專利名稱：光學投影體層攝影術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學投影體層攝影術(shù)。
背景技術(shù)：
光學投影體層攝影術(shù)是一種產(chǎn)生標本三維影像的技術(shù)，本發(fā)明人的WO 02/095476說明書中公開了它的一種實例。本發(fā)明的目的是提供一種對標本發(fā)出光線進行光學處理的不同方法，以增加從標本獲得信息的內(nèi)容和質(zhì)量。
發(fā)明總結(jié)按照本發(fā)明的一個方面，此裝置是通過光學投影體層攝影術(shù)而獲得標本的影像，它包括光掃描裝置、用于旋轉(zhuǎn)被成像標本的旋轉(zhuǎn)臺、光學系統(tǒng)和光檢測器，其中來自掃描裝置的光對標本進行掃描，在整個光的掃描活動過程中，光學系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，僅使與入射至該標本上的光束平行地離開或穿過(by-pass)標本的光指向檢測器上。
此光學系統(tǒng)優(yōu)選為凸透鏡，它使入射到它上面的光會聚，并使與入射到該標本上的光束平行地離開標本的光指向檢測器。凹面鏡或衍射光柵可替代此凸透鏡。
在一個優(yōu)選實施方式中，光掃描裝置構(gòu)成共焦掃描顯微鏡的一部分，旋轉(zhuǎn)臺(與本申請人的共同待審國際專利申請No.PCT/GB02/02373公開的旋轉(zhuǎn)臺相一致)包括一個固定室，標本懸吊在其中。
此光檢測器可為位置固定的局部化檢測器，這樣只可接收離開或穿過標本，角度與入射至該標本上的光束相同的光。
然而，此光檢測器可形成部分一維排列，即線形排列。在這種情況下，此排列的一個檢測器構(gòu)成光檢測器，此排列的其它檢測器構(gòu)成輔助檢測器，它們檢測散射光和/或折射光。這些輔助檢測器接收的光強度可用于提供此標本內(nèi)折射/散射特性空間分布的信息。
可擴展這種方法，提供檢測器的二維排列，其中一個檢測器構(gòu)成光檢測器，其它檢測器構(gòu)成輔助檢測器，它們檢測其它平面的散射光和/或折射光。
按照本發(fā)明的另一方面，在裝置中提供一種光學系統(tǒng)，以獲得光學投影體層攝影術(shù)的影像，此光學系統(tǒng)接收被光束掃描的標本的光，并發(fā)揮作用，僅使與入射至該標本上的光束平行地離開或穿過標本的光指向檢測器。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了通過光學投影體層攝影術(shù)獲得標本影像的方法，此方法包括運用掃描動作移動穿過標本的光束，將從該標本散發(fā)的光傳遞至檢測器上，在整個光的掃描動作過程中，該檢測器檢測與入射至該標本上的光束平行地離開或穿過標本的光。
在最簡單的方法中，在標本和檢測器之間沒有任何光學放大率，通過此檢測器的定位而獲得空間鑒別。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了執(zhí)行下列任意一種或多種分析或操作的方法，此分析或操作包括應(yīng)用上面所述任一方面的方法或裝置。
還提供了以上任一方面所述的方法或裝置在下列任意一種或多種分析或操作中的應(yīng)用。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的分析和操作包括分析生物組織的結(jié)構(gòu)。
分析生物組織的功能。
分析生物組織的形態(tài)。
分析生物組織內(nèi)細胞類型的分布。
分析生物組織內(nèi)基因活性的分布，包括RNA轉(zhuǎn)錄酶的分布蛋白的分布分析生物組織內(nèi)轉(zhuǎn)基因基因活性的分布，分析生物組織內(nèi)細胞活性的分布，包括細胞周期狀態(tài)，包括停滯細胞死亡細胞增殖細胞遷移分析生物組織內(nèi)生理狀態(tài)的分布。
分析免疫組化染色技術(shù)的結(jié)果。
分析原位雜交染色技術(shù)的結(jié)果。
分析生物組織內(nèi)分子標記的分布，包括任一有色或吸收光線的物質(zhì)，諸如5，5′-二溴-4，4′-二氯-靛藍(或其它鹵化靛藍化合物)甲或者通過酶的催化活性而產(chǎn)生的其它有色沉淀物，這些酶包括b-半乳糖苷酶、堿性磷酸酶；或染色物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化而形成的其它有色沉淀物，包括堅牢紅、Vector紅，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，
