一種活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于光學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備。本實(shí)用新型所述活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，包括光源裝置、分光裝置、內(nèi)窺裝置、色散裝置、探測裝置以及計(jì)算機(jī)裝置；所述色散裝置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件實(shí)現(xiàn)不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調(diào)濾光片、液晶可調(diào)濾光片或者薄膜可調(diào)濾光片。本實(shí)用新型活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，構(gòu)造相對簡單，體積較小，使用更加方便；成像光纖束的引入可以對體內(nèi)腔道器官內(nèi)表面進(jìn)行亞細(xì)胞分辨率的成像，更重要的是由于色散器件采用全密封設(shè)計(jì)，無移動部件，大大提高了儀器的環(huán)境適應(yīng)性，使得設(shè)備工作更加穩(wěn)定。
【專利說明】一種活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于光學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康的重大疾病。近三十年，全球癌癥(惡性腫瘤)發(fā)病數(shù)以年均3%?5%的速度遞增，癌癥已成為人類最重要的死因之一。臨床經(jīng)驗(yàn)表明對癌癥的診斷越早治愈成活率越高，于是能夠?qū)崿F(xiàn)接近組織活檢的高分辨率成像的顯微內(nèi)窺鏡技術(shù)越來越受到重視。傳統(tǒng)的成像方法，通常都只有成像診斷只能提供空間形態(tài)信息。而光譜診斷是依靠獲取在一定波長的光輻射信號來辨別樣品生物化學(xué)成分的信息，得到每一個(gè)圖像每一個(gè)像素點(diǎn)的光譜曲線，光譜診斷還能夠給疾病診斷提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。同時(shí)將顯微內(nèi)窺光學(xué)成像技術(shù)和高光譜成像技術(shù)相結(jié)合并用于研究生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的問題也是近年來發(fā)展的一個(gè)新的熱點(diǎn)，臨床中使用光譜變化進(jìn)行疾病診斷也得到了廣泛的使用。將成像診斷與光譜診斷結(jié)合，在同一內(nèi)窺設(shè)備上同時(shí)實(shí)現(xiàn)二者的獲取，極大提高了探測的靈敏度，既獲得亞細(xì)胞水平的樣品形態(tài)信息，又可提供分子水平的樣品生物化學(xué)成分信息，已成為準(zhǔn)確判斷疾病的依據(jù)之一。
[0003]但是現(xiàn)有技術(shù)中的光譜成像設(shè)備相當(dāng)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)昂貴，并且由于穩(wěn)定性、分辨率、精度以及易受周圍環(huán)境影響等問題往往很難達(dá)到精確診斷的要求，使得現(xiàn)有顯微內(nèi)窺成像診斷和光譜學(xué)診斷結(jié)合很難達(dá)到理想效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，能夠更加方便精確的獲取體內(nèi)腔道器官內(nèi)表面亞細(xì)胞分辨率的圖像信息和納米分辨率的光譜信息。
[0005]本實(shí)用新型所述活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，包括光源裝置、分光裝置、內(nèi)窺裝置、色散裝置、探測裝置以及計(jì)算機(jī)；
[0006]所述光源裝置連接分光裝置，所述分光裝置分別與內(nèi)窺裝置和色散裝置連接，所述色散裝置還與探測裝置和計(jì)算機(jī)分別相連，所述探測裝置也連接到計(jì)算機(jī)；
[0007]所述色散裝置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件實(shí)現(xiàn)不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調(diào)濾光器(Acousto-Optic TunableFilter,簡稱A0TF)、液晶可調(diào)濾光片或者薄膜可調(diào)濾光片。
[0008]進(jìn)一步，所述內(nèi)窺裝置包括成像鏡頭、顯微物鏡和成像光纖束；所述成像鏡頭和顯微物鏡組成縮束設(shè)備。
[0009]進(jìn)一步，所述光源為白光光源或者激光光源；所述分光裝置為分束器或者二向色鏡。
[0010]進(jìn)一步，所述探測裝置為電荷稱合元件(Charge-coupled Device,簡稱CO))探測器。
[0011]本實(shí)用新型活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，構(gòu)造相對簡單，體積較小，使用更加方便；成像光纖束的引入可以對體內(nèi)腔道器官內(nèi)表面進(jìn)行亞細(xì)胞分辨率的成像，更重要的是由于色散器件采用全密封設(shè)計(jì)，無移動部件，大大提高了儀器的環(huán)境適應(yīng)性，使得設(shè)備工作更加穩(wěn)定，而且隨著精度和分辨率的大幅提高，可以得到亞細(xì)胞分辨率的內(nèi)窺圖像信息和納米分辨率的光譜信息，可以有力的輔助消化和泌尿等設(shè)備各項(xiàng)疾病的診斷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過參考附圖會更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0013]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例一種顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0015]如圖1所示，本實(shí)施例內(nèi)窺光譜成像設(shè)備包括光源裝置、分光裝置、內(nèi)窺裝置、色散裝置、探測裝置和計(jì)算機(jī)。
