[發(fā)明專利]具有集成的寬視場相機和光束掃描設備的顯微鏡透鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780016643.7
• 申請日: 2017-02-11
• 公開（公告）號: CN110832378B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設計）人: 戴維·迪肯希茨;米林德·拉賈德亞克莎
• 申請（專利權）人: 蒙大拿州立大學;紀念斯隆-凱特琳癌癥中心
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36;G02B26/10;G02B13/06;A61B5/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張偉峰;夏凱

將寬視場皮膚鏡檢查與反射共焦顯微鏡結合的手持設備和方法，用于非侵入性地同時捕獲皮膚表面的寬視場彩色圖像和亞表面細胞結構的圖像。

對于相關申請的交叉引用

本申請是非臨時申請并且要求在2016年2月11日提交的美國臨時申請No.62/294,149和在2016年2月12日提交的美國臨時申請No.62/294,705的優(yōu)先權。這兩個申請的內容是通過引用并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及成像領域，更具體地，涉及將寬視場皮膚鏡檢查與反射共焦顯微鏡結合的手持設備和方法。

背景技術

與反射共焦顯微鏡配對的寬視場成像在臨床環(huán)境中正在取得進展以指導皮膚癌的非侵入性診斷。但是，需要兩個獨立的設備來執(zhí)行每個成像過程。

發(fā)明內容

寬視場臨床檢查，隨后進行皮膚鏡檢查(放大率4X-10X)，是用于指導皮膚病變的活組織檢查和病理學以及診斷的當前標準方法。然而，取決于設置、病變和患者特征，這種方法的特異性不同，導致高度可變的良性-惡性檢出率，其范圍從低至2比1到高達600比1，這因此導致數(shù)百萬的良性病變活檢。反射共焦顯微鏡(RCM)(其在皮膚亞表面非侵入性成像并在體內顯示核和細胞細節(jié))已被證明相對于單獨的皮膚鏡檢查增加特異性并將良性-惡性檢測率降低約兩倍?，F(xiàn)在正在臨床環(huán)境中實施寬視場臨床檢查和結合RCM成像的皮膚鏡檢查，以將病變分類為看似良性的病變(這些患者正在避免活組織檢查)與那些看似可疑的病變(這些患者進行標準活檢和病理檢查)。在減少對于良性病變的活檢的需要的方面，最初的影響是有希望的。

顯示病變的總體形態(tài)的寬視場成像指導RCM成像，其顯示微觀組織學級別細節(jié)，其最終指導非侵入性診斷(即，良性)或活組織檢查(即，可疑)。然而，寬視場成像(臨床檢查、皮膚鏡檢查)和顯微成像(RCM)目前是作為使用單獨手持設備的單獨過程而串聯(lián)執(zhí)行的。RCM成像的視場相對于寬視場成像(10mm x 10mm)非常小(小于1mm x 1mm)。因此，目前缺乏的是在較大的寬視場圖像內在小的懷疑區(qū)域處準確且可重復定位RCM視場的能力。換句話說，在臨床觀察到的粗糙表面形態(tài)的背景下，使用手持設備進行的亞表面顯微成像正在以有限的精度和可重復性執(zhí)行，并且僅以主觀且因此限制的手段執(zhí)行以將RCM圖像配準到寬視場圖像。這導致在解釋RCM圖像和確定是否進行活組織檢查時增加的可變性和不確定性。所需要的是一種提供皮膚表面的同時寬視場成像的方法，精確地顯示正在進行亞表面細胞結構的RCM成像的部位。

在單個設備中提供同時的、具有足夠高數(shù)值光圈(NA)的共焦顯微成像和在較低NA下的寬視場成像中的挑戰(zhàn)是由任何高NA物鏡支持的有限視場。由于漸暈，不能用物鏡產生寬視場圖像，并且在所需的NA0.7時，物鏡和組織之間沒有空間來容納分束器和寬視場相機。

本發(fā)明的實施例通過將微型彩色相機集成在高NA物鏡內部來提供具有并發(fā)寬視場成像的亞表面共焦成像。相機指定表面處幾毫米的視場，包括病變內發(fā)生RCM成像的位置。插入在物鏡的超半球形前透鏡和后透鏡組之間的相機指定4.0mm的視場，分辨率優(yōu)于30μm，而共焦光學切片保持在比2.5μm更銳利的位置。

本發(fā)明一般涉及用于對主體的感興趣目標區(qū)域進行非侵入性評估的設備和方法。特別地，本發(fā)明一般涉及手持設備和方法，其將寬視場皮膚鏡檢查與反射共焦顯微鏡結合，用于非侵入性地同時捕獲皮膚表面的寬視場彩色圖像和亞表面細胞結構的圖像。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的手持式雙視顯微鏡，其提供使用同時反射共焦顯微術的寬視場皮膚鏡檢查。

本領域技術人員將認識到，集成掃描器或集成相機的本發(fā)明一起或單獨地不僅適用于反射共焦顯微鏡，而且適用于任何基于掃描激光的成像模態(tài)，包括但不限于光學相干斷層掃描和光學相干顯微鏡、多光子顯微鏡、二次諧波顯微鏡、光聲顯微鏡等。此外，不具有掃描激光束的方法(如結構光顯微鏡或白光光學相干顯微鏡)將受益于集成相機，其用于在表面形態(tài)內對顯微視圖進行背景化。