因此包括任意熒光物質(zhì)，諸如Alexa染料、FITC、若丹明，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，諸如綠熒光蛋白(GFP)或類似蛋白，以及包括任意磷光物質(zhì)。
分析所有植物種類的組織。
分析用于農(nóng)業(yè)研究的任一組織，包括對各種植物生物學(遺傳學、發(fā)育、生理學、病理學等)的基礎(chǔ)研究分析遺傳學上已經(jīng)被改變的組織。
分析所有動物種類。包括無脊椎動物線蟲脊椎動物各種魚(包括硬骨魚，諸如斑馬魚；軟骨魚(chondrycthes)，包括鯊魚)兩棲動物(包括非洲爪蟾屬和美西螈)爬行動物鳥(包括雞和鵪鶉)各種哺乳動物(包括各種嚙齒動物、狗、貓和各種靈長目，包括人)分析胚胎組織，以達到任何目的，包括研究干細胞群研究發(fā)育生物學研究畸胎發(fā)育的原因，包括人綜合癥人終止妊娠(自發(fā)和誘導終止兩者)的解剖分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析轉(zhuǎn)基因、基因敲入、基因抑制或基因敲除生物體分析或發(fā)現(xiàn)基因的表達(或活性)，包括它們的空間分布，以及它們的表達水平分析或發(fā)現(xiàn)有意的試驗(諸如基因或物理上的改變，包括化學或生化基因組方法)和/或自發(fā)異常(諸如自然發(fā)生的突變)造成的干擾而導致組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學中的異常分析任何組織，以達到神經(jīng)生物學研究的目的，包括分析神經(jīng)的形態(tài)學分析神經(jīng)的路徑和連結(jié)分析動物的部分或整個腦分析任何組織，以進行藥學研究，包括分析藥用物質(zhì)(諸如藥物、分子、蛋白、抗體)，包括它們在組織內(nèi)的空間分布，以及它們的濃度分析或發(fā)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學的異常。
分析組織，以進行醫(yī)學研究，包括研究動物組織的遺傳學、發(fā)育、生理學、結(jié)構(gòu)和功能分析病變組織，以進一步認識所有類型的疾病，包括先天性疾病后天性疾病，包括傳染病腫瘤形成血管疾病炎性疾病創(chuàng)傷代謝性疾病內(nèi)分泌疾病變性疾病藥物相關(guān)性疾病醫(yī)源性疾病或者特發(fā)病分析組織，以進行醫(yī)學診斷、治療或監(jiān)測，包括癌癥患者的診斷，包括在活檢內(nèi)檢查癌細胞和組織在活檢內(nèi)檢查組織的異常結(jié)構(gòu)或形態(tài)學所有活檢的分析，包括分析淋巴結(jié)息肉肝臟活檢腎臟活檢前列腺活檢肌肉活檢腦組織分析患者腫瘤摘除術(shù)中取出的組織，包括確定是否所有腫瘤均已取出確定腫瘤的類型和癌癥的類型。
按照本發(fā)明，可按照前面發(fā)明申請書中所述方法和/或應(yīng)用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)病理學和組織學技術(shù)和方法制備本發(fā)明中所用的標本。
例如，原位雜交(特別用于RNA的檢測)Hammond K L，Hanson IM，Brown A G，Lettice L A，Hill R E的“Mammalian and Drosophiladachsund genes are related to the Ski proto-oncongene and areexpressed in eye and limb”。Mech Dev.1998 Jun；74(1-2)121-31。
免疫組化(特別用于蛋白或其它分子的檢測)Sharpe J，AhlgrenU，Perry P，Hill B，Ross A，Hecksher-Sorensen J，Baldock R，Dayidson D.的“Optical projection tomography as a tool for 3Dmicroscopy and gene expression studies”。Science.2002 Apr 19；296(5567)541-5。
