[發(fā)明專利]一種高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)及其成像方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611141431.5
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108209861A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐強
• 申請（專利權(quán)）人: 凝輝（天津）科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)包括雙光子顯微鏡、近紅外飛秒激光器、X軸掃描裝置、Y軸掃描裝置、Z軸掃描裝置和圖像識別裝置；

所述X軸掃描裝置設(shè)置為包括共振掃描鏡，所述共振掃描鏡用于實現(xiàn)所述雙光子顯微鏡對檢測樣品X軸方向的掃描，且該共振掃描鏡設(shè)置為電性連接所述圖像識別裝置；

所述Y軸掃描裝置設(shè)置為包括檢流計掃描鏡，所述檢流計掃描鏡實現(xiàn)了檢測樣品Y軸方向的線性掃描，且該檢流計掃描鏡設(shè)置為電性連接所述圖像識別裝置；

所述Z軸掃描裝置設(shè)置為包括高速壓電掃描裝置，所述高速壓電掃描裝置設(shè)置為通過振動物鏡實現(xiàn)高數(shù)值孔徑聚焦光斑沿Z軸方向的移動，且該高速壓電掃描裝置設(shè)置為電性連接所述圖像識別裝置，所述高速壓電掃描裝置用于實現(xiàn)Z軸方向的線性掃描；

所述圖像識別裝置設(shè)置為包括圖像采集部分、信息處理部分和控制部分，所述圖像采集部分設(shè)置為采集所述共振掃描鏡、所述檢流計掃描鏡與所述高速壓電掃描裝置對檢測樣品的掃描信息，且該圖像采集部分設(shè)置為將采集信息傳遞至所述信息處理部分，由所述信息處理部分將數(shù)據(jù)信息反饋至所述控制部分，所述控制部分根據(jù)反饋信息控制所述共振掃描鏡、所述檢流計掃描鏡與所述高速壓電掃描裝置的工作情況，從而完成對整個樣品的檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述共振掃描鏡設(shè)置為每秒完成32000條掃描線的雙向掃描方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述高速壓電掃描裝置設(shè)置為100um、80um以及40um的線性掃描范圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述近紅外飛秒激光器的激光光源設(shè)置為800nm波長，其脈沖寬度為100fs，且投射至檢測樣品的光功率為10-20mW。

5.一種高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于：包括如下成像步驟：

步驟一、所述圖像識別裝置控制所述共振掃描鏡與所述檢流計掃描鏡對成像目標(biāo)進行逐層X-Y方向二維掃描；

步驟二、對成像目標(biāo)進行逐層X-Y方向二維掃描過程中，每隔2um，所述圖像識別裝置控制所述高速壓電掃描裝置沿Z軸方向?qū)Τ上衲繕?biāo)進行掃描，從而實現(xiàn)將大量二維掃描圖像沿Z軸方向的堆疊，以重建出三維形態(tài)學(xué)圖像；

步驟三、在重建出的三維形態(tài)學(xué)圖像的成像數(shù)據(jù)中進行識別和人工確定選擇部分；

步驟四、通過所述圖像識別裝置計算出步驟三中選擇部分的三維掃描軌跡；

步驟五、根據(jù)計算出的三維掃描軌跡進行第二次掃描，即重復(fù)步驟一與步驟二，實現(xiàn)選擇部分的成像。

6.一種高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于：所述高速三維雙光子熒光成像系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)置為實時記錄視覺皮層神經(jīng)細胞群興奮時產(chǎn)生的鈣信號的變化。