本實(shí)用新型屬于醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熒光分子成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

熒光分子成像(fluorescence mocular tomography，F(xiàn)MT)是利用散射光來(lái)探測(cè)組織功能的一種具有大深度的光學(xué)在體成像技術(shù)，利用生物組織對(duì)600-900nm波段的光子呈低吸收、高散射，光子可深入到組織表面數(shù)厘米下的特點(diǎn)，熒光分子成像可非侵入地進(jìn)行深層組織功能成像。熒光分子成像與熒光探針技術(shù)相結(jié)合可對(duì)組織水平、細(xì)胞及亞細(xì)胞水平的分子信息進(jìn)行成像，從而快速、遠(yuǎn)距離、無(wú)損傷地反映活體特征及生物進(jìn)程。熒光分子成像技術(shù)成本低，無(wú)輻射傷害，成像深度深，在疾病的在體檢測(cè)、基因治療的在體示蹤、藥物在體療效測(cè)評(píng)和功能分子在體活動(dòng)規(guī)律研究等。許多生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使其脫穎而出、獨(dú)樹(shù)一幟。

目前熒光分子成像問(wèn)題包括正向問(wèn)題和逆向問(wèn)題。正向問(wèn)題是指光子自光源發(fā)射經(jīng)組織體吸收散射最終到達(dá)探測(cè)器的過(guò)程；而逆向問(wèn)題是指解析探測(cè)器的探測(cè)數(shù)據(jù)從而獲取組織體光學(xué)特性參數(shù)分布的過(guò)程，既一般圖像重建過(guò)程，熒光分子成像是一個(gè)非線性和高病態(tài)性的問(wèn)題，導(dǎo)致這種技術(shù)的低空間分辨率。

現(xiàn)有的熒光分子成像技術(shù)主要包括單角度FMT成像系統(tǒng)和多角度FMT系統(tǒng)，單角度FMT成像系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題在于：?jiǎn)我唤嵌瘸上癫杉上褓|(zhì) 量差。而多角度FMT成像系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題在于：成像結(jié)構(gòu)異化，成本較高，不易推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種熒光分子成像系統(tǒng)，旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題之一。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種熒光分子成像系統(tǒng)，包括光源組件、載物臺(tái)組件和圖像采集組件，所述載物臺(tái)組件用于放置實(shí)驗(yàn)對(duì)象，所述光源組件用于向所述實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)射激發(fā)光，所述實(shí)驗(yàn)對(duì)象接收激發(fā)光并產(chǎn)生熒光信號(hào)；所述載物臺(tái)組件還包括轉(zhuǎn)環(huán)和平面鏡，所述平面鏡對(duì)稱設(shè)置于轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)環(huán)用于帶動(dòng)平面鏡旋轉(zhuǎn)，所述平面鏡用于對(duì)所述實(shí)驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生的熒光信號(hào)進(jìn)行反射，所述圖像采集組件用于對(duì)所述平面鏡反射的熒光信號(hào)進(jìn)行采集。

本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述光源組件位于載物臺(tái)組件的下方，所述光源組件包括激光器和二維位移臺(tái)，所述激光器垂直設(shè)于二維位移臺(tái)上，所述激光器用于發(fā)射激發(fā)光，所述二維位移臺(tái)用于根據(jù)設(shè)定的移動(dòng)速度和軌跡帶動(dòng)激光器移動(dòng)。

本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述載物臺(tái)組件還包括載物臺(tái)和鏡片支架；所述轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)繞設(shè)置于載物臺(tái)的外側(cè)，且所述轉(zhuǎn)環(huán)可圍繞載物臺(tái)旋轉(zhuǎn)，所述鏡片支架的數(shù)量為至少兩個(gè)，所述至少兩個(gè)鏡片支架對(duì)稱設(shè)置于轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)；所述載物臺(tái)用于放置實(shí)驗(yàn)對(duì)象，所述至少兩個(gè)鏡片支架用于安裝平面鏡，所述轉(zhuǎn)環(huán)帶動(dòng)所述平面鏡圍繞所述載物臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述轉(zhuǎn)環(huán)的底部還設(shè)有控制芯片和電池槽，所述控制芯片用于控制轉(zhuǎn)環(huán)的開(kāi)關(guān)及轉(zhuǎn)速，所述電池槽用于 安裝電池，通過(guò)所述電池為轉(zhuǎn)環(huán)供電。

本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述圖像采集組件位于載物臺(tái)組件的上方，所述圖像采集組件包括濾光片組和相機(jī)，所述濾光片組位于相機(jī)的鏡頭下方，所述濾光片組用于對(duì)所述平面鏡反射的熒光信號(hào)進(jìn)行濾光處理，所述相機(jī)用于采集熒光信號(hào)的圖像；所述激光器的激光源、平面鏡、濾光片組及相機(jī)鏡頭的光路一致。

