[發(fā)明專利]一種實時可調(diào)諧共聚焦顯微成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310134339.6
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN103190889A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊旭三;席鵬;李浩杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種適用于在體檢測的實時可調(diào)諧共聚焦顯微成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)顯微鏡相比，共焦顯微鏡具有高分辨率尤其是縱向高分辨率的特點，它能夠?qū)悠返妮S向進行光學(xué)層析，并可以重構(gòu)出樣品的三維圖像。另外，共聚焦顯微鏡還突破了普通光學(xué)顯微鏡衍射極限的限制，橫向分辨率是相同數(shù)值孔徑的普通光學(xué)顯微鏡的1.4倍，縱向分辨率可以達到亞微米級，因此可以對厚的生物樣品進行軸向?qū)游觥Ｔ谔綔y器和樣品前面加的小孔光闌使得只有當(dāng)樣品處于焦平面時的散射光才能被探測器所接收，大大削弱了雜散光的影響，所以系統(tǒng)有很高的信噪比，圖像具有很高的對比度和清晰度。共聚焦顯微的最大優(yōu)勢是提供了一種高分辨、無需染料、非侵入式的活體檢測成像手段，并且能夠在厚的透明或半透明物質(zhì)內(nèi)幾百微米的范圍內(nèi)成像，因此越來越廣泛的應(yīng)用在皮膚醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域。

但是，傳統(tǒng)的共聚焦成像由于成像速度較慢（大多數(shù)都在秒級每幀），其應(yīng)用受到了很大的限制。目前共聚焦顯微鏡實現(xiàn)視頻率實時共聚焦成像方式主要有：1、采用共振鏡加檢流計振鏡的二維掃描成像方式，但是采用共振鏡作為快軸掃描是正弦的而不是線性的，因此后期得到的圖像需要進行算法校正；2、雙檢流計的掃描方式，雖然這種方式避免了快軸掃描的非線性，但是掃描速率很慢，即使采用高性能的振鏡在分辨率為512×512的條件下只能達到3fps；3、采用多面鏡作為快軸檢流計作為慢軸的掃描方式，此方式為線性掃描，在獲得較高掃描速率的同時不用對圖像進行非線性校正，但是現(xiàn)有的基于多面鏡和檢流計的共聚焦是通過一些固定的控制電路實現(xiàn)控制，成像速率不可調(diào)節(jié)，而且將信號固定為標準制式的信號（比如電視RS-170隔行視頻信號），對圖像的采集分辨率、后期處理均有一定的制約。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種實時可調(diào)諧共聚焦顯微成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有很好的通用性，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)幀率和圖像分辨率可調(diào)的共聚焦掃描成像，而且也為使用者提供了一種多選擇的模式。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種實時可調(diào)諧共聚焦顯微成像系統(tǒng)，其特征在于：它包括激光掃描顯微成像系統(tǒng)、第一激光器、光電二極管和共聚焦顯微成像控制系統(tǒng)，所述共聚焦顯微成像控制系統(tǒng)包括可編程邏輯器件、放大調(diào)制電路、D/A轉(zhuǎn)換器和檢流計振鏡驅(qū)動電路，所述可編程邏輯器件包括計數(shù)分頻模塊和垂直同步信號產(chǎn)生模塊，所述計數(shù)分頻模塊的輸入端連接一晶振，用于將晶振信號計數(shù)分頻后生成像素采樣時鐘信號，所述計數(shù)分頻模塊發(fā)送像素采樣時鐘信號到激光掃描顯微成像系統(tǒng)的多面反射鏡用于控制其轉(zhuǎn)動；所述第一激光器發(fā)出的激光經(jīng)所述多面反射鏡反射后由所述光電二極管接收，隨著所述多面反射鏡的轉(zhuǎn)動，所述光電二極管輸出正弦電壓信號，并將其發(fā)送到所述放大調(diào)制電路進行處理生成行同步信號，并將其發(fā)送到所述可編程邏輯器件，所述可編程邏輯器件將行同步信號發(fā)送到所述D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器將行同步信號轉(zhuǎn)換為電流信號，并將其發(fā)送到所述檢流計振鏡驅(qū)動電路生成鋸齒波電壓信號，并將其發(fā)送到檢流計振鏡驅(qū)動控制板中驅(qū)動激光掃描顯微成像系統(tǒng)的檢流計振鏡工作；所述可編程邏輯器件的垂直同步信號產(chǎn)生模塊根據(jù)實際需要對行同步信號進行計數(shù)產(chǎn)生所需要的幀同步信號，同時所述可編程邏輯器件將行同步信號、幀同步信號和像素時鐘信號分別發(fā)送到激光掃描顯微成像系統(tǒng)的采集卡，所述采集卡根據(jù)行同步信號、幀同步信號和像素采樣時鐘信號對所述激光掃描顯微成像系統(tǒng)的光子計數(shù)器中樣品的灰度值信號進行逐點采集，并將采集的圖像發(fā)送到一計算機逐點重構(gòu)出實時的視頻圖像。