專利名稱：一種信號采集定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種信號采集定位系統(tǒng)，特別涉及一種利用電控平移臺進行移動定位 的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用于精準定位檢測區(qū)域。
背景技術：
隨著基因組學、蛋白組學和疾病基因組學的迅速發(fā)展，疾病的診斷正在從傳統(tǒng)的 疾病表征觀察、常規(guī)的生化實驗檢測，發(fā)展到多種基因和分子水平的微觀特征認識，其中利 用分子影像技術可以從基因、蛋白質水平深刻認識疾病的發(fā)生、發(fā)展過程，能夠實現現有微 觀分析所無法取代的整體、連續(xù)、無創(chuàng)的特異檢測方法，生物在體分子影像理論及其技術將 會提供全新的預防、診斷和治療手段。與傳統(tǒng)的醫(yī)學影像技術相比較而言，分子影像學著眼 于構成疾病或病變的基礎變化和基因分子水平的異常，而不是對由基因分子改變所構成的 最終結果進行成像。在特異的分子探針的幫助下，分子影像技術可以在細胞、基因和分子水 平上實現生物體內部生理或病理過程的無創(chuàng)實時動態(tài)在體成像，從而為疾病相關基因功能 定位、細胞生長發(fā)育和突變過程的作用機制、新藥研發(fā)等研究提供詳細的定性、定位、定量 資料以及有效的信息獲取和分析處理的手段。在體熒光成像是活體體內光成像之一，主要以采用熒光報告基團(GFP、RFP, Cyt 及dyes等)進行標記。用特定波長的激發(fā)光激發(fā)熒光染料，使其吸收入射光產生能級躍遷， 到達高能量狀態(tài)，并發(fā)出波長長于入射光的發(fā)射光，利用一套非常靈敏的成像裝置，對數據 進行采集。讓研究人員能夠直接監(jiān)控活體生物體內的細胞活動和基因行為。另外，這一技 術對腫瘤微小轉移灶的檢測靈敏度極高，不涉及放射性物質和方法，非常安全。因其操作極 其簡單、所得結果直觀、靈敏度高等特點，已廣泛應用于生命科學、醫(yī)學研究及藥物開發(fā)等 方面。為了能盡量多地得到逸出體外的光子信息，需要在一個密光性非常好的空間里進 行成像。目前，利用成像暗箱得到所需光子信息的設備很多，較普遍的方法是使用一個密封 的箱體，箱體內包括一個成像組件和載物臺，每次擺放檢測物到指定的位置進行成像，這樣 方法有許多弊端，如每拍攝一次，都要調整一次成像組件和物體的相對位置，并反復開啟 成像暗箱，這樣的設計顯然不利于一次對多個目標進行觀察，因為過程很繁瑣且容易出錯。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有成像系統(tǒng)定位的弊端，提供了一種操作簡便、精度高、并 節(jié)省時間的信號采集定位系統(tǒng)。為實現上述目的，本發(fā)明提供的信號采集定位系統(tǒng)采用的技術方案如下底座、X 軸傳動裝置、Y軸傳動裝置、Z軸傳動裝置、載物臺、暗箱、懸臂和探測單元；X軸傳動裝置固 定在載物臺和底座之間，載物臺隨X軸傳動裝置一起滑動；Y軸傳動裝置長端部固定在底座 內部；Z軸傳動裝置的下端部與Y軸傳動裝置短端部固定連接；被檢測目標置于暗箱中的載 物臺上，暗箱固定在載物臺上且暗箱與載物臺之間為密封連接；懸臂的一端部與Z軸傳動裝置的上端部連接，懸臂的中部置于暗箱的一側壁中，懸臂的另一端部位于暗箱中，且懸臂 的另一端部與探測單元固接，使探測單元置于暗箱中，探測單元隨著Z軸傳動裝置一同升 降，用于調節(jié)探測單元與被檢測目標之間的距離。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所涉及的信號采集定位系統(tǒng)通過使用控制平臺對成像 組件的位置進行調節(jié)，不需要移動被測物體，也不需要打開暗箱，就能對同一被測物體的多 個不同目標進行成像，就可以獲得同一物體多個檢測區(qū)域的清晰圖像信息。這樣不僅操作 簡便，還大大節(jié)省了時間。特別地，微弱熒光成像通常會用到熒光染料，而熒光染料衰減很 厲害，減小了熒光染料信號衰減對信號采集結果的影響。而通過本發(fā)明的這種靈活方便的 定位系統(tǒng)，可以減小因熒光信號衰減對信號采集結果的干擾。本發(fā)明結構合理，設計簡單易 用，節(jié)省操作時間，為信號采集中被測目標的定位提供了有力支持。
