[實(shí)用新型]一種生物神經(jīng)環(huán)路活體成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320368802.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203303034U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛珩;陶樂(lè)天;姜明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 北京匯智勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11346
• 代理人: 朱登河

1.一種生物神經(jīng)環(huán)路活體成像系統(tǒng)，其特征在于：

包括多模式可調(diào)光源裝置、生物行為成像裝置、三軸載物運(yùn)動(dòng)裝置、感興趣區(qū)域?qū)崟r(shí)追蹤裝置、生物神經(jīng)環(huán)路成像裝置和控制裝置，其中：

所述多模式可調(diào)光源裝置向放置在所述三軸載物運(yùn)動(dòng)裝置上的經(jīng)熒光標(biāo)記的生物樣本投射照明光以及激發(fā)光；

所述生物行為成像裝置用于獲取所述生物樣本的行為活動(dòng)視頻，輸送給所述控制裝置，所述控制裝置控制所述三軸載物運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述生物樣本進(jìn)行實(shí)時(shí)鎖定；

所述感興趣區(qū)域?qū)崟r(shí)追蹤裝置用于將所述生物樣本中生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)鎖定；

所述生物神經(jīng)環(huán)路成像裝置與所述生物行為成像裝置同步、用于獲取所述生物樣本中生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域的視頻。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述感興趣區(qū)域?qū)崟r(shí)追蹤裝置包括高速相機(jī)、第一二軸掃描鏡、顯微物鏡和第一分光片，其中：

所述多模式可調(diào)光源裝置出射的第一激發(fā)光通過(guò)所述顯微物鏡投射在所述生物樣本上，所述生物樣本內(nèi)的標(biāo)記熒光受此激發(fā)后產(chǎn)生的第一發(fā)射光依次經(jīng)由所述顯微物鏡、第一二軸掃描鏡和第一分光片，在所述高速相機(jī)成像；

所述控制裝置獲取所述高速相機(jī)的圖像，并通過(guò)圖像處理算法估計(jì)所述高速相機(jī)拍攝的當(dāng)前幀和上一幀圖像中感興趣區(qū)域內(nèi)少數(shù)熒光結(jié)構(gòu)的兩軸平移量，控制所述第一二軸掃描鏡的動(dòng)作以完成感興趣區(qū)域的平移運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，使所述生物樣本中生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域?qū)崟r(shí)鎖定在100×100μm的中心視場(chǎng)。

3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述感興趣區(qū)域?qū)崟r(shí)追蹤裝置還包括聚焦透鏡和二向色分光片，其中：

所述多模式可調(diào)光源裝置出射的第一激發(fā)光依次經(jīng)由聚焦透鏡和二向色分光片，所述二向色分光片的反射光通過(guò)所述顯微物鏡投射所述生物樣本。

4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述生物神經(jīng)環(huán)路成像裝置包括科學(xué)級(jí)相機(jī)和第二二軸掃描鏡；其中：

所述多模式可調(diào)光源裝置出射的第二激發(fā)光通過(guò)所述顯微物鏡投射在所述生物樣本上，所述生物樣本內(nèi)的標(biāo)記熒光受此激發(fā)后產(chǎn)生的第二發(fā)射光依次經(jīng)由所述顯微物鏡、二向色分光片、第一二軸掃描鏡和第一分光片，投射在所述科學(xué)級(jí)相機(jī)上，得到由若干個(gè)幀內(nèi)不同時(shí)刻生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域圖像經(jīng)陣列排布組成的圖像，并同步傳輸給所述控制裝置；

所述控制裝置根據(jù)所述科學(xué)級(jí)相機(jī)的外觸發(fā)信號(hào)同步控制所述第二二軸掃描鏡在相機(jī)的幀內(nèi)和幀間逐一完成生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域?qū)?yīng)圖像子視場(chǎng)的移動(dòng)切換。

5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述生物神經(jīng)環(huán)路成像裝置還包括薄膜變形鏡；

所述薄膜變形鏡設(shè)置在所述第一分光片與所述第二二軸掃描鏡之間的光路中，并與所述顯微物鏡的主平面滿足物像共軛位置關(guān)系；

所述控制裝置根據(jù)預(yù)先標(biāo)定好的生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域?qū)?yīng)圖像各個(gè)子視場(chǎng)的波前像差分布，控制所述薄膜變形鏡在相機(jī)的幀內(nèi)和幀間逐一完成生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域?qū)?yīng)圖像子視場(chǎng)的波前像差補(bǔ)償。

6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述生物神經(jīng)環(huán)路成像裝置還包括可調(diào)視場(chǎng)光闌；

所述可調(diào)視場(chǎng)光闌設(shè)置在所述第一分光片與所述薄膜變形鏡之間的中繼像面上的矩形通光區(qū)域，所述第一二軸掃描鏡的動(dòng)作能夠使所述生物樣本的生物神經(jīng)環(huán)路感興趣區(qū)域鎖定在所述矩形通光區(qū)域內(nèi)。

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述生物神經(jīng)環(huán)路成像裝置還包括第一濾光片、反射鏡和五棱鏡，其中：

所述第一濾光片設(shè)置在所述可調(diào)視場(chǎng)光闌與所述薄膜變形鏡之間的光路中，透射光經(jīng)由所述薄膜變形鏡依次經(jīng)由所述反射鏡和五棱鏡，投射在所述第二二軸掃描鏡上。

8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：

所述生物行為成像裝置獲取所述生物樣本在照明光照射下的行為活動(dòng)視頻時(shí)，所述控制裝置通過(guò)圖像處理算法估計(jì)所述生物行為成像裝置拍攝的當(dāng)前幀和上一幀圖像中所述生物樣本的兩個(gè)平移量和旋轉(zhuǎn)量，通過(guò)控制所述三軸載物運(yùn)動(dòng)裝置完成包含兩個(gè)平移量和一個(gè)旋轉(zhuǎn)量的生物行為成像幀間運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，使所述生物樣本實(shí)時(shí)鎖定在5×5mm的中心視場(chǎng)。