雙模顯微內(nèi)窺鏡設(shè)備、方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】顯微內(nèi)窺鏡和涉及顯微內(nèi)窺鏡的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，每個包括管套，其中管套末端的形狀做成便于在使用顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時收集從樣本發(fā)出的光。另外，折反射透鏡組件、包括折反射透鏡組件的顯微內(nèi)窺鏡和使用顯微內(nèi)窺鏡的用于顯微鏡分析的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，取決于折反射透鏡組件內(nèi)的第二元件和第三元件每一個均具有二向色涂層。當(dāng)使用顯微內(nèi)窺鏡檢查方法時，在第二元件和第三元件上設(shè)置二向色涂層提供了作為照射波長函數(shù)的不同放大倍數(shù)。
【專利說明】雙模顯微內(nèi)窺鏡設(shè)備、方法和應(yīng)用
[0001]相關(guān)專利申請的交叉引用
[0002]本專利申請涉及2012年5月10日提交的、申請序列號為61/645，581、題目為DualMode Microendoscope (雙模顯微內(nèi)窺鏡)的美國臨時專利，并對該專利申請要求優(yōu)先權(quán)，該專利的所有教導(dǎo)通過引用而結(jié)合到本申請中。
[0003]政府權(quán)益陳述
[0004]導(dǎo)致本文所述實(shí)施例的研究和本申請所要求保護(hù)的發(fā)明得到以下機(jī)構(gòu)的基金資助:(1)美國國家健康研究所/國家癌癥研究所，基金代號為R01-CA133148 ;和(2)美國國家健康研究所/國家生物醫(yī)藥工程研究所，基金代號為R01-EB006736。美國政府對本文要求保護(hù)的發(fā)明享有權(quán)利。
_5] 發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0006]各實(shí)施例主要涉及顯微內(nèi)窺鏡設(shè)備、方法和應(yīng)用。更具體地，各實(shí)施例涉及雙模顯微內(nèi)窺鏡設(shè)備、方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0007]許多光學(xué)成像模態(tài)已被使用于內(nèi)窺鏡成像，可提供在臨床環(huán)境下的實(shí)時組織診斷。在這方面，光學(xué)變焦能力是對于實(shí)際內(nèi)窺鏡的基本要求，因?yàn)椴荒苡梢粋€小型物鏡同時實(shí)現(xiàn)高空間分辨率和大的視場(FOV)。在臨床環(huán)境下，低分辨率/大視場允許臨床醫(yī)生探索大的范圍來識別感興趣的部位。通過切換到高分辨率/小視場，臨床醫(yī)生能夠分辨在感興趣部位處的細(xì)胞細(xì)節(jié)。對于實(shí)際應(yīng)用而言，必須用同一個內(nèi)窺鏡設(shè)備得到大視場成像和高分辨率成像。
[0008]雖然在傳統(tǒng)的顯微鏡中通過在多個物鏡之間進(jìn)行切換很容易實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦能力，但由于尺寸限制，這種機(jī)械方法在小型內(nèi)窺鏡中實(shí)施起來是不切實(shí)際的。因此，希望提供具有靈活變焦能力的小型內(nèi)窺鏡設(shè)備、相關(guān)方法和相關(guān)應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]各實(shí)施例提供了不需要機(jī)械調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端元件的、帶有小型變焦透鏡的雙模顯微內(nèi)窺鏡。多光子模態(tài)提供高放大倍數(shù)/分辨率、小視場成像，而單光子反射模態(tài)提供低放大倍數(shù)/分辨率、大視場成像。通過改變激勵光的波長而切換兩種成像模式。
