本公开涉及医学分子影像技术领域，尤其涉及一种实验动物体多模融合成像系统及使用方法。
背景技术：
小动物医学断层成像技术，是一种以实验动物体(例如小鼠，或其它成像器官体积在5cm*5cm*5cm以下的动物)为成像对象的断层成像技术。通过对实验动物体上建立的疾病模型进行拍摄以及重建，得到病灶三维的分布和形状。以此辅佐相应的生物医学实验，从而有助于相关方面的研究。该技术在肿瘤研究，药物代谢研究等方面都有广泛的应用。
核磁共振成像技术(mri)以及扩散光学断层成像技术均为常见的实验动物体医学断层成像技术的技术手段。核磁共振成像技术利用组织中的质子在匀强磁场下，收到射频激励脉冲激励后，发生核磁共振现象，产生核磁共振信号这一特性，通过对核磁共振信号的获取，进而对组织进行高分辨率解剖断层成像。扩散光学断层成像技术中，较为普遍使用的为生物自发荧光计算机断层成像(blt)和激发荧光计算机断层成像(fmt)。blt成像技术利用生物体内的荧光素酶与注入体内的荧光素底物(luciferin)发生化学反应产生荧光，并在生物体表面产生光斑，被探测器接收，进而得到荧光素酶在生物体内的空间分布信息。fmt成像技术利用具有靶向性的荧光探针将荧光团带入目标的生物组织。生物组织中的荧光团受到外源激光(即激发光)照射，其电子迁跃到激发态。然后，电子从激发态回到基态的过程中，释放出的荧光(即发射光)。这些荧光在生物体内传播后，在生物体表面产生光斑，被探测器接收，从而得到荧光靶向探针在生物体内的空间分布信息。
然而，本申请发明人在实现本公开的过程中发现，由于荧光在穿过生物体时受到生物体内各种组织的吸收和散射，其传播到生物体表面的光斑已经受到严重的扭曲，这使得扩散光学断层成像很难对生物体内生物组织的形态学信息进行重建成像。并且，虽然fmt成像技术选用的激发光与发射光为不同的光谱波段，且采集发射光使用滤光片对激发光进行滤除。但激发光依旧对发射光产生污染，影响生物组织形态学重建的精度。此外，由于核磁成像技术在成像时需要成像对象处在匀强磁场中，该磁场会对扩散光学断层成像所使用的相机等电子设备产生影响，进而导致其它模态无法进行采集。
公开内容
(一)要解决的技术问题
基于上述技术问题，本公开提供一种实验动物体多模融合成像系统及使用方法，以缓解现有技术中的fmt成像技术中激发光对发射光产生污染，影响生物组织形态学重建的精度的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供一种实验动物体多模融合成像系统，包括：光学成像单元，用于采集实验动物体的光学断层成像信息，包括：fmt模块，用于采集实验动物体的fmt信息，该fmt模块利用镜面滤波方法降低激发光反射光对采集信号的污染；mri单元，与所述光学成像单元间隔设置，用于采集实验动物体的mri信息；固定床，用于固定实验动物体，分别与所述光学成像单元和所述mri单元配合，使实验动物体在其二者之间进行刚性移动；以及数据处理单元，用于对实验动物体的光学断层成像信息和mri信息进行像素级融合。
在本公开的一些实施例中，所述镜面滤波方法包括：计算镜面滤波波长λf，λf＝2λ1-λ2；分别采集滤光片波长为λ2与λf时的激发荧光表面光斑结果b2和bf；以及计算最终的表面荧光光斑bp＝b2-α*bf；其中，λ1为激发光波长，λ2为发射光波长，
在本公开的一些实施例中，所述光学成像单元还包括：blt模块，用于采集实验动物体的blt信息；以及ct模块，用于采集实验动物体的ct信息。
在本公开的一些实施例中，所述数据处理单元包括：系统矩阵构建模块，利用fmt信息和blt信息构建系统矩阵；重建模块，采用高斯权重拉普拉斯矩阵方法构建正则化矩阵，并使用共轭梯度法结合系统矩阵，计算实验动物体内部荧光光源的光强分布；配准模块，以ct信息为基准，将重建模块对fmt信息和blt信息的重建结果与mri信息进行配准；以及融合模块，利用配准模块得到的fmt信息、blt信息和mri信息的映射关系，将fmt信息和blt信息的重建结果与mri信息进行像素级融合。
