本發(fā)明涉及的是一種顯微成像領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種雙模態(tài)成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光學(xué)相干顯微成像(opticalcoherencemicroscopy，ocm)原理與光學(xué)相干層析成像相似，都是基于入射光子組織后向散射光特性，檢測(cè)生物組織不同深度層面對(duì)入射光子的背向反射或散射強(qiáng)度，從而獲得一定深度范圍內(nèi)的組織顯微結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而通過(guò)橫向掃描獲得生物組織的二維或三維結(jié)構(gòu)信息。光分辨光聲顯微成像(optical-resolutionphotoacousticmicroscopy，or-pam)主要是基于生物組織內(nèi)吸收體對(duì)光吸收分布特性，組織因吸收光能而產(chǎn)生超聲信號(hào)，通過(guò)超聲換能器探測(cè)，從而獲取吸收體的形態(tài)學(xué)和功能參數(shù)細(xì)微改變及病理狀態(tài)圖像。

ocm成像技術(shù)，利用組織散射光子的弱相干干涉信號(hào)，檢測(cè)生物組織內(nèi)部不同深度組織對(duì)入射光子的背向反射或散射強(qiáng)度的變化，能夠提供高縱向分辨與高對(duì)比結(jié)構(gòu)成像，但是其無(wú)法提供血氧飽和度、氧代謝與血氧蛋白含量等重要的微血管重要的功能參數(shù)信息。or-pam它基于血液中的重要組成成分氧血紅蛋白和去氧血紅蛋白對(duì)不同波段的光吸收系數(shù)的差異，可實(shí)現(xiàn)有效的特定位置功能成像、以及量化代謝相關(guān)的血紅蛋白濃度、so2及總血紅蛋白濃度等關(guān)鍵的在臨床診斷的生理功能性參數(shù)指標(biāo)測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍高速的活體動(dòng)物高分辨成像，子成像系統(tǒng)為光學(xué)相干層析成像，對(duì)微血管成像尤其是在腫瘤發(fā)展前期的毛細(xì)血管檢測(cè)中橫向分辨存在嚴(yán)重不足，提出一種雙模態(tài)成像系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：激光光源、光束分光鏡、光譜儀、參考臂、顯微物鏡、一直角邊設(shè)有聲聚焦凹槽的不規(guī)則直角三角棱鏡、規(guī)則直角三角棱鏡、水浸式高速掃描振鏡和超聲探頭，其中：不規(guī)則直角三角棱鏡和規(guī)則直角三角棱鏡的斜面相粘合，不規(guī)則直角三角棱鏡和規(guī)則直角三角棱鏡的兩斜面之間設(shè)有鋁膜層，超聲探頭與規(guī)則直角三角棱鏡一直角邊貼合且與聲聚焦凹槽相對(duì)，激光光源產(chǎn)生光束依次經(jīng)過(guò)設(shè)置于激光光源和光束分光鏡之間的可變光闌、第一透鏡、針孔光闌和第二透鏡進(jìn)入光束分光鏡，通過(guò)光束分光鏡后的一部分光束入射到參考臂，另一部分光束經(jīng)過(guò)光束分光鏡入射到顯微物鏡形成聚焦光束，該聚焦光束射入不規(guī)則直角三角棱鏡的直角邊后由設(shè)有聲聚焦凹槽的另一直角邊射出并進(jìn)入水浸式高速掃描振鏡對(duì)物體進(jìn)行掃描，物體表面產(chǎn)生的超聲信號(hào)經(jīng)水浸式高速掃描振鏡、聲聚焦凹槽和規(guī)則直角三角棱鏡后由超聲探頭收集，物體表面產(chǎn)生的后向散射光沿原光路返回與參考臂中光束結(jié)合產(chǎn)生干涉信號(hào)，干涉信號(hào)經(jīng)光束分光鏡入射到光譜儀。

所述的第二透鏡和光束分光鏡之間設(shè)有第一反射鏡和光電檢測(cè)器，第一反射鏡將第二透鏡出射光分束后的一部分射入光電檢測(cè)器。

所述的參考臂包括依次設(shè)置的聚焦透鏡、第一光纖耦合器和第二反射鏡。

所述的激光光源發(fā)出的光束最大脈沖能量大于20μj，重復(fù)頻率大于5khz，脈沖寬度小于10ns。

所述的超聲探頭的中心頻率大于30mhz，-6db帶寬大于50％，靈敏度大于-220db，延遲線為4.25μs。

所述的規(guī)則直角三角棱鏡和不規(guī)則直角三角棱鏡的直角都邊大于15mm，斜邊都大于21.2mm。

所述的聲聚焦凹槽的直徑為9mm，曲率半徑大于7.07mm，中心深度大于2.2mm。

所述的水浸式高速掃描振鏡的工作頻率快軸大于25khz，慢軸大于2khz，其鏡面直徑大于1mm，振動(dòng)周期大于10^-11s。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時(shí)降低系統(tǒng)的成本，對(duì)于系統(tǒng)的產(chǎn)品化和用戶的使用操作都十分有利，有效的降低了聲波透射過(guò)程中的衰減，系統(tǒng)更加集成化，光與聲達(dá)到了共軸的目的，大大提高了系統(tǒng)的探測(cè)的信噪比和靈敏度，且將光與聲的傳輸、掃描與傳輸結(jié)合在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為成像對(duì)比圖；

