專利名稱：熒光分子斷層成像裝置用的攝像器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熒光分子斷層成像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熒光分子斷層成像(Fluorescence molecular tomography,亦稱為熒光分子層析成像) 利用已在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中大量使用的具有特異性的熒光分子探針，標(biāo)記特定分子或細胞， 對生物體內(nèi)分子水平的變化進行在體觀測，通過圖像重建提供目標(biāo)的分布等信息，克服了平 面成像的局限性，獲得更多有關(guān)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)行為的信息。它具有靈敏度較高、快捷簡便、 費用低、相對高通量等優(yōu)點，支持在體研究有關(guān)的分子事件，滿足二十一世紀系統(tǒng)化地觀測 生命過程的要求?？焖俚姆墙佑|式熒光分子斷層成像可增加實驗動物樣本的存活率，有利于 構(gòu)建長時間段的實驗小動物模型，提高動物模型可靠性，對于生命科學(xué)研究具有重要的現(xiàn)實 意義。
美國哈佛大學(xué)分子影像研究中心的穩(wěn)態(tài)熒光分子斷層成像的研究工作具有代表性。他們 對熒光分子斷層成像進行了研究。該組提出了早期形式一一光纖接觸式的熒光分子斷層成像 裝置(Ralph Weissleder等，Shedding light onto live molecular targets,《Nature Medicine》，2003: 123-128)，此裝置采用成像腔，實驗時將動物浸泡在匹配液中，傳光光纖 接觸成像腔。該方法獲取的光源-探測器數(shù)據(jù)集(尤其在感興趣區(qū)域)較小，光源探測器數(shù)據(jù) 對僅為102-103對,導(dǎo)致了重建圖像的質(zhì)量較差。其后，摒棄了接觸式光纖的耦合，建立了非 接觸式熒光分子斷層成像裝置(Nikolaos Deliolanis等，F(xiàn)ree-space fluorescence molecular tomography utilizing 360° geometry projections ，《Optics Letters》，2007:382-384)，此裝置把小實驗動物樣本放置于旋轉(zhuǎn)臺上，用激發(fā)光源照射樣被， 用另一側(cè)放置的CCD探測器拍攝樣本表面的熒光信號強度信息，再進行重建。該方法能獲得 較大數(shù)據(jù)集，光源-探測器數(shù)據(jù)對可達到106，但是每次只能獲取小動物體邊界上局部較小范 圍內(nèi)的熒光信號圖像，而且為了提高重建圖像的質(zhì)量，須進行小間隔(每隔N度成像一次)
曝光成像，而這導(dǎo)致成像次數(shù)M (M=360/N)多，獲取系列熒光圖像需要的時間長。
駱清銘等提出一種非接觸旋轉(zhuǎn)式擴散熒光層析成像系統(tǒng)(申請?zhí)?00710053739.9， 20 0720087917.5)，該系統(tǒng)將半導(dǎo)體激光器和內(nèi)含CCD探測器的半導(dǎo)體制冷盒分別固定在"1= "形旋轉(zhuǎn)工作臺的兩個水平臂上，樣品固定在支架上，并位于CCD探測器與半導(dǎo)體激光器之 間。工作時步進電機帶動旋轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動，計算機向旋轉(zhuǎn)工作臺和CCD探測器傳送控制信號， 接收CCD探測器傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對圖像數(shù)據(jù)進行分析處理。此裝置同Nikolaos Deliolanis 等的發(fā)明一樣，能以非接觸方式獲得實驗動物樣本表面360度全角度的熒光強度信號，并且 獲得較大數(shù)據(jù)，但是因探測器的視場、景深、曝光時間與生物組織的散射特性等因素的影響， 每次獲得的有效信息還是有限的，需要拍攝多組圖像才能保證重建效果，所以獲取圖像的時 間比較長。
在現(xiàn)有的非接觸式熒光分子斷層成像裝置中，CCD探測器直接拍攝實驗小動物，所獲得 熒光信號圖像中可用的激發(fā)光源-探測器數(shù)據(jù)對少，獲得有效數(shù)據(jù)集較小，系統(tǒng)成像時間長， 不但影響了實驗動物樣本的存活，不利于構(gòu)建在體長時段的小動物模型，而且實驗成像效率 低，難以實現(xiàn)高通量實驗，限制了熒光分子斷層成像的應(yīng)用?？傊鲜龅臒晒夥肿訑鄬映?像裝置均存在一些缺陷。
產(chǎn)生這些問題的一個原因就在于缺乏一個集成了多個光學(xué)鏡頭的攝像器，以便去獲得更 多的有效數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一個熒光分子斷層成像裝置專用的攝像器。 本發(fā)明的特征在于，含有圓環(huán)形攝像環(huán)、激發(fā)光源、攝像機、光學(xué)鏡頭以及復(fù)合光纖， 其中
攝像機，內(nèi)嵌于所述圓環(huán)形攝像環(huán)外側(cè)；
