專利名稱：一種熒光光譜內(nèi)窺成像方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種熒光光譜內(nèi)窺成像方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熒光顯微技術(shù)已經(jīng)成為生命科學(xué)，尤其是細胞生物學(xué)研究的重要工具。多光子激發(fā)熒光顯微技術(shù)具有對生命體的殺傷作用小，穿透深度大，具有層析能力等優(yōu)點，已經(jīng)成為生命科學(xué)研究的重要手段。熒光光譜圖像能夠為生物醫(yī)學(xué)檢測和分析提供結(jié)構(gòu)和功能信肩、ο近年來，隨著新型光纖和微制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，光纖雙光子熒光顯微鏡和內(nèi)窺鏡的研究使雙光子熒光顯微成像技術(shù)在活體的內(nèi)部器官和活體動物中的研究成為可能。目前雙光子熒光光譜內(nèi)窺顯微技術(shù)已經(jīng)引起了國際上的高度重視，針對這一課題做出了大量的研究成果，在內(nèi)窺系統(tǒng)設(shè)計、掃描機制、光學(xué)傳導(dǎo)和高數(shù)值孔徑的微物鏡及其應(yīng)用等方面取得了很多研究成果。受到活體內(nèi)窺應(yīng)用條件限制，成像時間不宜過長。然而目前熒光光譜內(nèi)窺成像的速度慢，效率低，耗時長，對生物體造成極大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種熒光光譜內(nèi)窺成像方法，旨在解決現(xiàn)有熒光光譜內(nèi)窺成像速度慢、效率低的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種熒光光譜內(nèi)窺成像方法，包括以下步驟產(chǎn)生激發(fā)光；將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；調(diào)整所述多個子光束，使各子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)并聚焦于所述樣品的子區(qū)域；利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括激發(fā)光源，用于產(chǎn)生激發(fā)光；分光器，用于將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；柔性介質(zhì)，用于調(diào)整所述多個子光束，使所述多個子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)；聚焦元件，用于使各子光束聚焦于所述樣品的子區(qū)域；掃描元件，用于利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；雙色鏡及傳像介質(zhì)，用于將所述熒光從所述生物體內(nèi)導(dǎo)出；色散元件，用于使所述熒光沿光譜方向展開；探測器，用于實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像；
所述雙色鏡設(shè)于所述掃描元件與聚焦元件之間。本發(fā)明實施例將激發(fā)光分為與樣品多個子區(qū)域一一對應(yīng)的多個子光束，使該多個子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)，各子光束聚焦于樣品的子區(qū)域，形成多點激發(fā)熒光，導(dǎo)出熒光并將其沿光譜方向展開，由多個子光束對樣品進行二維掃描，從而獲取整個樣品光譜分辨的熒光圖像，時間短、速度快，對生物體損傷小，有利于活體和在體研究，特別是對癌癥早期診斷，具有重要意義。


圖1是本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像方法的實現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其光路圖；圖3a是掃描元件對樣品進行線掃描的位置圖；圖北是與圖3a對應(yīng)的光譜分辨的熒光圖像；圖如是掃描元件對樣品進行線掃描的另一位置圖；圖4b是與圖如對應(yīng)的光譜分辨的熒光圖像。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例將激發(fā)光分為與樣品多個子區(qū)域一一對應(yīng)的多個子光束，使該多個子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)，各子光束聚焦于樣品的子區(qū)域，形成多點激發(fā)熒光，導(dǎo)出熒光并將其沿光譜方向展開，由多個子光束對樣品進行二維掃描，從而獲取整個樣品光譜分辨的熒光圖像，時間短、速度快，對生物體損傷小，有利于活體和在體研究。本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像方法包括以下步驟產(chǎn)生激發(fā)光；將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；調(diào)整所述多個子光束，使各子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)并聚焦于所述樣品的子區(qū)域；利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像。