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(hào)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(dòng)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(hào)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(hào)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(dòng)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(huì)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(hào)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(hào)或者反射光信號(hào)。
[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(hào)或者熒光信號(hào)，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(hào)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(hào)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(hào)】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