本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括控制組件，所述控制組件分別與二維位移臺(tái)和相機(jī)電性連接，所述控制組件用于控制二維位移臺(tái)的移動(dòng)速度和軌跡，根據(jù)所述二維位移臺(tái)的移動(dòng)控制所述相機(jī)進(jìn)行圖像采集，所述相機(jī)將所采集的圖像傳輸至控制組件，所述控制組件接收并顯示采集圖像。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果在于：本實(shí)用新型實(shí)施例的熒光分子成像系統(tǒng)在現(xiàn)有單角度FMT成像系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，于載物臺(tái)兩側(cè)放置兩面平面反光鏡，平面鏡角度可調(diào)，并利用轉(zhuǎn)速可調(diào)的轉(zhuǎn)環(huán)帶動(dòng)其360度旋轉(zhuǎn)，配合系統(tǒng)EMCCD相機(jī)，通過(guò)鏡面反射同時(shí)采集物體上部及任意側(cè)的熒光信號(hào)，采用平面鏡鏡面反射技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)全角度FMT三維成像，相對(duì)于現(xiàn)有的多角度FMT成像系統(tǒng)，大大降低現(xiàn)有FMT成像系統(tǒng)的成本，同時(shí)使得成像角度不再單一，增加了成像靈活性，所獲得圖像信息更為豐富，大幅度地提高成像的精準(zhǔn)度。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的熒光分子成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的載物臺(tái)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)參閱圖1，是本實(shí)用新型實(shí)施例的熒光分子成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的熒光分子成像系統(tǒng)包括光源組件10、載物臺(tái)組件20、圖像采集組件30和控制組件40；其中，載物臺(tái)組件20可旋轉(zhuǎn)的設(shè)于光源組件10的上方，用于放置實(shí)驗(yàn)對(duì)象，光源組件10用于向?qū)嶒?yàn)對(duì)象發(fā)射激發(fā)光；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，向載物臺(tái)組件20上的實(shí)驗(yàn)對(duì)象注入顯影劑，被注入顯影劑的實(shí)驗(yàn)對(duì)象接收到激發(fā)光后，產(chǎn)生熒光信號(hào)；圖像采集組件30設(shè)于載物臺(tái)組件20的上方，控制組件40與圖像采集組件30電性連接，控制組件40用于控制圖像采集組件30對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生的熒光信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的圖像傳輸至控制組件40進(jìn)行顯示。

具體地，光源組件10包括激光器11和二維位移臺(tái)12，激光器11垂直設(shè)于二維位移臺(tái)12上，激光器11用于產(chǎn)生多個(gè)波長(zhǎng)的激發(fā)光，二維位移臺(tái)12用于帶動(dòng)激光器11進(jìn)行移動(dòng)；控制組件40與二維位移臺(tái)12電性連接，通過(guò)控制組件40設(shè)定并控制二維位移臺(tái)12的移動(dòng)速度和移動(dòng)軌跡。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，顯影劑為吲哚青綠，激光器11發(fā)射的激發(fā)光為近紅外光，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行選擇。激光器11的移動(dòng)方式具體為：由二維位移臺(tái)12帶動(dòng)激光器11在一個(gè)垂直平面內(nèi)按照5*5點(diǎn)陣移動(dòng)，各點(diǎn)之間相距2mm。

請(qǐng)一并參閱圖2，是本實(shí)用新型實(shí)施例的載物臺(tái)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的載物臺(tái)組件20包括載物臺(tái)22、轉(zhuǎn)環(huán)23和鏡片支架24；其中，轉(zhuǎn)環(huán)23環(huán)繞設(shè)置于載物臺(tái)22的外側(cè)，且轉(zhuǎn)環(huán)23可圍繞載物臺(tái)22旋轉(zhuǎn)。鏡片支架24的數(shù)量為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)鏡片支架24對(duì)稱設(shè)置于轉(zhuǎn)環(huán)23的兩側(cè)，并可根據(jù)成像需求調(diào)整鏡片支架24的設(shè)置方向(例如左右、前后)或角度。載物臺(tái)22用于放置實(shí)驗(yàn)對(duì)象，鏡片支架24用于安裝平面鏡(圖未示)，轉(zhuǎn)環(huán)23用于帶動(dòng)鏡片支架24上的平面鏡圍繞載物臺(tái)22上的實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行 360°旋轉(zhuǎn)，通過(guò)平面鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象上部或任意側(cè)的熒光信號(hào)進(jìn)行反射，并通過(guò)圖像采集組件30進(jìn)行圖像采集，實(shí)現(xiàn)全角度FMT三維成像。本實(shí)用新型使得成像角度不再單一，所獲得圖像信息更為豐富，使得成像效果提升了3-5倍。本實(shí)用新型實(shí)施例的平面鏡包括但不限于棱鏡、金屬或晶體等可反射熒光的設(shè)備。平面鏡的角度可調(diào)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的不同以最適合的角度測(cè)量。

