[发明专利]一种集成核素成像与荧光成像的双模式成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种多模态成像系统，特别是关于一种用于小动物或其他物体成像的集成核素成像与荧光成像的双模式成像系统。

背景技术

分子影像学是在医学影像技术、信息技术、分子生物学、化学、物理学、临床医学基础上发展起来的一门新兴交叉学科。分子影像技术可以在细胞、基因和分子水平上实现生物体内部生理或病理过程的无创实时动态在体成像，从而为疾病相关基因功能定位、细胞生长发育和突变过程的作用机制、新药研发等研究提供有效的信息获取和分析处理的手段。

PET(Positron Emission Tomography正电子发射断层成像术)是一种核医学三维成像技术，目前用于小动物药理学实验研究的小动物PET得到世界上越来越多的科研机构的重视。和通常临床用PET相比，小动物PET特别追求高分辨率和高灵敏度，因此对各种新型C光子探测器及探测器模块的研究非常活跃，例如，基于多丝正比室的H IDAC2PET和VUBRA TPET，基于位置灵敏光电倍增管(PSPM T)的YA PPET和T ierPET。

在体荧光成像(Optical In Vivo Imaging)主要采用生物发光(bioluminescence)与荧光(fluorescence)两种技术。生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团(GFP、RFP，Cyt及dyes等)进行标记，利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究人员能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。通过这个光学检测仪器，可以观测活体动物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法，非常安全。因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点，在刚刚发展起来的几年时间内，已广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。

多模态成像是目前医学成像的发展趋势，不同模态的成像技术可以提供不同信息，如PET/CT技术，PET图像提供生物体的功能信息，CT图像提供生物体的结构信息，将两种信息结合就可以确切了解在生物体的某个位置的功能状态。单模态成像只能观测一个方面，而多模态成像则可以同时观测生物体内的两个甚至两个以上的组织信息，这对研究生物体内不同系统之间的相互作用至关重要。多模态成像使得实时动态观察生物有机体内的生物反应变化过程成为现实，为深刻认识复杂生命现象的本质打开了黑箱之窗，使得人们可以直观地从基因表达、蛋白质相互作用、信号网络、细胞功能的多层面、多视角、观察研究有机个体发育、遗传进化、重大疾病发生、环境对生命个体影响等生命现象的发生、发展过程，对阐释生命活动的基本规律，揭示疾病发生机理，建立疾病预警系统，提高医疗诊治水平，探询发现新药物具有重大作用。因此对于如何实现将PET成像和荧光成像两种不同功能的成像技术结合在一个成像系统中，从而得到一种新型多模态成像系统的研究具有非常重要的现实意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于小动物或其他物体成像的集成核素成像与荧光成像的双模式成像系统，它将PET和荧光成像两种不同功能的成像技术通过机械结构和布局集成一体，以新的成像机制达到两种分子影像模式并行。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种集成核素成像与荧光成像的双模式成像系统，其特征在于：它包括一载物台，设置在所述载物台相对两侧的一对PET探测器，一与所述PET探测器位置相对垂直，设置在所述载物台第三侧的CCD探测器，一设置在所述CCD探测器与载物台之间的相机滤光器，一斜向设置在所述CCD探测器与其中一个PET探测器之间的普通相机，与所述CCD探测器相对的所述载物台的第四侧，依次设置有一光开关和一光源滤光器、一聚光镜和一光源；所述载物台包括一升降台和滑动设置在所述升降台上的旋转台，所述旋转台包括一固定架，所述固定架上设置有一主动夹持机构，所述主动夹持机构包括一由电机通过传动机构驱动的中空轴，所述中空轴上端通过一麻醉气导管连接气雾麻醉设备，所述中空轴的下端设置有用来固定小动物的夹具；与所述主动夹持机构对应，在所述固定架上还设置有一从动夹持机构，所述从动夹持机构与主动夹持机构同步旋转。

所述相机滤光器和光源滤光器分别包括一片轮固定架，两所述片轮固定架上分别固定连接所述第一和第三电机，所述第一和第三电机的输出端分别设置一滤光片轮，所述滤光片轮的周向具有若干滤光片。

一光开关固定架，所述光开关固定架上固定连接所述第二电机，所述第二电机的输出端连接一扇形或圆形的光开关旋转板，所述光开关旋转板上设置一透射光纤和一反射光纤。