將會認識到，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可對本發(fā)明進行修改。
附圖的簡要描述現(xiàn)在將通過實施例對本發(fā)明進行描述，并參照附圖，其中附

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施方案的裝置的簡圖，附圖2a和2b顯示如何排列此裝置的顯微鏡光學部件，以具有低數(shù)值孔徑或高數(shù)值孔徑，附圖3顯示已知的成像光學部件，附圖4和5顯示本發(fā)明裝置光學系統(tǒng)的成像光學部件，附圖6a、6b、6c和6d顯示本發(fā)明裝置光學系統(tǒng)的代表性光程，附圖7a、7b和7c舉例說明不同程度的折射如何影響光學系統(tǒng)的運作。
附圖8舉例說明如何應(yīng)用一維排列的檢測器測定折射，以及附圖9至12舉例說明在三維中光學系統(tǒng)的運作情況。
附圖的詳細描述參照附圖1，此裝置包括光源1(為激光形式)，它為二維光掃描裝置2提供光，此掃描結(jié)構(gòu)具有一種雙反射鏡系統(tǒng)。具有掃描動作的光通過成像光學部件3。將二向色鏡4插入光源1和掃描裝置2之間，它使返回的光指向高速光檢測器5。組件1至5可由共焦光掃描顯微鏡提供。
來自光學部件3的光通過標本6，此標本6在旋轉(zhuǎn)臺7中旋轉(zhuǎn)，并由其支撐。此旋轉(zhuǎn)臺7在結(jié)構(gòu)上與本申請人共同待審國際專利申請No.PCT/GB02/02373中公開的旋轉(zhuǎn)臺一致。此旋轉(zhuǎn)臺7將標本旋轉(zhuǎn)至連續(xù)標記位置，在每個位置時，當標本靜止的同時，進行激發(fā)光的一次完全掃描。光通過標本6后，光學系統(tǒng)8對其進行處理，此光學系統(tǒng)8將光指向一維或二維排列的高速光檢測器9。
在熒光方式中，來自標本6的光通過光學部件3和掃描裝置2返回，然后，經(jīng)過反光鏡4，到達高速光檢測器5。在這種傳輸方式中，將使用光學部件和檢測器新的排列，將對這種傳輸方式進行描述。
顯微鏡光學部件3可具有高的數(shù)值孔徑(附圖2a)或者可對其進行修改，使其具有低的數(shù)值孔徑(附圖2b)，它可用于某些需成像的標本。
附圖3舉例說明已知的成像系統(tǒng)。集中來自焦面12(在標本內(nèi))上任意點的光，并用透鏡13將其折射至像平面14中的一點上。此處存在對稱現(xiàn)象，這樣像平面14上任意點映射到焦面12中的一點，反之亦然。
相反，在本發(fā)明附圖4和5的“非焦點”光學部件中除去了對成像光學排列的需要，此光學部件未表現(xiàn)出這種對稱現(xiàn)象。凸透鏡15代表這種非焦點光學系統(tǒng)8。來自焦面12上單點的光未聚焦在單個光檢測器上。它被分散開，這樣只有與入射光束平行地離開或穿過標本6的光到達位于光軸上的單個光檢測器9a。附圖4和5中透鏡15的目的與附圖3中的不同。它在光掃描狀態(tài)下起作用。通過多種不同位置(其中五種在附圖5中被列舉為黑色箭頭)光束對標本進行掃描(例如以光柵方式)。非焦點光學系統(tǒng)8(即透鏡15)的目的是不論光束的掃描位置如何，它將與入射光束平行地離開或穿過標本的光指向單個光檢測器9a。在引起光明顯散射的標本中，通過限制散射光的檢測，此系統(tǒng)將獲得較高的信躁比。
附圖6a至6d舉例說明散射，以顯示對初始光束位置的偏離，它舉例說明當標本6發(fā)出的光線通過這種非焦點光學系統(tǒng)時，某些光線(來自激光束)的代表性光程。從左側(cè)進入標本的光束是入射至標本上的光束。
在附圖6a中，標本6中心點散射的光線被分散開，遠離光檢測器9a。通過改變檢測器的有效尺寸，可調(diào)節(jié)被檢測到散射光線的比例。可調(diào)節(jié)的可變光闌允許獲得這種控制(它與掃描共焦顯微鏡中的針孔非常相似)?？商娲氖?，可調(diào)節(jié)透鏡的位置，使散射光線的分散度更大或更小。在光學成像系統(tǒng)中，艾里斑是從標本內(nèi)單點發(fā)出的光所產(chǎn)生的干擾圖樣。光學系統(tǒng)產(chǎn)生的艾里斑越大，則分辨力越低，這是因為標本內(nèi)鄰近點發(fā)生的艾里斑將會重疊。艾里斑的概念不是嚴格地與類似這樣的投影測定系統(tǒng)相關(guān)，但是存在相似的概念。在這里描述的非焦點光學部件條件下，每個投影的光所產(chǎn)生的強度分布(在檢測器位置上)非常廣泛，這與廣泛的艾里斑類似，這可能提示分辨力較低。但是，因為在任意一個時間僅測定單個投影，所以即使非常廣泛的分布也不會互相干擾。