[0010]各實(shí)施例還提供了一種顯微內(nèi)窺鏡，其中用來把透鏡組件收容在顯微內(nèi)窺鏡內(nèi)的管套末端的形狀做成便于在使用顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時收集從樣本發(fā)出的光。
[0011]按照實(shí)施例的具體顯微內(nèi)窺鏡包括規(guī)定光路的管套。這個具體的顯微鏡還包括透鏡組件，透鏡組件放置在管套的將要與管套以外的樣本結(jié)合的末端內(nèi)，其中該管套末端的形狀做成便于在使用顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時收集從樣本發(fā)出的光。
[0012]按照實(shí)施例的具體顯微內(nèi)窺鏡檢查方法包括提供顯微內(nèi)窺鏡，所述顯微內(nèi)窺鏡包括:(I)管套，其規(guī)定光路；和(2)透鏡組件，所述透鏡組件放置在管套的與管套以外的樣本結(jié)合的末端內(nèi)，其中該管套末端的形狀做成便于在使用顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時收集從樣本發(fā)出的光。這種具體的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法還包括在使用顯微內(nèi)窺鏡時檢查樣本。
[0013]按照實(shí)施例的具體的折反射透鏡組件包括第二元件，該第二元件包括凸的近側(cè)表面和凹的遠(yuǎn)側(cè)表面。這個具體的折反射透鏡組件還包括第三元件，該第三元件包括與第二元件的凹的遠(yuǎn)側(cè)表面耦合的凸的近側(cè)表面，以及平的遠(yuǎn)側(cè)表面；第二元件和第三元件中的每一個元件的至少一部分包括二向色涂層(dichroic coating)。
[0014]按照實(shí)施例的另一個具體的顯微內(nèi)窺鏡包括在光路內(nèi)的第二元件，該第二元件包括凸的近側(cè)表面和凹的遠(yuǎn)側(cè)表面。這個具體顯微鏡還包括第三元件，該第三元件包括與第二元件的凹的遠(yuǎn)側(cè)表面耦合的凸的近側(cè)表面，以及平的遠(yuǎn)側(cè)表面；第二元件和第三元件中的每一個元件的至少一部分包括二向色涂層。
[0015]按照實(shí)施例的另一個具體的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法包括提供顯微內(nèi)窺鏡，該顯微內(nèi)窺鏡包括在光路內(nèi)的:(1)第二元件，其包括凸的近側(cè)表面和凹的遠(yuǎn)側(cè)表面；和(2)第三元件，其包括與第二元件的凹的遠(yuǎn)側(cè)表面耦合的凸的近側(cè)表面，以及平的遠(yuǎn)側(cè)表面；第二元件和第三元件中的每一個元件的至少一部分包括二向色涂層。這個具體的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法還包括使顯微內(nèi)窺鏡與樣本結(jié)合。這個具體的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法還包括在使用第一照射波長時以第一放大率固定樣本的第一內(nèi)窺鏡圖像。這個具體的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法還包括在使用與第一照射波長不同的第二照射波長時以不同于第一放大率的第二放大率固定樣本的第二內(nèi)窺鏡圖像。
[0016]正如這里使用的，術(shù)語“發(fā)射”和“光發(fā)射”是指單光子和多光子的熒光產(chǎn)生的光、散射光、反射光和更高階生成的光，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的那樣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]在下述的【具體實(shí)施方式】部分的上下文中可以理解實(shí)施例的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】部分在形成本公開內(nèi)容的實(shí)質(zhì)性部分的附圖的上下文中被理解，其中:
