[發明專利]全景旋轉內窺雙光子顯微成像系統

在審

• 申請號: 202111047059.2
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113796832A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 唐玉國;李敏;周鎮喬;呂晶;王艷;陳月巖;賈宏博
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G02B21/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 楊明霞

1.一種全景旋轉內窺雙光子顯微成像系統，其特征在于，包括：近紅外飛秒脈沖激光器、主機、成像探頭組件和軸向掃描裝置，所述成像探頭組件包括旋轉輸出單元以及旋轉驅動單元；

所述旋轉輸出單元植入到動物的腦組織中，用于將飛秒脈沖激光導入腦組織，并收集腦組織被激發而產生的熒光；所述軸向掃描裝置用于驅動所述旋轉輸出單元沿Z軸運動，以實現軸向掃描；所述旋轉驅動單元用于驅動所述旋轉輸出單元繞Z軸旋轉，以實現360度環形掃描；

所述近紅外飛秒脈沖激光器發出的飛秒脈沖激光經過所述主機后耦合到所述成像探頭組件中，并由所述旋轉輸出單元射出，照射到動物的腦組織上；腦組織被激發產生的熒光信號再經所述旋轉輸出單元收集，并傳入所述主機。

2.根據權利要求1所述的全景旋轉內窺雙光子顯微成像系統，其特征在于，所述主機包括色散補償模塊、擴束透鏡組、二向色片、光纖耦合透鏡和光電倍增管探測器；

所述近紅外飛秒脈沖激光器發出的飛秒脈沖激光經過所述色散補償模塊產生負或正GDD后，通過擴束透鏡組將飛秒脈沖激光擴展到設定的光束直徑，再透射所述二向色片，然后通過所述光纖耦合透鏡耦合到所述成像探頭組件中，最后由所述旋轉輸出單元射出，照射到動物的腦組織上；腦組織被激發產生的熒光信號由所述旋轉輸出單元收集，然后進入所述光纖耦合透鏡，最后被所述二向色片反射到達所述光電倍增管探測器；所述旋轉驅動單元驅動所述旋轉輸出單元繞Z軸旋轉，以實現360度環形掃描，所述軸向掃描裝置用于驅動所述旋轉輸出單元沿Z軸運動進行軸向掃描，以對軸向不同深度的腦組織進行掃描。

3.根據權利要求2所述的全景旋轉內窺雙光子顯微成像系統，其特征在于，所述成像探頭組件還包括輸入光纖、外殼以及設置在所述外殼內的第一梯度折射率透鏡和衍射光學元件；

所述旋轉輸出單元包括設置在所述外殼內的雙直角棱鏡對以及與所述雙直角棱鏡對連接的第二梯度折射率透鏡，所述旋轉驅動單元包括設置在所述外殼內的微型旋轉電機以及與所述微型旋轉電機的輸出軸驅動連接的旋轉軸，所述雙直角棱鏡對連接在所述旋轉軸上；

光纖耦合透鏡射出的飛秒脈沖激光耦合到所述輸入光纖后，再依次經過所述第一梯度折射率透鏡形成準直為平行光、衍射光學元件進行軸向像差校正后，被所述雙直角棱鏡對反射，然后經過所述第二梯度折射率透鏡后形成聚焦光斑射出，所述微型旋轉電機通過所述旋轉軸帶動所述雙直角棱鏡對和第二梯度折射率透鏡一起旋轉，使得射出的聚焦光斑實現環形掃描。

4.根據權利要求3所述的全景旋轉內窺雙光子顯微成像系統，其特征在于，所述雙直角棱鏡和第二梯度折射率透鏡替換為一個離軸拋物面反射鏡，即所述旋轉輸出單元為一個離軸拋物面反射鏡，所述離軸拋物面反射鏡連接在所述旋轉軸上；

光纖耦合透鏡射出的飛秒脈沖激光耦合到所述輸入光纖后，再依次經過所述第一梯度折射率透鏡形成準直平行光、衍射光學元件進行軸向像差校正后，被所述離軸拋物面反射鏡聚焦和反射，形成聚焦光斑射出，所述微型旋轉電機通過所述旋轉軸帶動所述離軸拋物面反射鏡旋轉，使得射出的聚焦光斑實現環形掃描。