[發明專利]一種深度可分辨熒光成像系統

有效

• 申請號: 202010887680.9
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112129734B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 陳碩;汪威;俎明明;路交
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G02B27/09
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種深度可分辨熒光成像系統，其特征在于，包括深度可分辨熒光成像模塊和數據后處理模塊；所述的深度可分辨熒光成像模塊包括激光器(1)、擴束器(2)、二向色鏡(3)、軸錐透鏡(4)、長波通濾光鏡(6)、透鏡A(7)、光闌(8)、透鏡B(9)、彩色CCD相機(10)；激光器(1)發出的激光經擴束器(2)擴束后，利用二向色鏡(3)反射并由軸錐透鏡(4)將光束匯聚于樣本(5)的不同深度；與軸錐透鏡光軸的距離為r的激發光所聚焦在樣本中的深度L通過公式(1)計算獲得，

其中，θ為軸錐透鏡的錐角，n為軸錐透鏡材料的折射率；源自樣本(5)中不同深度的熒光信號經軸錐透鏡變成平行光束，依次通過透鏡A(7)、光闌(8)和透鏡B(9)組成的光路，并利用光闌(8)形成的針孔濾除雜散的熒光信號，最終成像到彩色CCD相機(10)上；

所述的數據后處理模塊，用于分析并處理由彩色CCD相機(10)所采集的熒光圖像，利用熒光圖像上不同像素點的RGB值及其所在位置，計算熒光團所在的深度；

所述的數據后處理模塊，計算熒光團所在的深度的具體步驟如下：

步驟一，利用公式(2)對所采集的熒光圖像上各像素點的R、G、B值做均一化處理，

其中分別為熒光圖像上各像素點的R、G、B值均一化后的結果；

基于均一化后的結果，利用閾值法篩選出屬于待測目標的有效像素點，即采集到源自熒光團的熒光信號的像素點；

步驟二，對熒光圖像上的有效像素點區域進行邊緣檢測并提取輪廓線，隨后以圖像中心為圓心將位于輪廓線上的有效像素點擬合為不同半徑大小的圓環；

步驟三，根據公式(3)，利用所采集的熒光圖像上各個圓環的半徑所對應的像素點個數計算各個圓環的實際半徑長度R₁，

其中，R₂為激發光光束的半徑，P₀為標準樣品的熒光圖像上的最大圓環半徑所對應的像素點個數，P₁為待測樣本的熒光圖像上各個圓環的半徑所對應的像素點個數；

步驟四，利用R₁通過公式(4)求出目標熒光團位于樣本的深度L

2.根據權利要求1所述的深度可分辨熒光成像系統，其特征在于，步驟三中所述標準樣品為熒光團在各深度均勻分布的樣品。