仿CT扫描模式扩散荧光层析成像方法.pdf

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1、第46卷第12期天津大学学报(自然科学与工程技术版)VoI．46No．122013年12月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Dec．2013D0I1O．11784／tdxb20131209仿CT扫描模式扩散荧光层析成像方法王欣，高峰，李娇，赵会娟(天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072)摘要：为了实现高灵敏度、高空间采样密度的扩散荧光层析成像，提出了一种基于光子计数技术的仿CT扫描模式的成像方法．光源经过准直后入射到仿体上，光电倍增管探测得到光源同一水平面101．25。～258

2、．75。均匀分布的8路探测信号．按照与CT相似的方式，系统旋转仿体以实现对仿体的0。～360。扫描，采用光子计数方式采集多个光源入射角下多个探测位置的光子数信息，获得的大量数据可降低重建过程的病态性，使重建结果更加准确．仿体实验证明，对于荧光剂Cy5．5的探测可以达到2nmol／L左右的浓度和边对边距离5mm的空间分辨率，增加空间采样密度可以提高系统的灵敏度和分辨率．关键词：扩散荧光层析成像；荧光产率；仿CT扫描模式；光子计数；图像重建中图分类号：R338．8文献标志码：A文章编号：0493—2137(2013)12—1106—08DiffuseFl

3、uorescenceTomographyMethodwithCT—AnalogousScanningModeWangXin，GaoFeng，LiJiao，ZhaoHuijuan(SchoolofPrecisionInstrumentandOpto—ElectronicsEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：ACT-analogousmodeofdiffusefluorescencetomography(DFT)basedonphoton-countinghasbeenpr

4、o—posedtoachievehighsensitivityandhighspatialsamplingdensity．Theincidencelightonthephantomisacollimatedbeamandeightdetectionfibersplacedfrom101．25。to258．75。inthesameplaceofthesourcecollectingeightde—tectivesignals．Byrotatingthephantomfrom0。to360。asaCTsystemdoes，thesystemacquire

5、sthenumberofphotonbyphoton-countingondiferentsitesofthephantomunderdiferentincidentperspectives．Thelargedata-setreducestheill—posedproblemofthereconstructionandachievesamoreaccurateimaging．TheproposedsystemcandisclosetheconcentrationofCy5．5targetwithahighsensitivityandfidelitya

6、stheconcentrationisabove2nmol／Landtheedge-to-edgespatialresolutionisabout5mm．Byincreasingthespatialsamplingdensity，abetterresolutionandsensitivitycanbeachieved．Keywords：diffusefluorescencetomography；fluorescenceyield；CT-analogousscanningmode；photoncounting；imagereconstruction扩散

7、荧光层析成像(diffusefluorescencetomogra—活体内特异性大分子生化过程的无损三维定量观测，phy，DFT)是以合适的荧光探针作为标记物或对比应用领域十分广阔，包括乳腺癌和睾丸畸形的检测、剂，用特定波长的光激发荧光染料，使其吸收入射光药代动力学等．目前，一般的影像学所揭示的是疾病产生能级跃迁，经过特定的时间衰减回基态并发出荧发展过程中较晚期的结构变化，荧光扩散层析成像可光，通过测量媒质边界上有限点的荧光强度，考虑光以早期检测和揭示疾病，有利于疾病的早期诊断及治子传播散射特性，重建出组织内部的荧光光学特性的疗L3J．此外，DFT还

8、特别适合基于小动物病理模型的分布图像L1七J．DFT没有放射性损伤且可以实现生物生物医学基础研究L4J．收稿