一种活体显微内窥光谱成像设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于光学成像【技术领域】，尤其涉及一种活体显微内窥光谱成像设备。本实用新型所述活体显微内窥光谱成像设备，包括光源装置、分光装置、内窥装置、色散装置、探测装置以及计算机装置；所述色散装置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件实现不同波长信号的选通；所述色散器件为声光可调滤光片、液晶可调滤光片或者薄膜可调滤光片。本实用新型活体显微内窥光谱成像设备，构造相对简单，体积较小，使用更加方便；成像光纤束的引入可以对体内腔道器官内表面进行亚细胞分辨率的成像，更重要的是由于色散器件采用全密封设计，无移动部件，大大提高了仪器的环境适应性，使得设备工作更加稳定。
【专利说明】一种活体显微内窥光谱成像设备
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型属于光学成像【技术领域】，尤其涉及一种活体显微内窥光谱成像设备。
【背景技术】
[0002]肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病。近三十年，全球癌症(恶性肿瘤)发病数以年均3%?5%的速度递增，癌症已成为人类最重要的死因之一。临床经验表明对癌症的诊断越早治愈成活率越高，于是能够实现接近组织活检的高分辨率成像的显微内窥镜技术越来越受到重视。传统的成像方法，通常都只有成像诊断只能提供空间形态信息。而光谱诊断是依靠获取在一定波长的光辐射信号来辨别样品生物化学成分的信息，得到每一个图像每一个像素点的光谱曲线，光谱诊断还能够给疾病诊断提供准确的判断依据。同时将显微内窥光学成像技术和高光谱成像技术相结合并用于研究生物学和医学的问题也是近年来发展的一个新的热点，临床中使用光谱变化进行疾病诊断也得到了广泛的使用。将成像诊断与光谱诊断结合，在同一内窥设备上同时实现二者的获取，极大提高了探测的灵敏度，既获得亚细胞水平的样品形态信息，又可提供分子水平的样品生物化学成分信息，已成为准确判断疾病的依据之一。
[0003]但是现有技术中的光谱成像设备相当复杂、体积庞大、造价昂贵，并且由于稳定性、分辨率、精度以及易受周围环境影响等问题往往很难达到精确诊断的要求，使得现有显微内窥成像诊断和光谱学诊断结合很难达到理想效果。
实用新型内容
[0004]针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种活体显微内窥光谱成像设备，能够更加方便精确的获取体内腔道器官内表面亚细胞分辨率的图像信息和纳米分辨率的光谱信息。
[0005]本实用新型所述活体显微内窥光谱成像设备，包括光源装置、分光装置、内窥装置、色散装置、探测装置以及计算机；
[0006]所述光源装置连接分光装置，所述分光装置分别与内窥装置和色散装置连接，所述色散装置还与探测装置和计算机分别相连，所述探测装置也连接到计算机；
[0007]所述色散装置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件实现不同波长信号的选通；所述色散器件为声光可调滤光器(Acousto-Optic TunableFilter,简称A0TF)、液晶可调滤光片或者薄膜可调滤光片。
[0008]进一步，所述内窥装置包括成像镜头、显微物镜和成像光纤束；所述成像镜头和显微物镜组成缩束设备。
[0009]进一步，所述光源为白光光源或者激光光源；所述分光装置为分束器或者二向色镜。
[0010]进一步，所述探测装置为电荷稱合元件(Charge-coupled Device,简称CO))探测器。
[0011]本实用新型活体显微内窥光谱成像设备，构造相对简单，体积较小，使用更加方便；成像光纤束的引入可以对体内腔道器官内表面进行亚细胞分辨率的成像，更重要的是由于色散器件采用全密封设计，无移动部件，大大提高了仪器的环境适应性，使得设备工作更加稳定，而且随着精度和分辨率的大幅提高，可以得到亚细胞分辨率的内窥图像信息和纳米分辨率的光谱信息，可以有力的辅助消化和泌尿等设备各项疾病的诊断。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中:
