一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法与系统，涉及造影成像技术领域，包括步骤：分别通过第一波长和第二波长下的稳态/瞬态X射线激发各组分含量下的目标造影剂；获取各波长稳态/瞬态X射线激发下的绝对荧光强度/荧光强度衰减曲线；根据各波长下绝对荧光强度之间的比值作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第三方向上的坐标值；拟合各波长下的荧光强度衰减曲线获取第一荧光寿命/第二荧光寿命，并作为三维编码空间中第一方向上/第二方向的坐标值；根据坐标点进行与Lab颜色模型之间的适配；根据适配结果进行荧光数据获取并编码成像。本发明专利技术避免了荧光造影聚集诱导和背景荧光干扰对定量计算分析的影响。算分析的影响。算分析的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法与系统


[0001]本专利技术涉及造影成像
，具体涉及一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法与系统。

技术介绍

[0002]随着探针化学、纳米材料、共聚焦光学、多光子激发、近红外探测器等光学领域相关技术的稳步发展，荧光成像因为其简便、快速实时、光学可视的优势得到了广泛的研究与应用。然而由于样本微环境的复杂性，荧光造影剂的聚集诱导效应，背景荧光干扰等问题，无法确定样本中造影剂的真实浓度，从而无法通过绝对荧光强度实现样本成分、数量等信息的定量计算分析。因此，需要引入其他的光学参数来定量解决样本检测方面的这个难题。相对荧光强度比值可以消除背景荧光的干扰，得到一维比率数值，而瞬态荧光寿命不依赖于造影剂浓度，激光光强等外部条件，得到的数据更具稳定准确性。
[0003]相比于紫外
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可见
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近红外激发光而言，X射线因为其能量高、波长短，表现出更强的材料穿透深度；同时，可忽略的自发背景荧光干扰也可以增强光学信号的准确度和灵敏度，在成像检测领域受到了越来越多的关注。而限制其应用发展的主要因素之一，是拥有X射线激发、光学荧光发射特性以及良好生物相容性的纳米材料的缺乏。一种集粘附力谱学和X射线激发荧光成像的跨尺度、多模式、可视化材料检测造影剂是一类可以通过X射线光管进行激发，多波长(蓝、绿、红、近红外)发射、发射可调的纳米级材料检测造影剂专利技术材料，可以实现对于样本的实时、真实、彩色成像，定性分析样本的形态学信息。