在本公开的一些实施例中，所述系统矩阵构建模块包括：修正子模块，其采用激发光阈值修正方法对fmt系统矩阵进行修正，该激发光阈值修正方法包括：获取φx(j)中的最大值φxmax(j)；令所有的φx(j)＜0.4φxmax(j)的φx(j)的元素都置为0.4φxmax(j)；依照下述公式修正fmt系统矩阵；
其中，φx(j)是激发光在实验动物体体内的荧光光强分布，φm(i)为测量所得的表面荧光光斑强度分布，ημaf(j)是实验动物体体内荧光光源分布。
在本公开的一些实施例中，所述重建模块中采用高斯权重拉普拉斯矩阵方法构建正则化矩阵l如下所示：
lg＝(li，j)n×n
其中，lij代表衰减元素，dij表示两个体素之间的空间距离，ρsk为径向柔化函数，r为高斯核半径，在高斯权重拉普拉斯矩阵方法中取r＝0.4。
在本公开的一些实施例中，所述重建模块中使用共轭梯度法结合系统矩阵，计算实验动物体内部荧光光源的光强分布包括：步骤a：建立目标优化函数；
其中，
步骤c：若||r(k)||2≤c，则令x＝x(k)，计算终止，否则计算下式：
x(k+1)＝x(k)+tk*p(k)
其中，r(k)为第k次迭代的残差向量，
并对求得的x中元素通过以下公式进行修正：
其中，
步骤d：计算r(k+1)＝b-ax(k+1)，并令p(k+1)＝r(k+1)+αkp(k)
其中，
步骤e：令k＝k+1，返回步骤c进行判断。
在本公开的一些实施例中，所述固定床包括：床板，其两侧设置有挡板，所述床板和所述挡板用于摆放实验动物体；光学成像窗口，对应开设于所述床板的中部以及所述挡板上，用于从底部以及侧面采集实验动物体的成像信息；固定接口，开设于所述床板和/或所述挡板上，用于辅助固定实验动物体；以及定位点，设置于所述床板和/或所述挡板上，用于与所述光学成像单元或所述mri单元定位；其中，所述床板和所述挡板包含有机玻璃。
在本公开的一些实施例中，所述光学成像单元包括：平面转盘，竖直设置，所述blt模块、所述fmt模块和所述ct模块均固定设置在所述平面转盘上；以及平移台，其沿所述平面转盘的法向量方向往复运动，与所述床板和/或所述挡板可拆卸连接；其中，所述平移台沿所述平面转盘的法向量方向运动，使所述固定床上的所述光学成像窗口暴露在所述blt模块、所述fmt模块和所述ct模块的成像范围内，通过所述平面转盘带动所述blt模块、所述fmt模块和所述ct模块转动，采集实验动物体的光学断层成像信息。
在本公开的一些实施例中，其中：所述blt模块为荧光相机，用于采集所述实验动物体的blt信息；所述fmt模块包括：激发光发射装置，用于发射激发光，包括：第一旋转装置，与所述平面转盘连接，带动摇臂在与所述平面转盘平行的平面内转动；第二旋转装置，通过所述摇臂与所述第一旋转装置连接，该第二旋转装置的旋转轴与所述平面转盘的法向量垂直；光纤平移夹，与所述第二旋转装置连接，沿所述第二旋转装置的旋转轴伸缩，并与所述第二旋转装置的旋转轴呈w°夹角，其中0°≤w≤15°；以及激光出射口，其与所述光纤平移夹连接，其上设置有扩速头轮，用于射出点光源或面光源；以及荧光相机，用于采集所述实验动物体的fmt信息；所述ct模块包括：x射线球管，用于发射x射线；以及x射线探测板，与所述x射线球管分别设置在所述平移台的两侧，用于接收穿透过实验动物体的x射线；其中，所述blt模块和所述fmt模块共用同一所述荧光相机。
在本公开的一些实施例中，所述mri单元包括：核磁腔体，用于采集mri信息；以及实验动物体托座，与所述床板和/或所述挡板可拆卸连接，并带动所述固定床伸入所述核磁腔体内，进行核磁成像。
根据本公开的另一个方面，还提供一种实验动物体多模融合成像系统的使用方法，利用本公开提供的实验动物体多模融合成像系统，包括：步骤100：通过所述固定床将实验动物体固定至所述光学成像单元；步骤200：分别采集实验动物体的blt信息、fmt信息以及ct信息，并利用镜面滤波方法对fmt信息进行修正；步骤300：通过所述固定床将实验动物体固定至所述mri单元；步骤400：采集实验动物体的mri信息；以及步骤500：利用所述数据处理单元对所述blt信息、所述fmt信息和所述mri信息进行像素级融合。
