[发明专利]用于可变场照明的方法和装置

说明书

背景技术

光谱成像将数字成像与分子光谱技术相结合，该分子光谱技术可包含拉曼散射、荧光辐射、光致发光、紫外线辐射、可见光和红外光吸收光谱学。当被应用于材料的化学分析时，光谱成像一般被称为化学成像。用于执行光谱(即，化学)成像的设备一般包含图像收集光学器件、焦面阵列成像检测器和成像光谱仪。

一般地，样品尺寸确定图像收集光学器件的选择。例如，为了分析亚微米到毫米的空间尺寸的样品，一般使用显微镜。对于在毫米到米的尺寸范围内的更大的物体，宏透镜光学器件是合适的。对于位于相对不易接近的环境内的样品，可以使用柔性的纤维镜或刚性的管道镜。对于尺度非常大的物体，诸如行星物体，望远镜是适当的图像收集光学器件。

不管是哪种类型的光学设备，任何光谱研究中的第一步都是限定适当的目标。例如，细胞的详细诊断需要在表面上涂抹细胞并对细胞进行研究。细胞光谱诊断不是常见的，但可通过使用各种分析光谱方法被实现。并且，这种细胞的常规光谱成像通过光栅点扫描或全场成像被执行。前者包括在样品上光栅扫描点聚焦的激光点。后者包括通过激光激发源对样品进行广域照射并在整个区域上同时收集和分析所有的拉曼散射光。

任何细胞学研究中的重要步骤是识别需要进一步研究的有病的细胞。使用常规方法中的任一种需要首先观察大面积的细胞以限定所关心的区域(例如，有病的细胞)，然后以手动的方式使数据获取系统(例如，光学部件)对准所关心的区域。但是，许多化学和生物样品即使在测量周期内也是动态变化的。常规技术通过使用第一设备提供样品的宏观视场。一旦一个或更多个所关心的区域被识别，就使用次级装置研究特定的所关心的区域。因此，用于细胞学研究的细胞的化学成像较为麻烦和耗时。

最近的细胞的突出光谱特征的识别和目录编制产生了迅速识别目标细胞并尽可能迅速准确地从目标细胞捕获光谱信息的需求。以上讨论的常规的方法不能提供简单或自动的用于为随后的数据获取对准或限定重要细胞的技术。常规的方法具有几种缺点。首先，在测试过程中交换装置会对成像过程产生不利影响。第二，生物和化学样品会发生会在第二光谱仪被激活前完成的变化。最后，使用多个光谱装置会使识别所关心的区域的任务变得困难和耗时。因此，随着对于用于细胞学诊断的细胞的迅速准确的表征的需求，需要适当的装置和方法。

发明内容

在一个实施例中，本公开涉及一种用于从样品获得光学信息的方法，该方法包括以下步骤：提供照明光子以与样品相互作用由此产生散射光子；从散射光子获得样品的宏观视场的拉曼图像；从拉曼图像选择所关心的区域；将照明光子聚焦到与所关心的区域对应的样品的一部分上；和从样品的该部分获得光学信息。该方法可以用所有的宽视场拉曼测量(例如，可见拉曼，LCTF)实现，并能够与正常的可见视频显微术(成像)和NIR成像、可见LCTF或荧光成像组合。

在另一实施例中，本公开针对一种用于从样品获得光学信息的系统。该系统包括：用于提供照明光子以与样品相互作用由此产生散射光子的光子源；能够从散射光子获得样品的宏观视场的拉曼图像的成像子系统；用于从拉曼图像选择所关心的区域的装置；用于将照明光子聚焦到与所关心的区域对应的样品的一部分上的聚焦子系统；并且成像子系统还能够从样品的所述部分获得光学信息。

在另一实施例中，本公开涉及一种具有存储在其中的用于操作处理器以从样品获得光学信息的多个可执行指令的机器可读介质，所述多个指令包含用于完成以下步骤的指令：提供照明光子以与样品相互作用由此产生散射光子；从散射光子获得样品的宏观视场的拉曼图像；从拉曼图像选择所关心的区域；将照明光子聚焦到与所关心的区域对应的样品的一部分上；和从样品的该部分获得光学信息。

附图说明

图1示意地示出根据本公开的一个实施例获得样品的第一视场；

图2示意地示出根据本公开的一个实施例获得样品的第二视场。

具体实施方式

这里公开的原理一般涉及动态分子成像。具体而言，这里公开的原理提供包括以下步骤的新颖和集成的方法：对样品中的所关心的区域定位；识别目标细胞；优化目标细胞上的照明；和获取所关心的区域的高质量光谱图像。这些步骤提高数据的效率和质量并从过程中消除主观的操作误差。并且，这些步骤消除由热漂移、设备振动和其它与点扫描方法相关的时间相关的干扰导致的图像信号噪声。