在附圖6b中，其它點散射的光線，其線路與附圖6a中舉例的線路相同，它們也分散開，遠離光檢測器9a。
在附圖6c中，來自不同掃描位置(黑箭頭)未散射的光從標本6發(fā)出，它基本上與光軸平行，因此它被折射，朝向光檢測器9a。如附圖6a和6b所示，散射的光被導引遠離光檢測器9a。
在附圖6d中，來自任意掃描位置的非散射光線均指向光檢測器6。因為激光束以垂直于光軸的方向掃描標本6，所以箭頭代表它的連續(xù)位置。
迄今應(yīng)用光學投影體層攝影術(shù)進行的所有實驗必須假設(shè)到盡管某些光被散射，但標本的折射率是均等的。最近的實驗已經(jīng)表明大量重要的標本(包括活檢的醫(yī)學成像)的折射率不均等。這意味著目前的算法沒有對標本進行精確地成像，即出現(xiàn)失真和人為現(xiàn)象。
所述裝置通過測定先前不能獲得而與角度相關(guān)的信息而減小了這個問題，光束以此角度從標本中出來。一般情況下，在低散射而折射率分布非均等的標本中，此系統(tǒng)可通過測定每次投影實驗的折射度而計算這種非均等分布。
在本發(fā)明裝置的應(yīng)用中，使用清凈劑(諸如BABB)，這樣可使大部分光不被散射。然而它受到不同形式的干擾—折射。在附圖7中，虛線表示散射光，實線表示主光程。在附圖7a的第一個實施例中，當此光程通過標本6時，它沒有改變方向(在通過透鏡時，它僅被折射)。主光程確實通過了標本的區(qū)域，其折射率高于其余區(qū)域(灰色盤)，但是它在不同折射率區(qū)域之間相遇的界面均與此光程垂直，所以沒有折射發(fā)生。
在附圖7b的第二種情況下，照明光束略微較高，因此它在標本的灰色區(qū)域和白色區(qū)域(具有不同的折射率)之間所遇界面的垂直角度被略微替換。這樣造成主光程兩次輕度折射，以致當光從標本中出來時，它不再與入射光束平行，而且它略微指向初始中心光檢測器9a的旁邊。如果在中心檢測器9a的每邊安裝輔助光檢測器9b，那么這些可測定折射度。按照光檢測器的排列，任何投影都會獲得某種強度分布。此強度分布可用于測定主光程從標本中出來的角度。在附圖7c的最后一種情況中，不同的掃描位置引起光束較大的折射，按照檢測器排列可在進一步的移位中將其反映出來。
在附圖8，標本6中一個長橢圓形區(qū)域(灰色形狀)的折射率比其它區(qū)域高。在此標本周圍通過的光線沒有被折射，所以指向中心光檢測器9a。從此標本中間穿過的光線(附圖8中之間的2條光線11)被折射2次。光通過的這兩種界面(白色至灰色，然后是灰色至白色)彼此并行，因此這些光線從標本中出來的角度與它們進入的角度相同。這些光線也指向中心檢測器9a。穿過灰色區(qū)域其它部分的光線也被折射2次，但是它們不是通過并行的界面，所以這些光線是被鄰近光檢測器9b檢測到的。
某些光線將被折射，而且仍從標本6中出來，并與入射光束平行，此事實不是問題。附圖8的實施例僅顯示了通過此截面進行的許多投影集之一。完全成像包括獲得通過此截面許多方向的數(shù)據(jù)集，而且聯(lián)合所有數(shù)據(jù)可對分布進行完全重建。
附圖9至12顯示此裝置的三維視圖。在附圖9中，通過標本二維截面的所有未折射(和未散射)光線聚焦在此排列的中心光檢測器上。圍繞標記位置之間的縱軸旋轉(zhuǎn)標本6，在每個位置都進行完全掃描。
附圖10顯示散射或折射至輔助光檢測器上的光程。
附圖11舉例說明此透鏡(或光學系統(tǒng))允許一維排列的檢測器9獲得標本的二維光柵-掃描的數(shù)據(jù)。不管掃描的垂直高度如何，一排掃描位置總是指向下或上的一排檢測器。
可應(yīng)用光檢測器9的二維排列替代一維排列，如附圖12所示。這將可以測定被散射或折射的光，此光是被折射或散射在附圖12所示光線占居平面的上面或下面。