在本公开的一些实施例中，采集实验动物体的fmt信息包括：使用透射模型选用点状激光采集fmt信息；和/或使用反射模型选用面状激光采集fmt信息；其中，使用反射模型采集fmt信息时，使用所述镜面滤波方法。
在本公开的一些实施例中，使用透射模型选用点状激光采集fmt信息包括：实验动物体为小鼠，使用线材穿过固定接口固定小鼠的四肢，使其胸腹部暴露在光学成像窗口处；调节第一旋转装置，使激光出射口与荧光相机分别位于小鼠的两侧；调节光纤平移夹伸缩距离和角度，采集不同激发情况下胸腹部fmt信息。
在本公开的一些实施例中，使用反射模型选用面状激光采集fmt信息包括：实验动物体为小鼠，使用胶带固定实验动物体的颈部，使其头部暴露在光学成像窗口处；选用小于激发光50nm波长的波段的滤光片；在不使用荧光探针情况下，采集激发光反射光光斑信息；使用荧光探针，采集头部fmt信息；利用激发光反射光光斑信息结合镜面滤波方法修正头部fmt信思。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的实验动物体多模融合成像系统及使用方法具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)通过镜面滤波方法，即通过选用远离发射光波长的光谱波段下采集的激发光的反射光分布信息，拟合发射光波长下激发光反射光分布信息，由于激发光的发射光并没有进入实验动物体体内，因此不同波长下激发光反射光之间属于线性关系，通过远离发射光波长的波段下采集的激发光反射光分布信息，拟合污染发射光的激发光反射光分布，从而去除发射光中的激发光反射光，进而缓解fmt采集过程中激发光的反射光对发射光的污染问题；
(2)利用激发光阈值修正方法，降低了面状激发光反射模型下系统矩阵的病态性；
(3)利用高斯权重拉普拉斯重建方法，该方法基于两体素之间相关性随着彼此间空间距离的增大而减小的假设，设计高斯权重拉普拉斯矩阵作为正则矩阵，成功缓解了扩散光学重建过平滑问题，提供重建对象的形态学信息，缓解了由于荧光在穿过生物体时受到生物体内各种组织的吸收和散射，导致其传播到生物体表面的光斑受到严重扭曲，进而难以对生物体内生物组织的形态学信息进行重建成像的问题；
(4)通过设置固定床为实验动物体在光学成像单元和mri单元之间搬运提供便利，以此保证实验动物体在两个单元的成像视野下属于刚性变化，进而有利于多模态成像结果间的配准和融合，并且能够缓解mri单元的匀强磁场对光学成像单元中的电子设备的影响。
附图说明
图1为本公开实施例实验动物体多模融合成像系统的结构示意图。
图2为图1所示实验动物体多模融合成像系统中固定床的结构示意图。
图3为图1所示实验动物体多模融合成像系统中激发光发射装置的主视示意图。
图4为图1所示实验动物体多模融合成像系统中激发光发射装置的左视示意图。
图5为图1所示实验动物体多模融合成像系统中激发光发射装置的俯视示意图。
图6为本公开实施例实验动物体多模融合成像系统的使用方法中采集信息流程示意图。
图7为本公开实施例实验动物体多模融合成像系统中数据处理流程图。
【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
100-光学成像单元；
110-平面转盘；
120-平移台；
130-荧光相机；
140-激发光发射装置；
141-第一旋转装置；142-摇臂；
143-第二旋转装置；144-平移光纤夹；
145-激光出射口；146-扩速头轮；
150-x射线球管；
160-x射线探测板；
200-mri单元；
210-核磁腔体；220-实验动物体托座；
300-固定床；
310-床板；320-挡板；
330-光学成像窗口；340-固定接口；
350-定位点；
400-数据处理单元。
