一种多模态小动物在体成像系统及小动物成像方法技术方案

一种多模态小动物在体成像系统，其包括，一支架，所述支架包括载床系统与支架系统，所述支架系统上设有一旋转圆盘，且所述载床系统位于所述旋转圆盘轴向上；所述旋转圆盘上设有X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统以及光学子系统的反光镜装置；所述光学子系统包括生物自发光断层成像光学子系统和激发荧光分子断层成像光学子系统，其包括一光学相机，且所述光学相机设置于所述载床系统上；同时，所述X射线计算机断层成像子系统的成像视野、所述正电子发射断层成像子系统的成像视野与所述光学相机的成像视野至少部分重叠；所述载床系统还包括动物载床，所述动物载床将小动物移动至所述视野的重叠区域上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医学成像
，尤其涉及一种多模态小动物在体成像系统及其小动物成像方法。
技术介绍
小动物在体成像是应用影像学的方法，对活体状态下的生物过程进行细胞和分子水平的定性和定量研究。它利用特异性分子探针的靶向性追踪目标并成像，可用于肿瘤的早期检测与新药物的研制。多模态小动物在体成像系统能集各系统之长，提供融合图像，提供更多、更准确的信息。常用的各种小动物在体成像技术均有自己的优势与局限。X射线计算机断层成像X射线计算机断层成像、正电子发射断层成像、激发荧光分子断层成像、生物自发光断层成像各种成像技术分别在医学成像方面有自己的优势与不足，为了更全面准确的描述生命过程，多模态融合正是大势所趋。在国外，西门子、GE、飞利浦等均已有多模态的产品出现。国内小动物在体成像领域中，也已有类似装置。但是目前主要集中在X射线计算机断层成像与其他几种成像技术的双模融合设备方面，并且为数不多的已有多模态设备也都存在各种问题:有的结构不够紧凑，只是将各模态采集系统拼接到一块；有的各模态分别采集，采集时间长；并且其正电子发射断层成像部分尚未实现旋转平板伽马光子接收器采集数据，导致必须分别扫描尚未实现同时同机成像等缺点。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种多模态小动物在体成像系统，其包括，一支架，所述支架包括载床系统与支架系统，所述支架系统上设有一旋转圆盘，且所述载床系统位于所述旋转圆盘轴向上；所述旋转圆盘上设有X射线计算机断层成像子系统与正电子发射断层成像子系统；生物自发光及激发荧光一体分子断层成像光学子系统，其包括生物自发光断层成像光学子系统和激光荧光分子断层成像光学子系统，且所述生物自发光及激发荧光一体分子断层成像光学子系统包括一生物自发光断层成像光学子系统和激光荧光分子断层成像光学子系统共用的光学相机，且所述光学相机设置于所述载床系统上；同时，所述X射线计算机断层成像子系统的成像视野、所述正电子发射断层成像子系统的成像视野 与所述光学相机的成像视野至少部分重叠；所述载床系统还包括动物载床，所述动物载床将小动物移动至所述视野的重叠区域上。在上述技术方案的基础上，所述旋转圆盘中心区域设有一中心通孔，所述X射线计算机断层成像子系统的成像视野、所述正电子发射断层成像子系统的成像视野与所述生物自发光断层成像光学子系统的成像视野的重叠区域位于所述旋转圆盘中心区域。在上述技术方案的基础上所述X射线计算机断层成像子系统包括X射线源，X射线探测器，X射线准直器，且所述X射线源、X射线探测器、X射线准直器位于一直线上。在上述技术方案的基础上，所述正电子发射断层成像子系统包括开关电源，主控制板，时钟板，交换机，两伽马光子平板探测器，BDM电源模块，且所述两伽马光子平板探测器位于所述两伽马光子平板探测器分别设于所述旋转圆盘两侧。在上述技术方案的基础上所述直线上装有两组相互垂直的平移台，每组平移台包括两分别位于所述旋转圆盘中心区域两侧的平移台。在上述技术方案的基础上，所述X射线源与X射线准直器位于第一组平移台的其中一平移台上，所述X射线探测器位于第一组平移台的另一平移台上，且所述X射线源、X射线准直器与X射线探测器均能够在所述平移台上滑动。在上述技术方案的基础上，所述两伽马光子平板探测器分别装设于第二组平移台的两平移台上。