本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)包括激發(fā)光源，用于產(chǎn)生激發(fā)光；分光器，用于將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；柔性介質(zhì)，用于調(diào)整所述多個子光束，使所述多個子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)；聚焦元件，用于使各子光束聚焦于所述樣品的子區(qū)域；掃描元件，用于利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；雙色鏡及傳像介質(zhì)，用于將所述熒光從所述生物體內(nèi)導(dǎo)出；
色散元件，用于使所述熒光沿光譜方向展開；探測器，用于實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像；所述雙色鏡設(shè)于所述掃描元件與聚焦元件之間。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的實現(xiàn)進行詳細描述。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像方法的實現(xiàn)流程，詳述如下在步驟SlOl中，產(chǎn)生激發(fā)光；本發(fā)明實施例優(yōu)選工作頻率為76MHz，周期為120fs，中心波長為800nm的飛秒 (超短)脈沖激光作為激發(fā)光，此激發(fā)光可實現(xiàn)熒光物質(zhì)的雙光子激發(fā)。通常，對脈沖激光進行擴束準直并調(diào)整其強度分布，形成強度均勻分布的平頂光束。在步驟S102中，將激發(fā)光分為多個子光束，多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；本發(fā)明實施例將強度均勻分布的激發(fā)光分為多個子光束，該多個子光束一一對應(yīng)于具有熒光物質(zhì)的樣品的多個子區(qū)域。在步驟S103中，調(diào)整多個子光束，使各子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)并聚焦于樣品的子區(qū)域；本發(fā)明實施例使多個子光束并行傳導(dǎo)至生物體內(nèi)，各自聚焦于樣品的子區(qū)域。具體地，先使多個子光束耦合進入柔性介質(zhì)，多個子光束經(jīng)由柔性介質(zhì)并行進入生物體內(nèi)，于生物體內(nèi)多個子光束經(jīng)聚焦形成激發(fā)光陣列點分別投射至與之對應(yīng)的子區(qū)域。其中柔性介質(zhì)為光子晶體光纖陣列，其輸入端位于生物體外，輸出端位于生物體內(nèi)。多個子光束耦合進入柔性介質(zhì)之前，需對各個子光束進行準直，使各個子光束成為平行光。多個子光束從柔性介質(zhì)輸出之后，亦需對其進行準直，便于各子光束聚焦于與之對應(yīng)的樣品子區(qū)域。在步驟S104中，利用多個子光束對樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；本發(fā)明實施例將掃描分為線掃描和步進掃描，具體過程如下1、線掃描多個子光束經(jīng)聚焦形成激發(fā)光陣列點投射至樣品，沿樣品縱向?qū)Ω髯訁^(qū)域進行線掃描，各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)在激發(fā)光陣列點的作用下發(fā)出熒光。此線掃描的速度快、時間短。2、步進掃描對各個子區(qū)域縱向的線掃描結(jié)束后，沿樣品橫向?qū)Ω鱾€子區(qū)域進行步進掃描即調(diào)整激發(fā)光陣列點在樣品橫向的位置。循環(huán)執(zhí)行上述線掃描和步進掃描，直至完成對樣品各個子區(qū)域的掃描。應(yīng)當理解， 具體實施時還可以調(diào)換線掃描與步進掃描的方向。在步驟S105中，實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像。本發(fā)明實施例對樣品各子區(qū)域掃描的同時，采集各子區(qū)域內(nèi)熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像。具體地，先導(dǎo)出各子區(qū)域內(nèi)熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光，接著將熒光沿其光譜方向展開，然后采集光譜分辨的熒光信息，生成熒光圖像。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如ROM/ RAM、磁盤、光盤等。圖2示出了本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為了便于說明， 僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。