[發(fā)明專利]一種多模式共聚焦成像方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810202398.1
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN101401722A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 席鵬;任秋實;黃欣明;萬俊超
• 申請（專利權(quán)）人: 上海奧通激光技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G02B21/00
• 代理公司: 北京中北知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 段秋玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像的方法，尤其涉及一種利用反射和熒光進行多模式共焦光學(xué)成像的方法，主要適合于生物組織多模式共聚焦成像；?

本發(fā)明還涉及一種光學(xué)成像的裝置，尤其涉及一種利用反射和熒光進行多模式共焦光學(xué)成像的裝置。?

背景技術(shù)

在先技術(shù)[1](參見Opt.Photonics?News，P.Daucatas，18，2007，pp.28-33)所提出的共焦反射式成像裝置利用組織的反射光進行成像。由于反射信號僅對折射率敏感，因此不能實現(xiàn)特定生物分子的選擇性成像。?

在先技術(shù)[2](參見J.Microsc.，A.L.Carlson?et?al.，228，2007，pp.11-24)中所描述的是共焦反射和熒光雙模式成像方法。其基本原理是通過切換激光波長和不同的濾波系統(tǒng)，分別對組織進行共焦反射成像和共焦熒光成像。由于這兩種模式不是同時采集，因此由呼吸、心跳帶來的組織運動將使兩種模式所得到的信息無法直接比對。?

功能性成像指的是通過提取生物組織的生化信息用于分析其生物化學(xué)功能的成像模式。結(jié)構(gòu)性成像指的是利用組織生物物理特性，提取組織對光的反射、散射等結(jié)構(gòu)性信號用于組織成像。目前，采用共聚焦反射信號提取黑色素和角蛋白信息，以及利用熒光信號提取生物新陳代謝信息已經(jīng)得到初步研究。?

在活體組織的多模式成像中，一個很大的問題是如何避免組織運動造成的影響，在組織顯微的過程中提取多模信息并將其疊加起來。現(xiàn)有的在先技術(shù)均不能達到以上目的。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多模式反射-熒光共焦成像進行同點多模式成像的方法及其裝置，該方法及裝置能將多模式成像與共聚焦三維成像技 ?術(shù)結(jié)合，利用光學(xué)的方法實時無創(chuàng)地對生物組織進行三維檢測。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下的技術(shù)方案：?

一種多模式共聚焦成像方法：包括反射信號采集和熒光信號采集，?

該方法將上述兩種信號采集裝置的發(fā)射光源通過二向色分光鏡合光投射到目標(biāo)組織；其反射信號光再通過所述的二向色分光鏡分光到達各自的濾波元件濾去干涉信號，再到達各自的檢測元件，對同一目標(biāo)樣品的同一時間點的檢測信號進行同時成像處理。?

具體地，該方法包括：?

第一和第二激光光源分別選擇適于穿透組織的近紅外光和適于激發(fā)組織自發(fā)熒光信號的波長，其中第一和第二激光光源的波長應(yīng)不相同；?

其中所述的反射信號采集：?

a.由第一激光光源所發(fā)射的激光，透過棱鏡起偏器到達四分之一波片，波片可將線偏振光轉(zhuǎn)為圓偏振光，然后到達第一二向色分光鏡由第一二向色分光鏡透射，此第一二向色分光鏡選擇為透射第一激光的波長而反射短波波段(包含第二激光和生物組織自發(fā)熒光)，?

b.透過第一二向色分光鏡后，到達掃描鏡，經(jīng)過掃描鏡反射后，光被物鏡會聚到樣品；?

c.樣品反射的信號被物鏡收集，經(jīng)過掃描鏡后，透過第一二向色分光鏡，到達四分之一波片，?

d.由于反射光為圓偏振光，因此在經(jīng)過波片后變?yōu)榕c入射光成90度的偏振態(tài)，這一偏振光經(jīng)過棱鏡后被反射，通過第一濾波片，第一濾波片設(shè)計為帶通濾波器，僅讓第一激光光源的波長通過而濾去第二激光光源的光以及熒光；?

e.然后再經(jīng)過第一透鏡到達第一共聚焦針孔后，利用第一光電探測器將探測到的光信號轉(zhuǎn)成電信號輸入電腦成像。?

同時采集熒光信號：?

a.從第二激光光源發(fā)出的激光透過第二二向色分光鏡后到達第一二向色分光鏡，在第一二向色分光鏡上與第一激光光源所發(fā)出的激光合光，其中第二二向色分光鏡用于分開返回的激光與生物組織自發(fā)熒光，(可選擇為透射短波長的激發(fā)光而反射長波長信號；)?

b.激光經(jīng)過第一二向色分光鏡反射后，經(jīng)過掃描鏡反射，到達物鏡，物鏡將激光會聚于樣品，其焦點與反射式共聚焦光路中的焦點重合；?

c.從樣品激發(fā)出的熒光被物鏡收集，經(jīng)過掃描鏡后，被第一二向色分光鏡反射；?

d.在第二二向色分光鏡上被反射，然后用第二濾光片濾光，該第二濾光片用于選擇熒光通過而濾去第一、第二激光光源的波長；?

e.熒光信號再經(jīng)過第二透鏡到達第二共聚焦針孔后，再由第二光電探測器將探測到的光信號轉(zhuǎn)成電信號輸入電腦成像。?

上述兩種方式的信號采集后同時輸入電腦，同時成像處理，就能獲得同一目標(biāo)樣品同一時間的多模式信息的疊加影像。?