圖1為本發(fā)明信號采集定位系統(tǒng)的側面示意圖。圖2為本發(fā)明信號采集定位系統(tǒng)的剖面示意圖。圖3為本發(fā)明利用計算機實現對X軸傳動裝置、Y軸傳動裝置和Z軸傳動裝置定 位操作的驅動控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明。如圖1示出本發(fā)明信號采集定位系統(tǒng)，信號采集定位裝置采用如下技術方案該 信號采集定位系統(tǒng)采用的技術方案如下底座l、x軸傳動裝置21、γ軸傳動裝置22、Ζ軸傳 動裝置23、載物臺3、暗箱4、懸臂5和探測單元6 ；X軸傳動裝置21固定在載物臺3和底座 1之間，載物臺3隨X軸傳動裝置21 —起滑動；Y軸傳動裝置22長端部固定在底座1內部； Z軸傳動裝置23的下端部與Y軸傳動裝置22短端部固定連接；被檢測目標7置于暗箱4 中的載物臺3上，暗箱4固定在載物臺3上且暗箱4與載物臺3之間為密封連接；懸臂5的 一端部與Z軸傳動裝置23的上端部連接，懸臂5的中部置于暗箱4的一側壁中，懸臂5的 另一端部位于暗箱4中，且懸臂5的另一端部與探測單元6固接，使探測單元6置于暗箱4 中，探測單元6隨著Z軸傳動裝置23 —同升降，用于調節(jié)探測單元6與被檢測目標7之間 的距離。在被檢測目標7的定位過程中，在探測單元6連拍模式下獲取的實時圖像的導航 幫助下，調節(jié)X軸傳動裝置21、Υ軸傳動裝置22、Ζ軸傳動裝置23使得探測單元6可以移動 到被檢測目標7的正上方，并調節(jié)好探測單元6與被檢測目標7之間的距離，知道探測單元 6能對被檢測目標7清晰成像，從而完成被檢測目標7的定位操作。通過此定位系統(tǒng)可以在 不移動被檢測物體7，且不打開暗箱4的情況下，就能對同一被測物體的多個不同目標進行 成像，從而定位到被檢測目標7，這樣大大簡化了操作，節(jié)省了采集時間，尤其適用于多目標 微弱信號的采集。特別地，微弱熒光成像通常會用到熒光染料，而熒光染料衰減很厲害，盡 可能地縮短信號采集時間就顯得尤為重要。通過本發(fā)明的這種靈活方便的定位系統(tǒng)，可以 減小因熒光信號衰減對信號采集結果的干擾，具有實際應用意義。X軸傳動裝置21、Y軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置23由X、Y和Z三個方向的電 控平移臺組成。懸臂5與暗箱4之間采用密封結構。探測單元6包括相機和鏡頭。相機為光電探測器。本發(fā)明中暗箱4為微弱信號的采集提供了避光環(huán)境，避免了外界光對信號采集的 干擾。本發(fā)明還可以通過對X軸傳動裝置21、Y軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置23做平 行移動，而微小調節(jié)探測單元6與被檢測目標7的水平相對位置，使被檢測目標7處于探測 單元6的中央區(qū)域，軟件驅動調節(jié)Z軸傳動裝置23從而調整探測單元6與被檢測目標7之 間的垂直距離，用以完成探測單元6的清晰成像，從而實現信號采集裝置中探測單元6對被 檢測目標7的精確三維定位。Z軸傳動裝置23的可調節(jié)精度為0. 1mm。通過軟件驅動控制 X軸傳動裝置21、Y軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置23，解決了人為的調節(jié)精度較低的問題， 且具有很多人性化的優(yōu)點。如圖2所示，先對被檢測者腿部需觀測的幾個區(qū)域附近注射熒光染料，接著被檢 測者平躺在載物臺3上，并將腿部放入暗箱4內。通過探測單元6采集暗箱4內的情況并 判斷腿部的擺放情況，開啟探測單元6含有的相機的連拍功能以及暗箱4內的白光燈，為X 軸傳動裝置21、Y軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置23的移動導航，調節(jié)X軸傳動裝置21和 Y軸傳動裝置22使探測單元6到被檢測者腿部指定的檢測區(qū)域的中心，即垂直在檢測人腿 部的正上方；通過調節(jié)Z軸傳動裝置23來控制探測單元6與被檢測目標7之間的距離(物 距)。通過探測單元6的相機的連拍功能來控制X軸傳動裝置21、Υ軸傳動裝置22和Z軸 傳動裝置23的移動距離。當X軸傳動裝置21、Υ軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置23到達要 求的位置時，通過軟件控制自動調節(jié)焦距來得到一個清晰的圖像。特別地，通過調節(jié)Z軸傳 動裝置23和探測單元6的鏡頭的焦距還可以完成不同視野大小的轉換，以達到整體觀察與 局部觀察的雙重要求。這時可以關閉相機連拍功能以及白光燈。