技术实现思路

[0004]为了解决荧光造影剂聚集诱导效应和背景荧光干扰对样本成分、数量等信息定量计算分析的影响，本专利技术提出了一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法，包括步骤：
[0005]S1：分别通过第一波长和第二波长下的稳态X射线激发各组分含量下的目标造影剂；
[0006]S2：获取当前组分含量下目标造影剂分别在第一波长和第二波长稳态X射线激发下的绝对荧光强度；
[0007]S3：根据不同波长下绝对荧光强度之间的比值作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第三方向上的坐标值；
[0008]S4：分别通过第一波长和第二波长下的瞬态X射线激发各组分含量下的目标造影剂；
[0009]S5：获取当前组分含量下目标造影剂分别在第一波长和第二波长瞬态X射线激发下的荧光强度衰减曲线；
[0010]S6：通过衰减函数拟合第一波长下的荧光强度衰减曲线获取第一荧光寿命，并作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第一方向上的坐标值；
[0011]S7：通过衰减函数拟合第二波长下的荧光强度衰减曲线获取第二荧光寿命，并作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第二方向上的坐标值；
[0012]S8：根据各组分含量下目标造影剂在三维编码空间中的坐标点进行与Lab颜色模型之间的适配；
[0013]S9：根据适配结果对已知组分含量下的目标造影剂进行荧光数据获取并编码成像。
[0014]进一步地，所述第一波长和第二波长处于不同色域，且第二波长大于第一波长。
[0015]进一步地，所述目标造影剂的主体成分为NaAF4：B，其中A为Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Fe、Mn、Bi中的任意一种，B为Ce、Nd、Ho、Er、Tm、Yb中的任意一种。
[0016]进一步地，所述第一方向、第二方向和第三方向之间互相垂直。
[0017]进一步地，所述S7步骤中，通过衰减函数进行拟合时选用统计方差更接近1的拟合函数的拟合结果。
[0018]本专利技术还提出了一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像系统，包括：
[0019]X射线发射单元，用于发射第一波长和第二波长下的稳态X射线、瞬态X射线，并激发各组分含量下的目标造影剂；
[0020]强度采集单元，用于采集当前组分含量下目标造影剂分别在第一波长和第二波长稳态X射线激发下的绝对荧光强度，并获取不同波长下绝对荧光强度之间的比值；
[0021]衰减测算单元，用于采集当前组分含量下目标造影剂分别在第一波长和第二波长瞬态X射线激发下的荧光强度衰减曲线，并通过衰减函数拟合第一波长下的荧光强度衰减曲线获取第一荧光寿命，拟合第二波长下的荧光强度衰减曲线获取第二荧光寿命；
[0022]坐标转换单元，用于根据当前含量下目标造影剂不同波长下绝对荧光强度之间的比值为第三方向上的坐标值，以第一荧光寿命为第一方向上的坐标值，以第二荧光寿命为第二方向上的坐标值；
[0023]颜色适配单元，用于根据各组分含量下目标造影剂在三维编码空间中的坐标点进行与Lab颜色模型之间的适配；
[0024]造影成像单元，用于根据适配结果对已知组分含量下的目标造影剂进行荧光数据获取并编码成像。
[0025]进一步地，所述第一波长和第二波长处于不同色域，且第二波长大于第一波长。
[0026]进一步地，所述目标造影剂的主体成分为NaAF4：B，其中A为Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Fe、Mn、Bi中的任意一种，B为Ce、Nd、Ho、Er、Tm、Yb中的任意一种。
[0027]进一步地，所述第一方向、第二方向和第三方向之间互相垂直。
[0028]进一步地，所述衰减测算单元中，通过衰减函数进行拟合时选用统计方差更接近1的拟合函数的拟合结果。
[0029]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0030](1)本专利技术所述的一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法与系统，根据绝对荧光强度和荧光强度衰减曲线构建各组分含量下的目标造影剂在三维编码空间的坐标点，并进行Lab颜色模型之间的适配，从而能够避免荧光造影聚集诱导效应和背景荧光干扰对样本定量计算分析的影响；
[0031](2)通过Lab模型对不同荧光寿命、不同绝对荧光强度的激发后的目标造影剂进行
颜色区分显示，从而获得更加清晰准确的实时可视化样本形态学信息；
[0032](3)由于采用坐标编码与Lab模型之间的信息等量转换，能够涵盖更多样的形态学信息，且能够实现数字编码的可视化，为目标造影剂在成像分析领域的应用提供理论基础和方法指导。
附图说明
[0033]图1为一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法的步骤图；
[0034]图2为一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像系统的结构图；
[0035]图3为Lab色彩模型容量空间示意图。
具体实施方式
[0036]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0037]实施例一
[0038]为了发展一种基于集机械谱学和X射线激发荧光成像的跨尺度、多模式、可视化材料检测造影剂材料在样本检测分析的新方法，本专利技术提出通过建立其在X射线激发下稳态相对荧光强度及瞬态荧光寿命双模态多通道复合的彩色编码系统，实现其在生物检测、医学诊断领域的高分辨、高准确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法，其特征在于，包括步骤：S1：分别通过第一波长和第二波长下的稳态X射线激发各组分含量下的目标造影剂；S2：获取当前组分含量下目标造影剂分别在第一波长和第二波长稳态X射线激发下的绝对荧光强度；S3：根据不同波长下绝对荧光强度之间的比值作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第三方向上的坐标值；S4：分别通过第一波长和第二波长下的瞬态X射线激发各组分含量下的目标造影剂；S5：获取当前组分含量下目标造影剂分别在第一波长和第二波长瞬态X射线激发下的荧光强度衰减曲线；S6：通过衰减函数拟合第一波长下的荧光强度衰减曲线获取第一荧光寿命，并作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第一方向上的坐标值；S7：通过衰减函数拟合第二波长下的荧光强度衰减曲线获取第二荧光寿命，并作为当前组合含量下目标造影剂在三维编码空间中第二方向上的坐标值；S8：根据各组分含量下目标造影剂在三维编码空间中的坐标点进行与Lab颜色模型之间的适配；S9：根据适配结果对已知组分含量下的目标造影剂进行荧光数据获取并编码成像。2.如权利要求1所述的一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法，其特征在于，所述第一波长和第二波长处于不同色域，且第二波长大于第一波长。3.如权利要求1所述的一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法，其特征在于，所述目标造影剂的主体成分为NaAF4：B，其中A为Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Fe、Mn、Bi中的任意一种，B为Ce、Nd、Ho、Er、Tm、Yb中的任意一种。4.如权利要求1所述的一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法，其特征在于，所述第一方向、第二方向和第三方向之间互相垂直。5.如权利要求1所述的一种荧光双模态激发下的多通道复合造影成像方法，其特征在于，所述S7步骤中，通过衰减函数进行拟合时选用统计方差更接近1的拟合函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭皓，吴爱国，杨方，
申请(专利权)人：宁波慈溪生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：