[发明专利]一种联合成像的锥束X射线发光断层成像系统及其方法

权利要求书

1.一种联合成像的锥束X射线发光断层成像系统，包括与透镜耦合的CCD相机、X射线源、X射线探测器、电控旋转台、窄带滤波片；CDD相机和窄带滤波片固定同一方向上，保证待成像物体、CCD相机和窄带滤波片在同一条直线上；将X射线源与X射线探测器放在与CCD相机垂直的方向，并保证X射线源、待成像物体和X射线探测器在同一直线上；利用计算机控制CCD相机、电控旋转台、X射线源和X射线探测器运行；其中：

所述CCD相机，用来采集待成像物体的被X射线激发产生的透射式荧光数据；

所述X射线源，用来发射X射线，并激发成像物体内部的药品发光，产生荧光信号；

所述X射线探测器，用来采集X射线源发出并穿过被测物体的X射线投影数据；

所述电控旋转台，用来带动待成像物体进行旋转，实现多角度采集待成像物体的X射线投影数据和透射式荧光数据；

所述窄带滤波片，用于过滤除X射线发光信号以外的其他信号；

所述计算机，用来控制CCD相机、X射线源与X射线探测器以及电控旋转台运行，接收和处理CCD相机传输的透射式荧光数据，接收和处理X射线投影数据，对X射线投影数据和透射式荧光数据进行三维重建，对重建后的图像进行配准融合，实现待成像物体的多模态信息融合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的X射线源是锥束的X射线源，所发出的射线可以覆盖整个待成像物体。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的窄带滤波片的中心波长和荧光信号的中心波长保持一致。

4.根据权利要求1所述的锥束X射线发光断层成像系统的方法，其特征在于，包括步骤如下：

（1）透射式荧光数据采集

X射线源发射X射线，激发待成像物体的药品发出荧光信号，CCD相机采集穿透待成像物体的荧光信号形成透射式荧光数据，并传输给计算机；计算机完成某一角度荧光信号采集之后，由电控旋转台带动待成像物体旋转，旋转角度由计算机控制，等到电控旋转台完全静止以后再次对荧光信号进行采集，一直重复到待成像物体旋转360度；

（2）X射线投影数据的采集

X射线源发射X射线，利用X射线探测器采集穿透待成像物体的X射线，并将采集到的数据传输到计算机中，计算机完成投影数据采集，由电控旋转台带动待成像物体旋转，旋转角度由计算机控制，等到电控旋转台完全静止以后再对投影数据进行采集，一直重复到待成像物体旋转360度；

步骤（1）和步骤（2）不分先后顺序；

（3）透射式荧光数据的预处理

CCD相机将采集到的荧光数据传输到计算机，计算机对步骤（1）所采集到的透射式荧光数据进行噪声去除的预处理；

（4）X射线投影数据处理

计算机利用滤波反投影重建算法，对步骤（2）采集的X射线投影数据进行三维重建，获得待成像物体的三维解剖结构信息；

（5）表面数据映射

计算机利用小孔成像原理，对步骤（3）预处理过的透射式荧光数据映射到步骤（4）的待成像物体三维解剖结构信息的表面，得到带有荧光信号分布的三维结构信息；

（6）荧光数据的三维重建

将步骤（4）的三维解剖结构信息作为先验信息，用代数重建技术对步骤（5）中得到的带有荧光数据的三维结构信息进行三维重建，得到待成像物体的药品分布图像；

（7）三维重建图像配准融合

计算机对步骤（3）和（6）所获得到两种成像模式的三维重建图像采用基于配准点的平移和旋转进行配准融合，获得到融合后的荧光断层图像，实现待成像物体的多模态信息融合。