[发明专利]切伦可夫荧光激发的扫描光片断层成像方法

摘要

本发明公开了切伦可夫荧光激发的扫描光片断层成像方法，属于医学图像处理领域。该方法利用在生物体表高灵敏度探测器获取的荧光图像来重建荧光量子产额的分布。该方法包括两个过程，一是通过直线加速器产生X射线光片扫描生物体产生切伦可夫辐射并作为内部激发光源激发荧光团，即激发过程；二是激发出的荧光穿透生物组织到达生物体表后利用外在的高灵敏度探测器获取荧光信号，即发射过程，本方法可以准确地对荧光产额进行重建。

主权项

1.切伦可夫荧光激发的扫描光片断层成像方法，其特征在于：该方法利用在生物体表高灵敏度探测器获取的荧光图像来重建荧光量子产额的分布；该方法包括两个过程，一是通过直线加速器产生X射线光片扫描生物体产生切伦科夫辐射并作为内部激发光源激发荧光团，即激发过程；二是激发出的荧光穿透生物组织到达生物体表后利用外在的高灵敏度探测器获取荧光信号，即发射过程；为准确地描述激发和发射过程，本方法采用耦合的扩散近似方程，扩散近似方程形式为： ▿ D x ( r ) ▿ Φ x ( r ) - μ a x ( r ) Φ x ( r ) = - q ( r ) ▿ D m ( r ) ▿ Φ m ( r ) - μ a m ( r ) Φ m ( r ) = - Φ x ( r ) ημ a f ( r ) - - - ( 1 ) ]]>其中，下标x和m分别代表激发和发射两个波段，▽为梯度算子，Φx(r)是r处激发波段的切伦科夫光强，Φm(r)是发射波段r处的荧光光强，μai(r)(i＝x,m)代表光学吸收系数，Di(r)(i＝x,m)代表光学扩散系数，μaf(r)是荧光团对激发光的吸收系数，η是荧光团量子效率，ημaf(r)是需要重建的荧光量子产额；对于公式(1)中的光源项q(r)，它是一个内在的激发光源而不是外在的，是通过放射治疗中直线加速器产生的切伦科夫辐射；考虑到大于6兆电子伏的X射线在生物组织中衰减小，且光束厚度小于5毫米，因此将切伦科夫辐射简化为一个均匀分布的光片光源；采用罗宾型边界条件： Φ x , m (