[发明专利]动态荧光分子断层成像的处理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及动态荧光分子断层成像技术领域，更具体地涉及一种动态荧光分子断层成像的处理方法和系统。

背景技术

随着光学成像理论、成像系统及探针技术的不断发展，近年来，动态荧光分子成像(Dynamic fluorescence molecular tomography，DFMT)技术已开始引起国内外学者的注意，并已逐渐被应用于生物及医学研究中。与静态荧光分子成像技术不同，DFMT技术更加关注于荧光分子探针在生物体内吸收、分布以及排出的完整过程，是一种可以对生物体的生理、病理过程进行连续监测的动态成像技术。利用DFMT技术可以直接观察荧光分子探针(或标记有荧光分子探针的药物)在生物体内不同器官间的代谢过程，从而可以为生理及病理研究、器官功能评估、肿瘤诊断等提供新的更有力的研究工具。

在DFMT技术中，首先，由于近红外光在生物组织中传播具有强烈的散射特性，这导致FMT(Fluorescence molecular tomography，荧光分子断层成像)逆向问题具有很大的病态性，即重建结果的图像质量受噪声影响很大。其次，由于荧光分子探针在生物体内的代谢过程具有复杂的通路，会通过循环系统动态分布到不同器官与组织，这将会加重逆向问题的病态性。因此，传统DFMT方法所获得的代谢参数图像的分辨率和准确性都比较低。

综上，需要提供一种动态荧光分子断层成像的处理方法和系统，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明一种动态荧光分子断层成像的处理方法和系统，可以提高代谢参数图像的分辨率和准确性，以提高对生物组织的病理检测精度。

根据本发明一方面，提供了一种动态荧光分子断层成像的处理方法，所述方法包括：针对待分析对象，采集测量数据，所述测量数据为多光谱的、多时间点的动态荧光测量数据；基于所述动态荧光测量数据建立每个光谱、每个时间点下的三维荧光分子断层图像；对所述三维荧光分子断层图像进行分解，得到各个荧光目标的多个独立分量信息，以及各个所述独立分量信息相应的光谱分布信息；根据所述独立分量信息和所述光谱分布信息，得到三维代谢参数图像，所述三维代谢参数图像用于表征荧光分子探针在所述待分析对象中的代谢过程。

根据本发明另一方面，提供了一种动态荧光分子断层成像的处理系统，包括氙灯光源、滤光片轮、激发光滤光片、光纤、波束扩展器、电动旋转台、荧光滤光片、图像采集装置和数据处理装置，所述图像采集装置被配置为针对待分析对象，采集测量数据，所述测量数据为多光谱的、多时间点的动态荧光测量数据；所述数据处理装置被配置为基于所述动态荧光测量数据建立每个光谱、每个时间点下的三维荧光分子断层图像；对所述三维荧光分子断层图像进行分解，得到各个荧光目标的多个独立分量信息，以及各个所述独立分量信息相应的光谱分布信息；根据所述独立分量信息和所述光谱分布信息，得到三维代谢参数图像，所述三维代谢参数图像用于表征荧光分子探针在所述待分析对象中的代谢过程。

本发明实施例提供的动态荧光分子断层成像的处理方法和系统，采用多个波长的激发光进行激发，可以获得目标组织或器官(待分析对象)在多个光谱下的测量数据，有助于降低DFMT问题的病态性，此外，本发明在重建得到FMT图像基础上，先进行多变量分析，得到各个相互独立的分量后，再针对各个分量求取代谢参数结果，最终得到三维代谢参数图像，可以排除其他应该目标、噪声的干扰，提高重建结果的准确性。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出根据本发明一个实施例的动态荧光分子断层成像的处理方法的流程示意图；

图2示出根据本发明一个实施例的独立分量分析的原理示意图；

图3示出根据本发明一个实施例的有效分量的荧光分子探针的荧光产额确定的原理示意图之一；

图4示出根据本发明一个实施例的有效分量的荧光分子探针的荧光产额确定的原理示意图之二；

图5示出根据本发明一个实施例的动态荧光分子断层成像的处理系统的结构示意图。

具体实施方式