[发明专利]核素与荧光双模一体的小动物分子成像的数据获取系统

摘要

本发明属于近红外激光，核放射，电子以及图像重建在系统生物学和医学应用的综合技术领域。其特征在于，它首先在活体小动物体内植入高特异性的核素与荧光探针以实现肌肉深层或内脏肿瘤细胞的双标记。核素放射信号由闪烁晶体阵列配合位置灵敏型光电倍增管检测；可见或红外光激发下所产生的微弱荧光信号由高量子产额的CCD相机检测。两个检测系统在同一平面内成正交排列，通过旋转成像腔内的小动物可同时检测活体核素与荧光信号，配合软件算法即可重建出小动物双模态三维断层图像。本系统具有成像模式多，信息丰富，操作简便等特点。

主权项

1、核素与荧光双模一体的小动物分子成像数据获取系统，其特征在于，含有：圆柱成像腔、核素检测成像系统、荧光检测成像子系统以及计算机，该成像腔的外侧面及其以外部分被正交于所述成像腔中心轴线的两个平面切分为均匀的四块，所述核素检测成像子系统和荧光检测成像子系统各占两个相对的1/4测量空间，其中：圆柱成像腔，含有：侧壁开有彼此相对的荧光激发窗和荧光检测窗的腔主体，位于腔内且能在水平面内旋转又能在竖直方向上移动的悬挂小动物的支架，以及与所述支架相连且能控制支架作水平旋转和竖直运动的步进电机。该步进电机运转在下述任何一种旋转方式：每次旋转90度的切换空间型、每步旋转一小角度的一步一采型以及匀速旋转，边转边采型，以便使所述核素检测成像子系统与荧光检测成像子系统对小动物全身进行360度的全景数据采集。核素检测成像子系统，含有：一个以上均匀分布在该成像腔外侧面外两个相对的1/4测量空间范围内的闪烁晶体条及位置灵敏型光电倍增管，用以检测注入活体小动物体内标记特定组织和细胞的核素所发出的成对的γ光子。γ光经闪烁晶体转换为可见光，再经过光电倍增管转换为电信号。荧光检测成像子系统，含有：激光器、光开关和激发光纤，位于该成像腔外侧面以外的另两个相对的1/4空间中的一个；在其相对的1/4测量空间有：接收光纤、防护铅板组、接收板和滤光片、镜头以及CCD(电荷藕合器件)，其中：激发光纤和接收光纤，各由多路多模光纤构成，激发光通过激发光纤从荧光激发窗进入所述成像腔。接收光纤紧贴所属荧光检测窗从成像腔表面不同位置处接收光信号。该信号来自注入活体小动物体内标记特定分子或细胞的荧光探针受激发光激发后所发出的荧光。光开关，是一个多路光纤切换器，计算机通过程序控制切换通道实现多路激光源切换，且每路光信号经由激发光纤耦合到该成像腔。激光器，为所选光开关提供荧光激发光源。防护铅板组，位于所述CCD镜头前，面积至少大于CCD视场，避免从小动物组织溢出的高能γ光子损坏CCD。计算机，输入信号为来自经过光电倍增管的输出电信号和来自所述CCD器件的输出信号，输出信号是控制成像腔内步进电机的转动控制及切换信号。此时，还有对CCD相机的控制信号和对光开关的通道切换控制信号，以及根据重建算法计算得到数字图像信号。