[0018]圖1顯示:(a)變焦顯微內(nèi)窺鏡目鏡設(shè)計(jì)布局，按比例繪制。(b)布置在元件#2近側(cè)表面上的有圖案的二向色涂層的傳輸曲線(插圖所示的)。在元件#3的近側(cè)表面中心處的膜具有類似的譜曲線。(C)光纖掃描器和變焦透鏡的對準(zhǔn)圖。
[0019]圖2顯示:(a)高分辨率成像模式的計(jì)算的(實(shí)線)和測量的(虛線)橫向點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。插圖:在使用高分辨率成像的傳輸中成像的USAF高分辨率目標(biāo)的組9。(b)在使用低放大模式的傳輸中成像的USAF分辨率目標(biāo)(i = 406nm)。
[0020]圖3顯示:(a)在高分辨率模式中未玷污的離體小鼠肺組織的雙光子固有熒光/散射圖像。(b)在低分辨率模式中未玷污的離體小鼠肺組織的反射/散射圖像。
[0021]圖4顯示:(a)帶有作為光發(fā)射收集器的光導(dǎo)管的折反射物鏡的3D示意圖。(b)發(fā)射信號傳播的形狀由組裝管和光學(xué)裝置決定。(c)緊接在元件3前面的平面處的發(fā)射分布。
[0022]圖5顯示:(a)組裝管的異形端將發(fā)射的光的分布引導(dǎo)到環(huán)形區(qū)域中。(b)緊接在第二透鏡前面的平面處的發(fā)射的光的分布。
[0023]圖6顯示包括對于非限制的示例性折反射透鏡組件和按照實(shí)施例的相關(guān)顯微內(nèi)窺鏡的設(shè)計(jì)說明書的一個表格。
[0024]圖7顯示可被用于提供按照實(shí)施例的顯微內(nèi)窺鏡的設(shè)備組件的示意圖。
[0025]圖8顯示在顯微內(nèi)窺鏡設(shè)備情況下放置在管套內(nèi)的、按照實(shí)施例的折反射透鏡的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例提供了帶有不需要機(jī)械調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端元件的小型光學(xué)變焦透鏡的雙模態(tài)顯微內(nèi)窺鏡。多光子模態(tài)提供聞放大率/分辨率、小視場成像，而單光子反射模態(tài)提供低放大率/分辨率、大視場成像。通過改變激勵光的波長而切換兩種模態(tài)。
[0027]內(nèi)窺鏡的一個元件是基于分離具有不同波長的激勵光之光路概念的折反射變焦透鏡(圖1a)。從圖1a的左面開始，從傳遞/掃描光纖發(fā)射的光被元件#1引導(dǎo)到布置在元件#3的近側(cè)表面中心處的多層的、有圖案的二向色涂層。根據(jù)入射的波長，激勵光或者
(I)被反射(例如，i = 800nm)到元件#2的近側(cè)表面上的二向色涂層,然后聚焦到具有大數(shù)值孔徑(NA)的樣本，或者(2)被傳送(例如，i = 406nm)和聚焦到具有小數(shù)值孔徑的樣本。因此，操作通過改變激勵光的波長實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦，而不用進(jìn)行任何機(jī)械調(diào)節(jié)。
[0028]按照實(shí)施例，可以把自由空間中的(照明的)變焦透鏡與傳統(tǒng)的小型化的諧振/非諧振光纖光柵掃描器配對(圖1c)。掃描器把以下兩種掃描光纖粘合在一起:(I)用于高分辨率多光子成像的、具有800nm的傳輸窗口的空心光子帶隙光纖(HC-PBGF，HC-800-2, NKT光子學(xué))，和(2)用于大視場單光子成像的、400nm的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF)。
[0029]對于高分辨率多光子成像，可以把中心為SOOnm的飛秒脈沖耦合到HC-PBGF。為了補(bǔ)償HC-PBGF的異常色散，使脈沖通過一塊SFll玻璃而預(yù)先線性調(diào)頻(pre-chirped)。測得來自PBGF的輸出脈沖寬度為90fs。工作在406nm的光纖耦合的CW激光二極管(LP406-SF20, Thorlabs)被耦合到SSMF，用于大視場的單光子反射成像。對于單光子反射成像可以選擇406nm，因?yàn)樗怯糜谡瓗С上竦膬?yōu)選激勵波長之一。
