断层成像
结果;对CT断层成像结果与光学断层成像结果根据坐标关系进行配准并融合最
终得到深部组织多模态的断层成像图像。
4.如权利要求3所述的深部组织X射线激发多光谱断层成像方法,其特征
在于,所述深部组织X射线激发多光谱断层成像方法包括以下步骤:
步骤一,准备成像物体:将成像物体置于旋转台上,向成像物体内部加入X
射线激发的纳米发光材料;
步骤二,激发光数据采集:利用X射线激发成像物体内部纳米发光材料产生
短波红外光及其它特定谱段光,穿过组织的光学信号经过窄带滤波片的过滤被
EMCCD相机接收,每隔15度采集一幅激发光图像并保存,直至完成...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢虹冰,高鹏,戎军艳,刘文磊,廖琪梅,刘洋,常小红,
申请(专利权)人:中国人民解放军第四军医大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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