本发明涉及显微成像领域，特别涉及一种使用光纤束实现在体多位点成像的系统。
背景技术
光学显微成像技术在应用于在体实验动物研究、临床医疗诊断时，会不可避免的遇到一个问题或需求，如何同时实现多个位点的观察成像。该问题对于探讨在体样本多个位点区域的功能联系，或提供多位点联合临床诊断均十分重要，也是当前光学显微成像前沿技术的一个研究热点。
梯度折射率透镜具有体积小，成像质量好的优点，十分适用于植入体内获取深层图像，或固定于体表进行表层成像；光纤束由许多细的光纤组成，能起到图像传递作用，每一个细光纤相当于图像的一个像素，而且光纤束允许一定的弯折，在图像信息传递过程中具有空间布局灵活的特点。本发明通过将多根光纤束和多个梯度折射率透镜相结合使用，提供了一种使用光纤束实现在体多位点成像的方法。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种使用光纤束实现在体多位点成像的系统。发展一种新型显微成像技术，满足同时观察空间跨度大的多个样品位点的成像。
本发明通过使用多根光纤束实现在体多位点成像；每根光纤束的一端连接一个梯度折射率物镜，每个梯度折射率物镜均位于样品的不同的观察位点；多根光纤束的另一端捆绑在一起成为一根更粗的光纤束，且该光纤束的端面位于成像系统的成像焦面上。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种使用光纤束实现在体多位点成像的系统，包括成像装置、多根光纤束及连接于每根所述光纤束的一端的用于对多个位点进行观察的梯度折射率物镜，每根所述光纤束的另一端捆扎在一起，形成位于所述成像装置的成像焦面上的导光端面。
优选的是，所述成像系统包括成像物镜、照明光源、探测相机和滤光片组。
优选的是，所述照明光源发出的照明光依次经滤光片组、成像物镜后到达成像焦面，再由多根所述光纤束一端的导光端面导入到其另一端的多个梯度折射率物镜，照射到多个观察位点上；多个观察位点上的成像光沿原路返回，经成像物镜、滤光片组后到达探测相机，进行成像。
优选的是，所述滤光片组包括半透半反片，照明光经所述半透半反片反射后进入所述成像物镜，返回的成像光透射所述半透半反片后进入所述探测相机。
优选的是，所述滤光片组包括激发滤光片、二向色片和发射滤光片，照明光经所述激发滤光片滤光、所述二向色片反射后进入所述成像物镜；返回的成像光经所述发射滤光片滤光、所述二向色片透射后进入所述探测相机。
优选的是，其特征在于，所述光纤束通过刚性固定套筒与所述梯度折射率物镜连接。
优选的是，所述光纤束与梯度折射率物镜间的距离等于梯度折射率物镜的工作像距。
优选的是，所述固定套筒与所述梯度折射率物镜连接的一端的内壁上开设有安装槽，所述安装槽内设置有锁紧组件；
所述锁紧组件包括与固定套筒的内壁连接的支柱、旋转连接于所述支柱上的横板、连接于所述横板一端的压块、连接于所述横板另一端的卡块及连接于所述卡块和固定套筒的内壁之间的弹簧。
优选的是，所述固定套筒上由表面向内开设有贯通至所述安装槽内的供所述压块伸出的开孔；所述梯度折射率物镜与所述固定套筒连接的一端的外壁上设置有用于供所述卡块插入的卡槽。
优选的是，所述固定套筒的端面上设置有环形磁铁片，所述梯度折射率物镜的外壁上设置有与所述环形磁铁片配合的铁质限位卡环。
本发明的有益效果是：本发明使用光纤束实现在体多位点成像的系统，通过使用多根光纤束进行多位点成像,每一根光纤束对应一个位点；光纤束一端连接一个梯度折射率物镜(grinlens),把grinlens获取的图像传送到成像系统端，能在成像空间跨度大的多个样品位点的同时获取高空间分辨率的样品结构信息，实现间跨度大的多个样品位点的同时显微成像。本发明结构简单，使用效果好，具有很好的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的一种实施例中的使用光纤束实现在体多位点成像的系统的结构示意图；
图2为本发明的一种实施例中的粗光纤束的导光端面的横截面示意图；
图3为本发明的一种实施例中的成像系统的结构示意图；
图4为本发明的一种实施例中的光纤束与梯度折射率物镜的连接示意图；
图5为本发明的一种实施例中的固定套筒的结构示意图；
图6为本发明的一种实施例中的图5中的锁紧组件的放大结构示意图；
图7为本发明的一种实施例中的梯度折射率物镜的局部结构示意图；
图8为本发明的另一种实施例中的光纤束与梯度折射率物镜的连接示意图。
附图标记说明：
10—粗光纤束；11—第一光纤束；12—第二光纤束；13—第三光纤束；14—第四光纤束；21—第一梯度折射率物镜；22—第二梯度折射率物镜；23—第三梯度折射率物镜；24—第四梯度折射率物镜；210—卡槽；211—限位卡环；3—成像焦面；4—样品；5—成像装置；51—成像物镜；52—照明光源；53—探测相机；54—滤光片组；541—激发滤光片；542—二向色片/半透半反片；543—发射滤光片；61—照明光；62—成像光；7—固定套筒；70—安装槽；71—锁紧组件；72—支柱；73—横板；74—压块；75—卡块；76—弹簧；77—开孔；78—环形磁铁片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-4所示，本实施例的一种使用光纤束实现在体多位点成像的系统，包括成像装置55、多根光纤束及连接于每根光纤束的一端的用于对多个位点进行观察的梯度折射率物镜，每根光纤束的另一端捆扎在一起形成更粗的光纤束，且其端面形成位于成像装置5的成像焦面3上的导光端面。