[0030]可以通過在傳輸時成像美國空軍(USAF)測試目標(biāo)來測試雙模變焦顯微鏡的性能。高放大率模式(FWHM)的橫向分辨率約為0.8 μ m (圖2a)，它對應(yīng)于0.57 μ m的雙光子分辨率。高放大率模式的視場是150mm。應(yīng)當(dāng)指出，高分辨率和接近衍射限制的性能可以僅僅用3個光學(xué)兀件實(shí)現(xiàn)。低放大率模式的單光子橫向分辨率也被測量為約4.5 μ m。對于3mm OD透鏡,低放大率模式實(shí)現(xiàn)1.3mm的非常大的視場(圖2b)。還可以通過把500nm羅丹明B薄膜(Rhodamine B thin film)逐步加到高放大率焦點(diǎn)來表征高放大率模式的雙光子軸向分辨率的特性。所測得的薄膜響應(yīng)的FWHM約為11 μ m。
[0031]為了演示雙模態(tài)、雙光學(xué)變焦顯微內(nèi)窺鏡的能力，可以成像未玷污的離體小鼠肺組織。在成像之前，切割正常收縮的肺葉，從而允許直接審視肺的內(nèi)部。在能夠進(jìn)行變焦操作的元件2和3上的二向色涂層使得人們不可能用傳遞光纖來外延收集(ep1-collect1n)雙光子激勵的熒光或散射信號。因此，人們可以使用10根剛好位于元件2后面的、大核芯直徑(500 μ m)的塑料光纖來收集熒光或散射信號(例如，參見附加的實(shí)施例)。圖3a顯示未玷污的小鼠肺的高分辨率雙光子圖像。圖像是通過使用在樣本上60mW的平均功率(5幀平均)而獲取的。包括肺泡腔(a)和壁(w)的典型肺特性是明顯地可區(qū)分的。圖3b顯示小鼠肺的低放大率反射/散射圖像。這里，空心的圓形肺泡是可看見的。所有的圖像以2幀/秒被獲取。
[0032]總之，這里設(shè)計(jì)、構(gòu)建和表征的是提供光學(xué)變焦能力而不用機(jī)械調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端元件的顯微內(nèi)窺鏡物鏡。人們可以通過把用于內(nèi)窺鏡成像的物鏡透鏡與小型化光纖光柵掃描器配對而演示該物鏡透鏡的功能。這里通過使用高分辨率多光子和低放大率反射成像模式成像的是未玷污的離體小鼠肺組織。這樣的雙模態(tài)、雙光學(xué)聚焦顯微內(nèi)窺鏡代表把多光子成像引入到臨床的重要步驟。
[0033]顯微內(nèi)窺鏡管套考慮因素
[0034]圖8顯示為了提供按照實(shí)施例的顯微內(nèi)窺鏡而放置在顯微內(nèi)窺鏡管套內(nèi)的、按照實(shí)施例的折反射透鏡組件的示意圖。圖8中值得注意的是，管套(即，異形管)的形狀做成便于在使用按照實(shí)施例的顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時，收集來自樣本的熒光或散射的發(fā)射光輻射。
[0035]為了提供這樣增強(qiáng)的發(fā)射光收集，異形管的末端可以具有幾種具體形狀中的任意形狀，例如但不限于，拋物面和球面。另外，管套末端的內(nèi)表面被涂覆以高反射的材料，例如但不限于，銀、金、招，以及本領(lǐng)域公知的其它高反射涂層材料。管套可以從元件2部件延伸約4毫米到約8毫米的距離，如圖8所示。
[0036]顯微內(nèi)窺鏡的示意圖在圖4中顯示。顯微內(nèi)窺鏡使用光導(dǎo)管作為光收集部件。即使不用把管道做成專門的形狀(即，僅僅假設(shè)反射鏡做在內(nèi)管道表面上)，后向傳播的光的分布可以被管道和光學(xué)元件有效地控制。例如，在元件#2前面的平面上，發(fā)出的光的分布(圖4b上的虛線)約為總的發(fā)出的光的約55% (圖4c)。通過把大多數(shù)發(fā)出的光聚集在環(huán)形區(qū)域內(nèi)，用適當(dāng)?shù)胤胖玫墓鈱?dǎo)管收集大多數(shù)光是可行的。數(shù)字模擬顯示被放置成與發(fā)射分布的最大值重疊的、具有500微米的核心直徑的單個丙烯酸酯光導(dǎo)管收集約2%的發(fā)射光。