[发明专利]一种结构-光学-核素多模态成像系统与方法

权利要求书

1.一种结构-光学-核素多模态成像系统，其特征在于，该系统包括：支撑底座、旋转平台、CT系统、荧光成像系统、PET系统、圆盘、直线导轨、待成像物体平台、支架和计算机，其中： 

所述支撑底座固定于地面； 

所述旋转平台垂直于地面安装在所述支撑底座的一端，其旋转中心与待成像物体的中心处于同一水平线，所述旋转平台的表面上均匀分布地安装有所述CT系统和荧光成像系统，用于按照CT系统和荧光成像系统的成像要求进行旋转； 

所述CT系统通过CT专用数据线与所述计算机连接，用于在旋转平台旋转过程中连续不断的采集待成像物体的断层解剖结构图像，并将采集到的断层解剖结构图像传输到所述计算机中进行处理和保存； 

所述荧光成像系统通过USB或者串行接口数据线与所述计算机连接，用于在旋转平台旋转到固定角度停止后，连续不断的检测待成像物体体内的荧光信号，得到二维荧光图像，并将采集得到的荧光图像传输到所述计算机中进行处理和保存； 

所述圆盘垂直于地面安装在所述旋转平台的前方，其旋转中心与待成像物体的中心处于同一水平线，所述圆盘的表面上安装有所述PET系统； 

所述PET系统通过PET探测器专用数据线与所述计算机连接，用于在所述圆盘固定且PET探测器形成封闭区域时，连续不断的采集待成像物体的PET图像，并将得到的PET图像传输至所述计算机中进行处理和保存； 

所述直线导轨安装在所述支撑底座的上表面上，所述直线导轨上设有通信控制接口，用于连接所述计算机，以根据所述计算机的控制指令进行移动； 

所述支架安装于所述直线导轨上； 

所述待成像物体平台固定于所述支架上，用于放置待成像物体； 

所述计算机用于接收所述CT系统、荧光成像系统和PET系统发送的图像并对其进行保存和处理，最终得到待成像物体的三维图像。 

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转平台上安装有：CCD相机、激光器、X射线管、X射线探测器和多个直线平移台，其中，所述多个直线平移台安装于旋转平台上，并且呈正交布置，用于承载CT系统和荧光成像系统。 

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述直线平移台上设有通信控制接口，与所述计算机连接，以根据所述计算机的控制指令进行移动。 

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述CT系统包括X射线管和X射线探测器，其中，X射线管与X射线探测器相对安装在所述旋转平台上，所述X射线管的射线口、待成像物体中心及X射线探测器的中心位置处于同一条直线上。 

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述荧光成像系统包括激光器和CCD相机，其中，激光器与CCD相机相对安装于旋转平台上，所述CCD相机的成像视野完全包括待成像物体全身，激光器发出的激光照射到待成像物体上，待成像物体体内产生激发荧光，CCD相机连续检测待成像物体体内的荧光信号，形成一幅二维荧光图像。 

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PET系统包括多个PET探测器，所述PET探测器安装于所述圆盘上，待成像物体体内注射放射性同位素后放射出伽马光子，通过圆盘移动PET探测器并形成封闭区域，PET探测器检测由待成像物体体内发出的伽马光子，经过光电转换后获取PET图像。 

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述PET探测器的数量为偶数对，并且不少于四组。 

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述计算机通过通讯控制接口与直线导轨和直线平移台相连，读取其运动参数，所述计算机根据获得的运动参数发出控制指令，控制直线导轨和直线平移台移动。 

9.一种结构-光学-核素多模态成像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

步骤1，计算机控制直线导轨移动待成像物体平台，将待成像物体的中心移动到PET探测器的中心位置，开始对待成像物体进行PET成像， 得到PET图像数据，并将所述PET图像数据传输至所述计算机中进行存储； 

步骤2，计算机控制直线导轨移动待成像物体平台，将待成像物体的中心移动到旋转平台的中心位置，荧光成像系统开始工作，开启激光器，将激光照射到待成像物体上，CCD相机连续不断地采集待成像物体体内发出的荧光信号，得到二维荧光图像，将所述二维荧光图像传输至所述计算机中进行存储； 

步骤3，所述荧光成像系统采集完一幅二维荧光图像后，旋转平台开始旋转，同时CT系统开始连续采集待成像物体的断层解剖结构图像，并将得到的断层解剖结构图像数据传输至所述计算机中进行处理和存储，旋转平台旋转90°后停止； 

步骤4，重复所述步骤2和步骤3中荧光成像系统和CT系统的图像采集，直到旋转平台旋转360°完成所有二维荧光图像和断层解剖结构图像的采集； 

步骤5，所述计算机对所有得到的二维图像进行处理，利用二维图像重建待成像物体的三维图像，并对其进行保存。