在上述技术方案的基础上，所述载床系统包括载床支架，设置于所述载床支架上的动物载床平移台及设置于所述动物载床平移台上的动物载床，且所述动物载床能够在所述动物载床平移台上移动，使动物载床上小动物移至所述重叠的视野内，同时，所述载床系统上还设有固定装置，所述固定装置位于所述旋转圆盘中心区域到动物载床平移台的延伸方向上，所述光学相机安装于所述固定装置上。 在上述技术方案的基础上，生物自发光断层成像光学子系统和激发荧光分子断层成像光学子系统还包括反光镜，激光器，滤光片，所述激光器设置于所述旋转圆盘上，且所述激光器的光路通过所述视野的重叠区，所述反光镜设置于通过视野重叠区后的光路上，所述反光镜能够将所述激光器发出的激光反射至所述光学相机，同时，所述滤光片设置于所述光学相机上。在上述技术方案的基础上，所述激光器设置于所述旋转圆盘上，且所述激光器的出光口靠近所述旋转圆盘的中心区域，所述反光镜位于靠近所述中心区域且与所述出光口相对的一端，且所述反光镜安装于所述旋转圆盘上，所述反光镜位于所述X射线计算机断层成像子系统发出的X射线的路径上，且所述反光镜位于正电子发射断层成像子系统的两伽马光子平板探测器之间，且所述反光镜宽度小于所述两伽马光子平板探测器之间距离，所述反光镜材料为X射线衰减率低反光率高的材料。在上述技术方案的基础上，所述激光器设置于所述载床系统上，所述激光器通过光纤将激光传导至所述中心区域周围。本专利技术还提供一种使用所述一种多模态小动物在体成像系统的小动物成像方法，其包括以下步骤，SI将注射好符合三个模态要求的探针与造影剂的小动物固定到动物载床上；S2动物载床移动至视野的重叠区；S3开启所述X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统、生物自发光断层成像光学子系统和激发荧光分子断层成像光学子系统中的一个或多个，且旋转圆盘旋转一周；S4根据所述X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统、生物自发光断层成像光学子系统和激发荧光分子断层成像光学子系统的扫描数据得到小动物分子影像。在上述技术方案的基础上，同时开启所述X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统、生物自发光断层成像光学子系统和激发荧光分子断层成像光学子系统，根据得到的扫描数据进行重建，根据重建的结果图像进行多模态融合，即可得到X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统、生物自发光断层成像光学子系统和激发荧光分子断层成像光学子系统的三模态融合的分子影像。与现有技术相比，本专利技术实现了 X射线计算机断层成像、正电子发射断层成像与激发荧光分子断层成像三模态融合的分子影像成像；将大部分部件集中到旋转圆盘，充分利用空间结构，结构紧凑；各子系统成像视野重叠，可实现同时同机成像，缩短了采集时间；正电子发射断层成像子系统使用了平板伽马光子探测器；由于光学相机设置在旋转圆盘外，使得两伽马光子平板探测器距离不受限制，空间结构合理，正电子发射断层成像子系统可达到较高灵敏度，同时也不会降低其他子系统成像效果，并且也能使小动物保持正常体位。【附图说明】图1是本专利技术的多模态小动物在体成像系统的一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术的X射线计算机断层成像子系统的一个实施例的结构示意图；图3是本专利技术的正电子发射断层成像子系统的一个实施例的结构示意图； 图4是本专利技术的激发荧光分子断层成像/生物自发光断层成像光学子系统的一个实施例的结构示意图；图5是本专利技术的载床系统、支架系统、驱动系统与伺服系统的一个实施例的结构示意图。【具体实施方式】请参考图1至图5，一种多模态小动物在体成像系统，其包括一种多模态小动物在体成像系统，其包括，一支架，所述支架包括载床系统5与支架系统4，所述支架系统4上设有一旋转圆盘6 ;载床系统5位于所述旋转圆盘轴向上。