十個光導(dǎo)管將收集約20%，這是可與對于用NA = 0.8的物鏡透鏡激勵光纖收集的理想情形相比較的。通過將光導(dǎo)管設(shè)計(jì)成更完全地覆蓋環(huán)形區(qū)域，可以收集更多的發(fā)射的光(多達(dá)40%以上)。按照這些附加實(shí)施例的設(shè)計(jì)代表了對于所有現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡收集光學(xué)裝置的重大改進(jìn)，它將大大地提高多光子內(nèi)窺鏡的可應(yīng)用性。所述設(shè)備展示了良好的光收集效率和產(chǎn)生高質(zhì)量的MPM圖像。
[0037]按照附加實(shí)施例的新的收集方案具有提供除了發(fā)射光以外的有用信息的潛力。每個光導(dǎo)管盯著不同角度的激勵體積；以及分開檢測來自每個管的信號，人們可以得出由于樣本結(jié)構(gòu)和形態(tài)引起關(guān)于發(fā)射光的方向性分布的信息。
[0038]如圖5所示，組件管套的遠(yuǎn)端的形狀做成把發(fā)射大多數(shù)引導(dǎo)到環(huán)形區(qū)域的最優(yōu)化形式(圖5b)。使用管道形狀作為設(shè)計(jì)參數(shù)，收集效率可以是相當(dāng)高的。
[0039]任何的以上的實(shí)施例伴隨有可被特別設(shè)計(jì)成適合于空間且被放置成與其中發(fā)射光分布最大化的區(qū)域?qū)拥墓鈱?dǎo)管。
[0040]圖6顯示包括對于非限制的示例性折反射透鏡組件和按照實(shí)施例的相關(guān)顯微內(nèi)窺鏡的設(shè)計(jì)說明書的一個表格，以允許本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施實(shí)施例。
[0041]圖7顯示可被用于提供按照實(shí)施例的顯微內(nèi)窺鏡的設(shè)備的裝配的示意圖。
[0042]小型變焦透鏡的設(shè)計(jì)和制造
[0043]如上所述，在實(shí)施例中，光學(xué)變焦操作由分離不同波長的激勵光光路的小型化的、三元件折反射透鏡提供。小型化的物鏡透鏡可以具有3_的外部尺寸(0D)，長度約為8_。布置在元件#3的近側(cè)表面的中心部分和在元件#2的近側(cè)表面的邊緣區(qū)域處的二向色涂層使變焦功能成為可能。元件#2的近側(cè)表面的中心部分沒有被涂覆。從圖1a的左側(cè)開始，激勵光從傳遞/掃描光纖發(fā)出，并被元件#1引導(dǎo)到在元件#3的近側(cè)表面的中心部分處的二向色涂層。根據(jù)入射的波長(Xi),激勵光或者被反射(例如，對于Xi=SOOnm)到元件#2的近側(cè)表面上的有圖案的二向色涂層，然后被聚焦到具有大數(shù)值孔徑(NA)的樣本，或者被傳輸(例如，對于Xi=^enm)和聚焦到具有小數(shù)值孔徑的樣本。因此，光學(xué)變焦操作通過改變激勵光的波長實(shí)現(xiàn)，而不用任何機(jī)械調(diào)節(jié)。
[0044]高分辨率多光子成像模式被設(shè)計(jì)成在800到950nm之間運(yùn)行。在λ丨=800nm,在橫向點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)的一半最大值(FWHM)處計(jì)算得到的全寬是0.7 μ m，在中心150-μπι視場下，斯特列爾比(Strehl rat1)約為1，表示衍射限制的光學(xué)性能。低放大率成像模式在350到750nm之間運(yùn)行。在λ i= 406nm，橫向分辨率(FWHM)是4.5 μ m，視場是1.3mm。仿真的斯特列爾比是0.82，大于對像差作很好校正的系統(tǒng)所能接受的數(shù)值(0.8)。對于單光子反射成像，選擇406nm，因?yàn)樗菍τ谡瓗С上竦膬?yōu)選激勵波長之一。在兩種成像模式中，小型化變焦透鏡的焦平面具有小的曲率。這樣的彎曲成像面允許的像差校正比起平面成像面好得多，并且這對于體內(nèi)組織的成像是無關(guān)緊要的。公差分析是通過計(jì)算均方根(rms)波前誤差，即相對于理想球形波前的偏差，而進(jìn)行的。透鏡設(shè)計(jì)的標(biāo)稱誤差是0.007。通過執(zhí)行5000次蒙特卡羅仿真；超過90%的試驗(yàn)具有小于0.05的均方根波前誤差，這低于衍射限制的光學(xué)系統(tǒng)可接受的實(shí)際極限值(0.07)。
