【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多模医学图像融合领域，具体涉及一种集成三维ct扫描与荧光高光谱检测的多模态荧光高光谱显微ct成像装置
技术介绍
1、x射线ct扫描是一种获取样本内部结构高分辨率三维空间图像的无损诊断方式，已广泛应用于临床医学成像。x射线ct扫描利用人体区域（如骨头，肌肉及脂肪等）表现出不同的x射线透过率（衰减率）的特性，创建样本内部不同部位的衰减图以区分不同组织区域，并建立物体三维结构模型。然而，对于人体中各种软组织、血液、肌肉等x射线衰减系数相近的物质，x射线ct扫描结果不具有特异性和唯一性，无法实现准确的物质识别，这限制了其在肿瘤分析、血管血栓检测等领域的应用。荧光高光谱成像具有适用性广和特异性强的特点，能够对样品物质成分进行精密检测与分析，目前已应用于生物医学领域。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种多模态荧光高光谱显微ct成像方法及装置。
2、本专利技术实现其目的的技术方案如下：
3、一种多模态荧光高光谱显微ct成像方法，通过x射线ct扫描采集样本多个角度的ct图像，重构样本内部的三维结构数据模型；通过凝视型快速荧光高光谱成像模组与高分辨率荧光高光谱成像模组采集样本的荧光高光谱数据；将样本内部三维结构数据与荧光高光谱数据相配准，得到可视化的多模态荧光高光谱显微ct数据模型。
4、所述的可视化的多模态荧光高光谱显微ct数据模型包括样本内部骨骼、内脏器官、血管、肿瘤及组织三维结构，以及相应区域的荧光高光谱数据
5、所述的样本包括动物、生物器官、组织。
6、一种多模态荧光高光谱显微ct成像装置，包括x射线ct扫描模组、凝视型快速荧光高光谱成像模组和/或高分辨率荧光高光谱成像模组、信息处理单元；
7、所述的信息处理单元包括计算机；所述的x射线ct扫描模组包括x射线源，x射线平板探测器；x射线源，x射线平板探测器与计算机相连；所述的凝视型快速荧光高光谱成像模组包括第一x射线吸收铅板，远心镜头，第一准直透镜，第一二向色镜，第一滤光片，可调谐滤波器，第一聚焦透镜，第一相机；其中远心透镜、第一准直透镜、第一二向色镜和第一滤光片、可调谐滤波器、第一聚焦透镜，第一相机依次相连；第一相机、可调谐滤波器与计算机相连；所述的高分辨率荧光高光谱成像模组包括第二x射线吸收铅板，显微物镜，管透镜，第二二色向镜，狭缝，第二滤光片，第二准直透镜，棱镜-光栅-棱镜模块，第二聚焦透镜，第二相机；其中，显微物镜，管透镜，第二二色向镜，狭缝，第二滤光片，第二准直透镜，棱镜-光栅-棱镜模块，第二聚焦透镜，第二相机依次相连；第二相机与计算机相连。
8、所述的计算机控制第一旋转臂和第二旋转臂的旋转带动x射线ct扫描模组、凝视型快速荧光高光谱成像模组、高分辨率荧光高光谱成像模组进行360°旋转；装置旋转过程中，x射线ct扫描模组采集每个角度的ct图像，通过信息处理单元进行三维重构；同时，凝视型快速荧光高光谱成像模组与高分辨率荧光高光谱成像模组分别采集样品不同角度的荧光高光谱数据；信息处理单元将荧光高光谱数据与三维模型相配准，形成可视化的多模态荧光高光谱显微ct数据模型。
9、所述的x射线ct扫描模组中的x射线源发射的x射线用于激发有靶向的纳米光子闪烁体或其修饰物的生物样本的荧光；第一光纤激光器和第二光纤激光器发射的激光用于激发体内含荧光标志探针的生物样品。
10、所述的x射线ct扫描模组，x射线源发射高能x射线形成锥形光束，穿过生物体组织到达x射线平板探测器上形成二维图像，生物体内不同组织成分对x射线的衰减率不同使得各层面探测器图像产生差异。
11、所述的凝视型快速荧光高光谱成像模组，生物体被照射的区域发射荧光，经过远心镜头、第一准直透镜、第一二向色镜、第一滤光片、可调谐滤波器，第一聚焦透镜后在第一相机的相面上形成图像，可调谐滤波器通过连续变换透过波段来实现光谱扫描。
12、所述的高分辨率荧光高光谱成像模组，生物体被照射的区域发射荧光，经过显微物镜、管透镜、第二二向色镜、高光谱分光模组后，第二相机采集荧光光谱数据。
13、所述的高光谱分光模组，依次包括狭缝、第二滤光片、第二准直透镜、棱镜-光栅-棱镜模块、第二聚焦透镜；荧光通过前置光学元件后聚焦在狭缝位置上；从狭缝中央出射的光经过第二滤光片，被第二准直透镜准直为平行光，经过棱镜-光栅-棱镜模块后，不同波长的光经第二聚焦透镜聚焦在第二相机感光面的不同位置，从而形成对应区域的光谱图像，通过三维位移台改变样品位置，样品不同区域的荧光高光谱信息被高光谱分光模组采集，从而形成样品完整的高光谱图像。
14、本专利技术的有益效果：
15、本专利技术公开了一种多模态荧光高光谱显微ct成像方法及装置，能够实现兼顾x射线ct扫描与荧光高光谱成像的多模态融合显微成像。
16、本专利技术克服了传统x射线ct扫描无法分析生物样本中相近x射线衰减率的物质，不具有特异性和唯一性的痛点问题。将x射线ct扫描与荧光高光谱成像相结合的多模态成像技术，能够同时获得图像三维解剖与物质组成成分两种互补信息，建立细节更丰富、信息更全面的高维模型，为临床医学图像分析及医学问题评估规划提供更精准、全面且有效的手段。
