[发明专利]荧光分子断层成像装置用的摄像器

说明书

技术领域

本发明属于荧光分子断层成像技术领域。

背景技术

荧光分子断层成像(Fluorescence molecular tomography，亦称为荧光分子层析成像)利用已在生物学和医学研究中大量使用的具有特异性的荧光分子探针，标记特定分子或细胞，对生物体内分子水平的变化进行在体观测，通过图像重建提供目标的分布等信息，克服了平面成像的局限性，获得更多有关生物学、医学行为的信息。它具有灵敏度较高、快捷简便、费用低、相对高通量等优点，支持在体研究有关的分子事件，满足二十一世纪系统化地观测生命过程的要求。快速的非接触式荧光分子断层成像可增加实验动物样本的存活率，有利于构建长时间段的实验小动物模型，提高动物模型可靠性，对于生命科学研究具有重要的现实意义。

美国哈佛大学分子影像研究中心的稳态荧光分子断层成像的研究工作具有代表性。他们对荧光分子断层成像进行了研究。该组提出了早期形式——光纤接触式的荧光分子断层成像装置(Ralph Weissleder等，Shedding light onto live molecular targets，《NatureMedicine》，2003：123-128)，此装置采用成像腔，实验时将动物浸泡在匹配液中，传光光纤接触成像腔。该方法获取的光源-探测器数据集(尤其在感兴趣区域)较小，光源探测器数据对仅为10²-10³对，导致了重建图像的质量较差。其后，摒弃了接触式光纤的耦合，建立了非接触式荧光分子断层成像装置(Nikolaos Deliolanis等，Free-space fluorescencemolecular tomography utilizing 360°geometry projections，《OpticsLetters》，2007：382-384)，此装置把小实验动物样本放置于旋转台上，用激发光源照射样被，用另一侧放置的CCD探测器拍摄样本表面的荧光信号强度信息，再进行重建。该方法能获得较大数据集，光源-探测器数据对可达到10⁶，但是每次只能获取小动物体边界上局部较小范围内的荧光信号图像，而且为了提高重建图像的质量，须进行小间隔(每隔N度成像一次)曝光成像，而这导致成像次数M(M＝360/N)多，获取系列荧光图像需要的时间长。

骆清铭等提出一种非接触旋转式扩散荧光层析成像系统(申请号：200710053739.9，20 0720087917.5)，该系统将半导体激光器和内含CCD探测器的半导体制冷盒分别固定在“”形旋转工作台的两个水平臂上，样品固定在支架上，并位于CCD探测器与半导体激光器之间。工作时步进电机带动旋转工作台转动，计算机向旋转工作台和CCD探测器传送控制信号，接收CCD探测器传送的图像数据，并对图像数据进行分析处理。此装置同Nikolaos Deliolanis等的发明一样，能以非接触方式获得实验动物样本表面360度全角度的荧光强度信号，并且获得较大数据，但是因探测器的视场、景深、曝光时间与生物组织的散射特性等因素的影响，每次获得的有效信息还是有限的，需要拍摄多组图像才能保证重建效果，所以获取图像的时间比较长。

在现有的非接触式荧光分子断层成像装置中，CCD探测器直接拍摄实验小动物，所获得荧光信号图像中可用的激发光源-探测器数据对少，获得有效数据集较小，系统成像时间长，不但影响了实验动物样本的存活，不利于构建在体长时段的小动物模型，而且实验成像效率低，难以实现高通量实验，限制了荧光分子断层成像的应用。总之，上述的荧光分子断层成像装置均存在一些缺陷。

产生这些问题的一个原因就在于缺乏一个集成了多个光学镜头的摄像器，以便去获得更多的有效数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一个荧光分子断层成像装置专用的摄像器。

本发明的特征在于，含有圆环形摄像环、激发光源、摄像机、光学镜头以及复合光纤，其中：

摄像机，内嵌于所述圆环形摄像环外侧；

光学镜头，内嵌于所述圆环形摄像环里侧，与所述摄像机定位于所述圆环形摄像环的同一个半环内，并相对于所述摄像机对称地均匀分布，且对准所述圆环形摄像环的中心；

复合光纤，由复合端与汇合于该复合端一端的多个分支端共同连接而成，所述分支端中未与该复合端相连的一端从外侧插入所述圆环形的摄像环内并对准所述光学镜头，所述复合端中未与所述多个分支端相连的一端则插入所述摄像机并对准该摄像机的镜头；

激发光源，内嵌于所述圆环形摄像环里侧上正对着所述摄像机的位置。