Micro-CT/光学双模态成像系统软件开发及实验验证

摘要

随着现代科学技术的进步，分子影像技术已经得到长足的发展，但是单一模态的成像技术由于其自身的缺陷性，只能得到生物体的某一方面的信息，并不能得到生物体的全部信息。所以人们需要将不同的成像技术联合起来，形成多模态成像系统，从不同方面来描述生物体，形成优势互补。多模态成像技术已经成为分子影像技术发展的一个重要趋势。
　　Micro-CT成像具有空间分辨率高、无创伤等优点，能快速提供生物体的三维解剖结构像。而光学分子影像具有高灵敏度、无创伤、高特异性等优点，能提供生物体的特异性成像。本文将研究基于Micro-CT/光学分子影像的双模态软件系统开发和实验验证。首先介绍多模态系统的发展历史和研究现状，然后详细分析双模态系统的工作原理，并且对双模态系统的主要硬件仪器参数做了详细介绍。在此硬件基础上，基于QT、MITK、SDK等软件工具开发包设计开发双模态系统的功能控制和数据采集软件，实现了CT投影数据和光学数据同时采集，简化了实验操作，减少实验时间，降低了后续的数据融合配准难度。利用一种坐标系空间位置配准和能量映射方法，实现CT坐标系和光学坐标系之间位置转换，以及小鼠三维表面与光学二维成像之间的能量映射。通过多次实验，验证了硬件系统和软件系统的稳定性，以及空间配准和能量映射方法的准确性。本文工作为后续双模态研究工作奠定了基础。