[实用新型]多模成像系统

说明书

本实用新型适用于医学影像技术领域，公开了多模成像系统，其包括显示器、多模成像设备和电性连接于显示器与多模成像设备之间的主机，主机内设有图像重建与处理子系统，多模成像设备内设有动物扫描控制子系统、静态计算机断层成像子系统和光声成像子系统，静态计算机断层成像子系统包括电子控制电路、用于产生静态计算机断层成像扫描所需X射线的多光束碳纳米X光源阵列、用于计算机断层成像投影数据采集与高速处理的光子计数探测器和用于为多光束碳纳米X光源阵列供电的供电电源，多光束碳纳米X光源阵列、光子计数探测器和供电电源都与电子控制电路电性连接。本实用新型的多模成像系统，图像分辨率高，成像深度大，且辐射剂量低。

技术领域

本实用新型涉及医学影像技术领域，尤其涉及多模成像系统。

背景技术

癌症是恶性肿瘤中最常见的一类，其是威胁人类健康的头号杀手。当前，全球癌症病例呈现迅猛增长态势，新增病例主要来自发展中国家。由于高死亡率、高致残率和医疗负担大等特点，恶性肿瘤在全世界已成为一个必须高度重视的公共卫生问题乃至社会问题。在癌症所导致的患者致死因素中，肿瘤转移是最重要的因素。

目前，对肿瘤转移的研究主要在以小鼠、大鼠为代表的小动物身上进行。在具体研究时，首先在小动物身上建立肿瘤疾病模型，然后研究其肿瘤转移的生理-病理学特性、研发新的癌症诊断技术、抗肿瘤药物及对药物进行疗效评价。在各种研究小动物的方法中，小动物全身活体成像技术可以对同一批小动物进行不同时间点的全身、长时间观测，大幅降低实验成本，并获取重复可靠的实验数据，同时借助高灵敏的分子探针在肿瘤转移早期即可进行有效观测，从而实现对肿瘤细胞的整个转移过程全程监测。所涉及的主要成像技术包括计算机断层成像(Computed Tomography，CT)、磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，MRI)和超声成像(Ultrasound)等结构成像，以及光声成像(PhotoacousticImaging)、正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)和单光子发射计算机断层成像(Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等功能成像。然而，这些单模态成像技术所获取的信息存在一定的局限性，无法完全反映生物体的复杂特异性，导致对于肿瘤转移的研究不能提供全面准确的信息。

鉴于上述单模态成像技术的不足，现有技术提出了结合结构和功能信息的多模态影像技术，且多模态影像技术正越来越多的应用于小动物全身活体成像中，比如采用PET和CT相结合的多模态成像技术已经成为多模分子影像的临床参考标准，其在预测新辅助疗法和新靶向治疗的疗效方面已经展示了价值，近来被用来检测早期的肿瘤转移；又比如采用光学成像和PET相结合的多模态成像技术已被用来检测肿瘤转移过程中引发的淋巴管生成。

然而，现有技术中，小动物全身活体多模成像技术还存在一定的不足。例如，在PET-CT成像中，依靠从CT图像中得到的高能光子衰减系数图可提高PET的准确性和分辨率；但是，与PET或者SPECT相比，近红外光子相对于高能光子更容易受到组织光吸收系数的影响，因此在光学成像中利用衰减校正概念可以得到更好的成像效果。此外，在癌症治疗中，由于PET/SPECT的空间分辨率过低，很难精确描述药物的靶向和聚集情况，为了同时获取整体和局部的药物代谢情况，往往采用可以响应光学模态的双模探针进行药物的评估和分析。但光学成像技术会由于生物体的强烈散射作用，导致成像深度往往仅有1毫米左右，造成应用受限。另外，在可以提供高分辨结构成像的模态中，CT成像在显示解剖结构、形态和密度等方面具有优势，且成像速度快，还可以通过注射造影剂、采用能谱成像或者相衬成像来增强软组织对比度，但是过多的X射线辐射会改变小动物生理结构并影响对癌症发展转移过程和药物作用的正确判断。在应用活体成像技术对小动物进行长期纵向研究时，也必须保证小动物受到的辐射剂量尽可能低，以减轻其对小动物的生理影响。由此可见，现有的小动物活体全身多模成像技术在具体应用中仍普遍存在图像分辨率低、成像深度小、辐射剂量大的问题。

实用新型内容