专利名称：多模式共聚焦成像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型还涉及一种光学成像的装置，尤其涉及一种利用反射和荧光进行 多模式共焦光学成像的装置。
背景技术：
在先技术[l](参见Opt. Photonics News, P. Daucatas, 18, 2007, pp. 28-33)所
提出的共焦反射式成像装置利用组织的反射光进行成像。由于反射信号仅对折射 率敏感，因此不能实现特定生物分子的选择性成像。
在先技术[2](参见J. Microsc.， A. L.Carlson etal., 228, 2007， pp. 11，24)中所 描述的是共焦反射和荧光双模式成像方法。其基本原理是通过切换激光波长和不 同的滤波系统，分别对组织进行共焦反射成像和共焦荧光成像。由于这两种模式 不是同时釆集，因此由呼吸、心跳带来的组织运动将使两种模式所得到的信息无 法直接比对。
功能性成像指的是通过提取生物组织的生化信息用于分析其生物化学功能的成 像模式。结构性成像指的是利用组织生物物理特性，提取组织对光的反射、散射等 结构性信号用于组织成像。目前，采用共聚焦反射信号提取黑色素和角蛋白信息， 以及利用荧光信号提取生物新陈代谢信息已经得到初步研究。
在活体组织的多模式成像中， 一个很大的问题是如何避免组织运动造成的影响， 在组织显微的过程中提取多模信息并将其叠加起来。现有的在先技术均不能达到以 上目的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多模式反射-荧光共焦成像进行 同点多模式成像的方法及其装置，该方法及装置能将多模式成像与共聚焦三维成 像技术结合，利用光学的方法实时无创地对生物组织进行三维检测。
本实用新型为解决上述技术问题采用如下的技术方案一种多模式共聚焦成像装置，该装置包括反射信号采集装置和荧光信号采集 装置，
其中反射信号采集装置包括沿光路顺序设置的第一激光光源、棱镜起偏器、 四分之一波片、第一二向色分光镜、扫描镜和物镜，在棱镜起偏器的由物镜返回 的光路的反射光路上顺序设置有第一滤波片、第一透镜、第一共聚焦针孔和第一 光电探测器，该第一光电探测器与成像电脑系统连接；
同时该装置还设置有荧光信号采集装置，并且荧光信号采集装置与反射信号 采集装置公用上述的从第一二向色分光镜到物镜的光路，其包括沿光路顺序设 置的第二激光光源、第二二向色分光镜、第一二向色分光镜、扫描镜和物镜，第 二二向色分光镜设置于光路由物镜返回第一二向色分光镜的反射光路上，在第二 二向色分光镜的由物镜返回的光路的反射光路上顺序设置有第二滤波片、第二透 镜、第二共聚焦针孔和第二光电探测器，该第二光电探测器与成像电脑系统连接。
上述装置同时使用了多路激发光，将其共聚焦点在组织中重合，同时采用光学 设计避免多路激光与探测系统的互相干扰；这样，由于两套共聚焦系统采集的是来 自同一时间点和位置点的信号，因此生物组织的位移对两套系统是一致的，即不存 在相对位移。由于不同模式同时、同点聚焦于样品中，因此组织的运动不会影响两 种模式测量信号的耦合，这样得到的图像信息就是同时具有结构与功能信息的多模 式成像；从而完成实时无创地进行生物组织的三维检测，其完全消除了活体组织 的组织运动对多模成像结合分析带来的影响。
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，
以下结合附图对本 实用新型的具体实施方式
作详细说明，其中
图1是本实用新型多模式共聚焦成像装置的结构示意图。 图中
101.第一激光光源 102.棱镜起偏器
104.第一二向色分光镜105.扫描镜 107.目标样品 108.第一滤波片
110.第一共聚焦针孔 111.第一光电探测器
103.四分之一波片 106.物镜 109.第一透镜 113.电脑系统201.第二激光光源 202.第二二向色分光镜203.第二滤光片
204.第二透镜 205.第二共聚焦针孔 206.第二光电探测器
具体实施方式
附图1示出了一种多模式共聚焦成像装置，该装置包括该装置包括反射信号 采集装置和荧光信号采集装置，
其中反射信号采集装置包括沿光路顺序设置的第一激光光源101、棱镜起偏 器102、四分之一波片103、第一二向色分光镜104、扫描镜105和物镜106，第 二二向色分光镜202设置于光路由物镜106返回第一二向色分光镜104的反射光 路上，在棱镜起偏器102的由物镜106返回的光路的反射光路上顺序设置有第一 滤波片108、第一透镜109、第一共聚焦针孔IIO和第一光电探测器111，该第一 光电探测器111与成像电脑系统113连接；