[0016]所述光源裝置連接分光裝置，所述分光裝置分別與內(nèi)窺裝置和色散裝置連接，所述色散裝置還與探測裝置和計(jì)算機(jī)分別相連，所述探測裝置也連接到計(jì)算機(jī)；
[0017]所述色散裝置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件實(shí)現(xiàn)不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調(diào)濾光器、液晶可調(diào)濾光片或者薄膜可調(diào)濾光片。
[0018]光源裝置用于提供探測光束。其中，當(dāng)實(shí)現(xiàn)反射光譜探測時(shí)，光源裝置可以是寬譜光源；當(dāng)實(shí)現(xiàn)熒光光譜探測時(shí)，光源裝置可以是激光光源。
[0019]分光裝置提供兩路通道；一路由光源裝置輸出的探測光束經(jīng)分光裝置進(jìn)入內(nèi)窺裝置內(nèi)；另一路從內(nèi)窺裝置返回的反射光束經(jīng)分光裝置后進(jìn)入色散裝置。
[0020]其中，如果是對反射光譜進(jìn)行探測，分光裝置是分束器，如果是對熒光光譜進(jìn)行探測，分光裝置則是二向色鏡。
[0021]內(nèi)窺裝置包括成像鏡頭、顯微物鏡和成像光纖束；成像鏡頭和顯微物鏡組成縮束設(shè)備，用于對從分光裝置接收到的探測光束進(jìn)行縮束，成像光纖束用于將縮束后的光束傳導(dǎo)至探測樣品，并收集由探測樣品返回的熒光信號或者反射光信號。
[0022]例如，使用本實(shí)施例活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備進(jìn)行疾病診斷時(shí)，由光源裝置發(fā)出寬譜光束或激光光束，并且進(jìn)入分光裝置，分光裝置將寬譜光束或激光光束反射到內(nèi)窺裝置。內(nèi)窺裝置中的成像鏡頭和顯微物鏡組成的縮束設(shè)備將寬譜光束或激光光束縮束到和成像光纖束物理尺寸相當(dāng)?shù)某潭龋伙@微物鏡將寬譜光束或激光光束聚焦到成像光纖束的前端面，通過成像光纖束的傳導(dǎo)將寬譜光束或激光光束傳輸?shù)教綔y樣品處。實(shí)際使用中成像光纖束通過常規(guī)內(nèi)窺鏡的活檢通道進(jìn)入到體內(nèi)消化設(shè)備或者泌尿設(shè)備等腔道器官內(nèi)表面。寬譜光束或激光光束到達(dá)探測樣品后返回漫反射信號或者熒光信號，返回光束經(jīng)過成像光纖束的收集，再經(jīng)由顯微物鏡和成像鏡頭的準(zhǔn)直擴(kuò)束，透過分光裝置到達(dá)色散裝置；色散裝置中的色散器件控制器控制色散器件的波長選通性，其中色散器件為聲光可調(diào)濾光器，順序選定不同波長光束通過，每次容許一個(gè)波長的信號通過，帶通窄波段的光束通過色散器件后聚焦在探測裝置上，探測裝置記錄通過波長光束的圖像。
[0023]通過本實(shí)施例活體內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，構(gòu)造相對簡單，使用方便，受周圍環(huán)境影響小，對在體在體組織腔道器官內(nèi)表面的檢測更加方便，檢測結(jié)果更加精確；造價(jià)也更加低廉。成像光纖束的引入可以對體內(nèi)腔道器官內(nèi)表面進(jìn)行亞細(xì)胞分辨率的成像，而且可以得到亞細(xì)胞分辨率的內(nèi)窺圖像信息和納米分辨率的光譜信息，可以有力的輔助消化和泌尿等設(shè)備各項(xiàng)疾病的診斷。
[0024]雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種活體顯微內(nèi)窺光譜成像設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括光源裝置、分光裝置、內(nèi)窺裝置、色散裝置、探測裝置以及計(jì)算機(jī)； 所述光源裝置連接分光裝置，所述分光裝置分別與內(nèi)窺裝置和色散裝置連接，所述色散裝置還與探測裝置和計(jì)算機(jī)分別相連，所述探測裝置也連接到計(jì)算機(jī)； 所述色散裝置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件實(shí)現(xiàn)不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調(diào)濾光器AOTF、液晶可調(diào)濾光片或者薄膜可調(diào)濾光片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)窺裝置包括成像鏡頭、顯微物鏡和成像光纖束；所述成像鏡頭和顯微物鏡組成縮束設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述設(shè)備，其特征在于，所述光源為白光光源或者激光光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述設(shè)備，其特征在于，所述分光裝置為分束器或者二向色鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述設(shè)備，其特征在于，所述探測裝置為電荷耦合元件CCD探測器。
【文檔編號】A61B1/04GK204120977SQ201420402855
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】張紅明, 張立福, 岑奕, 吳太夏, 黃長平, 李瑤 申請人:中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所