通過一種算法來解釋檢測器排列9光學部件所獲得的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)有許多不同的算法用于進行背投影計算。一種方法應(yīng)用標準線性過濾背投影算法(如美國專利5680484)。其它方法包括迭代、最大熵和代數(shù)重建技術(shù)(R.Gordon et al.，“Three-DimensionalReconstruction form ProjectionsA Review of Algorithms”)。
算法工作如下1、應(yīng)用此數(shù)據(jù)，好像它是進行背投影的平行(扇形射束)數(shù)據(jù)。這樣產(chǎn)生此標本吸收特性分布的“模糊”估計，或者產(chǎn)生此標本熒光性的模糊分布。
2、估算折射率分布的第一個近似值?？蓱?yīng)用許多方法進行此估算。一種可用的方法是假設(shè)吸收或熒光分布會反映折射率的分布。在每個區(qū)域內(nèi)，計算每個立體像素的二維梯度矢量?？捎镁鶆蚍植奸_始，也可用隨機分布開始。
3、應(yīng)用估算的折射分布進行正投影，亦即預(yù)測，如果折射分布的初始估計是正確的，那么投影數(shù)據(jù)應(yīng)當是怎樣。
4、比較預(yù)測投影和實際投影。
5、修改估算的折射分布。預(yù)測投影和實際投影之間存在的差異越大，分布區(qū)域的針點則需要更多的修改。例如，在附圖8中的灰色形狀情況中，由于存在大量折射，所以此長橢圓形彎曲末端的投影與預(yù)測的明顯不同。因此，此區(qū)域中的立體像素使其預(yù)測折射率比其它區(qū)域改變得更多。
6、重復3至6步驟，直到不能再對預(yù)測投影進行任何改善為止。
以上算法也可用于解釋其它光學信號，例如熒光和散射。
此裝置和方法可用于各種分析和操作，如下所述按照本發(fā)明，本發(fā)明的分析和步驟包括分析生物組織的結(jié)構(gòu)。
分析生物組織的功能。
分析生物組織的形態(tài)。
分析生物組織內(nèi)細胞類型的分布。
分析生物組織內(nèi)基因活性的分布，包括RNA轉(zhuǎn)錄酶的分布蛋白的分布分析生物組織內(nèi)轉(zhuǎn)基因基因活性的分布，分析生物組織內(nèi)細胞活性的分布，包括細胞周期狀態(tài)，包括停滯細胞死亡細胞增殖細胞遷移分析生物組織內(nèi)生理狀態(tài)的分布。
分析免疫組化染色技術(shù)的結(jié)果。
分析原位雜交染色技術(shù)的結(jié)果。
分析生物組織內(nèi)分子標記的分布，包括任一有色或吸收光線的物質(zhì)，諸如5，5′-二溴-4，4′-二氯-靛藍(或其它鹵化靛藍化合物)甲或者通過酶的催化活性而產(chǎn)生的其它有色沉淀物，這些酶包括b-半乳糖苷酶、堿性磷酸酶；或染色物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化而形成的其它有色沉淀物，包括堅牢紅、Vector紅，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，因此包括任意熒光物質(zhì)，諸如Alexa染料、FITC、若丹明，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，諸如綠熒光蛋白(GFP)或類似蛋白，以及包括任意磷光物質(zhì)。
分析所有植物種類的組織。
分析用于農(nóng)業(yè)研究的任一組織，包括對各種植物生物學(遺傳學、發(fā)育、生理學、病理學等)的基礎(chǔ)研究分析遺傳學上已經(jīng)被改變的組織。
分析所有動物種類。包括無脊椎動物線蟲脊椎動物各種魚(包括硬骨魚，諸如斑馬魚；軟骨魚，包括鯊魚)兩棲動物(包括非洲爪蟾屬和美西螈)爬行動物鳥(包括雞和鵪鶉)各種哺乳動物(包括各種嚙齒動物、狗、貓和各種靈長目，包括人)分析胚胎組織，以達到任何目的，包括研究干細胞群研究發(fā)育生物學研究畸胎發(fā)育的原因，包括人綜合癥人終止妊娠(自發(fā)和誘導終止兩者)的解剖分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析轉(zhuǎn)基因、基因敲入、基因抑制或基因敲除生物體分析或發(fā)現(xiàn)基因的表達(或活性)，包括它們的空間分布，以及它們的表達水平分析或發(fā)現(xiàn)有意的試驗(諸如基因或物理上的改變，包括化學或生化基因組方法)和/或自發(fā)