专利名称：一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物医疗器械制造技术领域，特别涉及一种生物医学细胞检测技术的反射式共聚焦皮肤显微镜。
背景技术：
现代医学上，皮肤科临床常见的恶性肿瘤包括黑素瘤、基底细胞癌和鳞状细胞癌。皮肤科医师临床诊断皮肤肿瘤主要依靠肉眼诊断和病理确诊，然而即使是富有经验的医师临床正确诊断皮肤肿瘤的概率也只有759^80%。这是因为皮肤科肿瘤的诊断方法和其他科室临床肿瘤诊断相比缺少一些辅助诊断措施，如B超、MRI和CT等。这些辅助诊断措施不但能对肿瘤进行初步诊断分析，而且可以对肿瘤进行精确定位并指导病理检查。随着科技的飞速发展，无创辅助检测手段陆续应用于皮肤科临床，例如皮肤镜、皮肤超声、磁共振、光学相干断层成像、反射式共聚焦显微皮肤镜。特别是反射式共聚焦显微皮肤镜，只有它能观察皮肤细胞水平的变化，成像最接近于组织病理学。反射式共聚焦显微镜在皮肤科临床检测应用研究十几年来，国外临床检测应用报道已经包括炎症性皮肤病、感染性皮肤病、色素性皮肤病、皮肤良恶性肿瘤以及皮肤癌。 国内数家大型医院也用此技术对斑驳病、银屑病等进行了部分研究。反射式共聚焦显微皮肤镜在癌症的早期诊断方面已体现出令人信服的优势，但在临床应用中仍存在许多亟需解决的问题。目前，美国的lucid-tech公司已生产了基于共聚焦的三维皮肤CT设备 VivaScope系列，而且已投入临床使用，其大致结构如图I所示。经过实践表明，该系列产品的测量臂由于采用机械结构，较为笨重，操作不够灵活，进而回影响到成像质量。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新的结构类型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜。本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜要能够提高设备操作的灵活性，还要能提高生物影像的图像分辨率，同时重构的图像更接近于细胞组织真实的结构和状态。为了达到上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案如下—种反射式激光共聚焦皮肤显微镜,该显微镜的结构包括有激光光源系统、光纤耦合器、振镜扫描单元、扫描透镜、传像光纤、物镜、光探测系统和图像分析与重构系统，其特征在于，所述扫描透镜和物镜由一个线性柔软结构相连，所述线性柔软结构内含有传像光纤。在本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，所述激光光源系统提供的激光由尾纤出射并进入光纤耦合器，出射进入准直器，经准直后进入至振镜扫描单元，出射后通过扫描透镜耦合至传像光纤内，由固定于传像光纤尾端的物镜出射至人体皮肤组织上；激光照射在人体皮肤组织产生的反射光依次通过物镜、传像光纤、扫描透镜、振镜扫描单元、 准直器和光纤耦合器，传输至光探测系统内，光探测系统将光信号转化为电信号，并实现数模转换，得到反射光的数字信号，数字信号再通过主机内的图像分析与重构系统完成图像重构。在本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，所述的激光光源系统包括电源、激光驱动器、激光器和尾纤，所述的电源为激光驱动器供电以驱动激光器发出激光，发出的激光经过尾纤后出射。在本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，所述的振镜扫描单元包括快速振镜、慢速振镜和透镜组，所述的透镜组处于快速振镜和慢速振镜之间。在本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，所述的光探测系统内包括有光信号探测和放大装置。在本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，所述的光探测器是雪崩光电二极管或者是光电倍增管。在本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，设置于主机内的图像分析与重构系统将光探测系统采集到的单点信号还原成二维或三维的图像，重现被探测样品中组织的细胞结构。基于上述技术方案，本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜与现有技术相比具有如下技术优点I.本实用新型还用线性柔软结构来替代传统的机械臂结构，在扫描透镜和物镜之间形成一个灵活的操作臂，在实践中灵活方便，便于适用于各种类型的皮肤和位置。2.本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中，采用光纤共焦显微技术和图像重构技术，克服了现有技术共聚焦扫描显微内窥镜的缺点，具有灵活的操作性、图像分辨率高、探头物理尺寸小多方面的技术优势。
图I是现有技术中反射式激光共聚焦皮肤显微镜的结构示意图。图2是本实用新型反射式激光共聚焦皮肤显微镜的系统结构图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜做进一步的描述，以求更为清楚明了地理解其结构和应用，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。如图2所示，本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜在结构包括有激光光源系统、光纤耦合器、振镜扫描单元、扫描透镜、传像光纤、物镜、光探测系统和图像分析与重构系统。本实用新型的最主要的一个特点在于在扫描透镜和物镜由一个线性柔软结构相连，所述线性柔软结构内含有传像光纤。本实用新型中的激光光源系统为整个显微镜提供激光光源。光纤耦合器实现分光的目的，替代传统的分光棱镜。振镜扫描单元根据不同的控制信号将激光光束以不同的角度耦合入传像光纤中的不同光纤。传像光纤由很多的光纤组成，每个单独的光纤都同传统光纤一样，具有传光的特性，传像光纤用于替代部分传统的光路，使得整个显微镜具有更好的灵活性和便携性。