一種活體顯微內窺光譜成像設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于光學成像【技術領域】，尤其涉及一種活體顯微內窺光譜成像設備。本實用新型所述活體顯微內窺光譜成像設備，包括光源裝置、分光裝置、內窺裝置、色散裝置、探測裝置以及計算機裝置；所述色散裝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實現不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調濾光片、液晶可調濾光片或者薄膜可調濾光片。本實用新型活體顯微內窺光譜成像設備，構造相對簡單，體積較小，使用更加方便；成像光纖束的引入可以對體內腔道器官內表面進行亞細胞分辨率的成像，更重要的是由于色散器件采用全密封設計，無移動部件，大大提高了儀器的環境適應性，使得設備工作更加穩定。
【專利說明】一種活體顯微內窺光譜成像設備

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬于光學成像【技術領域】，尤其涉及一種活體顯微內窺光譜成像設備。

【背景技術】
[0002]腫瘤是嚴重威脅人類健康的重大疾病。近三十年，全球癌癥(惡性腫瘤)發病數以年均3%?5%的速度遞增，癌癥已成為人類最重要的死因之一。臨床經驗表明對癌癥的診斷越早治愈成活率越高，于是能夠實現接近組織活檢的高分辨率成像的顯微內窺鏡技術越來越受到重視。傳統的成像方法，通常都只有成像診斷只能提供空間形態信息。而光譜診斷是依靠獲取在一定波長的光輻射信號來辨別樣品生物化學成分的信息，得到每一個圖像每一個像素點的光譜曲線，光譜診斷還能夠給疾病診斷提供準確的判斷依據。同時將顯微內窺光學成像技術和高光譜成像技術相結合并用于研究生物學和醫學的問題也是近年來發展的一個新的熱點，臨床中使用光譜變化進行疾病診斷也得到了廣泛的使用。將成像診斷與光譜診斷結合，在同一內窺設備上同時實現二者的獲取，極大提高了探測的靈敏度，既獲得亞細胞水平的樣品形態信息，又可提供分子水平的樣品生物化學成分信息，已成為準確判斷疾病的依據之一。
[0003]但是現有技術中的光譜成像設備相當復雜、體積龐大、造價昂貴，并且由于穩定性、分辨率、精度以及易受周圍環境影響等問題往往很難達到精確診斷的要求，使得現有顯微內窺成像診斷和光譜學診斷結合很難達到理想效果。
實用新型內容
[0004]針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供一種活體顯微內窺光譜成像設備，能夠更加方便精確的獲取體內腔道器官內表面亞細胞分辨率的圖像信息和納米分辨率的光譜信息。
[0005]本實用新型所述活體顯微內窺光譜成像設備，包括光源裝置、分光裝置、內窺裝置、色散裝置、探測裝置以及計算機；
[0006]所述光源裝置連接分光裝置，所述分光裝置分別與內窺裝置和色散裝置連接，所述色散裝置還與探測裝置和計算機分別相連，所述探測裝置也連接到計算機；
[0007]所述色散裝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實現不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調濾光器(Acousto-Optic TunableFilter,簡稱A0TF)、液晶可調濾光片或者薄膜可調濾光片。
[0008]進一步，所述內窺裝置包括成像鏡頭、顯微物鏡和成像光纖束；所述成像鏡頭和顯微物鏡組成縮束設備。
[0009]進一步，所述光源為白光光源或者激光光源；所述分光裝置為分束器或者二向色鏡。
[0010]進一步，所述探測裝置為電荷稱合元件(Charge-coupled Device,簡稱CO))探測器。
[0011]本實用新型活體顯微內窺光譜成像設備，構造相對簡單，體積較小，使用更加方便；成像光纖束的引入可以對體內腔道器官內表面進行亞細胞分辨率的成像，更重要的是由于色散器件采用全密封設計，無移動部件，大大提高了儀器的環境適應性，使得設備工作更加穩定，而且隨著精度和分辨率的大幅提高，可以得到亞細胞分辨率的內窺圖像信息和納米分辨率的光譜信息，可以有力的輔助消化和泌尿等設備各項疾病的診斷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過參考附圖會更加清楚的理解本實用新型的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本實用新型進行任何限制，在附圖中:
[0013]圖1是本實用新型一個實施例一種顯微內窺光譜成像設備的結構示意圖；

