一种CT/FT/PET三模态同步成像装置

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；

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明的PET/FT部分结构示意图；

图3是本发明的CT部分和平移台结构示意图；

图4是本发明的图像输出原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的描述。需要说明的是，本实施 例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具 体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～4所示，本发明为一种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1，与所 述平移台1连接的检测床2，CT机架3以及PET/FT机架4，所述CT机 架3与所述PET/FT机架4上设有位置相应的第一成像孔31与第二成像 孔41，以被放置在所述检测床2中的小动物的体轴为中心轴，所述第一 成像孔31、第二成像孔41的圆心与所述中心轴在同一直线中；

所述CT机架3一侧顶部设有X射线管5，与所述X射线管5相对的 位置上设有X射线探测器6，且所述第一成像孔31位于所述X射线管5 与所述X射线探测器6之间；

所述PET/FT机架4一侧顶部设有激光源7，与所述激光源7相对的 位置上设有CCD相机8，所述CCD相机8的输入口正前方设有滤光轮11， 所述第二成像孔41位于所述激光源7与滤光轮11之间；

还包括以所述第二成像孔41呈圆周分布的平板PET探测头9，用于 检测从所述小动物体内发射的湮灭光子；

需要进一步说明的是，所述X射线管5的输出口正前方安装有X射 线准直器10，所述X射线准直器10可约束X射线的输出波束，使X射 线覆盖X射线探测器6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11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9为4个，每个PET探 测器头9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9，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。

需要说明的是，所述PET/FT机架4与所述CT机架3应尽量靠近安 装，但应该保证在机架旋转时CT机架3不会与PET/FT机架4上的设备 发生摩擦；

进一步的，本发明可用于任意PET、FT、CT单模态成像，也可用于 双模态或者三模态成像，根据实际需求而定；

在进行CT数据采集时，旋转CT机架3。CT机架3的旋转方式采用 转-停-转的模式，机架的旋转速度没有特别限制，根据实际需要由计算 机控制；

在进行PET/FT数据采集时，旋转PET/FT机架4。若仅采集PET数 据，根据实际设置，可保持PET/FT机架4静止或者进行旋转采集；采集 FT数据时，需要旋转PET/FT机架4，在360度范围内采集多角度FT数 据；

在进行三模态成像时，先采集CT数据，然后控制检测床到达PET/FT 子系统的成像视野采集PET和FT数据。在采集PET和FT数据时，可对 采集到的CT进行同步处理、重建。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思， 做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该 属于本发明权利要求的保护范围之内。