[发明专利]一种多功能生物医学显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能生物医学显微镜，特别是一种用于生物医学组织成像，且能获得共聚焦图像、荧光图像和光学相干层析图像的多功能生物医学显微镜。 

背景技术

共聚焦显微技术(Confocal Microscopy)的概念首先由美国的Minsky在20世纪50年代末提出来(Marvin Minsky.“Memo iron inventing confocal scanning microscope”，Scanning，1988，128-138)，随后P.Davidovits，A.F.Slomba和C.J.R.Sheppard等多位学者对共焦成像进行了更细致的研究。激光共聚焦显微系统，特别是结合荧光探针探测技术的共聚焦荧光显微系统，由于探测针孔和较短波长激光的采用使得系统具有较高的横向分辨率(约100nm)和纵向分辨率(约50nm)，广泛用于生物医学组织的检测，可以得到其内部的结构图像，还可以对活体细胞进行观察，获取活细胞内的信息，并对获得的信息进行定量分析。但是，一方面，探测针孔排除杂散光的同时也限制了信号光的探测，另一方面，短波长激光的穿透特性不如长波长，致使共聚焦显微镜的纵向测量范围偏低，仅200-500um。 

David Huang等于1991年提出光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography，简称OCT)，并采用该技术成功地对人眼视网膜的显微结构和冠状动脉成像(D.Huang，E.A.Swanson，et al.“Optical coherence tomography”，Science，1991，254：1178-1181)。其后David Huang等在OCT技术的发展上做了较多研究(Huang D et al.Laser Surg Med 1991，11：5)。光学相干层析技术由于采用了干涉探测技术，大大提高了系统的信噪比水平，其探测深度可达2-3mm，比共聚焦显微镜大一个数量级。但是，低相干光源的有限带宽限制了其纵向分辨率，同时长波长激光的采用也降低了系统的横向分辨率。 

综上所述可知，现有的激光共聚焦显微技术的可探测深度较小，而光学相干层析成像技术又存在分辨率不高的缺点，二者都亟待改进。 

对比国际国内在共聚焦显微成像和光学相干层析成像领域的技术成果，本发明在此基础上，提出一种新的激光共聚焦显微系统和基于光学相干层析成像的多功能生物医学显微镜装置，引入多个光源组件照明待测样品，实现对待测样品的激光共聚焦成像，荧光成像和光学相干层析成像。 

发明内容

本发明的技术解决问题： 

1)克服单一激光共聚焦显微镜层析深度较浅的缺点；2)克服单一光学 相干层析系统横向和轴向分辨率较低的缺点。 

本发明的技术解决方案： 

一种多功能生物医学显微镜，由光源组件、二维扫描组件、变倍物镜组件、共焦信号探测组件、干涉臂组件和干涉信号探测组件构成。利用光源组件之可见光作为照明光源，通过二维扫描组件和变倍物镜组件后照明待观测样品表面，从样品表面反射回来的信号光被共焦信号探测组件接收，获取样品的面扫描图像，通过对样品的轴向移动可获得样品的各深度的层切图像，各深度的层切图像经重建后得到样品的三维图像；从光源组件之荧光光源发出的光信号照明待观测样品，可以得到样品各深度的层切图像和三维荧光图像；从光源组件之宽带近红外光源发出的信号光照明待观测样品，由干涉信号探测组件接收后可以得到样品的光学相干层析图像。 

本发明的原理：本发明的主要原理包括共聚焦光学成像理论、荧光成像技术和光学相干层析成像技术。 

本发明与现有技术相比有如下优点：本发明通过联合激光共聚焦成像技术和光学相干层析技术，采用同一装置实现对待测样品的激光共聚焦成像、荧光共聚焦成像和光学相干层析成像，可克服单一激光共聚焦显微镜层析深度较浅和单一光学相干层析系统横向和轴向分辨率较低的缺点。 

附图说明

图1为多功能生物医学显微镜的结构示意图。 

图2为本发明所述系统的元器件明细表。 

具体实施方式

根据说明书附图1，对如何具体实施本发明提出的生物医学显微镜的功能，详细介绍如下：