同时该装置还设置有荧光信号采集装置，并且荧光信号采集装置与反射信号 采集装置公用上述的从第一二向色分光镜104到物镜106的光路，其包括沿光 路顺序设置的第二激光光源201、第二二向色分光镜202、第一二向色分光镜104、 扫描镜105和物镜106，在第二二向色分光镜202的由物镜106返回的光路的反 射光路上顺序设置有第二滤波片203、第二透镜204、第二共聚焦针孔205和第 二光电探测器206，该第二光电探测器206与成像电脑系统113连接。
首先，反射式共聚焦激发光采用的激光光源101为近红外808nm，经过棱镜 起偏器(格兰-泰勒棱镜)102起偏之后，经过四分之一波片103，将线偏振光转 为圆偏振光，所形成的圆偏振光透过第一二向色分光镜104,到达一对检流式共 聚焦扫描镜105。扫描镜将光反射到物镜106，并被物镜会聚到焦点，照射到样 品107上；扫描镜105和物镜106由电脑系统113控制分别完成检测光焦点的横 向和纵向的移动。
生物样品的折射率不匹配造成了样品对信号的反射，经过样品反射的信号被 物镜106收集，在透过第一二向色分光镜104后到达四分之一波片103。由于反 射光保持了圆偏振性，因此在经过波片后变为与入射光成卯度的偏振态。这一 偏振光经过棱镜102后被反射，到达第一滤波片(镀膜波片)108上，此波片为 带通滤波片，仅能使808nm激光通过而对其他光尤其是375nm激光有着0D5的高吸收。
再经过第一透镜109聚焦后， 一根单模光纤系统被用作共聚焦系统的小孔第 一共聚焦针孔IIO。在反射信号经过光纤后，利用第一光电探测器(PMT光探测 器)lll探测其强度，并输入电脑系统113成像；
采集功能信号的激光器201是一台375nm激光器，被用于激发生物组织自 发荧光。激光通过第二二向色滤波片202后，被第一二向色分光镜104反射到检 流式扫描镜105上。通过调整激光器的方向，可保证两台激光器的光路共轭。
从样品激发出的荧光被物镜106收集，被第一、第二二向色分光镜104、 202 反射。通过一个400-500nm第二滤波器(带通滤波器)203,可滤除反射回来的 375nm激光和800nm激光，只探测400-500nm的荧光信号。同样， 一根单模光 纤系统被用作共聚焦系统的小孔第一共聚焦针孔204。在反射信号经过光纤后， 利用第二光电探测器(PMT光探测器)205探测其强度，并输入电脑系统113成 像；
上述两种方式的信号采集后同时输入电脑，同时成像处理，就能获得同一目 标样品同一时间的多模信息的叠加影像，从而完成实时无创地进行生物组织的三
维检测。
权利要求1. 一种多模式共聚焦成像装置，其特征在于该装置包括反射信号采集装置和荧光信号采集装置，其中反射信号采集装置包括沿光路顺序设置的第一激光光源、棱镜起偏器、四分之一波片、第一二向色分光镜、扫描镜和物镜，在棱镜起偏器的由物镜返回的光路的反射光路上顺序设置有第一滤波片、第一透镜、第一共聚焦针孔和第一光电探测器，该第一光电探测器与成像电脑系统连接；同时该装置还设置有荧光信号采集装置，并且荧光信号采集装置与反射信号采集装置公用上述的从第一二向色分光镜到物镜的光路，其包括沿光路顺序设置的第二激光光源、第二二向色分光镜、第一二向色分光镜、扫描镜和物镜，第二二向色分光镜设置于光路由物镜返回第一二向色分光镜的反射光路上，在第二二向色分光镜的由物镜返回的光路的反射光路上顺序设置有第二滤波片、第二透镜、第二共聚焦针孔和第二光电探测器，该第二光电探测器与成像电脑系统连接。
专利摘要本实用新型公开了一种多模式共聚焦成像装置，该装置包括反射信号采集装置和荧光信号采集装置，两装置公用起合光作用的第一二向色分光镜、扫描镜和物镜的光路，其各自的检测光路分别包括滤波片、透镜、共聚焦针孔和光电探测器，光电探测器与成像电脑系统连接。这样由于两套共聚焦系统采集的是来自同一时间点和位置点的信号，同时采用光学设计避免多路激光与探测系统的互相干扰；从而完成实时无创地进行生物组织的三维检测。
文档编号A61B5/00GK201295224SQ20082015501
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者万俊超, 任秋实, 鹏 席, 黄欣明 申请人:上海奥通激光技术有限公司