專利名稱：三維成像數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，確切地說，涉及一種利用平面鏡對物體 三維成像的裝置，該裝置可以應用于獲取三維物體表面信息。
背景技術(shù)：
隨著基因組學、蛋白組學和疾病基因組學的迅速發(fā)展，疾病的診斷正在從傳統(tǒng)的 疾病表征觀察、常規(guī)的生化實驗檢測，發(fā)展到多種基因和分子水平的微觀特征認識，其中利 用分子影像技術(shù)可以從基因、蛋白質(zhì)水平深刻認識疾病的發(fā)生、發(fā)展過程，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有微 觀分析所無法取代的整體、連續(xù)、無創(chuàng)的特異檢測方法，生物在體分子影像理論及其技術(shù)將 會提供全新的預防、診斷和治療手段。與傳統(tǒng)的醫(yī)學影像技術(shù)相比較而言，分子影像學著眼 于構(gòu)成疾病或病變的基礎(chǔ)變化和基因分子水平的異常，而不是對由基因分子改變所構(gòu)成的 最終結(jié)果進行成像。在特異的分子探針的幫助下，分子影像技術(shù)可以在細胞、基因和分子水 平上實現(xiàn)生物體內(nèi)部生理或病理過程的無創(chuàng)實時動態(tài)在體成像，從而為疾病相關(guān)基因功能 定位、細胞生長發(fā)育和突變過程的作用機制、新藥研發(fā)等研究提供詳細的定性、定位、定量 資料以及有效的信息獲取和分析處理的手段。自發(fā)熒光斷層成像技術(shù)是近年來新興的活體動物體內(nèi)光學分子影像技術(shù)。生物自 發(fā)熒光是用熒光素酶基因標記細胞或DNA，將Fluc基因整合到細胞染色體DNA上以表達熒 光素酶。在ATP以及氧氣存在的情況下，若給活體動物注入底物熒光素，熒光素酶將會催化 熒光素的氧化反應并產(chǎn)生光子。在活體動物體外，利用高靈敏度的光學檢測儀器，可以直接 捕捉到逸出動物體外的光子，然后利用有效的熒光光源重建算法，就可以得到體內(nèi)熒光光 源的位置和強度，進而可以觀測到活體動物體內(nèi)的細胞行為和基因行為。為了能盡量多地得到逸出動物體外的光子信息，需要用光電檢測器對動物體的三 維表面進行成像。目前，利用平面反射鏡獲得動物體的三維表面信息的方法有很多，一種方 法為使用與物體成45°的平面鏡，依次對物體側(cè)面成像，這樣方法有許多弊端，如每拍攝 一次，都要調(diào)整一次反射鏡和物體的相對位置，這樣不僅工序麻煩又浪費時間，物體的相對 位置又容易改變，對實現(xiàn)物體的三維重建提供了不利的因素，而且動物體表面的光信息在 隨著時間衰減，這種重建誤差就更大。一種方法為使用四個平面反射鏡，放置在物體四周， 并與物體成45度角，同時得到物體四個側(cè)面像，這種方法的缺點是物體在CCD上成的像小， 重建誤差大，CXD上3/4的圖像與物體表面信息無關(guān)，造成了 CXD的不充分利用，浪費資源。 一種方法為使用四個相機同時對物體四周拍照，這樣增加了設(shè)備的費用，而且四個相機的 性能不完全相同，增大了重建的誤差。本發(fā)明所涉及的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置通過使用一個相機兩次拍照就可以得到 物體的四面信息，而且第一次拍照得到的物體三個面的像是并排的，中間沒有多余的信息， 增加了 CCD的利用率，并且兩次拍照，不需要改變物距或相機焦距，省去了調(diào)節(jié)相機的繁 瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有平面鏡成像系統(tǒng)的弊端，提供一種既節(jié)約時間，又能充 分利用CCD，又不需要改變物距或相機焦距就可得到物體三維物體表面信息的裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，包括 有平面鏡組和相機，如圖1所示，相機位于平面鏡組的上方。平面鏡組包括四個平面鏡，其 特征在于，將體內(nèi)含有熒光光源的小動物體放于圖2中動物體5的位置，小動物體垂直于紙 面放置，其背部通過上面的平面鏡和左側(cè)的反射鏡兩次反射成像于物體的左側(cè)，腹部通過 下面的反射鏡和左側(cè)的反射鏡兩次反射成像于物體的左側(cè)，和背部像在同一平面上，其左 側(cè)面通過左側(cè)反射鏡直接反射也成像于物體左側(cè)，相機從上向下拍照，一次獲得三個表面 的像，其右側(cè)面像通過右側(cè)的平面反射鏡成像于物體的右側(cè)，像機從上向下拍照獲得物體 的右側(cè)面像。本發(fā)明的有益效果是通過兩次拍攝就可獲得被測物體四個面的熒光信息，節(jié)約 時間，使得兩次拍照時熒光衰減幅度??；一次獲得被測物的三個面的圖像為并排形式，充分 利用了 CCD的面積；拍照過程中不需要改變物距或相機的焦距，簡化了程序，拍照簡單方 便。根據(jù)獲得的被測物四個表面的信息，利用熒光光源重建算法，能夠?qū)ι锝M織內(nèi)部熒光 光源的位置和強度進行精確的重建，為疾病的早期診斷和早期治療，藥物療效的評價提供 準確的定性、定位、定量資料。


