[發明專利]一種頭戴式的微型光片顯微鏡

在審

• 申請號: 201711439890.6
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107966799A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 戚力;黃詩嫻;馮前進;陳武凡
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/06;G02B21/36
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 趙蕊紅

技術領域

本發明涉及熒光成像領域，特別涉及一種頭戴式的微型光片顯微鏡。

背景技術

對活體腦組織進行成像是當今腦神經科學中研究動物行為和神經活動的重要手段，目前一些用于自由行動動物的微型熒光顯微鏡，其體積小重量輕，可固定于動物頭部不影響動物自由活動，可對活體進行實時成像。但現有采用點掃描成像方式的微型熒光顯微鏡降低了成像速度，具有較大的光毒性，不適用于較長時間的活體成像，并且采用寬場探測會降低選層能力，使成像受到背景信號的干擾，從而降低成像對比度和信噪比。

光片顯微鏡是使用微米級的光薄片激發樣品，在垂直光片的方向對樣品進行快速熒光信號探測。光片顯微鏡用于動物腦部成像，其用光平面掃描物體比傳統的點掃描獲取圖像的速度更快，有更好的信噪比和更低的光毒性，具有較好的光學選層能力，可以降低背景信號，獲得較高對比度的圖像。但目前許多光片顯微鏡成像裝置只適用于麻醉或頭部固定的動物，并且有些成像裝置比較笨重，不適合安裝在動物頭部。許多研究表明，動物腦部的許多神經活動在麻醉時都會受到影響，不利于正常狀態下對腦部神經活動進行研究，一些成像裝置限制了動物的活動范圍，無法對動物進行某些實驗或測量某些參數。

因此，針對現有技術不足，提供一種頭戴式的微型光片顯微鏡以使其更好地適用于自由行動的動物腦部成像甚為必要。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種頭戴式的微型光片顯微鏡，該頭戴式的微型光片顯微鏡，具有成像速度快，成像信噪比和對比度高，光毒性低，同時實現對自由行動的動物神經熒光影像的特點。

本發明的上述目的通過如下技術手段實現。

提供一種頭戴式的微型光片顯微鏡，通過探頭發射光片對待測物體進行激發，并收集待測物體針對所發射的光片信號產生的熒光信號獲得待測物體的熒光成像信息。

上述探頭用于安裝于待測物體的頭部，激發光通過探頭塑形成光片后對待探測物體進行激發，并在垂直于光片的方向上收集熒光信號進行成像，得到待測物體的神經熒光影像。

優選的，探頭設置為微型光片顯微成像探頭，設置有照明光路單元和成像光路單元；

上述照明光路單元設置有準直透鏡、反射鏡、柱面透鏡、棱鏡以及照明透鏡；

上述成像光路單元設置有物鏡、成像透鏡、濾光片以及光電探測裝置；

上述準直透鏡，用于對激光進行準直；

上述反射鏡，用于對激光進行反射，使激光傳播到柱面透鏡；

上述柱面透鏡，用于將準直后的激光聚焦成片狀，形成光片；

上述棱鏡，用于改變光片方向，使光片傳播到探測平面以激發待測物體；

上述照明透鏡，用于對光片進行成像，使光片激發待探測物體；

上述物鏡，用于收集待測物體被激發后發射的熒光進行成像；

上述成像透鏡，用于對色差進行校正并進一步放大物鏡所成的像；

上述濾光片，用于濾除干擾光，通過收集的熒光；

上述光電探測裝置，用于將收集到的光信號轉換為電信號。

進一步的，上述準直透鏡，采用平凸透鏡，準直透鏡焦點位于光纖發射端口；

上述反射鏡，具體為等邊直角三角形反射鏡，其反射面與入射光中心軸線成45°；

上述柱面透鏡，為小焦點平凸柱面透鏡，將準直后的入射光聚焦成片狀，形成光片；

上述棱鏡，采用形狀為等邊直角三角形的棱鏡，并且直角邊長與照明透鏡匹配，反射面為三角形斜邊所在的面；

上述照明透鏡，采用自聚焦透鏡，上下兩端各放置有一棱鏡，上端棱鏡反射面朝向與反射鏡的反射面朝向相對，下端棱鏡反射面朝向與反射鏡的反射面朝向一致；

上述物鏡，采用組合有顏色校正鏡片的自聚焦透鏡，垂直于光片平面放置；

上述照明透鏡與物鏡中心軸線相互平行；

上述成像透鏡，采用消色差透鏡，光瞳與物鏡對齊；

上述光電探測裝置，采用COMS成像裝置。

進一步的，微型光片顯微鏡還設置有激光發射模塊、信號處理模塊、圖像顯示模塊和主控模塊，主控模塊分別與上述激光發射模塊、上述圖像顯示模塊、上述信號處理模塊電連接，上述激光發射模塊與上述微型光片顯微探頭通過光纖連接，上述微型光片顯微探頭與上述信號處理模塊連接，上述信號處理模塊與上述圖像顯示模塊連接；

上述激光發射模塊，用于產生并輸出激光；

上述微型光片顯微成像探頭，用于激發、收集并轉換熒光信號；