本發(fā)明實施例提供的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)具有一激發(fā)光路和一探測光路。激發(fā)光路包括激發(fā)光源、擴束準直裝置、整形器、分光器、準直透鏡、第一耦合透鏡、光子晶體光纖陣列、第一自聚焦透鏡、掃描元件以及微物鏡。探測光路包括微物鏡、雙色鏡、第二自聚焦透鏡、傳像光纖束、第二耦合透鏡、濾光元件、糾偏元件、色散元件、成像透鏡以及探測器。其中微物鏡為激發(fā)光路和探測光路所共用。以下對激發(fā)光路的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。如圖2所示，本發(fā)明實施例優(yōu)選鈦寶石飛秒激光器1作為激發(fā)光源，其可產(chǎn)生中心波長為SOOnm、頻率為76MHz、周期為120fs的脈沖激光，該脈沖激光可實現(xiàn)熒光物質(zhì)的雙光子激發(fā)。脈沖激光經(jīng)由擴束準直裝置2變成所需尺寸的準直光。本發(fā)明實施例中，整形器為光束整形器3，準直的脈沖激光經(jīng)光束整形器3整形， 形成強度均勻分布的平頂光束。分光器可為微透鏡陣列、衍射光學(xué)元件或分束器，本實施例優(yōu)選微透鏡陣列4，平頂分布的脈沖激光經(jīng)微透鏡陣列4被分成多個子光束，多個子光束對應(yīng)樣品12的多個子區(qū)域，本實施例中微透鏡陣列4為3X3微透鏡陣列即微透鏡陣列具有九個微物鏡。其中準直透鏡5的后焦面與微透鏡陣列4的前焦面重合，子光束在微透鏡陣列4 的前焦面即在準直透鏡5的后焦面聚焦，各子光束經(jīng)準直透鏡5均變?yōu)槠叫泄獾淖庸馐Ｉ鲜龆鄠€子光束經(jīng)第一耦合透鏡6聚焦耦合進入光子晶體光纖陣列7。光子晶體光纖陣列7由多根光子晶體光纖等間距排列形成，光子晶體光纖的個數(shù)及其排列方式與微透鏡陣列4的相同。多個子光束經(jīng)光子晶體光纖陣列7傳導(dǎo)至生物體內(nèi)，從光子晶體光纖陣列7出射的多個子光束經(jīng)第一自聚焦透鏡8投射至掃描元件9。自聚焦透鏡為折射率沿徑向漸變的棒透鏡，各子光束經(jīng)第一自聚焦透鏡8均變?yōu)槠叫泄?。各子光束?jīng)掃描元件9 投射至具有熒光物質(zhì)的樣品12，樣品12與掃描元件9之間設(shè)有起會聚作用的微物鏡11。 所述掃描元件9優(yōu)選為MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems，微機電系統(tǒng))掃描鏡， MEMS掃描鏡為二維掃描鏡，即可對樣品進行線掃描及步進掃描。多個子光束經(jīng)掃描元件9 對樣品進行二維掃描，具體過程如下1、線掃描多個子光束經(jīng)微物鏡11聚焦形成激發(fā)光陣列點投射至樣品，沿樣品12縱向?qū)Ω髯訁^(qū)域進行線掃描，各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)于激發(fā)光陣列點的作用下發(fā)出熒光形成熒光點陣，經(jīng)掃描元件9線掃描即形成熒光線陣。此線掃描的速度快、時間短。2、步進掃描對各個子區(qū)域縱向的線掃描結(jié)束后，沿樣品橫向?qū)Ω鱾€子區(qū)域進行步進掃描即調(diào)整激發(fā)光陣列點于樣品橫向的位置。循環(huán)執(zhí)行上述線掃描和步進掃描，直至完成對樣品各個子區(qū)域的掃描。應(yīng)當理解， 具體實施時還可以調(diào)換線掃描與步進掃描的方向。各子光束經(jīng)本激發(fā)光路傳導(dǎo)后形成激發(fā)光陣列點投射于樣品12的子區(qū)域，激發(fā)樣品12內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。與此相對應(yīng)地，該熒光亦具有多個子光束。掃描元件9進行線掃描的同時，由探測器20采集光譜分辨的熒光信息，生成熒光圖像。該光譜分辨的熒光信息包括熒光的強度信息、光譜信息及其于樣品中的位置信息。以下對探測光路的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。本發(fā)明實施例探測光路中雙色鏡10設(shè)于掃描元件9與微物鏡11之間，雙色鏡10 對中心波長為800nm的脈沖激光高透，對波長為400 700nm的熒光高反，雙色鏡10與熒光之間的夾角為45°或135°。上述熒光由微物鏡11收集，形成多束準直的熒光子光束， 雙色鏡10將各熒光子光束從激發(fā)光路反射出來，經(jīng)第二自聚焦透鏡13聚焦于傳像光纖束 14的體內(nèi)端。各熒光子光束由傳像光纖束14從生物體內(nèi)導(dǎo)出，經(jīng)第二耦合透鏡13轉(zhuǎn)化成多路平行光，由濾光元件16濾除激發(fā)光及其它雜散光，經(jīng)糾偏元件17 (如掃描鏡)投射至色散元件18，色散元件18將多束熒光子光束沿光譜方向展開形成光譜分辨的多線陣列，再由成像透鏡19聚焦于探測器20的敏感面，記錄光譜分辨的多線陣列的熒光強度信息，生成光譜分辨的熒光圖像。其中樣品12內(nèi)激發(fā)光陣列點的焦平面與傳像光纖束14的體內(nèi)端面互為共軛面， 傳像光纖束14的體外端面與探測器20的敏感面互為共軛面，也就是說從樣品12不同位置激發(fā)出的熒光點陣經(jīng)微物鏡11和第二自聚焦透鏡13聚焦到傳像光纖束14體內(nèi)端面的對應(yīng)位置，經(jīng)傳像光纖束14傳至其體外端面的對應(yīng)位置，由色散元件18將熒光點陣沿光譜方向展開形成光譜分辨的熒光強度分布，再由成像透鏡19聚焦到探測器20的對應(yīng)位置。