[0045]使變焦操作能進(jìn)行的、在元件2和3上的二向色涂層導(dǎo)致激勵和發(fā)射光的非交互傳播。因此，通過傳遞光纖的雙光子激勵信號的外延收集是低效的。10個具有大核芯直徑(500 μ m)的柔性塑料光纖(POF)剛好放置在元件2的后面，以便收集發(fā)射的光信號。
[0046]在允許的范圍內(nèi)，本文引用的所有參考文獻(xiàn)，包括出版物、專利申請和專利，在此通過引用而結(jié)合到本文中，就好像單獨(dú)和專門地表示每篇參考文獻(xiàn)通過引用而整體結(jié)合到本文中那樣。
[0047]在描述本發(fā)明的上下文中(特別是在以下權(quán)利要求的上下文中)，術(shù)語“一”和“一個”和“所述”，以及類似的詞語的使用，被認(rèn)為要覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在本文中指明或由上下文看是明顯矛盾的。除非另外指出，術(shù)語“包括”，“具有”，“包括”和“包含”被認(rèn)為是開放式的詞語(即，意思是“包括，但不限于”)。術(shù)語“連接”被認(rèn)為是部分或全部包含在內(nèi)、被附著到、或被合在一起，即使有一些東西介于其間。
[0048]本文對數(shù)值范圍的闡述僅打算用作為單個提及落在范圍內(nèi)的各獨(dú)立數(shù)值的速記方法，除非本文另外指出，各獨(dú)立數(shù)值可被結(jié)合到說明書中，就像它在本文中被單獨(dú)闡述那樣。
[0049]這里描述的所有方法可以任何適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行，除非本文另外指出或從上下文來看是明顯矛盾的。除非權(quán)利要求另外主張，任何的和所有的例子或者本文提供的示例性語言(例如，“諸如”)的使用，僅僅打算更好地說明本發(fā)明的實(shí)施例，并非對于本發(fā)明的范圍以加限制。
[0050]在說明書中的任何語言均不應(yīng)被解釋為表明任何非權(quán)利要求主張的內(nèi)容對本發(fā)明的實(shí)施是重要的。
[0051]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以對于本發(fā)明作出各種修正方案和變化例，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。不打算將本發(fā)明局限于所公開的具體形式，相反地，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)覆蓋本發(fā)明的所有修改方案、變化構(gòu)造和等效替換，只要它們落入所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明打算覆蓋本發(fā)明的修正方案和變化例，只要這些修正方案和變化例在所附權(quán)利要求書及其等效替換的范圍內(nèi)即可。
【權(quán)利要求】
1.一種顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述顯微內(nèi)窺鏡包括: 管套，所述管套規(guī)定光路；以及 透鏡組件，所述透鏡組件被放置在所述管套的遠(yuǎn)端內(nèi)，其中所述管套遠(yuǎn)端的至少一個區(qū)域具有提高對來自樣本的光發(fā)射的收集的形狀和內(nèi)部裝飾中的至少一項(xiàng)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述顯微內(nèi)窺鏡具有以下特征中的至少一個: 所述管套遠(yuǎn)端的形狀從包含拋物面形狀和球面形狀的組中選擇；以及 所述內(nèi)部裝飾是針對發(fā)射波長的反射性材料涂層。