物镜则是将成像光束出射的激光聚焦至人体皮肤组织上。[0021]本实用新型的显微镜光学原理在于，激光光源系统提供的激光光源经过光纤耦合器，进入振镜扫描单元后出射，通过扫描透镜耦合至传像光纤内，经过传像光纤后，由固定于传像光纤一端的物镜出射至人体皮肤组织上；激光照射在人体皮肤组织后，产生反射，反射光再通过物镜、传像光纤、扫描透镜、振镜扫描单元和光纤耦合器后，传输至光探测系统内，光探测系统将光信号转化为电信号，并实现数模转换，得到反射光的数字信号，数字信号再通过主机内的图像分析与重构系统完成图像重构，进而在可视界面上显示出来。本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中的激光光源系统包括电源、激光驱动器、激光器和尾纤，电源为激光驱动器供电以驱动激光器发出激光，发出的激光经尾纤出射。其中的共聚焦扫描单元包括快速振镜、慢速振镜和位于二者之间的透镜组。光探测系统包括透镜、光信号探测和放大装置，探测皮肤在激光的照射下产生反射光信号。此光信号经过物镜、传像光纤、共聚焦扫描单元、光信号探测和放大装置，最终被光探测器转换为电信号。图像分析与重构系统设置于主机内，其将光探测系统采集到的单点信号还原成二维或三维的图像，重现被探测样品内组织的细胞结构。针对于本实用新型的具体实际结构情况，反射式激光共聚焦皮肤显微镜的工作流程如下在反射式激光共聚焦皮肤显微镜的内部设有激光器，该激光器由激光驱动器驱动发出激光进行探测，激光驱动器则连接电源。本实用新型中由激光驱动器驱动的激光器1， 激光由尾纤出射，激光通过光纤耦合器2经过准直透镜3进入到振镜扫描单元内。在振镜扫描单元内，入射的激光先经快速振镜4反射，然后从透镜组5透射，入射至慢速振镜6上，再经过慢速振镜6反射，然后入射至耦合透镜组7上。入射的激光光束， 经过耦合透镜组7耦合至成像光束8内的单根光纤中，经过成像光束8传输，再通过物镜9 后入射至皮肤组织10上。激光照射在皮肤组织10后，产生的反射光信号首先从物镜9透射出来，然后经过成像光束8内的光纤的传输，再通过耦合透镜组7和共聚焦扫描单元A，再从光纤耦合器2 出射，进入到光探测系统中。在光探测系统中，入射的光信号被光探测器11转换为电信号，该电信号再经过A/ D转换器12转换为数字信号后，输入至主板电路13和主机14内。在上述的主机14内，设有所述的图像分析与重构系统，该系统将光探测系统B采集到的单点信号还原成二维或三维的图像，重现被探测组织的细胞结构。本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜通过激光光源代替冷光源，光纤耦合器替代分光棱镜，光纤束传输图像，同时自主设计的光学结构，在提高图像分辨的前提条件下，减小物镜端头的物理尺寸，通过用软性柔软结构来替代机械臂结构，增加仪器的操作灵活性，提高其应用范围和成像质量。本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜中克服了现有技术共聚焦扫描显微内窥镜的操作笨重不够灵活以及成像质量不高的缺点，具有灵活的操作性、图像分辨率高、探头物理尺寸小多方面的技术优势。
权利要求1.一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，该显微镜的结构包括有激光光源系统、光纤率禹合器、振镜扫描单元、扫描透镜、传像光纤、物镜、光探测系统和图像分析与重构系统，其特征在于，所述扫描透镜和物镜由一个线性柔软结构相连，所述线性柔软结构内含有传像光纤，所述激光光源系统提供的激光由尾纤出射并进入光纤耦合器，出射进入准直器，经准直后进入至振镜扫描单元，出射后通过扫描透镜耦合至传像光纤内，由固定于传像光纤尾端的物镜出射至人体皮肤组织上；激光照射在人体皮肤组织产生的反射光依次通过物镜、传像光纤、扫描透镜、振镜扫描单元、准直器和光纤耦合器，传输至光探测系统内，光探测系统将光信号转化为电信号，并实现数模转换，得到反射光的数字信号，数字信号再通过主机内的图像分析与重构系统完成图像重构。
2.根据权利要求I所述的一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，其特征在于，所述的激光光源系统包括电源、激光驱动器、激光器和尾纤，所述的电源为激光驱动器供电以驱动激光器发出激光，发出的激光经过尾纤后出射。
3.根据权利要求I所述的一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，其特征在于，所述的振镜扫描单元包括快速振镜、慢速振镜和透镜组，所述的透镜组处于快速振镜和慢速振镜之间。
4.根据权利要求I所述的一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，其特征在于，所述的光探测系统内包括有光信号探测和放大装置。
5.根据权利要求4所述的一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，其特征在于，所述的光信号探测和放大装置中的光探测器是雪崩光电二极管或者是光电倍增管。
6.根据权利要求I所述的一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，其特征在于，设置于主机内的图像分析与重构系统将光探测系统采集到的单点信号还原成二维或三维的图像，重现被探测样品中组织的细胞结构。
专利摘要本实用新型涉及一种反射式激光共聚焦皮肤显微镜，该显微镜的结构包括有激光光源系统、光纤耦合器、振镜扫描单元、扫描透镜、传像光纤、物镜、光探测系统和图像分析与重构系统，所述扫描透镜和物镜由一个线性柔软结构相连，所述线性柔软结构内含有传像光纤。本实用新型的反射式激光共聚焦皮肤显微镜提高了设备的操作灵活性，并提高生物影像的图像分辨率，使得重构的图像更接近于细胞组织真实的结构和状态。
文档编号A61B5/00GK202342011SQ201120427849
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者周军, 李健威, 李平, 殷刚, 赵浩 申请人:上海波汇通信科技有限公司