這樣探測器20即可對樣品12發(fā)出的熒光進行光譜探測，生成光譜分辨的熒光圖像。本發(fā)明實施例中，探測器20為用于生成光譜分辨的熒光圖像的面陣探測器，面陣探測器優(yōu)選為CCD相機或CMOS相機。面陣探測器與計算機21連接，計算機21用于存儲、 處理和讀取探測器20所探測的光譜分辨的熒光圖像，且由計算機21控制面陣探測器的曝光。上述光譜方向與掃描元件9的掃描方向垂直，即如果掃描方向為X方向，則光譜方向應(yīng)為Y方向。掃描元件9 一開始線掃描，探測器20即開始曝光；掃描元件9線掃描使樣品12產(chǎn)生了熒光線陣；掃描元件9對樣品12完成一次線掃描時，探測器20 —次曝光結(jié)束， 此時記錄一幅光譜分辨的熒光圖像，該熒光圖像對應(yīng)于樣品多條線位置，探測器20由此記錄了樣品12多條熒光線的信息，如圖3a和圖北所示。之后，掃描元件(MEMS掃描鏡)9沿另一方向Y+步進一個像素，糾偏元件17相應(yīng)地沿Y-方向步進一個像素，使熒光線陣于探測器20的位置不變。然后，掃描元件(MEMS掃描鏡)9開始重復(fù)上述線掃描過程，探測器 20亦開始重復(fù)上述曝光過程，掃描元件(MEMS掃描鏡)9對樣品12線掃描完成，同時探測器20曝光結(jié)束，記錄另一幅光譜分辨的熒光圖像，該圖像對應(yīng)于樣品12內(nèi)另一組多條線位置，如圖如和圖4b所示。重復(fù)上述過程，直至激發(fā)光陣列點掃描完整個樣品12為止。至此，獲取了樣品12內(nèi)所有點光譜分辨的熒光圖像，通過算法重構(gòu)即可獲得樣品12光譜分辨的熒光信息。當掃描元件(MEMS掃描鏡)9沿另一方向Y+步進一個像素時，可使探測器20相應(yīng)地沿Y-方向步進一個像素，以使熒光線陣于探測器20的位置不變，即可省卻糾偏元件17， 簡化熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，提高精度，節(jié)約成本。本發(fā)明實施例將激發(fā)光分為與樣品多個子區(qū)域一一對應(yīng)的多個子光束，使該多個子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)，各子光束聚焦于樣品的子區(qū)域，形成多點激發(fā)熒光，導(dǎo)出熒光并將其沿光譜方向展開，由多個子光束對樣品進行二維掃描，從而獲取整個樣品光譜分辨的熒光圖像，時間短、速度快，對生物體損傷小，有利于活體和在體研究，特別是對癌癥早期診斷，具有重要意義。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熒光光譜內(nèi)窺成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 產(chǎn)生激發(fā)光；將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；調(diào)整所述多個子光束，使各子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)并聚焦于所述樣品的子區(qū)域； 利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光； 實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光光譜內(nèi)窺成像方法，其特征在于，所述掃描分為線掃描和步進掃描，所述利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光的步驟具體為各子光束沿所述樣品縱向線掃描對應(yīng)子區(qū)域，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光； 所述線掃描結(jié)束后，沿所述樣品橫向?qū)?yīng)子區(qū)域進行步進掃描，即調(diào)整各子光束于所述樣品橫向的位置；循環(huán)執(zhí)行所述線掃描和步進掃描，直至完成對各個子區(qū)域的掃描。
3.如權(quán)利要求1所述的熒光光譜內(nèi)窺成像方法，其特征在于，所述實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像的步驟具體為導(dǎo)出各子區(qū)域內(nèi)熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光；將所述熒光沿光譜方向展開；實時采集光譜分辨的熒光信息，生成熒光圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的熒光光譜內(nèi)窺成像方法，其特征在于，所述產(chǎn)生激發(fā)光的步驟之后還包括以下步驟對所述激發(fā)光進行擴束準直；調(diào)整所述激發(fā)光的強度分布，使所述激發(fā)光的強度分布均勻； 所述調(diào)整所述多個子光束，使各子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)并聚焦于所述樣品的子區(qū)域的步驟具體為所述多個子光束耦合進入光子晶體光纖陣列，經(jīng)由所述光子晶體光纖陣列進入生物體內(nèi)；于所述生物體內(nèi)各子光束經(jīng)微物鏡聚焦形成激發(fā)光陣列點投射至所述樣品； 所述實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像的步驟之前還包括以下步驟調(diào)整所述熒光，使所述熒光于探測器的位置不變。