圖1是三維成像數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖。圖2是三維成像數(shù)據(jù)采集裝置的原理圖。圖3是一次拍照得到的三個表面像的示意圖。
具體實施例方式由圖1所示，本發(fā)明由相機和平面鏡組組成，圖2是三維成像數(shù)據(jù)采集裝置的原理圖。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。利用本發(fā)明所涉及的三維成像數(shù)據(jù) 采集裝置進行實驗的步驟如下1.在自發(fā)熒光斷層分子成像實驗的前幾天，給小動物注射熒光素酶；在實驗時， 給小動物注射底物熒光素；熒光素酶和熒光素在ATP以及氧氣的配合下，發(fā)生生化反應并 產(chǎn)生熒光光子。2.將麻醉的小動物趴著放在圖2中5的位置，小動物背部像首先通過平面鏡3成 像于6處，6經(jīng)過平面反射鏡1成像于6'，腹部像通過平面反射鏡4成像于7處，7再通過 平面反射鏡1成像于7'，小動物左側(cè)面像直接通過平面反射鏡1成像于5'，這樣背部像 6'、左側(cè)面像5'和腹部像7'并排放置，通過液氮制冷相機從上面一次可拍到三個側(cè)面 像。虛線相機表示同一個相機，第二次拍照。圖3是一次拍照得到的三個側(cè)面像的示意圖。 1為CCD探測器，2為小動物背部像，3為小動物左側(cè)面像，4為小動物腹部像。3.移動平面鏡組使鏡頭對準小動物右側(cè)平面鏡位置，小動物右側(cè)面像通過平面反 射鏡2成像于8，相機拍照可獲得小動物右側(cè)面像。4.利用熒光光源重建算法，重建出動物體內(nèi)的熒光光源的位置和強度。
權(quán)利要求
一種三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，包括有相機和平面鏡組，平面鏡組由四個平面反射鏡組成；其特征在于所述的被測物體垂直于紙面放置，四個平面反射鏡與被測物體成不同角度放置，通過兩次拍照可得到被測物體四個側(cè)面像。
2.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于相機為一種光電探測器。
3.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于四個平面反射鏡中兩個平 面反射鏡放置于被測物體左右兩側(cè)，分別與水平面成45度角。
4.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于四個平面反射鏡中另兩個 平面反射鏡放置于被測物體的上下兩側(cè)，分別與豎直面成45度角。
5.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于被測物體的頂面和底面通 過兩次反射成像，左側(cè)和右側(cè)通過一次反射成像。
6.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于其中一次拍照可同時得到 被測物體的三個不同側(cè)面的像，三個不同側(cè)面的像為并排形式。
7.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所成的像與CCD探測器面 平行。
8.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于一次成像的三個面中，左 側(cè)面像和頂面、底面像不在同一個平面上，需要相機景深大于等于物體的寬度。
9.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于相機在兩次拍照中只需平 移平面鏡組的位置，且不需要改變物距或相機焦距。
10.如權(quán)利要求1所述的三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于兩次拍照時，鏡頭的光軸 要對準左側(cè)面或右側(cè)面的中心。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種三維成像數(shù)據(jù)采集裝置，它是由相機和平面反射鏡組兩部分組成，平面反射鏡組由四個平面反射鏡組成，利用平面鏡成像原理，被測物體表面通過平面反射鏡的一次或兩次反射成像，相機通過兩次拍照就可得到被測物體四個側(cè)面像，節(jié)省拍照時間，一次拍照中三個不同面像為并排形式，CCD得到充分利用，拍照中不需要改變物距或相機焦距。本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，費用低，體積小，可便攜，可廣泛應用與生物醫(yī)學，分子影像等領(lǐng)域。
文檔編號A61B5/00GK101810465SQ200910077770
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者楊祥, 楊鑫, 田捷, 高秋娟 申請人:廣州中科愷盛醫(yī)療科技有限公司;田捷