[发明专利]立体结构功能成像系统

说明书

本发明提出一种立体结构功能成像系统，包括：频域光相干断层成像子系统，以低相干光作为光源，将光源通过偏振控制器后输入到耦合器，分光到参考臂和样品臂后返回到耦合器以形成相干光场；荧光成像及光谱分析子系统，可具有多个可选光源，在光机部分对光路进行调节，得到预设功率的光源，将该光源耦合到频域光相干断层成像子系统的样品光路中；前端扫描结构子系统，用于将荧光成像及光谱分析子系统的光源和频域相干断层成像子系统的样品光耦合到同一光路中，使用二维扫描振镜对出射光扫描以形成二维结构的点阵图像，并据此构成包含表面荧光信号和结构断层立体图像。本发明具有分辨率高、成本低、系统稳定性好、可靠性高及无创成像的优点。

技术领域

本发明涉及医疗影像技术领域，特别涉及一种立体结构功能成像系统。

背景技术

中枢神经系统病变已成为威胁人类生命的一大杀手，因其引起的高致死率和致残率而备受人们关注。目前，手术是根治中枢神经系统病变、肿瘤的首选方法，而高分辨率的结构和功能影像将会为手术提供精准的引导。由于目前的影像学分析检测诊断手段存在分辨率低、有放射性、单一的结构功能成像等缺点，因此开发无辐射、高分辨率、集成结构功能成像的设备是至关重要的，而结构功能的成像是解决上述问题的重要手段。

目前常用的术中辨识病变、肿瘤的方法主要是术中超声、术中X线、冰冻切片分析、印片细胞学等分析方法，但是这些方法都有各自的缺点和局限性。术中超声探测需要接触并还需要增加耦合剂，同时空间分辨率只能达到毫米级，很难精准的判别肿瘤与病变；术中X线的分辨率也比较低，且具有放射性，同时灵敏度较低特异性也比较低；冰冻切片耗时长、成本高；印片细胞分析只能检测到表面的组织，对深层组织却无法检测。因此目前的检测方法还需要不断地改进和提高。近年来光声成像逐步成为研究热点，但是光声成像上百微米的空间分辨率对于精准的细胞层面上来说也相对较低。

频域光相干断层成像(Frequency Domain-Optical Coherence Tomography，FD-OCT)是提供了组织器官的立体结构成像模式。FD-OCT的基本原理是众所周知的，使用近红外的光源，能实现组织的诊断图像具有10-20um的空间分辨率，能对组织实现高分辨率、无创、非接触式、无辐射的图像采集，并能达到实时地对生物组织辨识和分析。目前，基于FD-OCT的成像系统已广泛应用于眼科、皮肤、血管内科等病变的诊断上。

目前，功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是功能成像的主流技术，但是如上所述，其成像分辨率较低，对精准的病变识别比较难确定。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种立体结构功能成像系统，该系统具有分辨率高、成本低、稳定性好、可靠性高及无创成像的优点。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种立体结构功能成像系统，包括：频域光相干断层成像子系统，所述频域光相干断层子系统采用低相干光作为光源，并将所述光源通过偏振控制器后输入到耦合器，通过所述耦合器分光到参考臂和样品臂后返回到所述耦合器以形成相干光场，并采用光谱仪和CCD采集所述相干光场并在外部主机中存储和显示；荧光成像及光谱分析子系统，所述荧光成像及光谱分析子系统具有多个可选光源，对所述多个可选光源的光路通过光机单元调节，得到预设功率的光源，并将所述预设功率的光源耦合到所述频域光相干断层成像子系统的样品光路中；前端扫描结构子系统，所述前端扫描结构子系统用于将所述荧光成像及光谱分析子系统的光源和所述频域相干断层成像子系统的样品光耦合到同一光路中，并使用二维扫描振镜对出射光扫描以形成二维结构的点阵图像，并根据所述二维结构的点阵图像构成一个包含表面荧光光谱信号和具有深度的结构断层立体图像。