5.一種熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 激發(fā)光源，用于產(chǎn)生激發(fā)光；分光器，用于將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；柔性介質(zhì)，用于調(diào)整所述多個子光束，使所述多個子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)； 聚焦元件，用于使各子光束聚焦于所述樣品的子區(qū)域；掃描元件，用于利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；雙色鏡及傳像介質(zhì)，用于將所述熒光從所述生物體內(nèi)導(dǎo)出； 色散元件，用于使所述熒光沿光譜方向展開； 探測器，用于實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像； 所述雙色鏡設(shè)于所述掃描元件與聚焦元件之間。
6.如權(quán)利要求5所述的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述激發(fā)光源與所述分光器之間還設(shè)有擴束準直裝置，用于調(diào)整所述激發(fā)光的尺寸并進行準直；整形器，用于調(diào)整所述激發(fā)光的強度分布，使所述激發(fā)光的強度分布均勻；所述分光器與所述柔性介質(zhì)之間還設(shè)有準直透鏡，用于準直各子光束，使各子光束成為平行光；第一耦合透鏡，用于使各子光束耦合進入所述柔性介質(zhì)；所述柔性介質(zhì)與所述掃描元件之間還設(shè)有第一自聚焦透鏡，用于準直從所述柔性介質(zhì)輸出的各個子光束；所述雙色鏡與所述傳像介質(zhì)之間還設(shè)有第二自聚焦透鏡，用于使所述熒光聚焦于所述傳像介質(zhì)的體內(nèi)端；所述傳像介質(zhì)與所述色散元件之間還設(shè)有第二耦合透鏡，用于準直從所述傳像介質(zhì)輸出的熒光；糾偏元件，用于調(diào)整所述熒光，使所述熒光于所述探測器的位置不變；成像透鏡，用于將所述熒光成像于所述探測器；所述聚焦元件為微物鏡。
7.如權(quán)利要求6所述的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述分光器為微透鏡陣列、衍射光學(xué)元件或分束器，所述微透鏡陣列的前焦面與所述準直透鏡的后焦面重合；所述柔性介質(zhì)為光子晶體光纖陣列，所述傳像介質(zhì)為傳像光纖束。
8.如權(quán)利要求7所述的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光由所述微物鏡收集，并形成多束準直的熒光子光束；所述雙色鏡將所述熒光子光束從激發(fā)光路反射出來， 經(jīng)所述第二自聚焦透鏡聚焦于所述傳像光纖束的體內(nèi)端。
9.如權(quán)利要求8所述的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品內(nèi)激發(fā)光陣列點的焦平面與所述傳像光纖束的體外端面互為共軛面，所述傳像光纖束的體外端面與所述探測器的敏感面互為共軛面。
10.如權(quán)利要求5 9中任一項所述的熒光光譜內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描元件一開始線掃描，所述探測器即開始曝光；所述掃描元件對所述樣品完成一次線掃描時， 所述探測器一次曝光結(jié)束；所述探測器曝光一次的時間與所述掃描元件線掃描一次的時間相同。
全文摘要
本發(fā)明適用于光電檢測領(lǐng)域，提供了一種熒光光譜內(nèi)窺成像方法及系統(tǒng)，所述熒光光譜內(nèi)窺成像方法包括以下步驟產(chǎn)生激發(fā)光；將所述激發(fā)光分為多個子光束，所述多個子光束對應(yīng)于樣品的多個子區(qū)域，所述樣品內(nèi)分布有熒光物質(zhì)；調(diào)整所述多個子光束，使各子光束傳導(dǎo)至生物體內(nèi)并聚焦于所述樣品的子區(qū)域；利用所述多個子光束對所述樣品進行掃描，使各子區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光；實時采集掃描時發(fā)出的熒光，生成光譜分辨的熒光圖像。本發(fā)明由多個子光束對樣品進行二維掃描，從而獲取整個樣品光譜分辨的熒光圖像，時間短、速度快，對生物體損傷小，有利于生物醫(yī)學(xué)的研究，特別是對癌癥早期診斷，具有重要意義。
文檔編號A61B5/00GK102551661SQ20101058086
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者屈軍樂, 牛憨笨, 邵永紅 申請人:深圳大學(xué)