[发明专利]一种基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统，其特征在于，所述基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统包括：

前端心电信号采集模块，用于获取CT图像采集时的小鼠实时心跳信息；

DSP信号处理板卡，通过获取小鼠的心电信息来产生触发电平，并触发X射线探测器完成小鼠投影图像的采集；

Micro-CT医学影像采集系统，通过RS232与DSP信号处理板卡连接，用于对待扫描物体按360度扫描投影数据，用于对360度的投影数据进行重建；

所述基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统的基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像方法包括：以下步骤：

步骤一，将小鼠置于载物台上，位于X射线源和X射线探测器之间，所需成像区域置于X射线探测器有效视场之内，将双极导联的前端插入小鼠左前肢及右后肢肌肉组织内，银针末端与纽扣式心电导联接头相连；

步骤二，双电极导联接入心电采集模块，固定于小鼠后侧，处于X射线探测器有效视场外，心电模块的模拟输出端接入DSP信号处理板卡的AD转换输入接口；

步骤三，DSP信号处理板卡的AD转换模块接收模拟心电信号输入，并记录小鼠心电信号模拟输入量的小鼠心电R峰，将数值产生的时刻作为小鼠心脏搏动的最舒张时刻，并在测得接近这个最大值的时刻产生一个由0到1的TTL电平变化，高电平应持续超过2ms，达到所需触发X射线探测器的最短维持时间；

步骤四，DSP信号处理板卡的通过AD转换模块判断小鼠心电信号两次波峰之间的时间，并按照X射线探测器所需积分时间判断出小鼠心脏搏动的一个完整周期内应获取的运动相位个数；

步骤五，根据步骤四所得到的单周期相位个数确定PC机对X射线探测器的配置参数，配置探测器的单帧曝光时间、图像序列总帧数、Binning参数、探测器触发模式、探测器扫描模式；

步骤六，启动X射线源和Micro-CT系统的转盘使能，开始捕捉小鼠心跳信号，在小鼠心电R峰处由DSP信号处理板卡向X射线探测器发出触发信号，整个心脏运动周期的投影图像序列采集；

步骤七，在每个角度采集完毕之后由计算机控制大盘旋转一个角度，之后重复进行步骤六中的操作，直至360度的投影数据都采集完毕。

2.如权利要求1所述的基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统，其特征在于，所述步骤四中具体关系如下：

单周期相位个数＝心跳周期/单张投影积分时间。

3.如权利要求1所述的基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统，其特征在于，采用硬件外触发工作模式来控制X射线探测器进行图像采集，由DSP信号处理板卡产生短时间高电平，并输入X射线探测器的Sync In接口；X射线探测器在接收来自DSP信号处理板卡的触发请求后，经过一个不固定时间段之后开始进行图像采集，并将采集结果放于缓存中；在一个角度完成整个心脏运动周期的投影图像序列采集之后，计算机将缓存中的数据取出，并进行解码保存，并按照扫描角度和运动状态进行编号，保存于计算机中。

4.如权利要求1所述的基于前瞻式心电门控的小鼠心脏成像系统，其特征在于，数据采集完毕之后，将每个角度所采集的图像序列进行拆分，按相位进行分组，即将360度的投影数据中相同相位的投影图像进行组合，参与重建。