[发明专利]单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统及方法

权利要求书

1.一种单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统，其特征在于，所述单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统包括：

荧光成像模块，包括激发模块和近红外二区荧光信号采集模块；所述激发模块由卤素灯和多波段滤波轮构成，根据所使用荧光探针的吸收峰输出特定波段的宽场激发光，用于照射整个成像生物体；所述近红外二区荧光信号采集模块，由科学级深度制冷近红外二区相机耦合成像镜头构成，用于拍摄反射式的单视角近红外二区荧光图像；

CT成像模块，包括X-ray光管和X-ray平板探测器；所述X-ray光管发射锥束X-ray照射成像生物体进行成像，所述X-ray平板探测器对经过成像生物体的透射X-ray进行探测，获取单视角X-ray投影图像；

中央控制模块，用于控制所述荧光激发模块、所述近红外二区荧光采集模块和所述CT成像模块协调工作；

数据处理模块，用于读取所述荧光数据和所述CT投影数据，并进行预处理；根据所述预处理后的CT投影数据，使用深度学习断层重建技术，重建出三维CT影像数据；根据所述预处理后的荧光数据，结合CT成像所获得的结构影像信息，建立光学断层重建数学模型，重建出成像生物体内近红外二区荧光探针的三维空间分布图像。

2.如权利要求1所述的单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统，其特征在于，所述荧光成像模块中的激发模块采用宽场激发光照射整个成像生物体，采用近红外二区荧光探测相机，在同一侧采用反射式拍摄单视角的近红外二区荧光信号用于荧光断层重建。

3.如权利要求1所述的单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统，其特征在于，所述CT成像模块的X-ray光球管发射的锥束X-ray照射整个成像生物体，X-ray平板探测器对经过成像生物体的透射X-ray进行探测，仅采集单视角X-ray投影数据，并使用深度学习断层重建技术，重建出三维CT影像数据。

4.如权利要求1所述的单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：

图像读取单元，用于读取所述近红外二区荧光采集模块和CT成像模块的荧光图像和CT投影图像；

图像预处理单元，用于对读取的所述荧光图像和CT投影图像进行预处理；

CT图像三维重建单元，用于将所述CT成像模块得到的CT投影图像通过深度学习的方式进行三维重建，得到所述样本的空间结构图像；

光学重建单元，用于将所述图像三维重建单元得到的空间结构图像和所述光信息采集模块得到的荧光图像进行荧光断层重建；重建过程为结合组织光学参数建立前向方程，并对前向方程进行正则方法求解，最终得到生物体动态实时双模态断层影像信息；

图像显示单元，用于将所述光信息采集模块得到的荧光图像、所述CT成像模块得到的CT投影图像和所述光学重建单元得到的生物体动态实时双模态断层影像信息进行显示。

5.如权利要求1所述的单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统，其特征在于，所述单视角反射式近红外二区荧光动态断层成像系统还包括辅助模块，所述辅助模块包括：

光学平台，用于支撑所述系统的各个不同模块；

遮光箱，设置在所述光学平台上，用于防止其它外部光源进入；

样本固定板，用于将样本进行固定；

升降台，用于将样本固定板设置在上面，并且能够升降到便于成像的位置。