3.如權(quán)利要求1所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，其中所述透鏡組件為所述顯微內(nèi)窺鏡提供以作為輻射波長函數(shù)的可調(diào)節(jié)的放大倍數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，其中所述透鏡組件包括固定的折反射變焦透鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述顯微內(nèi)窺鏡還包括多個光導(dǎo)管，所述多個光導(dǎo)管被光學(xué)耦合到所述透鏡組件的近端側(cè)。
6.—種顯微內(nèi)窺鏡檢查方法,其特征在于,所述方法包括: 提供顯微內(nèi)窺鏡，所述顯微內(nèi)窺鏡包括: 管套，所述管套規(guī)定光路；和 透鏡組件，所述透鏡組件被放置在所述管套的遠(yuǎn)端內(nèi)，以便與所述管套外部的樣本相結(jié)合，其中所述管套遠(yuǎn)端的形狀做成便于在使用所述顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時，最優(yōu)化地收集來自樣本的光發(fā)射；以及 在使用所述顯微內(nèi)窺鏡時檢查樣本。
7.如權(quán)利要求6所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，所述方法包括以下特征中的至少一個: 所述管套遠(yuǎn)端的至少一個區(qū)域的形狀從包含拋物面形狀和球面形狀的組中選擇；以及 所述管套遠(yuǎn)端內(nèi)部的至少一個區(qū)域被涂覆針對發(fā)射波長的反射性材料。
8.如權(quán)利要求6所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，所述透鏡組件提供作為輻射波長函數(shù)的可調(diào)節(jié)的放大倍數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，所述透鏡組件包括固定的折反射變焦透鏡。
10.如權(quán)利要求6所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法,其特征在于,所述顯微鏡還包括多個光導(dǎo)管，所述多個光導(dǎo)管被光學(xué)耦合到所述透鏡組件，從而進(jìn)一步方便在使用所述顯微內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查時收集來自樣本的光發(fā)射。
11.一種折反射透鏡組件，其特征在于，所述折反射透鏡組件包括: 第二元件，所述第二元件包括凸的近側(cè)表面和凹的遠(yuǎn)側(cè)表面；和 第三元件，所述第三元件包括與所述第二元件的凹的遠(yuǎn)側(cè)表面相結(jié)合的凸的近側(cè)表面，以及平的遠(yuǎn)側(cè)表面，所述第二元件和第三元件中每一個元件的至少一部分包括二向色涂層。
12.如權(quán)利要求11所述的折反射透鏡組件，其特征在于，所述折反射透鏡組件還包括沿光路與所述第二元件的凹的近側(cè)表面分離的第一元件。
13.如權(quán)利要求11所述的折反射透鏡組件，其特征在于，其中所述二向色涂層位于: 所述第三元件的近側(cè)表面的中心處；以及 所述第二元件的近側(cè)表面的邊緣。
14.如權(quán)利要求11所述的折反射透鏡組件，其特征在于，其中所述折反射透鏡組件利用: 用于反射顯微術(shù)放大的第一照射波長；以及 用于突光顯微術(shù)放大的第二照射波長。
15.如權(quán)利要求11所述的折反射透鏡組件，其特征在于，其中所述折反射透鏡組件不使用任何機(jī)械調(diào)節(jié)。
16.如權(quán)利要求11所述的折反射透鏡組件，其特征在于，所述折反射透鏡組件還包括與所述第二元件的近側(cè)表面相連接的多個光導(dǎo)管。
17.—種顯微內(nèi)窺鏡,其特征在于,所述顯微內(nèi)窺鏡包括在光路中的: 第二元件，所述第二元件包括凸的近側(cè)表面和凹的遠(yuǎn)側(cè)表面；以及 第三元件，所述第三元件包括與所述第二元件的凹的遠(yuǎn)側(cè)表面相配合的凸的近側(cè)表面，以及平直的遠(yuǎn)側(cè)表面，所述第二元件和第三元件中的每一個元件的至少一部分包括二向色涂層。
