小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115844365A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202310070551.4(22)申请日2023.02.07(71)申请人北京航空航天大学地址100083北京市海淀区学院路37号(72)发明人田捷郭李爽刘建刚安羽(74)专利代理机构北京市恒有知识产权代理事务所(普通合伙)11576专利代理师郭文浩尹文会(51)Int.Cl.A61B5/0515(2021.01)G06T17/00(2006.01)G06T5/00(2006.01)G06T5/50(2006.01)G16H30/20(2018.01)A61B5/00(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图4页(54)发明名称小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统(57)摘要本发明属于医学成像与检测技术领域，具体涉及一种小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统及，旨在解决现有磁纳米粒子成像分辨率不足，荧光分子成像视野不足，导致图像重建精度较低的问题。本发明装置包括：图像处理模块、显示模块、控制模块、置物平台、梯度线圈、驱动线圈、接收线圈、荧光相机、光源模块；梯度线圈，包括第一圆角矩形线圈和第二圆角矩形线圈；驱动线圈，包括第三圆角矩形线圈、第四圆角矩形线圈、第五圆角矩形线圈；接收线圈为圆形线圈。本发明可同时获取磁纳米粒子浓度分布和荧光分子分布图像，实现“功能‑分子‑结构”成像信息的快速融合可视化，进而提升了图像重建的精度。CN115844365ACN115844365A权利要求书1/3页1.一种小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统，包括图像处理模块、显示模块、控制模块、置物平台，其特征在于，该系统还包括：梯度线圈、驱动线圈、接收线圈、荧光相机、光源模块；所述梯度线圈，包括第一圆角矩形线圈和第二圆角矩形线圈；所述第一圆角矩形线圈、所述第二圆角矩形线圈位于同一水平面，并将该水平面作为第一水平面；所述第一圆角矩形线圈、所述第二圆角矩形线圈长边相对、短边齐平、轴线方向平行且对称分布于所述置物平台中心的纵轴线的两侧；所述梯度线圈，用于构建静态磁场自由线，使磁场自由线周围的磁粒子达到饱和，在空间中形成梯度磁场；所述驱动线圈，包括第三圆角矩形线圈、第四圆角矩形线圈、第五圆角矩形线圈；所述第三圆角矩形线圈、所述第四圆角矩形线圈、所述第五圆角矩形线圈位于同一水平面，并将该水平面作为第二水平面；所述第二水平面与所述第一水平面平行；所述第三圆角矩形线圈、所述第四圆角矩形线圈、所述第五圆角矩形线圈长边彼此平行、短边齐平；所述第三圆角矩形线圈的中心与所述置物平台的中心位于同一纵轴线上；所述第四圆角矩形线圈、所述第五圆角矩形线圈位于所述第三圆角矩形线圈的两侧，且到所述第三圆角矩形线圈的间距相同；所述驱动线圈，用于抵消梯度线圈磁场，控制磁场自由线产生平移运动；所述接收线圈为圆形线圈，设置于所述置物平台的正下方、所述梯度线圈上方；所述接收线圈，用于采集磁粒子的非线性响应信号；所述荧光相机，设置于所述置物平台的正上方；所述荧光相机，用于对放置于所述置物平台上的目标对象进行实时成像；所述光源模块，固定于所述荧光相机的荧光镜头的外周；所述光源模块，用于控制所述荧光相机的成像模式；所述图像处理模块，配置为对所述荧光相机实时成像的图像进行处理，作为第一图像；对所述接收线圈接收的非线性响应信号进行处理与重建，将重建后的图像作为第二图像；将所述第一图像、所述第二图像进行融合，作为最终获取的成像结果。2.根据权利要求1所述的小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统，其特征在于，所述小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统以所述置物平台中心的纵轴线的方向为方向，以所述置物平台中心的纵轴线的左右方向为方向。3.根据权利要求2所述的小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统，其特征在于，所述荧光采集模块与所述置物平台的中心位于同一垂线；所述光源模块为环形光源，包括白光光源、荧光光源成像集成模式。4.根据权利要求2所述的小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统，其特征在于，所述置物平台，可实现方向的升降、旋转。5.根据权利要求2所述的小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统，其特征在于，所述梯度线圈构建静态磁场自由线，其方法为：对所述第一圆角矩形线圈与所述第二矩形线圈施加大小相等方向相反的电流。6.一种小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像方法，基于权利要求1‑5任一项所述的小动物磁粒子成像和荧光分子断层成像多模态成像系统，其特征在于，该方法包括：2CN115844365A权利要求书2/3页步骤S100，将待成像的目标对象固定于所述置物平台，并将磁纳米和光学多模探针注