成像装置5包括成像物镜51、照明光源52、探测相机53和滤光片组54。照明光源52发出的照明光依次经滤光片组54、成像物镜51后到达成像焦面，再由多根光纤束一端的导光端面导入到其另一端的多个梯度折射率物镜，照射到多个观察位点上；多个观察位点上的成像光沿原路返回，经成像物镜51、滤光片组54后到达探测相机53，进行成像。
在一种实施例中，参照图1-4，包括四根光纤束，分别是第一光纤束11、第二光纤束12、第三光纤束13、第四光纤束14，四根光纤束一端捆绑在一起成为粗光纤束10；每根光纤束的另一端连接一个梯度折射率物镜(grinlens)，图中第一光纤束11与第一梯度折射率物镜21连接、第二光纤束12与第二梯度折射率物镜22连接、第三光纤束13与第三梯度折射率物镜23连接、第四光纤束14与第四梯度折射率物镜24连接，四个梯度折射率物镜位于样品4的四个不同观察位点。由四根光纤束捆绑在一起的粗光纤束10的端面形成导光端面，位于成像系统5的成像焦面3上。图2为各个光纤束所捆扎形成的粗的光纤束10的端面在成像焦面3的横截面示意图。构成粗光纤束10的第一光纤束11、第二光纤束12、第三光纤束13、第四光纤束14的一端口均位于成像焦面3上，这时各根光纤束内每一根细光纤均相当于成像焦面3上的一个像素点。照明光源5252发出的照明光61经过滤光片组5454、物镜51到达成像焦面3，再进入光纤束10，通过各个光纤束11、12、13、14到达各个梯度折射率物镜21、22、23、24，最后到达各个的观察位点进行照明。相反，成像光62从各个的观察位点经过各个梯度折射率物镜21、22、23、24和各个光纤束11、12、13、14到达成像焦面3，再经由物镜51、滤光片组5454后到达探测相机5353。这时探测相机53能同时记录来自各个位点的图像信息，并进行图像信息的读出。
在一种实施例中，对于非荧光成像情况，滤光片组54可仅包含半透半反片542，照明光经半透半反片542反射后进入成像物镜51，返回的成像光透射半透半反片542后进入探测相机53。
在另一中实施例中，对于荧光成像情况，参照图3，滤光片组54包括激发滤光片541、二向色片542和发射滤光片543，照明光经激发滤光片541滤光、二向色片542反射后进入成像物镜51；返回的成像光经二向色片542透射、发射滤光片541滤光后进入探测相机53。
光纤束通过刚性固定套筒7与梯度折射率物镜连接。光纤束与梯度折射率物镜间的距离等于梯度折射率物镜的工作像距。
在一种实施例中，参照图4，光纤束11通过刚性固定套筒7与梯度折射率物镜21固定连接。
在另一种实施例中，参照图5-8，固定套筒7与梯度折射率物镜为可拆卸连接。以下及图5-8中以第一光纤束与第一梯度折射率物镜的连接为例进行说明，固定套筒7与梯度折射率物镜连接的一端的内壁上开设有安装槽70，安装槽70内设置有锁紧组件71；锁紧组件71包括与固定套筒7的内壁连接的支柱72、旋转连接于支柱72上的横板73、连接于横板73一端的压块74、连接于横板73另一端的卡块75及连接于卡块75和固定套筒7的内壁之间的弹簧76。横板73可通过转轴或铰链等连接在支柱72上，以能绕支柱72转动。
固定套筒7上由表面向内开设有贯通至安装槽70内的供压块74伸出的开孔77；梯度折射率物镜与固定套筒7连接的一端的外壁上设置有用于供卡块75插入的卡槽210。固定套筒7的端面上设置有环形磁铁片78，梯度折射率物镜的外壁上设置有与环形磁铁片78配合的铁质限位卡环211，限位卡环211材质为铁，以与环形磁铁片78吸合。环形磁铁片78与限位卡配合，一方面便于梯度折射率物镜的安装到位，另一方面能提高连接的牢固度。
固定套筒7一端与光纤束固接，另一端与梯度折射率物镜可拆卸连接，以便于维修更换。具体的，参照图5、6、7、8，固定套筒7与梯度折射率物镜连接时，先向下按压压块74，横板73的左端下移、右端上翘，使右端的卡块75收入到安装槽70内，然后将梯度折射率物镜插入到固定套筒7内，固定套筒7的端面上的环形磁铁片78与梯度折射率物镜的外壁上的限位卡环211接触并吸合后，表明安装到位；然后松开压块74，在弹簧76的弹力作用下，卡块75向下弹出安装槽70，卡入到梯度折射率物镜外壁上的卡槽210内，从而实现连梯度折射率物镜在固定套筒7内的锁紧；取下梯度折射率物镜时，先向下按压压块74使卡块75脱离卡槽210收入到安装槽70内，然后将梯度折射率物镜取出即可。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。