[发明专利]小动物自发荧光与磁共振双模态分子融合成像系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医药分子影像技术领域，具体说是小动物自发荧光与磁共振双模态分子融合成像系统和方法。

背景技术

光、磁双模态分子融合成像是分子影像前沿技术之一。分子影像技术经过近十年的发展，其在生物医药领域的应用价值和潜力已经得到广泛的认可和重视，大家普遍认同该技术是基础向临床转化的重要纽带之一。

目前，国际上新兴的分子影像学技术层出不穷，MR(magnetic resonance，磁共振)作为一种应用日益广泛的临床影像设备，在反映机体解剖形态和生理功能信息等方面都具有无可比拟的优越性，然而其科研及临床价值尚未得到充分发挥，其多序列成像的能力、对氢谱或磷谱或钠谱的分辨能力以及其与多种设备并行运行的兼容性，使得MR成为多种影像设备甚至生理功能监测设备期待与之兼容运行的目标影像设备之一，并且这一趋势正逐渐趋于国际化。因此，以磁共振分子影像技术为核心，发展多模融合成像设备是分子影像成像设备发展的新趋势。然而，在多模态分子影像理论、方法、系统、应用方面，至今还有许多瓶颈问题尚未得到突破与解决。

针对成像系统而言，国外医疗企业巨头如GE、Siemens、Philips等相继推出的PET-CT、SPECT-CT是临床发展相对成熟的多模态成像系统，PET-MRI、SPECT-MRI也正逐渐应用于临床。此外，国内外一些研究机构也对光学-CT、光学-PET、FMT-MRI等成像方式进行了探索。如美国加州大学洛杉矶分校研制一种能同时检测微弱自发荧光信号和511keV伽马射线的探测器(OPET)，用于实现光学影像和PET的融合。在国内，清华大学开发出国内第一台核素与荧光双模一体的小动物分子成像的数据获取系统。中科院自动化所在小动物光学-CT设备融合方面取得了一定进展，成功研制出一系列以光学成像设备为主的分子影像融合设备。光学和核素均具有高灵敏性反映生物体细胞分子水平变化的特性，但光学成像更具有无创、成本低，无电离辐射等优点，尤其是近年来断层成像技术的快速发展，拓宽了其应用空间。所以安全、环保的光学-磁共振分子融合成像技术在药物研发、疾病基础研究、小动物活体成像等方面更具优势。

就检索国内外专利来看，截至目前世界范围内尚未有自发荧光与高场磁共振双模成像系统的报道。

相近的研究为专利US20100312097A1公开了一种基于激发荧光与磁共振双模态成像系统。该系统对0.5T磁共振设备进行改造，将多根光纤安装在磁共振设备中，光纤一端接触成像小动物体表，另一端与安装在10m远的光电倍增管连接。该已有技术的局限在于：

第一、光学系统磁兼容性较差；

第二、磁共振系统为低场强，图像分辨率难以满足后续生物实验应用研究，且需对磁共振设备进行改造；

第三、采用光纤探测生物体表的光学信号，测量数据量与光纤数成正比，因此测量数据量有限，不利于降低光学断层成像重建问题的病态性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供小动物自发荧光与磁共振双模态分子融合成像系统和方法，采用自发荧光与高场磁共振双模成像，为探查病变过程中细胞和分子水平异常，探索肿瘤发生、发展和转移，监控治疗过程，评价药物疗效等提供有效的分子影像手段。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

小动物自发荧光与磁共振双模态分子融合成像系统，其特征在于，包括：

小动物磁共振成像模块5，其包括一磁共振检查床；

小动物自发荧光成像模块1，置于磁共振检查床尾端，所述小动物自发荧光成像模块1采用CCD探测光学信号；

衔接模块4，置于磁共振检查床上，且能在小动物自发荧光成像模块1和小动物磁共振成像模块5间往复移动，用于实现小动物在自发荧光成像模块和磁共振成像模块之间的一站式信息采集；

系统控制模块7，为一控制计算机，用于控制所述小动物自发荧光成像模块1、小动物磁共振成像模块5和衔接模块4，并处理采集到的磁共振和荧光数据。

在上述技术方案的基础上，小动物磁共振成像模块5具体包括：

临床磁共振设备，包括一磁共振检查床和磁共振成像模块，用于提供临床3.0T高场磁共振；

小动物专用线圈6，置于磁共振检查床首端，用于进行磁共振并采集小动物磁共振成像信号。

在上述技术方案的基础上，小动物自发荧光成像模块2具体包括：

载物台，其上设有光学密封箱，光学密封箱内设有CCD探测器；

光学密封箱旁边设有与其配套的照明光产生模块3。