[发明专利]定量光学分子断层成像装置和重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及到光学成像技术领域，特别涉及到定量分子成像系统的构建和光源定量重建方法。

背景技术

近十年，生物发光成像(Bioluminescence imaging，BLI)技术得到了快速的发展，在生物研究中被广泛应用，取得了显著的科研成果。然而，生物发光成像技术只能生成二维的平面像，不能直观地显示小动物体内光源所在的三维空间位置信息，在可视化效果上有很大的局限性。在定量分析方面，生物发光成像只能进行相对的定量分析，不具有绝对定量的意义，而断层的三维成像技术才具有绝对定量的意义，可以参见：R.Weissleder and M.J.Pittet，″Imaging in the era of molecular oncology，″Nature 452，580-589(2008).2004年，美国爱荷华大学的王革教授提出了生物发光断层成像(Bioluminescence tomography，BLT)理论和基于先验信息的重建唯一性理论，可以参见：G.Wang，Y.Li，and M.Jiang，″Uniqueness theorems in bioluminescencetomography，″Medical Physics 31，2289-2299(2004).近几年，生物发光断层成像理论得到了较迅速的发展和广泛的关注，但是在定量研究、尤其涉及到总能量定量和细胞数量的定量分析方面的工作寥寥无几，是一个需要解决的难点问题；在定量的重建算法方面还基本停留在用聚乙烯、聚丙烯和尼龙等仿体和纯算法的研究上，很少有将定量重建算法和成像系统紧密结合，并得到鲁棒、准确定位和定量的重建算法。

在定量的断层成像系统方面，美国爱荷华大学的王革教授的研究团队研发了世界上首套原型系统，但是在定量分析方面仅仅得到一个固定不变的校准因子，可以参见：D.Kumar，W.Cong，F.Bohenkamp，T.Kakaday，P.Taft，L.Wang，G.McLennan，E.Hoffman，and G.Wang，″Development of lung tissue phantoms for bioluminescentimaging，″in 2004)，687.在实际小动物成像中视场的变化会对光的强弱产生明显变化，这样的变化如果不加以分析会对定量结果产生很大的影响，同时这种方法对于多幅图像的校准带来了很大的不便。目前，国内外均未见文献和专利报道关于CCD相机镜头随视场变化而进入镜头不同能量的研究报道。