具体实施方式
本公开实施例提供的实验动物体多模融合成像系统及使用方法中，通过镜面滤波方法，去除发射光中的激发光反射光，进而缓解fmt采集过程中激发光的反射光对发射光的污染问题，提高了生物组织形态学重建的精度。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
图1为本公开实施例实验动物体多模融合成像系统的结构示意图。
根据本公开的一个方面，如图1所示，提供一种实验动物体多模融合成像系统，包括：光学成像单元100，用于采集实验动物体的光学断层成像信息；mri(magneticresonanceimaging)单元200，与光学成像单元100间隔设置，用于采集实验动物体的mri信息；固定床300，用于固定实验动物体，分别与光学成像单元100和mri单元200配合，使实验动物体在其二者之间进行刚性移动；以及数据处理单元400，用于对实验动物体的光学断层成像信息和mri信息进行像素级融合。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，光学成像单元100包括：fmt模块，用于采集实验动物体的fmt信息，该fmt模块利用镜面滤波方法降低激发光反射光对采集信号的污染；blt模块，用于采集实验动物体的blt信息；以及ct模块，用于采集实验动物体的ct信息。
在本公开的一些实施例中，镜面滤波方法包括：计算镜面滤波波长λf，λf＝2λ1-λ2；分别采集滤光片波长为λ2与λf时的激发荧光表面光斑结果b2和bf；以及计算最终的表面荧光光斑bp＝b2-α*bf。
其中，λ1为激发光波长，λ2为发射光波长，
在本公开的一些实施例中，数据处理单元包括：系统矩阵构建模块，利用fmt信息和blt信息构建系统矩阵；重建模块，采用高斯权重拉普拉斯矩阵方法构建正则化矩阵，并使用共轭梯度法结合系统矩阵，计算实验动物体内部荧光光源的光强分布；配准模块，以ct信息为基准，将重建模块对fmt信息和blt信息的重建结果与mri信息进行配准；以及融合模块，利用配准模块得到的fmt信息、blt信息和mri信息的映射关系，将fmt信息和blt信息的重建结果与mri信息进行像素级融合。
其中，配准模块的具体配准步骤为：从重建得到的ct断层图像中分割得到器官(脑，肺，肝，骨骼，肾，心等)的三维解剖断层结构图，分割得到的各器官分割图记为子图；将子图与fmt信息和blt信息进行配准，得到fmt信息和blt信息的映射关系；再将ct图像与mri信息进行配准，进而得到fmt信息和blt信息与mri信息的映射关系。
fmt和blt成像方法包括前向问题和逆向问题两个核心的过程。其中，前向问题是通过扩散滤波方程来刻画荧光由光源传输到生物体表面的复杂物理过程，建立光在生物组织中的传播模型，然后求解该模型，最终建立生物体表面荧光采集信号同生物体内部荧光三维分布的线性关系。所述线性关系，可以用线性矩阵方程来表示：
ax＝b
其中，a是描述前向问题的系统矩阵，x表示成像物体内部的荧光光源的光强分布，b表示成像物体表面的荧光光斑的光强分布。
blt和fmt的重建过程可概括为以下步骤：
分别进行blt和fmt数据采集实验，采集不同情况下的成像物体表面荧光光斑光强分布b；
构建blt和fmt前向过程的系统矩阵a，其中fmt成像在原理上包含激发过程和发射过程这两个相关联的过程(blt仅包含发射过程)，可以用如下两个相耦合的方程来描述：
将两个方程由φx(r)耦合起来，经过推导可得到如下公式：
其中φm(i)为测量所得的表面荧光光斑强度分布，ημaf(j)即是所要求解的成像物体内部荧光光源分布，φx(j)是激发光在体内的荧光光强分布，且φx(j)随着成像物体深度增加而不断衰减(在blt重建中，该值为常数)。当φx(j)过小时，会加大系统矩阵的病态性。
因此，在本公开的一些实施例中，系统矩阵构建模块包括：修正子模块，其采用激发光阈值修正方法对fmt系统矩阵进行修正，该激发光阈值修正方法包括：
获取φx(j)中的最大值φxmax(j)；