異常(諸如自然發(fā)生的突變)造成的干擾而導致組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學中的異常分析任何組織，以達到神經(jīng)生物學研究的目的，包括分析神經(jīng)的形態(tài)學分析神經(jīng)的路徑和連結(jié)分析動物的部分或整個腦分析任何組織，以進行藥學研究，包括分析藥用物質(zhì)(諸如藥物、分子、蛋白、抗體)，包括它們在組織內(nèi)的空間分布，以及它們的濃度分析或發(fā)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學的異常。
分析組織，以進行醫(yī)學研究，包括研究動物組織的遺傳學、發(fā)育、生理學、結(jié)構(gòu)和功能分析病變組織，以進一步認識所有類型的疾病，包括先天性疾病后天性疾病，包括傳染病腫瘤形成血管疾病炎性疾病創(chuàng)傷代謝性疾病內(nèi)分泌疾病變性疾病藥物相關(guān)性疾病醫(yī)源性疾病或者特發(fā)病分析組織，以進行醫(yī)學診斷、治療或監(jiān)測，包括癌癥患者的診斷，包括在活檢內(nèi)檢查癌細胞和組織在活檢內(nèi)檢查組織的異常結(jié)構(gòu)或形態(tài)學所有活檢的分析，包括分析淋巴結(jié)息肉肝臟活檢腎臟活檢前列腺活檢肌肉活檢腦組織分析患者腫瘤摘除術(shù)中取出的組織，包括確定是否所有腫瘤均已取出確定腫瘤的類型和癌癥的類型。
將會認識到，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可對本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.通過光學投影體層攝影術(shù)而獲得標本影像的裝置，它包括光掃描裝置、用于旋轉(zhuǎn)被成像標本的旋轉(zhuǎn)臺、光學系統(tǒng)和光檢測器，其中來自掃描裝置的光對標本進行掃描，在整個光的掃描活動過程中，光學系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，僅使與入射至該標本上的光束平行地離開或穿過標本的光指向檢測器。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其中此光學系統(tǒng)由凸透鏡組成，它使入射到它上面的光會聚，并使與入射到該標本上的光束平行地離開或穿過標本的光指向檢測器。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其中光檢測器由局部化的檢測器組成。
4.按照權(quán)利要求3的裝置，其中此局部化的檢測器是線性排列檢測器中的一個檢測器，此排列中的其余檢測器構(gòu)成輔助檢測器，它們檢測散射光和/或折射光。
5.按照權(quán)利要求3的裝置，其中此局部化的檢測器是二維排列檢測器中的一個檢測器，此排列中的其余檢測器構(gòu)成輔助檢測器，它們檢測散射光和/或折射光。
6.按照上述任一權(quán)利要求的裝置，其中旋轉(zhuǎn)臺將標本旋轉(zhuǎn)至標記位置，在每個位置時，此標本接受掃描裝置入射光的掃描運動。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其中掃描裝置以光柵方式進行掃描，在標本的每個標記位置進行一次完全光柵掃描。
8.按照上述任一權(quán)利要求的裝置，其中光掃描裝置構(gòu)成部分共焦掃描顯微鏡。
9.一種光學系統(tǒng)，它用于獲得光學投影體層攝影術(shù)影像的裝置，此光學系統(tǒng)接受被光束掃描的標本的光，并起作用，僅將與入射至該標本上的光束平行地離開或穿過標本的光指向檢測器。
10.一種通過光學投影體層攝影術(shù)獲得標本影像的方法，此方法包括運用掃描動作移動光束穿過標本，將從該標本散發(fā)的光傳遞至檢測器上，在整個光的掃描動作過程中，該檢測器檢測與入射至該標本上的光束平行地離開或穿過標本的光。