然后重新設定曝光時間， 在暗箱4中進行熒光信號的采集。圖3示出利用計算機上實現對X軸傳動裝置21、Υ軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置 23定位操作的驅動控制流程圖，所述定位操作的驅動控制步驟包括步驟Sl 計算機對X軸傳動裝置21、Y軸傳動裝置22和Z軸傳動裝置23進行復 位，回歸機械原點；步驟S2 開啟探測單元6連拍模式；步驟S3 計算機驅動控制X軸傳動裝置21和Y軸傳動裝置22做平行移動，調節(jié) 探測單元6與被檢測目標7的水平相對位置，使被檢測目標7處于探測單元6的中央區(qū)域 的正上方；步驟S4 計算機驅動控制微調Z軸傳動裝置23，用于調節(jié)探測單元6與被檢測目 標7之間的距離，使得探測單元6對被檢測目標7實現清晰成像；步驟S5 關閉探測單元6連拍模式，至此完成定位操作。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術的人在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，可理解想到的變換或替換，都應涵蓋在 本發(fā)明的權利要求書的保護范圍之內。
權利要求
1.一種信號采集定位系統(tǒng)，其特征在于包括底座(1)、X軸傳動裝置01)、Y軸傳動裝 置0》、Ζ軸傳動裝置(23)、載物臺(3)、暗箱、懸臂( 和探測單元(6) ；X軸傳動裝置(21)固定在載物臺(3)和底座(1)之間，載物臺(3)隨X軸傳動裝置—起滑動；Y軸 傳動裝置0 長端部固定在底座(1)內部；Z軸傳動裝置的下端部與Y軸傳動裝置(22)短端部固定連接；被檢測目標(7)置于暗箱中的載物臺(3上，暗箱固定在載 物臺(3)上且暗箱(4)與載物臺(3)之間為密封連接；懸臂(5)的一端部與Z軸傳動裝置(23)的上端部連接，懸臂(5)的中部置于暗箱(4)的一側壁中，懸臂(5)的另一端部位于暗 箱中且懸臂(5)的另一端部與探測單元(6)固接，使探測單元(6)置于暗箱中，探 測單元(6)隨著Z軸傳動裝置—同升降，用于調節(jié)探測單元(6)與被檢測目標(7)之 間的距離。
2.如權利要求1所述的信號采集定位系統(tǒng)，其特征在于，利用計算機實現對X軸傳動裝 置(21)、Y軸傳動裝置0 和Z軸傳動裝置定位操作的驅動控制步驟包括步驟Sl 計算機對X軸傳動裝置、Y軸傳動裝置0 和Z軸傳動裝置進行 復位，回歸機械原點；步驟S2 開啟探測單元(6)連拍模式；步驟S3 計算機驅動控制X軸傳動裝置和Y軸傳動裝置0 做平行移動，調節(jié) 探測單元(6)與被檢測目標(7)的水平相對位置，使被檢測目標(7)處于探測單元(6)的 中央區(qū)域的正上方；步驟S4 計算機驅動控制微調Z軸傳動裝置(23)，用于調節(jié)探測單元(6)與被檢測目 標(7)之間的距離，使得探測單元(6)對被檢測目標(7)實現清晰成像； 步驟S5 關閉探測單元(6)連拍模式，至此完成定位操作。
3.如權利要求2所述的信號采集定位系統(tǒng)，其特征在于，X軸傳動裝置01)、Y軸傳動 裝置0 和Z軸傳動裝置由X、Y和Z三個方向的電控平移臺組成。
4.如權利要求1所述的信號采集定位系統(tǒng)，其特征在于，懸臂(5)與暗箱(4)之間采用 密封結構。
5.如權利要求1所述的信號采集定位系統(tǒng)，其特征在于，探測單元(6)包括相機和鏡頭。
6.如權利要求5所述的信號采集定位系統(tǒng)，其特征在于，相機為光電探測器。
全文摘要
本發(fā)明是一種信號采集定位系統(tǒng)，包括底座、X軸傳動裝置、Y軸傳動裝置、Z軸傳動裝置、載物臺、暗箱、懸臂和探測單元；X軸傳動裝置固定在載物臺和底座之間，載物臺隨X軸傳動裝置一起滑動；Y軸傳動裝置長端部固定在底座內部；Z軸傳動裝置的下端部與Y軸傳動裝置短端部固定連接；被檢測目標置于暗箱中的載物臺上，暗箱固定在載物臺上且暗箱與載物臺之間為密封連接；懸臂的一端部與Z軸傳動裝置的上端部連接，懸臂的中部置于暗箱的一側壁中，懸臂的另一端部位于暗箱中，且懸臂的另一端部與探測單元固接，使探測單元置于暗箱中，探測單元隨著Z軸傳動裝置一同升降，用于調節(jié)探測單元與被檢測目標之間的距離。適用于密閉空間的圖像采集。
文檔編號A61B5/00GK102138783SQ201110065288
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權日2011年3月17日
發(fā)明者楊祥, 楊鑫, 田捷, 秦承虎, 薛貞文 申請人:中國科學院自動化研究所