专利名称：一种生物体荧光三维成像系统及应用的制作方法随着分子影像学领域的各种技术在现代生命科学研究中的应用，生物体成像技术 得到了越来越多的关注。生物体成像技术是指应用影像学方法，对体状态下的生物过程进 行组织、细胞和分子水平的定性和定量研究，这使得生命过程的研究可以在生物体体内进 行。我们可以利用各种能穿透生物体又能与某些特定生物组分相作用的超声波(超声影像 技术)或者电磁波(CT)或者电磁场(MRI)或者高能粒子(PET)等在不损伤动物的前提下对 其进行长期的纵向研究。但是，当现代生命科学研究进入细胞和分子层次时，这些影像学方法都遇到了不 同程度的困难。一些重大疾病的真正早期诊断必需在分子和细胞水平上进行才能实现。生 物芯片等离体检测方法有可能做到这点，但是难以确定病变部位。现有成像方法(如CT、 MRI)虽有可能确定病变部位却又难以在分子水平上进行早期检测。荧光分子成像(FMI)技 术是一种可在分子水平早期探测分子变异和细胞癌变的方法。它利用激发光使得荧光基团 达到较高的能量水平，然后发射出较长波长的光这一原理进行检测，而且具有非侵入、无创 伤、特异(利用靶向基团)、精细(分子水平)并实时观测病变部位及其大小的优点。荧光平面成像是通过CCD相机采集单一投影方向的信号，得到的数据是多个深度 信号的叠加，再加上信号在透过动物体内时，又有不可避免的折射和散射，难以精确的定量 分析，因此荧光三维成像在在靶点的空间定位及绝对定量方面都有很大的优势。目前主流 的成像方法为荧光分子断层成像(FMT)，其实施方法为将生物沿身体的长轴旋转360°，用 激发光源在其横断面上进行扫描，计算机处理CCD相机采集到的信号，进行三维重建和显 示。早期的荧光分子断层成像系统一般采用圆柱成像腔，实验时把生物泡在匹配液中，使用 光纤引出不同位置的检测信号，而最近的一些荧光分子断层成像系统是把生物沿身体的长 轴悬挂，为了减小惯性带来的器官移位和歪斜，生物的旋转速度必须严格控制。再加上扫描 式的点激发光源大大降低了数据获取的效率，因此采集360°的全景图像需要花费很长时 间，严重影响了检测的实时性。
针对上述问题，本发明的目的是提供一种生物荧光三维成像系统，在实现三维成 像的同时，实现测量的精确性和实时性。本发明提供的一种生物荧光三维成像系统，包括暗箱、光照模块、旋转平台装置、 CCD成像系统、计算机、麻醉器；其中光照模块包括激光器、分束光纤、照明LED和光照模块 控制器；旋转平台装置包括麻醉装置、温控装置、旋转电机及旋转平台控制器；CCD成像系 统包括CXD器件、电动聚焦镜头、带通滤光片轮及CXD成像系统控制器；计算机有三个输出 信号和一个输入信号，第一输出信号是光照模块控制器的输入信号，该信号用于控制激光器和照明LED的开关，第二输出信号是旋转平台控制器的输入信号，该信号用于设定温控 装置的温度及旋转电机的转动状态，第三输出信号是CCD成像系统控制器的输入信号，该 信号用于控制电动聚焦镜头的聚焦、带通滤光片轮的旋转、以及CCD器件的信号采集过程， 输入信号是CXD器件采集到的图像信号，通过计算机进行处理以及显示。在暗箱外部，分束光纤的总束端与激光器的输出端相连，在暗箱内部，分束光纤的 分束端位于旋转平台上方，当激光器开启时，从四个角度形成对该平台的均勻光照。照明 LED位于所述生物旋转平台上方，当其开启时，形成对该平台的明场光照。CCD成像系统的 接收光路的光轴与生物旋转平台的圆心相交，CCD器件4接收的发射光光路与旋转平台装 置3平面成45°角。CXD器件采用高灵敏度冷CXD。本发明的另一个目的是提供一种生物体荧光三维成像系统在生物体图像数据采 集中的应用。本发明采取分束光纤对生物整体进行均勻激发光照，可以实现高通量的数据采 集；生物旋转平台以及斜45°采集光路，实现了数据采集的连续性和实时性，同时在麻醉 系统辅助下，生物体在平台上的勻速旋转在很大程度上消除了悬挂式旋转造成的器官移 位。高灵敏度冷CCD保证了图像数据采集的精确性。图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的结构框图。图3是本发明的具体实施结果图。

本发明提供一种生物荧光三维成像系统，有暗箱、光照模块、旋转平台装置、CCD成像系统、计算机、麻醉器；光照模块有激光器、分束光纤、照明LED和光照模块控制器；旋转平台装置有麻醉装置、温控装置、旋转电机及旋转平台控制器；CCD成像系统有CCD器件、电动聚焦镜头、带通滤光片轮及CCD成像系统控制器；分束光纤的总束端与激光器输出端相连，分束光纤的分束端位于旋转平台上方，照明LED位于生物旋转平台上方，CCD成像系统的接收光路的光轴与生物旋转平台的圆心相交。本发明采取分束光纤对生物整体进行均匀激发光照，实现高通量数据采集的连续性和实时性，消除了悬挂式旋转造成的生物体器官移位，灵敏度高、图像数据采集精确。