令所有的φx(j)＜0.4φxmax(j)的φx(j)的元素都置为0.4φxmax(j)；
依照下述公式修正fmt系统矩阵；
利用激发光阈值修正方法，降低了面状激发光反射模型下系统矩阵的病态性。
在本公开的一些实施例中，重建模块中采用高斯权重拉普拉斯矩阵方法构建正则化矩阵l如下所示：
lg＝(li，j)n×n
其中，li，j代表衰减元素，di，j表示两个体素之间的空间距离，ρsk为径向柔化函数，r为高斯核半径，在高斯权重拉普拉斯矩阵方法中取r＝0.4。
在本公开的一些实施例中，重建模块中使用共轭梯度法结合系统矩阵，计算实验动物体内部荧光光源的光强分布(即使用共轭梯度法求解fmt和blt成像方法中的逆向问题)包括：
步骤a：建立目标优化函数；
其中，
步骤b：取初始值x(0)，计算精度为c，计算初始残差向量r(0)＝b-ax(0)，并令p(0)＝r(0)，其中，p(0)为初始迭代方向
步骤c：若||r(k)||2≤c，则令x＝x(k)，计算终止，否则计算
x(k+1)＝x(k)+tk*p(k)
其中，r(k)为第k次迭代的残差向量，
根据荧光光源值具有非负性的特性，对求得的x中元素通过以下公式进行修正：
其中，
步骤d：计算r(k+1)＝b-ax(k+1)，并令p(k+1)＝r(k+1)+αkp(k)
其中，
步骤e：令k＝k+1，返回步骤c进行判断；利用高斯权重拉普拉斯重建方法，该方法基于两体素之间相关性随着彼此间空间距离的增大而减小的假设，设计高斯权重拉普拉斯矩阵作为正则矩阵，成功缓解了扩散光学重建过平滑问题，提供重建对象的形态学信息，缓解了由于荧光在穿过生物体时受到生物体内各种组织的吸收和散射，导致其传播到生物体表面的光斑受到严重扭曲，进而难以对生物体内生物组织的形态学信息进行重建成像的问题。
图2为图1所示实验动物体多模融合成像系统中固定床的结构示意图。
在本公开的一些实施例中，如图2所示，固定床300包括：床板310，其两侧设置有挡板320，床板310和挡板320用于摆放实验动物体；光学成像窗口330，对应开设于床板310的中部以及挡板320上，用于从底部以及侧面采集实验动物体的成像信息；固定接口340，开设于床板310和/或挡板320上，用于辅助固定实验动物体；以及定位点350，设置于床板310和/或挡板320上，用于与光学成像单元100或mri单元200定位；其中，床板310和挡板320包含有机玻璃，固定床300与光学成像单元100或mri单元200的连接方式为卡接、螺栓连接或卡扣连接等任意不影响采集光学断层成像信息或mri信息的连接方式均可，通过设置固定床300为实验动物体在光学成像单元100和mri单元200之间搬运提供便利，以此保证实验动物体在两个单元的成像视野下属于刚性变化，进而有利于多模态成像结果间的配准和融合，并且能够缓解mri单元200的匀强磁场对光学成像单元100中的电子设备的影响。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，光学成像单元100包括：平面转盘110，竖直设置，blt模块、fmt模块和ct模块均固定设置在平面转盘110上；以及平移台120，其沿平面转盘110的法向量方向往复运动，与床板310和/或挡板320可拆卸连接。
其中，平移台120沿平面转盘110的法向量方向运动，使固定床300上的光学成像窗口330暴露在blt模块、fmt模块和ct模块的成像范围内，通过平面转盘110带动blt模块、fmt模块和ct模块转动，采集实验动物体的光学断层成像信息。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，其中：blt模块为荧光相机130，用于采集实验动物体的blt信息；fmt模块包括：激发光发射装置140，用于发射激发光；以及荧光相机130，用于采集实验动物体的fmt信息；ct模块包括：x射线球管150，用于发射x射线；以及x射线探测板160，与x射线球管150分别设置在固定床300的两侧，用于接收穿透过实验动物体的x射线；其中，blt模块和fmt模块共用同一荧光相机130。