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1.一种多模态荧光高光谱显微CT成像方法，其特征在于：通过X射线CT扫描采集样本多个角度的CT图像，重构样本内部的三维结构数据模型；通过凝视型快速荧光高光谱成像模组与高分辨率荧光高光谱成像模组采集样本的荧光高光谱数据；将样本内部三维结构数据与荧光高光谱数据相配准，得到可视化的多模态荧光高光谱显微CT数据模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：可视化的多模态荧光高光谱显微CT数据模型包括样本内部骨骼、内脏器官、血管、肿瘤及组织三维结构，以及相应区域的荧光高光谱数据；根据不同区域的荧光高光谱数据的差异，将对应的区域渲染为不同颜色，实现样本内部不同部位的可视化区分；荧光高光谱数据根据需要用于物质组成成分的分析。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的样本包括动物、生物器官、组织。
4.一种多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：包括X射线CT扫描模组、凝视型快速荧光高光谱成像模组和/或高分辨率荧光高光谱成像模组、信息处理单元；
5.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：所述的计算机控制
6.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：所述的X射线CT扫描模组中的X射线源发射的X射线用于激发有靶向的纳米光子闪烁体或其修饰物的生物样本的荧光；第一光纤激光器和第二光纤激光器发射的激光用于激发体内含荧光标志探针的生物样品。
7.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：所述的X射线CT扫描模组，X射线源发射高能X射线形成锥形光束，穿过生物体组织到达X射线平板探测器上形成二维图像，生物体内不同组织成分对X射线的衰减率不同使得各层面探测器图像产生差异。
8.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：所述的凝视型快速荧光高光谱成像模组，生物体被照射的区域发射荧光，经过远心镜头、第一准直透镜、第一二向色镜、第一滤光片、可调谐滤波器、第一聚焦透镜后在第一相机的相面上形成图像，可调谐滤波器通过连续变换透过波段来实现光谱扫描。
9.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：所述的高分辨率荧光高光谱成像模组，生物体被照射的区域发射荧光，经过显微物镜、管透镜、第二二向色镜、高光谱分光模组后，第二相机采集荧光光谱数据。
10.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微CT成像装置，其特征在于：所述的高光谱分光模组，依次包括狭缝、第二滤光片、第二准直透镜、棱镜-光栅-棱镜模块、第二聚焦透镜；荧光通过前置光学元件后聚焦在狭缝位置上；从狭缝中央出射的光经过第二滤光片，被第二准直透镜准直为平行光，经过棱镜-光栅-棱镜模块后，不同波长的光经第二聚焦透镜聚焦在第二相机感光面的不同位置，从而形成对应区域的光谱图像，通过三维位移台改变样品位置，样品不同区域的荧光高光谱信息被高光谱分光模组采集，从而形成样品完整的高光谱图像。
...【技术特征摘要】
1.一种多模态荧光高光谱显微ct成像方法，其特征在于：通过x射线ct扫描采集样本多个角度的ct图像，重构样本内部的三维结构数据模型；通过凝视型快速荧光高光谱成像模组与高分辨率荧光高光谱成像模组采集样本的荧光高光谱数据；将样本内部三维结构数据与荧光高光谱数据相配准，得到可视化的多模态荧光高光谱显微ct数据模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：可视化的多模态荧光高光谱显微ct数据模型包括样本内部骨骼、内脏器官、血管、肿瘤及组织三维结构，以及相应区域的荧光高光谱数据；根据不同区域的荧光高光谱数据的差异，将对应的区域渲染为不同颜色，实现样本内部不同部位的可视化区分；荧光高光谱数据根据需要用于物质组成成分的分析。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的样本包括动物、生物器官、组织。
4.一种多模态荧光高光谱显微ct成像装置，其特征在于：包括x射线ct扫描模组、凝视型快速荧光高光谱成像模组和/或高分辨率荧光高光谱成像模组、信息处理单元；
5.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微ct成像装置，其特征在于：所述的计算机控制第一旋转臂和第二旋转臂的旋转带动x射线ct扫描模组、凝视型快速荧光高光谱成像模组、高分辨率荧光高光谱成像模组进行360°旋转；装置旋转过程中，x射线ct扫描模组采集每个角度的ct图像，通过信息处理单元进行三维重构；同时，凝视型快速荧光高光谱成像模组与高分辨率荧光高光谱成像模组分别采集样品不同角度的荧光高光谱数据；
6.根据权利要求4所述的多模态荧光高光谱显微ct成像装置，其特征在于：所述的x射线ct扫描模组中的x射线源发射的x射线用...
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