11.一種進行下列任意一種或多種分析或操作的方法，它包括應(yīng)用按照權(quán)利要求1至10中任一的方法或裝置分析生物組織的結(jié)構(gòu)。分析生物組織的功能。分析生物組織的形態(tài)。分析生物組織內(nèi)細胞類型的分布。分析生物組織內(nèi)基因活性的分布，包括RNA轉(zhuǎn)錄酶的分布蛋白的分布分析生物組織內(nèi)轉(zhuǎn)基因基因活性的分布，分析生物組織內(nèi)細胞活性的分布，包括細胞周期狀態(tài)，包括停滯細胞死亡細胞增殖細胞遷移分析生物組織內(nèi)生理狀態(tài)的分布。分析免疫組化染色技術(shù)的結(jié)果。分析原位雜交染色技術(shù)的結(jié)果。分析生物組織內(nèi)分子標記的分布，包括任一有色或吸收光線的物質(zhì)，諸如5，5′-二溴-4，4′-二氯-靛藍(或其它鹵化靛藍化合物)甲或者通過酶的催化活性而產(chǎn)生的其它有色沉淀物，這些酶包括b-半乳糖苷酶、堿性磷酸酶；或染色物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化而形成的其它有色沉淀物，包括堅牢紅、Vector紅，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，因此包括任意熒光物質(zhì)，諸如Alexa染料、FITC、若丹明，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，諸如綠熒光蛋白(GFP)或類似蛋白，以及包括任意磷光物質(zhì)。分析所有植物種類的組織。分析用于農(nóng)業(yè)研究的任一組織，包括對各種植物生物學(遺傳學、發(fā)育、生理學、病理學等)的基礎(chǔ)研究分析遺傳學上已經(jīng)被改變的組織。分析所有動物種類。包括無脊椎動物線蟲脊椎動物各種魚(包括硬骨魚，諸如斑馬魚；軟骨魚，包括鯊魚)兩棲動物(包括非洲爪蟾屬和美西螈)爬行動物鳥(包括雞和鵪鶉)各種哺乳動物(包括各種嚙齒動物、狗、貓和各種靈長目，包括人)分析胚胎組織，以達到任何目的，包括研究干細胞群研究發(fā)育生物學研究畸胎發(fā)育的原因，包括人綜合癥人終止妊娠(自發(fā)和誘導終止兩者)的解剖分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析轉(zhuǎn)基因、基因敲入、基因抑制或基因敲除生物體分析或發(fā)現(xiàn)基因的表達(或活性)，包括它們的空間分布，以及它們的表達水平分析或發(fā)現(xiàn)有意的試驗(諸如基因或物理上的改變，包括化學或生化基因組方法)和/或自發(fā)異常(諸如自然發(fā)生的突變)造成的干擾而導致組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學中的異常分析任何組織，以達到神經(jīng)生物學研究的目的，包括分析神經(jīng)的形態(tài)學分析神經(jīng)的路徑和連結(jié)分析動物的部分或整個腦分析任何組織，以進行藥學研究，包括分析藥用物質(zhì)(諸如藥物、分子、蛋白、抗體)，包括它們在組織內(nèi)的空間分布，以及它們的濃度分析或發(fā)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學的異常。分析組織，以進行醫(yī)學研究，包括研究動物組織的遺傳學、發(fā)育、生理學、結(jié)構(gòu)和功能分析病變組織，以進一步認識所有類型的疾病，包括先天性疾病后天性疾病，包括傳染病腫瘤形成血管疾病炎性疾病創(chuàng)傷代謝性疾病內(nèi)分泌疾病變性疾病藥物相關(guān)性疾病醫(yī)源性疾病或者特發(fā)病分析組織，以進行醫(yī)學診斷、治療或監(jiān)測，包括癌癥患者的診斷，包括在活檢內(nèi)檢查癌細胞和組織在活檢內(nèi)檢查組織的異常結(jié)構(gòu)或形態(tài)學所有活檢的分析，包括分析淋巴結(jié)息肉肝臟活檢腎臟活檢前列腺活檢肌肉活檢腦組織分析患者腫瘤摘除術(shù)中取出的組織，包括確定是否所有腫瘤均已取出確定腫瘤的類型和癌癥的類型。
