[发明专利]一种双模态拉曼-光学投影断层成像系统

权利要求书

1.一种双模态拉曼-光学投影断层成像系统，其特征在于，所述双模态拉曼-光学投影断层成像系统包括：

光源模块，用于为双模成像系统提供高质量、低噪声、稳定的宽束光源；

载物控制模块，用于为样本提供XYZ以及旋转四个自由度的运动操作，用于调整样本处于成像视野合适位置和旋转样本获取多角度投影图像；

信号分离模块，用于分离多光谱拉曼散射信号和透射投影信号；

多光谱拉曼散射信号采集模块，用于采集样本产生的拉曼散射光；

透射投影信号采集模块，用于采集激光光束经样本后的透射光，形成光学投影图像；

系统控制与数据处理模块，用于对光源模块，载物控制模块，多光谱拉曼散射信号采集模块和透射投影信号采集模块的控制，以及将获取的电信号转化成二维图像，并进行处理和分析，实现三维容积成像。

2.如权利要求1所述的双模态拉曼-光学投影断层成像系统，其特征在于，所述光源模块包括连续波激光器与激光束质量优化器以及激光束扩束器；

连续波激光器为620nm半导体激光器；激光扩束器为两片透镜组成的4F系统。

3.如权利要求1所述的双模态拉曼-光学投影断层成像系统，其特征在于，所述载物控制模块包括XYZ三轴电控平移台，样品承载台，样品夹持器，步进马达；

XYZ三轴电控平移台及步进马达与计算机处理单元相连接，控制XYZ三轴电控平移台调整样品在空间中的位置以及控制步进马达带动样品夹持器。

4.如权利要求1所述的双模态拉曼-光学投影断层成像系统，其特征在于，所述多光谱拉曼散射信号采集模块包括依次设置的收集透镜，波长可快速调谐滤波器，成像透镜，面阵探测器；

信号分离模块分离出的多光谱拉曼散射光经过收集透镜收集，聚焦传递给波长可快速调谐滤波器，进行不同波长光谱分离，由成像透镜传递给面阵探测器的敏感面，将光信号转化为电信号传输至系统控制与数据处理模块进行数据储存和处理。

5.如权利要求1所述的双模态拉曼-光学投影断层成像系统，其特征在于，所述光学透射投影信号采集模块包括依次设置的收集透镜，放大物镜，带通滤波器，面阵探测器；

信号分离模块分离出的透射投影信号经由收集透镜收集，再经由放大物镜放大光信号，通过带通滤波器过滤掉杂散光后传递至所述面阵探测器的敏感面，将光信号转化为电信号传递给系统控制与数据处理模块进行数据存储和处理。

6.如权利要求1所述的双模态拉曼-光学投影断层成像系统，其特征在于，所述系统控制与数据处理模块包括图像采集卡和计算机处理单元；

图像采集卡与面阵探测器和面阵探测器相连；计算机处理单元与载物控制模块相连。

7.一种如权利要求1所述双模态拉曼-光学投影断层成像系统的双模态拉曼-光学投影断层成像方法，其特征在于，所述双模态拉曼-光学投影断层成像方法包括：

步骤一，将扩束镜扩束后的激光束照射样本，由分光镜将各模态光信号进行分离，采用稀疏采样方法对信号进行采集，透射投影信号采集模块采集样本透射光，形成光学投影图像，多光谱拉曼散射信号采集模块采集样本产生的拉曼散射光；

步骤二，对采集数据进行背景噪声去除，在正式采集数据之前采集的一组亮场数据和暗场数据，对目标数据进行亮场校正和暗场校正；

步骤三，采用基于TV极小化代数迭代重建方法ART重建稀疏采样数据；

步骤四，将经过重建得到的三维结构图像和三维化学组分图像进行融合，获得含有多重信息的三维容积图像。