[0013]图1是本实用新型一个实施例一种显微内窥光谱成像设备的结构示意图；
【具体实施方式】
[0014]现结合附图和实施例对本实用新型技术方案作进一步详细阐述。
[0015]如图1所示，本实施例内窥光谱成像设备包括光源装置、分光装置、内窥装置、色散装置、探测装置和计算机。
[0016]所述光源装置连接分光装置，所述分光装置分别与内窥装置和色散装置连接，所述色散装置还与探测装置和计算机分别相连，所述探测装置也连接到计算机；
[0017]所述色散装置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件实现不同波长信号的选通；所述色散器件为声光可调滤光器、液晶可调滤光片或者薄膜可调滤光片。
[0018]光源装置用于提供探测光束。其中，当实现反射光谱探测时，光源装置可以是宽谱光源；当实现荧光光谱探测时，光源装置可以是激光光源。
[0019]分光装置提供两路通道；一路由光源装置输出的探测光束经分光装置进入内窥装置内；另一路从内窥装置返回的反射光束经分光装置后进入色散装置。
[0020]其中，如果是对反射光谱进行探测，分光装置是分束器，如果是对荧光光谱进行探测，分光装置则是二向色镜。
[0021]内窥装置包括成像镜头、显微物镜和成像光纤束；成像镜头和显微物镜组成缩束设备，用于对从分光装置接收到的探测光束进行缩束，成像光纤束用于将缩束后的光束传导至探测样品，并收集由探测样品返回的荧光信号或者反射光信号。
[0022]例如，使用本实施例活体显微内窥光谱成像设备进行疾病诊断时，由光源装置发出宽谱光束或激光光束，并且进入分光装置，分光装置将宽谱光束或激光光束反射到内窥装置。内窥装置中的成像镜头和显微物镜组成的缩束设备将宽谱光束或激光光束缩束到和成像光纤束物理尺寸相当的程度；显微物镜将宽谱光束或激光光束聚焦到成像光纤束的前端面，通过成像光纤束的传导将宽谱光束或激光光束传输到探测样品处。实际使用中成像光纤束通过常规内窥镜的活检通道进入到体内消化设备或者泌尿设备等腔道器官内表面。宽谱光束或激光光束到达探测样品后返回漫反射信号或者荧光信号，返回光束经过成像光纤束的收集，再经由显微物镜和成像镜头的准直扩束，透过分光装置到达色散装置；色散装置中的色散器件控制器控制色散器件的波长选通性，其中色散器件为声光可调滤光器，顺序选定不同波长光束通过，每次容许一个波长的信号通过，带通窄波段的光束通过色散器件后聚焦在探测装置上，探测装置记录通过波长光束的图像。
[0023]通过本实施例活体内窥光谱成像设备，构造相对简单，使用方便，受周围环境影响小，对在体在体组织腔道器官内表面的检测更加方便，检测结果更加精确；造价也更加低廉。成像光纤束的引入可以对体内腔道器官内表面进行亚细胞分辨率的成像，而且可以得到亚细胞分辨率的内窥图像信息和纳米分辨率的光谱信息，可以有力的辅助消化和泌尿等设备各项疾病的诊断。
[0024]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
【权利要求】
1.一种活体显微内窥光谱成像设备，其特征在于，所述设备包括光源装置、分光装置、内窥装置、色散装置、探测装置以及计算机； 所述光源装置连接分光装置，所述分光装置分别与内窥装置和色散装置连接，所述色散装置还与探测装置和计算机分别相连，所述探测装置也连接到计算机； 所述色散装置包括色散器件和色散器件控制器，所述色散器件控制器控制色散器件实现不同波长信号的选通；所述色散器件为声光可调滤光器AOTF、液晶可调滤光片或者薄膜可调滤光片。
2.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述内窥装置包括成像镜头、显微物镜和成像光纤束；所述成像镜头和显微物镜组成缩束设备。
3.根据权利要求2所述设备，其特征在于，所述光源为白光光源或者激光光源。
4.根据权利要求2所述设备，其特征在于，所述分光装置为分束器或者二向色镜。
5.根据权利要求2所述设备，其特征在于，所述探测装置为电荷耦合元件CCD探测器。
【文档编号】A61B1/04GK204120977SQ201420402855
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】张红明, 张立福, 岑奕, 吴太夏, 黄长平, 李瑶 申请人:中国科学院遥感与数字地球研究所