[发明专利]双模显微内窥镜设备、方法和应用

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请涉及2012年5月10日提交的、申请序列号为61/645,581、题目为Dual Mode Microendoscope(双模显微内窥镜)的美国临时专利，并对该专利申请要求优先权，该专利的所有教导通过引用而结合到本申请中。

政府权益陈述

导致本文所述实施例的研究和本申请所要求保护的发明得到以下机构的基金资助：(1)美国国家健康研究所/国家癌症研究所，基金代号为R01-CA133148；和(2)美国国家健康研究所/国家生物医药工程研究所，基金代号为R01-EB006736。美国政府对本文要求保护的发明享有权利。

发明背景

发明领域

各实施例主要涉及显微内窥镜设备、方法和应用。更具体地，各实施例涉及双模显微内窥镜设备、方法和应用。

背景技术

许多光学成像模态已被使用于内窥镜成像，可提供在临床环境下的实时组织诊断。在这方面，光学变焦能力是对于实际内窥镜的基本要求，因为不能由一个小型物镜同时实现高空间分辨率和大的视场(FOV)。在临床环境下，低分辨率/大视场允许临床医生探索大的范围来识别感兴趣的部位。通过切换到高分辨率/小视场，临床医生能够分辨在感兴趣部位处的细胞细节。对于实际应用而言，必须用同一个内窥镜设备得到大视场成像和高分辨率成像。

虽然在传统的显微镜中通过在多个物镜之间进行切换很容易实现光学变焦能力，但由于尺寸限制，这种机械方法在小型内窥镜中实施起来是不切实际的。因此，希望提供具有灵活变焦能力的小型内窥镜设备、相关方法和相关应用。

发明内容

各实施例提供了不需要机械调节远端元件的、带有小型变焦透镜的双模显微内窥镜。多光子模态提供高放大倍数/分辨率、小视场成像，而单光子反射模态提供低放大倍数/分辨率、大视场成像。通过改变激励光的波长而切换两种成像模式。

各实施例还提供了一种显微内窥镜，其中用来把透镜组件收容在显微内窥镜内的管套末端的形状做成便于在使用显微内窥镜进行检查时收集从样本发出的光。

按照实施例的具体显微内窥镜包括规定光路的管套。这个具体的显微镜还包括透镜组件，透镜组件放置在管套的将要与管套以外的样本结合的末端内，其中该管套末端的形状做成便于在使用显微内窥镜进行检查时收集从样本发出的光。

按照实施例的具体显微内窥镜检查方法包括提供显微内窥镜，所述显微内窥镜包括：(1)管套，其规定光路；和(2)透镜组件，所述透镜组件放置在管套的与管套以外的样本结合的末端内，其中该管套末端的形状做成便于在使用显微内窥镜进行检查时收集从样本发出的光。这种具体的显微内窥镜检查方法还包括在使用显微内窥镜时检查样本。

按照实施例的具体的折反射透镜组件包括第二元件，该第二元件包括凸的近侧表面和凹的远侧表面。这个具体的折反射透镜组件还包括第三元件，该第三元件包括与第二元件的凹的远侧表面耦合的凸的近侧表面，以及平的远侧表面；第二元件和第三元件中的每一个元件的至少一部分包括二向色涂层(dichroic coating)。

按照实施例的另一个具体的显微内窥镜包括在光路内的第二元件，该第二元件包括凸的近侧表面和凹的远侧表面。这个具体显微镜还包括第三元件，该第三元件包括与第二元件的凹的远侧表面耦合的凸的近侧表面，以及平的远侧表面；第二元件和第三元件中的每一个元件的至少一部分包括二向色涂层。

按照实施例的另一个具体的显微内窥镜检查方法包括提供显微内窥镜，该显微内窥镜包括在光路内的：(1)第二元件，其包括凸的近侧表面和凹的远侧表面；和(2)第三元件，其包括与第二元件的凹的远侧表面耦合的凸的近侧表面，以及平的远侧表面；第二元件和第三元件中的每一个元件的至少一部分包括二向色涂层。这个具体的显微内窥镜检查方法还包括使显微内窥镜与样本结合。这个具体的显微内窥镜检查方法还包括在使用第一照射波长时以第一放大率固定样本的第一内窥镜图像。这个具体的显微内窥镜检查方法还包括在使用与第一照射波长不同的第二照射波长时以不同于第一放大率的第二放大率固定样本的第二内窥镜图像。

正如这里使用的，术语“发射”和“光发射”是指单光子和多光子的荧光产生的光、散射光、反射光和更高阶生成的光，正如本领域技术人员将会理解的那样。

附图说明