[实用新型]旋转式扩散荧光层析成像系统

说明书

技术领域

本实用新型属于生物荧光层析成像技术，涉及基于近红外光扩散性质的旋转式荧光层析成像技术(fluorescence diffuse optical tomography，FDOT)，具体为一种旋转式扩散荧光层析成像系统，它适合于在体无创的检测小动物癌变过程。

技术背景

利用近红外光的扩散性质，对小动物进行在体无创的检测技术是一种很有前途的光学成像技术，相比于显微成像，光学弱相干层析成像技术，它是目前为止成像深度最深的光学成像方式。国外这方面申请有美国专利No.7.107.116，该发明采用的技术手段是将小动物挤压成扁平状，利用半无限介质中的扩散方程来推出实际小动物的光学参数分布。其中也使用了连续光源照射，相机数据采集，但由于光源和相机已经固定，因此所采集的数据量有限，成像质量受到采集数据量的限制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转式扩散荧光层析成像系统，该系统能够在体，无创，高成像深度的检测小动物癌变过程，可以根据实验需要得到大量数据，从而提高其成像质量，同时，小动物不需挤压，保持它原始形态，从而给医学诊断提供方便。

本实用新型提供的旋转式扩散荧光层析成像系统，其特征在于：该系统包括半导体激光器、计算机、旋转工作台、步进电机和CCD相机；

旋转工作台为“匚”形，设有两个水平臂和一个竖直杆，竖直杆中心点与支架连接，旋转工作台以竖直杆中心点为中心在竖直平面旋转；半导体激光器和半导体制冷盒分别固定在旋转工作台的二个水平臂上，CCD相机位于半导体制冷盒内；

样品固定夹固定在支架上，并且位于CCD相机与半导体激光器之间，工作时，半导体激光器的激光出射孔、CCD相机的镜头光学中心和位于样品固定夹上的成像样品的中心位于在一条直线上；

步进电机与旋转工作台相连，带动固定在旋转工作台水平臂上的CCD相机和半导体激光器以旋转工作台的竖直杆中心点为中心旋转；

CCD相机和计算机之间通过滑环连接，计算机向旋转工作台和CCD相机传送控制信号，接收CCD相机传送的图像数据，并对图像数据进行分析处理。

本实用新型系统具有以下技术效果：

(1)由于现有的大部分扩散荧光层析成像系统都是基于光纤的结构。而这种结构由于本身的结构限制，主要指光纤光源与探测光纤的数目固定，使的这种所采集到的数据量比较小，不适合于高精度的扩散荧光层析成像技术。而本实用新型最明显的特征是旋转式无光纤结构，包括了传动及其控制部分、馈电部分、光源和成像探测器部分。系统所有的电源线和数据线，都通过滑环导出系统，这样避免了系统在旋转过程中数据线，电源线相互缠绕。这种设计可以随意控制采集的数据量大小，从而提高成像效果。

(2)本实用新型系统能够实现步进电机旋转与CCD相机拍摄控制协同工作。这样可以实现在系统旋转过程中，制冷电荷藕合相机能够稳定有效的采集数据。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

图2为本实用新型的滑环结构图。

图3为本实用新型的控制软件流程图。

图4为本实用新型的算法流程图。

图5a为实例一玻璃管样品立体示意图。

图5b为实例一玻璃管样品见面示意图。

图6为实例一本实用新型对玻璃管样品分析得到的吸收系数曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型系统包括半导体激光器1、计算机2、支架3、旋转工作台4、滑环5、步进电机6、样品固定夹7、电荷藕合(CCD)相机8和半导体制冷盒9。

旋转工作台4的结构为“匚”字形，设有两个水平臂和一个竖直杆。竖直杆中心点11与支架3连接。旋转工作台4以竖直杆中心点11为中心在竖直平面旋转。半导体激光器1固定在旋转工作台4的一个水平臂上。CCD相机8位于半导体制冷盒9内，半导体制冷盒9固定在旋转工作台4的另一个水平臂上。

样品固定夹7固定在支架3上，并且位于CCD相机8与半导体激光器1之间。半导体激光器1的激光出射孔、CCD相机8的镜头光学中心和成像样品10的中心，三点在一条直线上。为了能够使CCD相机与成像样品10的距离保持相对恒定，样品固定夹7最好与旋转工作台4的竖直杆中心点11位于同一水平平面上。

步进电机6与旋转工作台4相连，用于驱动旋转工作台4绕竖直杆中心点11旋转，带动固定在旋转工作台4水平臂上的CCD相机8和半导体激光器1以竖直杆中心点11为中心旋转。样品固定夹7和成像样品10始终保持静止。