12.權(quán)利要求1至10中任一所述的方法或裝置在下列任意一種或多種分析或操作中的應(yīng)用分析生物組織的結(jié)構(gòu)。分析生物組織的功能。分析生物組織的形態(tài)。分析生物組織內(nèi)細胞類型的分布。分析生物組織內(nèi)基因活性的分布，包括RNA轉(zhuǎn)錄酶的分布蛋白的分布分析生物組織內(nèi)轉(zhuǎn)基因基因活性的分布，分析生物組織內(nèi)細胞活性的分布，包括細胞周期狀態(tài)，包括停滯細胞死亡細胞增殖細胞遷移分析生物組織內(nèi)生理狀態(tài)的分布。分析免疫組化染色技術(shù)的結(jié)果。分析原位雜交染色技術(shù)的結(jié)果。分析生物組織內(nèi)分子標記的分布，包括任一有色或吸收光線的物質(zhì)，諸如5，5′-二溴-4，4′-二氯-靛藍(或其它鹵化靛藍化合物)甲或者通過酶的催化活性而產(chǎn)生的其它有色沉淀物，這些酶包括b-半乳糖苷酶、堿性磷酸酶；或染色物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化而形成的其它有色沉淀物，包括堅牢紅、Vector紅，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，因此包括任意熒光物質(zhì)，諸如Alexa染料、FITC、若丹明，以及包括任意發(fā)光物質(zhì)，諸如綠熒光蛋白(GFP)或類似蛋白，以及包括任意磷光物質(zhì)。分析所有植物種類的組織。分析用于農(nóng)業(yè)研究的任一組織，包括對各種植物生物學(遺傳學、發(fā)育、生理學、病理學等)的基礎(chǔ)研究分析遺傳學上已經(jīng)被改變的組織。分析所有動物種類。包括無脊椎動物線蟲脊椎動物各種魚(包括硬骨魚，諸如斑馬魚；軟骨魚，包括鯊魚)兩棲動物(包括非洲爪蟾屬和美西螈)爬行動物鳥(包括雞和鵪鶉)各種哺乳動物(包括各種嚙齒動物、狗、貓和各種靈長目，包括人)分析胚胎組織，以達到任何目的，包括研究干細胞群研究發(fā)育生物學研究畸胎發(fā)育的原因，包括人綜合癥人終止妊娠(自發(fā)和誘導終止兩者)的解剖分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析任何組織，以達到基因組研究的目的，包括分析轉(zhuǎn)基因、基因敲入、基因抑制或基因敲除生物體分析或發(fā)現(xiàn)基因的表達(或活性)，包括它們的空間分布，以及它們的表達水平分析或發(fā)現(xiàn)有意的試驗(諸如基因或物理上的改變，包括化學或生化基因組方法)和/或自發(fā)異常(諸如自然發(fā)生的突變)造成的干擾而導致組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學中的異常分析任何組織，以達到神經(jīng)生物學研究的目的，包括分析神經(jīng)的形態(tài)學分析神經(jīng)的路徑和連結(jié)分析動物的部分或整個腦分析任何組織，以進行藥學研究，包括分析藥用物質(zhì)(諸如藥物、分子、蛋白、抗體)，包括它們在組織內(nèi)的空間分布，以及它們的濃度分析或發(fā)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)或形態(tài)學的異常。分析組織，以進行醫(yī)學研究，包括研究動物組織的遺傳學、發(fā)育、生理學、結(jié)構(gòu)和功能分析病變組織，以進一步認識所有類型的疾病，包括先天性疾病后天性疾病，包括傳染病腫瘤形成血管疾病炎性疾病創(chuàng)傷代謝性疾病內(nèi)分泌疾病變性疾病藥物相關(guān)性疾病醫(yī)源性疾病或者特發(fā)病分析組織，以進行醫(yī)學診斷、治療或監(jiān)測，包括癌癥患者的診斷，包括在活檢內(nèi)檢查癌細胞和組織在活檢內(nèi)檢查組織的異常結(jié)構(gòu)或形態(tài)學所有活檢的分析，包括分析淋巴結(jié)息肉肝臟活檢腎臟活檢前列腺活檢肌肉活檢腦組織分析患者腫瘤摘除術(shù)中取出的組織，包括確定是否所有腫瘤均已取出確定腫瘤的類型和癌癥的類型。
全文摘要
通過光學投影體層攝影術(shù)獲得標本影像的裝置，它包括共焦顯微鏡(1，2，3)，此顯微鏡產(chǎn)生掃描標本(6)的光束，該標本由旋轉(zhuǎn)臺(7)支撐。通過標本的光通過凸透鏡(8)，它將與入射至該標本的光束平行地離開或穿過標本的光指向檢測器排列(9)中的中心光檢測器上。
文檔編號G01N21/17GK1675541SQ03818574
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者J·A·夏普 申請人:醫(yī)學研究委員會