18.如權(quán)利要求17所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述顯微內(nèi)窺鏡還包括在光路中與所述第二元件的凹的近側(cè)表面分離的第一元件。
19.如權(quán)利要求17所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，其中所述二向色涂層位于: 所述第三元件的近側(cè)表面的中心處；以及 所述第二元件的近側(cè)表面的邊緣。
20.如權(quán)利要求17所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，其中所述折反射透鏡組件利用: 用于反射顯微術(shù)放大的第一照射波長；以及 用于突光顯微術(shù)放大的第二照射波長。
21.如權(quán)利要求17所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，其中所述顯微內(nèi)窺鏡不使用任何機(jī)械調(diào)節(jié)。
22.如權(quán)利要求17所述的顯微內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述顯微內(nèi)窺鏡還包括多個光導(dǎo)管，所述多個光導(dǎo)管被光學(xué)耦合到所述第二元件的近側(cè)表面。
23.—種顯微內(nèi)窺鏡檢查方法,其特征在于,所述方法包括: 提供顯微內(nèi)窺鏡，所述顯微內(nèi)窺鏡包括在光路中的: 第二元件，所述第二元件包括凸的近側(cè)表面和凹的遠(yuǎn)側(cè)表面；以及第三元件，所述第三元件包括與所述第二元件的凹的遠(yuǎn)側(cè)表面相配合的凸的近側(cè)表面，以及平直的遠(yuǎn)側(cè)表面，所述第二元件和第三元件中每一個元件的至少一部分包括二向色涂層； 使所述顯微內(nèi)窺鏡與樣本結(jié)合； 當(dāng)使用第一輻射波長時，以第一放大率固定樣本的第一內(nèi)窺鏡圖像；以及當(dāng)使用與第一輻射波長不同的第二輻射波長時，以第二放大率固定樣本的第二內(nèi)窺鏡圖像。
24.如權(quán)利要求17所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，其中所述顯微內(nèi)窺鏡還包括在光路中與所述第二元件的凹的近側(cè)表面分離的第一元件。
25.如權(quán)利要求23所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，其中所述二向色涂層位于: 所述第三元件的近側(cè)表面的中心處；以及 所述第二元件的近側(cè)表面的邊緣。
26.如權(quán)利要求23的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，其中所述折反射透鏡組件利用: 用于反射顯微術(shù)放大的第一照射波長；以及 用于突光顯微術(shù)放大的第二照射波長。
27.如權(quán)利要求23所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，其中所述顯微內(nèi)窺鏡檢查方法不使用任何機(jī)械調(diào)節(jié)。
28.如權(quán)利要求23所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，其中所述顯微內(nèi)窺鏡包括多個光導(dǎo)管，所述多個光導(dǎo)管被光學(xué)耦合到所述第二元件的近端側(cè)。
29.如權(quán)利要求23所述的顯微內(nèi)窺鏡檢查方法，其特征在于，其中樣本包括組織樣本。
【文檔編號】A61B1/00GK104486984SQ201380033751
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月10日
【發(fā)明者】D·G·奧佐諾夫, C·許, W·W·韋伯 申請人:康奈爾大學(xué)