圖中：(a)為普通裝置成像；(b)為本發(fā)明成像；

圖中：1激光光源、2可變光闌、3第一透鏡、4針孔光闌、5第二透鏡、6第一反射鏡、7光電檢測(cè)器、8光束分光鏡、9聚焦透鏡、10第一光纖耦合器、11第二反射鏡、12大孔徑顯微物鏡、13不規(guī)則直角三角棱鏡、14規(guī)則直角三角棱鏡、15鋁膜層、16水浸式高速掃描振鏡、17聲聚焦凹槽、18超聲信號(hào)、19水槽、20超聲探頭、21信號(hào)放大器、22控制采集電腦、23光譜儀、24第二光纖耦合器、25聚焦物鏡。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例包括：激光光源1、光束分光鏡8、光譜儀23、參考臂、大孔徑顯微物鏡12、一直角邊設(shè)有聲聚焦凹槽17的不規(guī)則直角三角棱鏡13、規(guī)則直角三角棱鏡14、水浸式高速掃描振鏡16和超聲探頭20，其中：不規(guī)則直角三角棱鏡13和規(guī)則直角三角棱鏡14的斜面相粘合，不規(guī)則直角三角棱鏡13和規(guī)則直角三角棱鏡14的兩斜面之間設(shè)有鋁膜層15，超聲探頭20與規(guī)則直角三角棱鏡14一直角邊貼合且與聲聚焦凹槽17相對(duì)，激光光源1產(chǎn)生光束依次經(jīng)過(guò)設(shè)置于激光光源1和光束分光鏡8之間的可變光闌2、第一透鏡3、針孔光闌4和第二透鏡5進(jìn)入光束分光鏡8，通過(guò)光束分光鏡8后的一部分光束入射到參考臂，另一部分光束依次經(jīng)過(guò)光束分光鏡8入射到大孔徑顯微物鏡12形成聚焦光束，該聚焦光束射入不規(guī)則直角三角棱鏡13的直角邊后由設(shè)有聲聚焦凹槽17的另一直角邊射出并進(jìn)入水浸式高速掃描振鏡16對(duì)物體進(jìn)行掃描，物體表面產(chǎn)生的超聲信號(hào)18經(jīng)水浸式高速掃描振鏡16、聲聚焦凹槽17和規(guī)則直角三角棱鏡14后由超聲探頭20收集，物體表面產(chǎn)生的后向散射光沿原光路返回與參考臂中光束結(jié)合產(chǎn)生干涉信號(hào)，干涉信號(hào)經(jīng)光束分光鏡8入射到光譜儀23。

所述的第二透鏡5和光束分光鏡8之間設(shè)有第一反射鏡6和光電檢測(cè)器7，第一反射鏡6將第二透鏡5出射光分束后的一部分進(jìn)入光電檢測(cè)器7。參考臂包括依次設(shè)置的聚焦透鏡9、第一光纖耦合器10和第二反射鏡11。光束分光鏡8和光譜儀23之間依次設(shè)有聚焦物鏡25和第二光纖耦合器24。

所述的水浸式高速掃描振鏡16、規(guī)則直角三角棱鏡14、不規(guī)則直角三角棱鏡13和超聲探頭20都沉浸于水槽19中。

所述的激光光源1發(fā)出的光束最大脈沖能量大于20μj，重復(fù)頻率大于5khz，脈沖寬度小于10ns，可提供波長(zhǎng)為500～980nm寬譜波段。超聲探頭20的中心頻率大于30mhz，-6db帶寬大于50％，靈敏度大于-220db，延遲線為4.25μs。規(guī)則直角三角棱鏡14和不規(guī)則直角三角棱鏡13的直角都邊大于15mm，斜邊都大于21.2mm。聲聚焦凹槽17的直徑為9mm，曲率半徑大于7.07mm，中心深度大于2.2mm。水浸式高速掃描振鏡16的工作頻率快軸大于25khz，慢軸大于2khz，其鏡面直徑大于1mm，振動(dòng)周期大于10^-11s，可獲得80°的光學(xué)掃角。

所述的超聲探頭20收集的超聲信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器21傳輸?shù)娇刂撇杉娔X22，光譜儀23采集的干涉信號(hào)也傳輸?shù)娇刂撇杉娔X22，在控制采集電腦22中重建二維和三維雙模態(tài)顯微結(jié)構(gòu)功能圖像。

如圖2所示，本裝置可實(shí)現(xiàn)快速的活體淺表層疾病微血管新生成像，成像比普通裝置成像更為清晰，大大推信進(jìn)了該技術(shù)在預(yù)臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用進(jìn)程。水作為聲信號(hào)傳輸介質(zhì)在光聲系統(tǒng)都存在，故本設(shè)計(jì)中聲信號(hào)理論上只經(jīng)石英玻璃與鋁膜二次界面?zhèn)鬏敿吹教筋^界面，根據(jù)聲信號(hào)入射和折射角，鋁膜和石英玻璃的聲阻抗，聲波在此設(shè)計(jì)中的透射率為97.5％，經(jīng)過(guò)二次后傳輸后仍可獲得95％的探測(cè)效率，靈敏度提高了約12.3％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時(shí)降低系統(tǒng)的成本，對(duì)于系統(tǒng)的產(chǎn)品化和用戶的使用操作都十分有利，有效的降低了聲波透射過(guò)程中的衰減，系統(tǒng)更加集成化，光與聲達(dá)到了共軸同心的目的，大大提高了系統(tǒng)的探測(cè)的信噪比和靈敏度，且將光與聲的傳輸、掃描與傳輸集成在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。

上述具體實(shí)施可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本裝置原理和宗旨的前提下以不同的方式對(duì)其進(jìn)行局部調(diào)整，本裝置的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)且不由上述具體實(shí)施所限，在其范圍內(nèi)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)方案均受本裝置之約束。