[實用新型]一種無標(biāo)記光聲病理顯微成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202220206201.7
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN216792005U
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁鴻威;宋偉;袁小聰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所 44242
• 代理人: 丁宇龍

本實用新型公開了一種無標(biāo)記光聲病理顯微成像系統(tǒng)。包括：光學(xué)表面波傳感器，用于承載組織樣本以及水層；激發(fā)光發(fā)生裝置；探測光發(fā)生裝置；物鏡，使激發(fā)光束和探測光束經(jīng)過光學(xué)表面波傳感器入射到組織樣本上；處理和控制裝置，用于控制激發(fā)光束移動，以對組織樣本掃描；光學(xué)表面波傳感器，還用于全反射探測光束，使反射的探測光束經(jīng)物鏡射出；處理和控制裝置，用于對探測光束進(jìn)行分束、光聲信號合成和圖像重建處理，得到目標(biāo)圖像。該成像系統(tǒng)集成化及一體化程度高，且利用光學(xué)表面波傳感器作為載玻片，用于承載組織樣本，能極大程度的保留高頻信號，進(jìn)而提高了縱向分辨率，另外激發(fā)光束和探測光束共用一個物鏡，可以更好地保證兩束光的共軸。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及顯微成像領(lǐng)域，尤其涉及一種無標(biāo)記光聲病理顯微成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前光聲顯微成像技術(shù)是近十年發(fā)展最快的新興生物成像方式，在對病理檢測方面有著極大的潛力，美國西北大學(xué)的劉文忠團(tuán)隊利用光聲成像技術(shù)對小鼠眼部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測，相比于其他技術(shù)能更好地探測視網(wǎng)膜血氧飽和度和黑色素濃度，進(jìn)一步推進(jìn)了光聲成像的臨床轉(zhuǎn)移。美國的Catherine Martel團(tuán)隊將光聲顯微鏡與微機(jī)電系統(tǒng)掃描鏡相結(jié)合應(yīng)用于淋巴管病理檢測。盡管光聲顯微成像技術(shù)取得了長足的發(fā)展，但是受壓電材料自身屬性的制約，光聲系統(tǒng)普遍存在探測帶寬窄和靈敏度低的缺陷。探測帶寬窄導(dǎo)致光聲成像的縱向分辨率低，進(jìn)而引起深度方向定位不準(zhǔn)確，不利于實際病理成像。為了解決這一問題，基于光學(xué)表面波的傳感技術(shù)被應(yīng)用于光聲成像領(lǐng)域，通過對探測光位相變化的檢測，從而實現(xiàn)光聲成像系統(tǒng)的高靈敏度。

相比于傳統(tǒng)光聲傳感器，光學(xué)表面波傳感器具備高靈敏、寬帶光聲探測的優(yōu)點；在基于光學(xué)表面波傳感的光聲成像這一新興領(lǐng)域，具有代表性的有美國的弗吉尼亞大學(xué)以等離子體檢測技術(shù)建立了一套光聲顯微系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)光聲顯微成像實現(xiàn)了高空間分辨率。深圳大學(xué)的楊帆等人在位相型TIR超聲波傳感技術(shù)方面也已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，其搭建的系統(tǒng)所得圖像橫向分辨率已經(jīng)能達(dá)到5.8μm，該系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)光聲成像系統(tǒng)靈敏度更高，探測帶寬更寬。

但盡管現(xiàn)有的位相型TIR超聲波傳感系統(tǒng)已經(jīng)能對組織病理進(jìn)行較好的成像，但這一技術(shù)仍然存在缺陷，如組織樣本與光學(xué)表面波傳感器的距離較遠(yuǎn)，樣本發(fā)出的光聲高頻信號需要在水中傳播距離較遠(yuǎn)，現(xiàn)有的位相型TIR超聲波傳感系統(tǒng)如圖1所示，組織樣本a以及水層b放置于載玻片c上，載玻片c放置于二維位移平臺d，二維位移平臺d上方設(shè)置有棱鏡e以及物鏡f，激發(fā)光束經(jīng)過物鏡f的聚焦后，入射至棱鏡e并入射至組織樣本a，TIR探測器g發(fā)出的探測光束經(jīng)過棱鏡e后射向水層b表面并進(jìn)行全反射，在水層b表面與棱鏡e底面接近貼合的情況下(即最大程度減少棱鏡e與水層b之間的距離，又不會干擾二維位移平臺d的移動)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)得知，棱鏡e的下表面此時距離組織樣本a會相差5mm，而這5mm的距離之差會對高頻信息產(chǎn)生很大影響，即這將導(dǎo)致其聲波頻帶寬從1GHz降低到170MHz，從而直接導(dǎo)致圖像的縱向分辨率下降，影響系統(tǒng)的三維成像能力。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種無標(biāo)記光聲病理顯微成像系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有位相型TIR超聲波傳感系統(tǒng)生成的圖像的縱向分辨率較低、以及現(xiàn)有的探測光束和的共軸比較差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：提供一種無標(biāo)記光聲病理顯微成像系統(tǒng)，其包括：

光學(xué)表面波傳感器，用于承載組織樣本以及水層，其中，所述組織樣本浸入所述水層內(nèi)；

激發(fā)光發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生激發(fā)光束；

探測光發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生探測光束；

物鏡，用于對所述激發(fā)光束進(jìn)行聚焦、并用于將所述探測光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫械奶綔y光束，使所述激發(fā)光束和探測光束經(jīng)過所述光學(xué)表面波傳感器入射到組織樣本上；

處理和控制裝置，用于控制激發(fā)光束移動，以對所述組織樣本掃描；