請(qǐng)一并參閱圖3，是本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)環(huán)23的底部還設(shè)有控制芯片231和電池槽232，控制芯片231用于控制轉(zhuǎn)環(huán)23的開(kāi)關(guān)，控制并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)環(huán)23的轉(zhuǎn)速。電池槽232用于安裝電池，通過(guò)電池為轉(zhuǎn)環(huán)23供電。

圖像采集組件30包括濾光片組31和相機(jī)32，濾光片組31位于相機(jī)32的鏡頭下方，濾光片組31用于對(duì)平面鏡反射的熒光信號(hào)進(jìn)行濾光處理，相機(jī)32與控制組件40連接，控制組件40控制相機(jī)32在二維位移臺(tái)12每移動(dòng)一個(gè)位移，則采集一張實(shí)驗(yàn)對(duì)象的圖像，并將采集圖像傳輸至控制組件40進(jìn)行顯示。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，可根據(jù)激發(fā)光的類型選擇不同波段的濾光片組；相機(jī)32為EMCCD(電子倍增CCD)相機(jī)，通過(guò)濾光片組31和相機(jī)32有利于大幅度提高成像的精準(zhǔn)度，且濾光片組31和相機(jī)32的位置及角度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。

控制組件40為計(jì)算機(jī)，其分別與二維位移臺(tái)12和相機(jī)32電性連接，用于設(shè)置并控制二維位移臺(tái)12的移動(dòng)速度和軌跡，根據(jù)二維位移臺(tái)12的移動(dòng)控制相機(jī)32進(jìn)行圖像采集，接收并顯示相機(jī)32傳輸?shù)膱D像，根據(jù)采集圖像對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

本實(shí)用新型實(shí)施例的熒光分子成像系統(tǒng)的操作方式包括：打開(kāi)控制組件40和二維位移臺(tái)12，將實(shí)驗(yàn)對(duì)象放置于載物臺(tái)22中，調(diào)整鏡片支架24于合適角度，放置平面鏡；開(kāi)啟相機(jī)32，調(diào)節(jié)濾光片組31和激光器11，通過(guò)相機(jī)32的特定軟件檢測(cè)激光器11的激光源、平面鏡、濾光片組31及相機(jī)32的鏡頭的光路是否一致。調(diào)整好光路后，打開(kāi)激光器11，通過(guò)控制組件40設(shè)置二維位 移臺(tái)12的移動(dòng)速度和軌跡，并通過(guò)控制芯片231打開(kāi)轉(zhuǎn)環(huán)23，使轉(zhuǎn)環(huán)23帶動(dòng)平面鏡開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)控制組件控制相機(jī)32根據(jù)二維位移臺(tái)12的移動(dòng)開(kāi)始采集圖像，將采集圖像傳輸至控制組件40中，最后通過(guò)控制組件40顯示并處理采集圖像。

本實(shí)用新型實(shí)施例的熒光分子成像系統(tǒng)在現(xiàn)有單角度FMT成像系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，于載物臺(tái)兩側(cè)放置兩面平面反光鏡，平面鏡角度可調(diào)，并利用轉(zhuǎn)速可調(diào)的轉(zhuǎn)環(huán)帶動(dòng)其360度旋轉(zhuǎn)，配合系統(tǒng)EMCCD相機(jī)，通過(guò)鏡面反射同時(shí)采集物體上部及任意側(cè)的熒光信號(hào)，采用平面鏡鏡面反射技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)全角度FMT三維成像，相對(duì)于現(xiàn)有的多角度FMT成像系統(tǒng)，大大降低現(xiàn)有FMT成像系統(tǒng)的成本，同時(shí)使得成像角度不再單一，增加了成像靈活性，所獲得圖像信息更為豐富，大幅度地提高成像的精準(zhǔn)度。本實(shí)用新型還可與MRI(磁共振成像)成像進(jìn)行多模態(tài)結(jié)合，利用MRI從高分辨成像模式獲取的解剖結(jié)構(gòu)特征，作為空間結(jié)構(gòu)先驗(yàn)信息來(lái)解決FMT問(wèn)題的病態(tài)性，并借助于MRI圖像所提供的空間結(jié)構(gòu)更直觀準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來(lái)，大大減少了重建問(wèn)題中所需要的參數(shù)數(shù)據(jù)量，解決了FMT問(wèn)題的病態(tài)性，提高了FMT成像質(zhì)量。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。