图3为图1所示实验动物体多模融合成像系统中激发光发射装置的主视示意图。图4为图1所示实验动物体多模融合成像系统中激发光发射装置的左视示意图。图5为图1所示实验动物体多模融合成像系统中激发光发射装置的俯视示意图。
在本公开的一些实施例中，如图3至图5所示，激发光发射装置140包括：第一旋转装置141，与平面转盘110连接，带动摇臂142在与平面转盘110平行的平面内转动；第二旋转装置143，通过摇臂142与第一旋转装置141连接，该第二旋转装置143的旋转轴与平面转盘110的法向量垂直；光纤平移夹144，与第二旋转装置143连接，沿第二旋转装置143的旋转轴伸缩，并与第二旋转装置143的旋转轴呈w°夹角，其中0°≤w≤15°；以及激光出射口145，其与光纤平移夹144连接，其上设置有扩速头轮146，用于射出点光源或面光源。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，mri单元200包括：核磁腔体210，用于采集mri信息；以及实验动物体托座220，与床板310和/或挡板320可拆卸连接，并带动固定床伸入核磁腔体210内，进行核磁成像。
根据本公开的另一个方面，还提供一种实验动物体多模融合成像系统的使用方法，利用本公开实施例提供的实验动物体多模融合成像系统，包括：步骤100：通过固定床300将实验动物体固定至光学成像单元100；步骤200：分别采集实验动物体的blt信息、fmt信息以及ct信息，并利用镜面滤波方法对fmt信息进行修正；步骤300：通过固定床300将实验动物体固定至mri单元200；步骤400：采集实验动物体的mri信息；以及步骤500：利用数据处理单元400对blt信息、fmt信息和mri信息进行像素级融合。
在本公开的一些实施例中，采集实验动物体的fmt信息包括：使用透射模型选用点状激光采集fmt信息；和/或使用反射模型选用面状激光采集fmt信息；其中，使用反射模型采集fmt信息时，使用镜面滤波方法。
在本公开的一些实施例中，使用透射模型选用点状激光采集fmt信息包括：实验动物体为小鼠，使用线材穿过固定接口340固定实验动物体的四肢，使其胸腹部暴露在光学成像窗口330处；调节第一旋转装置141，使激光出射口145与荧光相机130分别位于实验动物体的两侧；调节光纤平移夹144伸缩距离(正负1厘米)和角度(正负10度)，采集不同激发情况下胸腹部fmt信息。
在本公开的一些实施例中，使用反射模型选用面状激光采集头部fmt信息包括：实验动物体为小鼠，使用胶带固定实验动物体的颈部，使其头部暴露在光学成像窗口330处；选用远离激发光波长和发射光波长的滤光片(选用小于激发光50nm波长的波段)；在不使用荧光探针情况下，采集激发光反射光光斑信息；使用荧光探针，采集头部fmt信息；利用激发光反射光光斑信息结合镜面滤波方法修正头部fmt信息。
图6为本公开实施例实验动物体多模融合成像系统的使用方法中采集流程示意图。
如图6所示，本公开实施例实验动物体多模融合成像系统的采集信息的流程为
步骤1，开启光学成像单元100，开启mri单元200；
步骤2，将实验动物体固定在固定床300上，依照不同的拍摄部位，使用不同的固定方式，其具体可分为：
步骤21：若拍摄胸腹部，使用医用缝合线捆绑对象四肢，将线穿过固定接口340，捆扎固定；
步骤23：若拍摄头部，使用医用胶带固定拍摄对象颈部；
步骤3：完成实验动物体固定后，将固定床300放置在平移台120上，移至荧光相机130下方，相机拍摄自然光下实验动物体二维图片，确定摆放位置合适，确定固定床300上所有定位点350是否清晰；
步骤4：关闭自然光，拍摄实验动物体自发荧光光斑；
步骤5：将激光器光纤固定在激发光发射装置140的平移光纤夹144中；
步骤6：若为胸腹部拍摄，进入步骤7；若为头部拍摄，调节第一旋转装置141，将光纤调至荧光相机130同侧，进行反射模型拍摄。进入步骤8；