光學(xué)鏡頭，內(nèi)嵌于所述圓環(huán)形攝像環(huán)里側(cè)，與所述攝像機定位于所述圓環(huán)形攝像環(huán)的同 一個半環(huán)內(nèi)，并相對于所述攝像機對稱地均勻分布，且對準所述圓環(huán)形攝像環(huán)的中心；
復(fù)合光纖，由復(fù)合端與匯合于該復(fù)合端一端的多個分支端共同連接而成，所述分支端中 未與該復(fù)合端相連的一端從外側(cè)插入所述圓環(huán)形的攝像環(huán)內(nèi)并對準所述光學(xué)鏡頭，所述復(fù)合 端中未與所述多個分支端相連的一端則插入所述攝像機并對準該攝像機的鏡頭；
激發(fā)光源，內(nèi)嵌于所述圓環(huán)形攝像環(huán)里側(cè)上正對著所述攝像機的位置。 所述光學(xué)鏡頭共有四個。
本發(fā)明與旋轉(zhuǎn)平臺相結(jié)合后能獲得更多的有效數(shù)據(jù)集。


圖1、本發(fā)明的正視圖，其中
1、攝像機；2、復(fù)合光纖；3、光學(xué)鏡頭，共有四個；4、激發(fā)光源；5、濾光片。
具體實施例方式
見圖l,激發(fā)光源4照射實驗動物樣本，入射的光子在所述實驗動物的樣本體內(nèi)傳輸并 激發(fā)熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)受激發(fā)出的熒光在實驗動物樣本體內(nèi)傳輸并最終逸出實驗動物樣本 體邊界，由所述光學(xué)鏡頭3將實驗動物樣本邊界上相應(yīng)位置的熒光信號成像于所述復(fù)合光纖 2的分支端面，熒光信號像從所述復(fù)合光纖2的各分支端傳到所述復(fù)合光纖2的復(fù)合端，所 述攝像機朝向所述復(fù)合光纖2的復(fù)合端，獲取熒光信號像，從而得到實驗動物樣本邊界上熒 光信號圖像，其中，5是濾光片，位于各個光學(xué)鏡頭3的正前方，9為各光學(xué)鏡頭之間的夾 角。
本發(fā)明所述的攝像機通過所述成像光纖和所述光學(xué)鏡頭對實驗動物樣本邊界上的熒光信 號成像，其技術(shù)效果如下
1) 本發(fā)明一方面同時從多個位置同時獲取實驗小動物體邊界上更大范圍內(nèi)的熒光信號， 提取更多有效的激發(fā)光源一探測器數(shù)據(jù)對，構(gòu)建更大的激發(fā)光源一探測器數(shù)據(jù)集，在達到一 定重建圖像的質(zhì)量情況下，減少成像次數(shù)。
2) 本發(fā)明另一方面由于所述成像光纖的各分叉端和相應(yīng)的所述光學(xué)鏡頭只針對所述實 驗動物樣本邊界上一小區(qū)域內(nèi)的熒光信號成像，所以在成像時，可以增大光圈，縮短曝光時 間；由此兩方面達到縮減成像時間，提高成像速度。
權(quán)利要求
1、熒光分子斷層成像裝置用的攝像器，其特征在于，含有圓環(huán)形攝像環(huán)、激發(fā)光源、攝像機、光學(xué)鏡頭以及復(fù)合光纖，其中攝像機，內(nèi)嵌于所述圓環(huán)形攝像環(huán)外側(cè)；光學(xué)鏡頭，內(nèi)嵌于所述圓環(huán)形攝像環(huán)里側(cè)，與所述攝像機位于所述圓環(huán)形攝像環(huán)的同一個半環(huán)內(nèi)，并相對于所述攝像機對稱地均勻分布，且對準所述圓環(huán)形攝像環(huán)的中心；復(fù)合光纖，由復(fù)合端與匯合于該復(fù)合端一端的多個分支端共同連接而成，所述分支端中未與該復(fù)合端相連的一端從外側(cè)插入所述圓環(huán)形的攝像環(huán)內(nèi)并對準所述光學(xué)鏡頭，所述復(fù)合端中未與所述多個分支端相連接的一端則插入所述攝像機并對準該攝像機的鏡頭；激發(fā)光源，內(nèi)嵌于所述圓環(huán)形攝像環(huán)里側(cè)上正對著所述攝像機的位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光分子斷層成像裝置用的攝像器，其特征在于，所述光學(xué)鏡 頭共有四個。
全文摘要
熒光分子斷層成像裝置用的攝像器屬于熒光分子斷層成像技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，含有圓環(huán)形攝像環(huán)；內(nèi)嵌于該攝像環(huán)外側(cè)的攝像機；正對著該攝像環(huán)內(nèi)嵌于所述攝像環(huán)里側(cè)的激發(fā)光源；內(nèi)嵌于所述攝像環(huán)里側(cè)的多個光學(xué)鏡頭，該光學(xué)鏡頭相對于所述攝像機均勻分布在所述攝像環(huán)的同一個半環(huán)內(nèi)，且共同對準環(huán)心；復(fù)合光纖，各分支端從外插入所述攝像環(huán)內(nèi)，且對準各光學(xué)鏡頭，而復(fù)合端則有一端與各分支端未插入所述攝像環(huán)內(nèi)的一端相匯合連接，且該復(fù)合端的另一端則從外插入攝像機且與攝像頭對準。本發(fā)明具有獲取的有效數(shù)據(jù)多、成像次數(shù)少且成像速度快的優(yōu)點。
文檔編號A61B5/00GK101380227SQ20081022376
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者李明澤, 汪待發(fā), 凈 白, 燕 金, 陳頎瀟 申請人:清華大學(xué)