所述旋转圆盘6上设有X射线计算机断层成像子系统I与正电子发射断层成像子系统2 ;载床系统5上设有生物自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于：其包括，一支架，所述支架包括载床系统与支架系统，所述支架系统上设有一旋转圆盘，且所述载床系统位于所述旋转圆盘轴向上；所述旋转圆盘上设有X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统、以及光学子系统的反光镜装置；所述光学子系统为生物自发光及激发荧光一体分子断层成像光学子系统，其包括生物自发光断层成像光学子系统和激光荧光分子断层成像光学子系统，且所述生物自发光及激发荧光一体分子断层成像光学子系统包括一生物自发光断层成像光学子系统和激光荧光分子断层成像光学子系统共用的光学相机，且所述光学相机设置于所述载床系统上；同时，所述X射线计算机断层成像子系统的成像视野、所述正电子发射断层成像子系统的成像视野与所述光学相机的成像视野至少部分重叠；所述载床系统还包括动物载床，所述动物载床将小动物移动至所述视野的重叠区域上。

【技术特征摘要】
1.一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:其包括， 一支架，所述支架包括载床系统与支架系统，所述支架系统上设有一旋转圆盘，且所述载床系统位于所述旋转圆盘轴向上； 所述旋转圆盘上设有X射线计算机断层成像子系统、正电子发射断层成像子系统、以及光学子系统的反光镜装置； 所述光学子系统为生物自发光及激发荧光一体分子断层成像光学子系统，其包括生物自发光断层成像光学子系统和激光荧光分子断层成像光学子系统，且所述生物自发光及激发荧光一体分子断层成像光学子系统包括一生物自发光断层成像光学子系统和激光荧光分子断层成像光学子系统共用的光学相机，且所述光学相机设置于所述载床系统上；同时， 所述X射线计算机断层成像子系统的成像视野、所述正电子发射断层成像子系统的成像视野与所述光学相机的成像视野至少部分重叠； 所述载床系统还包括动物载床，所述动物载床将小动物移动至所述视野的重叠区域上。2.如权利要求1所述的一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述旋转圆盘中心区域设有一中心通孔，所述X射线计算机断层成像子系统的成像视野、所述正电子发射断层成像子系统的成像视野与所述生物自发光断层成像光学子系统的成像视野的重叠区域位于所述旋转圆盘中心区域。3.如权利要求2所述 的一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述X射线计算机断层成像子系统包括X射线源，X射线探测器，X射线准直器，且所述X射线源、X射线探测器、X射线准直器位于一直线上。4.如权利要求3所述的一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述正电子发射断层成像子系统包括开关电源，主控制板，时钟板，交换机，两伽马光子平板探测器，BDM电源模块，且所述两伽马光子平板探测器位于所述两伽马光子平板探测器分别设于所述旋转圆盘两侧。5.如权利要求4所述的一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述直线上装有两组相互垂直的平移台，每组平移台包括两分别位于所述旋转圆盘中心区域两侧的平移台。6.如权利要求5所述的一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述X射线源与X射线准直器位于第一组平移台的其中一平移台上，所述X射线探测器位于第一组平移台的另一平移台上，且所述X射线源、X射线准直器与X射线探测器均能够在所述平移台上滑动。7.如权利要求5所述的一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述两伽马光子平板探测器分别装设于第二组平移台的两平移台上。8.如权利要求1所述一种多模态小动物在体成像系统，其特征在于:所述载床系统包括载床支...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱守平，黎金旺，罗小辉，陈琳，王岳，陈雪利，曹旭，梁继民，田捷，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61