[发明专利]一种活体小动物成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种活体小动物成像系统，其特征在于所述系统包括主控计算 机，X射线源与X射线探测装置，激发光源与激发光/荧光探测装置，旋 转扫描装置，所述X射线源与X射线探测装置，激发光源与激发光/荧光 探测装置，旋转扫描装置均分别受主控计算机控制；所述X射线源与X 射线探测装置包括X射线管控制器，微焦点X射线管和X射线探测器； 所述激发光源与激发光/荧光探测装置包括激光器控制器，激光器，聚焦 镜头，光束扫描控制器，光束扫描器，滤光器和CCD相机；所述旋转扫 描装置包括旋转控制器，旋转扫描台和小动物固定容器；所述小动物固定 容器，其外形为圆柱形或长方体，容器壁厚度为0.1mm-5mm，其内径为 10mm-50mm，其材料CT值小于2000，对500nm-1000nm的光衰减小 于50％。

2.如权利要求1所述活体小动物成像系统，其特征在于，所述X 射线源与X射线探测装置，激发光源与激发光/荧光探测装置均工作于透 射模式。

3.如权利要求1所述活体小动物成像系统，其特征在于，所述的 X射线探测器是面阵列探测器，所述探测器是相应X射线能量范围在 10keV-150eV的基于非晶硅，非晶硒，CMOS的平板探测器，或者基于 CCD的面阵列探测器。

4.如权利要求1所述活体小动物成像系统，其特征在于，所述激 光器波长在450nm-1000nm。

5.如权利要求1所述活体小动物成像系统，其特征在于，所述激 发光源与激发光/荧光探测装置使用的荧光标记物是发射荧光波长在 500nm-1500nm的化学染料，荧光蛋白，量子点或纳米颗粒。

6.如权利要求1所述活体小动物成像系统，其特征在于，所述光 束扫描器是二维振镜或二维电动扫描台，能够对激光进行二维扫描。

7.如权利要求1所述活体小动物成像系统，其特征在于，所述聚 焦镜头是工作距离在20mm-500mm的普通凸透镜，显微物镜，f-θ镜头 或远心扫描镜头。

8.如权利要求1所述活体小动物成像系统的成像方法，其特征在 于包括以下步骤：

对样品进行荧光和CT两种模式的三维成像，设CT获得的具有结构 信息的三维成像结果矩阵为I_C，荧光成像获得的具有分子信息的三维成像 结果矩阵为I_F；

根据MI_F＝RI_C+T，其中，M为差值矩阵，T为平移矩阵，R为旋转矩 阵，计算对样品的CT三维成像与荧光三维成像融合所需的参数M，R， T；由于两种成像模式的成像结果中小动物固定容器的位置是已知的，因 此对CT三维成像结果中小动物固定容器的位置，按照荧光三维成像结果 进行调整，获得参数M，R，T；

对活体小动物进行荧光和CT两种模式的三维成像；

用参数M，R，T调整对活体小动物的CT三维成像数据，调整后的 数据直接叠加到对活体小动物的荧光三维成像的结果中，即实现两种成像 模式的联合成像，该联合成像同时具有结构信息和分子信息。

9.如权利要求8所述活体小动物成像系统的成像方法，其特征在于， 主控计算机控制X射线源与X射线探测装置、激发光源与激发光/荧光探 测装置，按先后顺序或交替顺序完成对活体小动物的CT成像和荧光成像。