[发明专利]一种活体小动物成像系统及成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学成像技术领域，具体涉及一种用于活体小动物成像系统及成像方法 。

背景技术

分子成像是近年来兴起的可以在活体小动物身上动态地观察细胞与分子水平生物事件的 成像手段。它可以应用于癌症早期诊断，肿瘤生长、转移的动态检测，新药的开发等方面。 主要使用传统的医学仪器如MRI(magnetic resonance imaging，磁共振成像)，PET( positron emission tomography，正电子发射层析成像)，SPECT(single photon emission computed tomography，单光子发射层析成像)等，结合不同的分子探针进行分子 成像。荧光层析成像是一种无损的光学层析成像技术，它相对传统的成像手段优点在于价格 便宜，并且可以实现多通道同时测量。荧光层析成像虽然能够重建出小动物体内荧光分子标 记物，但是它不能对小动物样品的结构进行成像。因而单纯的荧光层析成像获得的分子信息 无法准确的在小动物体内定位。这就容易导致错误的诊断结果(Ralf B.Schulz等， Comparison of noncontact and fiber-based fluorescence-mediated tomography，《 Optics Letters》，2006：769-771)。中国专利公开号CN 101057788A，公开日2007年 10月24日，发明创造的名称为荧光分子断层成像装置，该申请案公开了基于光纤的荧光断层 成像系统，不足之处在于使用的光纤照明不能提供三维空间内光束扫描。中国专利公开号 CN 101317765A，公开日2008年12月10日，发明创造的名称一种集成核素成像与荧光成像的 双模式成像系统，该申请案公开了正电子发射层析成像和荧光层析成像系统集成的双模式系 统，不足之处在于两种成像方式都可以提供分子成像结果，但是正电子发射层析成像也无法 提供样品的结构信息，两种成像方式的互补性不高。X射线断层成像能够对小动物的结构， 特别是小动物的骨骼和各器官的位置结构进行成像。将能够提供单纯荧光层析成像中无法提 供的小动物的结构信息，通过微型CT系统提供的结构信息，可以为荧光分子层析成像提供边 界条件和重建模板，在分子成像的同时提供结构成像。

发明内容

本发明的目地在于提供一套活体小动物成像系统，它实现对小动物的结构与分子信息同 时成像。

本发明的特征在于：包括主控计算机，X射线源与X射线探测装置，激发光源与激发光/ 荧光探测装置，旋转扫描装置，所述X射线源与X射线探测装置，激发光源与激发光/荧光探 测装置，旋转扫描装置均分别受主控计算机控制。

优选的，所述X射线源与X射线探测装置与激发光源与激发光/荧光探测装置均工作于透 射模式且围绕样本安装。

所述X射线源与X射线探测装置包括X射线管控制器，微焦点X射线管，X射线探测器。X射 线管控制器连接到微焦点X射线管，微焦点射线源发出X射线，X射线通过样品后投影在X射线 探测器成像面。

优选的，所述X射线探测器是面阵列探测器，包括相应X射线能量范围在10keV-150eV之 间的基于非晶硅，非晶硒，CMOS的平板探测器，和基于CCD的面阵列探测器。

所述激发光源与激发光/荧光探测装置包括，激光器控制器，激光器，聚焦镜头，光束 扫描控制器，光束扫描器，滤光器，CCD相机(包括镜头)。激光器控制器连接到激光器， 光束扫描控制器连接到光束扫描器，光束扫描器将激光器输出激光进行扫描，聚焦镜头将光 束扫描器输出激光聚焦到样品表面，CCD相机放于聚焦镜头对测，滤光器放于CCD相机前。

优选的，所述激光器波长在450nm-1000nm之间。

优选的，所述激发光源与激发光/荧光探测装置使用的荧光标记物包括发射荧光波长在 500nm-1500nm之间的化学染料，荧光蛋白，量子点，纳米颗粒。

优选的，所述光束扫描器能够对激光进行二维扫描，包括二维振镜和二维电动扫描台。

优选的，所述聚焦镜头包括工作距离在20mm-500mm之间的普通凸透镜，显微物镜，f- θ镜头，远心扫描镜头。

优选的，所述旋转扫描装置由旋转控制器，旋转扫描台，小动物固定容器。旋转控制连 接旋转扫描台，小动物固定装置放于旋转扫描台上。