【具體實施方式】
[0014]現結合附圖和實施例對本實用新型技術方案作進一步詳細闡述。
[0015]如圖1所示，本實施例內窺光譜成像設備包括光源裝置、分光裝置、內窺裝置、色散裝置、探測裝置和計算機。
[0016]所述光源裝置連接分光裝置，所述分光裝置分別與內窺裝置和色散裝置連接，所述色散裝置還與探測裝置和計算機分別相連，所述探測裝置也連接到計算機；
[0017]所述色散裝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實現不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調濾光器、液晶可調濾光片或者薄膜可調濾光片。
[0018]光源裝置用于提供探測光束。其中，當實現反射光譜探測時，光源裝置可以是寬譜光源；當實現熒光光譜探測時，光源裝置可以是激光光源。
[0019]分光裝置提供兩路通道；一路由光源裝置輸出的探測光束經分光裝置進入內窺裝置內；另一路從內窺裝置返回的反射光束經分光裝置后進入色散裝置。
[0020]其中，如果是對反射光譜進行探測，分光裝置是分束器，如果是對熒光光譜進行探測，分光裝置則是二向色鏡。
[0021]內窺裝置包括成像鏡頭、顯微物鏡和成像光纖束；成像鏡頭和顯微物鏡組成縮束設備，用于對從分光裝置接收到的探測光束進行縮束，成像光纖束用于將縮束后的光束傳導至探測樣品，并收集由探測樣品返回的熒光信號或者反射光信號。
[0022]例如，使用本實施例活體顯微內窺光譜成像設備進行疾病診斷時，由光源裝置發出寬譜光束或激光光束，并且進入分光裝置，分光裝置將寬譜光束或激光光束反射到內窺裝置。內窺裝置中的成像鏡頭和顯微物鏡組成的縮束設備將寬譜光束或激光光束縮束到和成像光纖束物理尺寸相當的程度；顯微物鏡將寬譜光束或激光光束聚焦到成像光纖束的前端面，通過成像光纖束的傳導將寬譜光束或激光光束傳輸到探測樣品處。實際使用中成像光纖束通過常規內窺鏡的活檢通道進入到體內消化設備或者泌尿設備等腔道器官內表面。寬譜光束或激光光束到達探測樣品后返回漫反射信號或者熒光信號，返回光束經過成像光纖束的收集，再經由顯微物鏡和成像鏡頭的準直擴束，透過分光裝置到達色散裝置；色散裝置中的色散器件控制器控制色散器件的波長選通性，其中色散器件為聲光可調濾光器，順序選定不同波長光束通過，每次容許一個波長的信號通過，帶通窄波段的光束通過色散器件后聚焦在探測裝置上，探測裝置記錄通過波長光束的圖像。
[0023]通過本實施例活體內窺光譜成像設備，構造相對簡單，使用方便，受周圍環境影響小，對在體在體組織腔道器官內表面的檢測更加方便，檢測結果更加精確；造價也更加低廉。成像光纖束的引入可以對體內腔道器官內表面進行亞細胞分辨率的成像，而且可以得到亞細胞分辨率的內窺圖像信息和納米分辨率的光譜信息，可以有力的輔助消化和泌尿等設備各項疾病的診斷。
[0024]雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的范圍之內。
【權利要求】
1.一種活體顯微內窺光譜成像設備，其特征在于，所述設備包括光源裝置、分光裝置、內窺裝置、色散裝置、探測裝置以及計算機； 所述光源裝置連接分光裝置，所述分光裝置分別與內窺裝置和色散裝置連接，所述色散裝置還與探測裝置和計算機分別相連，所述探測裝置也連接到計算機； 所述色散裝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實現不同波長信號的選通；所述色散器件為聲光可調濾光器AOTF、液晶可調濾光片或者薄膜可調濾光片。
2.根據權利要求1所述設備，其特征在于，所述內窺裝置包括成像鏡頭、顯微物鏡和成像光纖束；所述成像鏡頭和顯微物鏡組成縮束設備。
3.根據權利要求2所述設備，其特征在于，所述光源為白光光源或者激光光源。
4.根據權利要求2所述設備，其特征在于，所述分光裝置為分束器或者二向色鏡。
5.根據權利要求2所述設備，其特征在于，所述探測裝置為電荷耦合元件CCD探測器。
【文檔編號】A61B1/04GK204120977SQ201420402855
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】張紅明, 張立福, 岑奕, 吳太夏, 黃長平, 李瑤 申請人:中國科學院遙感與數字地球研究所