多波长扩散光断层成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多波长扩散光断层成像系统。该系统包括光学采集模块(110)，用于产生激发光源，并根据所述激发光源探测断层形成采集数据；开关模块(120)，电连接至所述光学采集模块(110)，用于控制所述激发光源的通断；数模转换模块(130)，电连接至所述光学采集模块(110)，用于接收所述光学采集模块(110)的采集数据并转换成数字信号数据；处理器(140)，电连接至所述开关模块(120)和所述数模转换模块(130)，用于控制所述开关模块(120)中各开关的通断。本发明专利技术提供的成像系统，通过多个发光二极管和多个探测器形成光学采集模块，提高信号探测效率的同时，节约成像系统的研发成本，降低结构复杂度，进一步降低系统的成本。

Multiwavelength Diffusion Optical Tomography System

The invention relates to a multi-wavelength diffusion optical tomography system. The system includes an optical acquisition module (110) for generating an excitation light source and detecting faults to form acquisition data according to the excitation light source; a switch module (120) electrically connected to the optical acquisition module (110) for controlling the switching off of the excitation light source; a digital-analog conversion module (130) electrically connected to the optical acquisition module (110) for receiving the optical acquisition module (110). The data are collected and converted into digital signal data; the processor (140) is electrically connected to the switch module (120) and the digital-to-analog conversion module (130) for controlling the switching on and off of the switches in the switch module (120). The imaging system provided by the invention forms an optical acquisition module through multiple light-emitting diodes and multiple detectors, improves the signal detection efficiency, saves the research and development cost of the imaging system, reduces the structure complexity and further reduces the cost of the system.

