[发明专利]一种CT/FT/PET三模态同步成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及分子影像成像技术领域，具体涉及一种CT/FT/PET三模态同步成像装置。

背景技术

小动物在体研究方法被广泛用于肿瘤研究、药物开发等多种预临床研究领域，但是小动物在体研究必须借助于CT、PET、SPECT、MRI等成像方法。单一模态的成像方法只能提供小动物的结构或功能影像，具有很大的局限性，因此多模态成像设备的研制成为当前医学影像设备研究领域的热点。

迄今为止，已经有多个研究团队和商业机构研制出了多种用于小动物研究的多模态系统，例如西门子医疗器械公司的Inveon PET/CT、UCLA开发Sofie Biosciences商业化的GENISYS PET/CT等系统，除此之外，还有多家研究团队或者公司的CT/SPECT、PET/FT等双模态或三模态影像系统，国内清华大学的白净教授团队也已经研制成功用于小动物研究的PET/FT系统。但是，现在还不存在一款将CT（或MRI）、PET和FT三种成像模态融合的用于小动物在体研究的多模态成像设备。

光学断层成像技术（FT）是近年来新提出的一种成像模态，凭借其高灵敏特性、低廉的价格和易操作性在小动物研究中得到了广泛的应用。但是FT的成像深度较浅，一般只能分辨2～3cm的成像目标；PET能对深层目标进行很好的辨别，但是对于皮下肿瘤这种浅层目标，其成像效果较差；CT能够提供给高分辨率的结构图像，但是无法探测到早期肿瘤，而PET、FT刚好能弥补这样的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服CT/PET、PET/FT、MRI/CT/PET等多模态断层成像技术中存在的不足，提出一种CT/FT/PET三模态同步成像装置，能够有效定位小动物体内目标、提高早期肿瘤和浅层目标的探测能力，同时由于采用同机架结构的设计，使得多模态图像融合的获取更加简单。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种CT/FT/PET三模态同步成像装置，包括用于观测的小动物，所述装置包括可水平前后移动的平移台，与所述平移台连接的检测床，CT机架以及PET/FT机架，所述CT机架与所述PET/FT机架上设有位置相应的第一成像孔与第二成像孔，以被放置在所述检测床中的小动物的体轴为中心轴，所述第一成像孔、第二成像孔的圆心与所述中心轴在同一直线中；

所述CT机架一侧顶部设有X射线管，与所述X射线管相对的位置上设有X射线探测器，且所述第一成像孔位于所述X射线管与所述X射线探测器之间；

所述PET/FT机架一侧顶部设有激光源，与所述激光源相对的位置上设有CCD相机，所述CCD相机的输入口正前方设有滤光轮，所述二成像孔位于所述激光源与滤光轮之间；

还包括以所述第二成像孔呈圆周分布的平板PET探测头，用于检测从所述小动物体内发射的湮灭光子。

在所述X射线管输出口安装的X射线准直器，用于约束X射线的输出波束。

需要进一步说明的是，所述X射线管的输出口正前方安装有X射线准直器，所述X射线准直器可约束X射线的输出波束，使X射线覆盖X射线探测器的有效探测区域，同时防止所述被观测小动物受过多的辐射剂量。

需要进一步说明的是，所述滤光轮设有滤波片，用于滤除FT成像不需要的荧光波段。

需要进一步说明的是，所述平板PET探测头为4个，每个PET探测器头由6块PET基本探测单元组合而成，其组合方式为轴向3块*径向2块。

作为一种优选的技术方案，所述板PET探测头，可使用半导体探测器代替。

需要进一步说明的是，本发明还包括CT图像处理平台，用于处理所述X射线探测器所采集到的数据并进行CT图像重建；

PET图像处理平台，用于处理所述PET探测头采集到的数据并进行PET图像重建；

FT图像处理平台，用于处理所述CCD相机采集到的数据并进行FT图像重建；

图像融合、可视化平台，用于处理CT、PET和FT图像，根据实验需求融合双模态或三模态图像，并实现单一模态或者多模态融合图像的可视化；

需要进一步说明的是，所述平移台、机架和电子设备使用同一个控制箱进行控制，各单一模态的图像处理平台和图像融合、可视化平台使用计算机搭建。

本发明与现有技术成像设备相比具有如下优点：

本发明综合了CT、FT、PET三种成像模态的优点，利用CT成像提供高分辨率的结构图像、利用PET成像提供小动物体深层目标源的功能信息、利用FT成像提供小动物体浅层目标源的功能信息，为小动物相关研究提供更全面、精确的结构和功能信息；