步骤7：若为胸腹部拍摄，调节扩速头轮146，选用合适扩速头，使激光以点激光形式照射拍摄目标，并且调节第一旋转装置141，将光纤调至荧光相机130对侧；
步骤8：平移光纤平移夹144(正负1厘米)和第二旋转装置143(正负10度)，拍摄不同激发情况下实验动物体激发荧光表面光斑结果；
步骤9：若拍摄头部，即使用反射模型拍摄，则拍摄镜面滤波所需的激发光反射光斑信息。其具体步骤如下：
步骤91：选用远离激发光和发射光波长的滤光片(即小于激发光50nm波长的波段)，固定在荧光相机130前端，滤除发射光；
步骤92：拍摄激发光反射光光斑信息，该激发光反射光光斑信息将用于滤除反射模型中混杂在发射光中的激发光反射光光斑信息，具体见镜面滤波方法；
步骤10：荧光成像采集完毕后，平面转盘110开始旋转，同时ct模块开始连续采集(1度1张)实验动物体的x射线图，并将得到的x射线图数据进行保存，直到完成360度采集后停止；
步骤11：将所采集结果进行处理，利用360度x射线图重建拍摄对象的三维断层解剖结构(即ct)；
步骤12：移动固定床300，将固定床300转移至mri单元200中的实验动物体托座220中，将固定床300固定在实验动物体托座220中后，套上射频线圈；
步骤13：将实验动物体托座220移至核磁腔体210中，拍摄实验动物体mri信思。
图7为本公开实施例实验动物体多模融合成像系统中数据处理流程图。
如图7所示，本公开实施例实验动物体多模融合成像系统中数据处理流程为：
步骤1：针对所要采集的扩散光学成像模态选择不同的采集方式：若为fmt，进入步骤2；否则，进入步骤3；
步骤2：fmt数据采集过程中，若为头部采集，使用镜面滤波方法，降低激发光的反射光对发射光表面光斑结果的污染。然后进入步骤4；
步骤3：blt数据采集过程，采用波长为620nm的滤光片进行数据采集实验，得到该波长下的生物体表面自发荧光光强分布；
步骤4：进行ct图像采集，并将获得的ct图像按器官进行分割(分别为心脏、肺、脑、骨、肝、肾)，然后，将ct图像与fmt或blt图像进行配准；
步骤5：完成ct采集后，将拍摄对象移至mri模块，拍摄实验动物体mri成像；
步骤6：完成所有图像采集后，同步进行fmt重建与blt重建，其中，若为fmt重建，进入步骤7，否则，进入步骤9；
步骤7：求解fmt的激发过程和发射过程的扩散方程，对前向问题的求解得到fmt的系统矩阵；
步骤8：采用激发光阈值修正方法来修正激发光在生物体内的荧光光强分布，进而对fmt的系统矩阵进行修正；
步骤9：求解blt发射过程的扩散方程，对前向问题的求解得到blt的系统矩阵；
步骤10：完成系统矩阵构建后，进入重建模块，即采用高斯权重拉普拉斯矩阵方法来求解blt和fmt重建问题；
步骤11：使用互信息配准方法，对ct和mri进行配准，配准得到blt、fmt与mri的映射关系；
步骤12：依照ct与mri的配准得到的映射关系，将blt重建结果和fmt重建结果与mri结果进行像素级融合，形成实验动物体多模态成像结果。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开提供的实验动物体多模融合成像系统及使用方法有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供的实验动物体多模融合成像系统及使用方法通过镜面滤波方法，去除发射光中的激发光反射光，采用激发光阈值修正方法来修正激发光在生物体内的荧光光强分布，采用高斯权重拉普拉斯矩阵方法来求解blt和fmt重建问题，进而缓解fmt采集过程中激发光的反射光对发射光的污染问题，提高了生物组织形态学重建的精度。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如前面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。