【技术实现步骤摘要】
多波长扩散光断层成像系统
本专利技术属于光学成像
，具体涉及一种多波长扩散光断层成像系统。
技术介绍
扩散光学断层成像(DiffuseOpticalTomography，简称DOT)是一种非侵入式、安全度高、灵敏性好的光学成像方式，它利用穿过组织的漫射光所携带的组织内部信息，结合组织光传输模型，组织体三维空间的光学吸收系数和散射系数分布图。目前DOT成像主要有以下三种成像方式：稳态、频域以及时域成像方式。当下，业界普遍采用光电倍增管(PhotomultiplierTube，简称PMT)作为探测器，采用带调制的激光二极管(LaserDiode，简称LD)作为激发光源。光束从LD中出来之后，进入到一个1×N的光开关，进行激发通道切换，再通过光纤将光束传输至实验仿体或生物组织表面；接收通道采用大芯径、高数值孔径的特殊光纤，将出射的光从表面传输至PMT，完成探测和数据采集工作。为了提高成像效果，成像系统中所需的激发和探测光纤的数量增多，相应的系统也会越来越笨重，使得传统成像系统的结构复杂度越来越高；进一步地，由于光纤数值孔径的限制，使用探测光纤接收出射的光信号会损失，降低传统成像系统的探测效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种多波长扩散光断层成像系统。本专利技术的一个实施例提供了一种多波长扩散光断层成像系统，包括：光学采集模块110，用于产生激发光源，并根据所述激发光源探测断层形成采集数据；开关模块120，电连接至所述光学采集模块110，用于控制所述激发光源的接通或断开；数模转换模块130，电连接至所述光学采集模块110，用于接收所述光学采集模块110的采集数据，并将所述采集数据转换成第一数字信号数据；处理器140，电连接至所述开关模块120和所述数模转换模块130，用于控制所述开关模块120的接通或断开，还用于接收所述第一数字信号数据，将所述第一数字信号数据处理形成第二数字信号数据，并将所述第二数字信号数据进行发送。在本专利技术的一个实施例中，光学采集模块110包括多个发光二极管和多个探测器，多个发光二极管连接至所述开关模块120，多个探测器连接至所述数模转换模块130；其中，所述发光二极管和所述探测器等间距排布。在本专利技术的一个实施例中，所述发光二极管为三波长集成的发光二极管。在本专利技术的一个实施例中，所述探测器为硅光电倍增管。在本专利技术的一个实施例中，所述开关模块120为多路模拟开关芯片；其中，每路模拟开关连接对应的一个发光二极管，完成激发通道的的切换。在本专利技术的一个实施例中，还包括驱动电路150，连接至所述开关模块120，用于通过所述开关模块120驱动所述发光二极管发光。在本专利技术的一个实施例中，所述驱动电路150为双NMOS镜像电流源电路。在本专利技术的一个实施例中，还包括频率合成器160，连接至所述处理器140和所述驱动电路150之间，用于根据所述处理器140产生低频调制信号，并发送所述低频调制信号至所述驱动电路150。在本专利技术的一个实施例中，还包括网络模块170，连接至所述处理器140，用于转发所述第二数字信号数据。在本专利技术的一个实施例中，还包括终端180，连接至所述网络模块170，用于通过所述网络模块170接收所述第二数字信号数据。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的成像系统相比于传统的系统1)结构复杂度低，更加便携；2)研发成本低，进一步降低产品成品；3)信号探测效率高。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种多波长扩散光断层成像系统的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种发光二极管和探测器的排布示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种双NMOS镜像电流源电路示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种待重建网格和重建网格图像的对比示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1和图2，图1为本专利技术实施例提供的一种多波长扩散光断层成像系统的示意图，图2为本专利技术实施例提供的一种发光二极管和探测器的排布示意图。具体地，该多波长扩散光断层成像系统可以包括：光学采集模块110，用于产生激发光源，并根据所述激发光源探测断层形成采集数据；开关模块120，电连接至所述光学采集模块110，用于控制所述激发光源的接通或断开；数模转换模块130，电连接至所述光学采集模块110，用于接收所述光学采集模块110的采集数据，并将所述采集数据转换成第一数字信号数据；处理器140，电连接至所述开关模块120和所述数模转换模块130，用于控制所述开关模块120的接通或断开，还用于接收所述第一数字信号数据，将所述第一数字信号数据处理形成第二数字信号数据，并将所述第二数字信号数据进行发送。其中，光学采集模块110包括多个发光二极管和多个探测器，多个发光二极管连接至所述开关模块120，多个探测器连接至所述数模转换模块130；其中，所述发光二极管和所述探测器等间距排布。其中，所述发光二极管为三波长集成的发光二极管。其中，所述探测器为硅光电倍增管。其中，所述开关模块120为多路模拟开关芯片；其中，每路模拟开关连接对应的一个发光二极管，完成激发通道的的切换。其中，还包括驱动电路150，连接至所述开关模块120，用于通过所述开关模块120驱动所述发光二极管发光。其中，所述驱动电路150为双NMOS镜像电流源电路。其中，还包括频率合成器160，连接至所述处理器140和所述驱动电路150之间，用于根据所述处理器140产生低频调制信号，并发送所述低频调制信号至所述驱动电路150。其中，还包括网络模块170，连接至所述处理器140，用于转发所述第二数字信号数据。其中，还包括终端180，连接至所述网络模块170，用于通过所述网络模块170接收所述第二数字信号数据。本实施例，通过发光二极管和探测器的等间距排布采集断层信息，提高信号探测效率的同时，节约成像系统的研发成本，降低结构复杂度，进一步降低系统的成本。实施例二请继续参见图1和图2。本实施例在上述实施例的基础上对本专利技术提出的多波长扩散光断层成像系统进行详细介绍。该系统包括：光学采集模块110、开关模块120、数模转换模块130、处理器140、驱动电路150、频率合成器160、网络模块170以及终端180；其中，光学采集模块110为多个发光二极管和多个探测器，发光二极管产生激发光源，探测器根据激发光源探测断层形成采集数据。发光二极管和探测器等间距地排布在柔性印制电路板上，使它们与实验仿体或生物组织表面贴合。柔性印制电路板作为载体，承载所有的发光二极管和探测器。进一步地，探测器为硅光电倍增管。探测器具有比较大的动态响应范围和较高的光谱响应灵敏度，而且针对高频调制的光信号，探测器有高的响应频率，对于较微弱的光子信号，需要比较大的增益范围。这就要求探测器的性能要达到系统所需的要求，硅光电倍增管作为探测器为最佳的选择。硅光电倍增管是由许多个工作在盖革模式下的雪崩二极管组成。具有300-900nm的宽广谱响应范围，额定最大增益电压-30.0V，最大输出信号电流6mA。单个雪崩二极管的充放电时间典型值为5ns，可以满足高频调制信号测量，适用于DOT成像系统。进一步地，由于硅光电倍增管输出信号为电流值，而且值较小不便于测量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波长扩散光断层成像系统，其特征在于，包括：光学采集模块(110)，用于产生激发光源，并根据所述激发光源探测断层形成采集数据；开关模块(120)，电连接至所述光学采集模块(110)，用于控制所述激发光源的接通或断开；数模转换模块(130)，电连接至所述光学采集模块(110)，用于接收所述采集数据，并将所述采集数据转换成第一数字信号数据；处理器(140)，电连接至所述开关模块(120)和所述数模转换模块(130)，用于控制所述开关模块(120)的接通或断开，还用于接收所述第一数字信号数据，将所述第一数字信号数据处理形成第二数字信号数据，并将所述第二数字信号数据进行发送。

【技术特征摘要】
1.一种多波长扩散光断层成像系统，其特征在于，包括：光学采集模块(110)，用于产生激发光源，并根据所述激发光源探测断层形成采集数据；开关模块(120)，电连接至所述光学采集模块(110)，用于控制所述激发光源的接通或断开；数模转换模块(130)，电连接至所述光学采集模块(110)，用于接收所述采集数据，并将所述采集数据转换成第一数字信号数据；处理器(140)，电连接至所述开关模块(120)和所述数模转换模块(130)，用于控制所述开关模块(120)的接通或断开，还用于接收所述第一数字信号数据，将所述第一数字信号数据处理形成第二数字信号数据，并将所述第二数字信号数据进行发送。2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，光学采集模块(110)包括多个发光二极管和多个探测器，多个发光二极管连接至所述开关模块(120)，多个探测器连接至所述数模转换模块(130)；其中，所述发光二极管和所述探测器等间距排布。3.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于，所述发光二极管为三波长集成的发光二极管。4.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱守平，王民，马骋，周欣欣，陈睿博，曹旭，
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