[发明专利]一种窄束X射线激发的小动物多光谱荧光断层成像系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种窄束X射线激发的小动物多光谱荧光断层成像系统，属于生物医学影像技术领域。

背景技术：

目前，窄束X射线激发荧光断层成像系统是利用窄束X射线照射待成像物体，X射线探测器和CCD相机分别采集穿过待成像物体的X射线和待成像物体的表面荧光信号，然后分别重建出待成像物体的X射线的结构成像和荧光成像，并且将两种图像进行融合，从而得到多模态的成像。

2010年，斯坦福大学提出了一种新的成像模态—X射线激发的断层成像。采用窄束X射线照射物体，利用高灵敏光电探测设备在另一侧接收从组织发出的荧光信号。同年，该课题组发表了窄束X射线激发发光的断层成像系统，在锥束CT系统基础上利用两个铅板构成1mm的夹缝来形成窄束X射线，采用高灵敏度的CCD相机来接收荧光信号，这套系统可以完成简单规则形体仿体实验，并能够得到较为准确的实验结果，该系统采用“平移-旋转”方式，仿体需要在每个角度扫描26次并且旋转24次才能完成整个扫描过程，扫描时间较长，收集到的荧光信号是单光谱的，用于荧光重建的信息不够丰富，且重建出来的效果不够精确。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种窄束X射线激发的小动物多光谱荧光断层成像系统

本发明的窄束X射线激发的小动物多光谱荧光断层成像系统，它包含锥束X射线发射器、电控平移装置、X射线约束器、固定装置、动物床、反射装置、EMCCD相机、滤波轮、窄带滤波片、步进电机、X射线探测器，锥束X射线发射器的下端设置有电控平移装置，锥束X射线发射器的一端设置有X射线约束器，X射线约束器的后部设置有固定装置，固定装置内设置有动物床，动物床的两侧均设置有反射装置，EMCCD相机垂直设置在动物床的正上方，EMCCD相机与动物床之间设置有滤波轮，滤波轮上均匀设置有数个圆形孔，且圆形孔内设置有窄带滤波片，固定装置的一侧设置有步进电机，且步进电机与动物床相连接，固定装置的后端设置有X射线探测器。

作为优选，所述的锥束X射线发射器主要用来产生并发射锥束X射线。

作为优选，所述的电控平移装置主要用来平移锥束X射线发射器和X射线约束器，使得X射线在铅板所平移的方向上扫描完整个物体。

作为优选，所述的X射线约束器设置在锥束X射线前，用来使锥束X射线变成窄束X射线。

作为优选，所述的固定装置主要用来将EMCCD相机和滤波轮固定在待成像物体的正上方以及安装动物床。

作为优选，所述的动物床采用透明的非金属材料制成，不影响荧光成像和CT成像，用来放置并固定小动物。

作为优选，所述的反射装置是由反射镜底座和双面反射镜组成，反射镜底座的上端设置有双面反射镜，双面反射镜对称放置在电控转台两侧，与载物台平面呈45度夹角，并保证其与锥束X射线发射器、动物床以及X射线探测器在水平方向上成一条直线，反射装置对X射线的衰减以及散射很小。

作为优选，所述的EMCCD相机主要用来接收待成像物体发出的以及反射装置反射的荧光信号。

作为优选，所述的滤波轮主要用于选择不同光谱波段的滤波片。

作为优选，所述的窄带滤波片主要用于过滤除X射线发光信号以外的其他信号。

作为优选，所述的步进电机通过转轴与动物床连接，由计算机编程控制动物床的转动。

作为优选，所述的X射线探测器主要用来接收锥束X射线发射器发射出来的X射线投影数据。

本发明采用计算机来控制EMCCD相机、电控平移转台、锥束X射线发射器、X射线探测器、动物床、滤波轮，以及实现X射线投影数据和荧光信息的采集、重建和融合，以实现多模态成像。