[发明专利]小动物腹腔镜活体光学分子成像系统及方法

权利要求书

1.一种小动物腹腔镜活体光学分子成像系统，它包括有包括氙灯、可编程对比度调制扫描器（DMD）、成像系统一（CCD-1）、成像系统二（CCD-2）、内窥成像光学系统、滤色转盘一、滤色转盘二、二色棱镜转盘一、二色棱镜转盘二、导光光纤束，其特征在于：在氙灯的前部设置滤色转盘一，滤色转盘一的前端设有耦合系统三（L3），该耦合系统三（L3）的前端设有导光光纤束，该导光光纤束前端设有二色镜转盘一，该导光光纤束正前端以24°的角度对着到可编程对比度调制扫描器（DMD）的数字微镜器件，该可编程对比度调制扫描器（DMD）设置在内窥成像光学系统的正后方；

在成像系统二的前部设置耦合系统二（L2），该耦合系统二（L2）的前部设置有滤色转盘二，该滤色转盘二的前部设置二色棱镜转盘二，该二色棱镜转盘二的前部设有二色棱镜转盘一，该二色棱镜转盘一的前端设置光纤接口，该光纤接口与内窥成像光学系统的外径包覆光纤连通；在二色棱镜转盘二的一侧设置有耦合系统一（L1），该耦合系统一（L1）的后部设置有成像系统一。

2.根据权利要求1所述的小动物腹腔镜活体光学分子成像系统，其特征在于：所述的滤色转盘一、滤色转盘二、二色棱镜转盘一、二色棱镜转盘二结构相同，包括有转盘支架，转盘中心轴；滤色转盘一、滤色转盘二分别在转盘支架上设有至少两个滤色片，该两个滤色片设置在转盘中心轴四周的转盘支架上，其中滤色片一不起滤色作用，即让光全部通过；其它滤色片为具有不同的透过波长的滤色片，实现透过所需波长的光信号而过滤掉其他不必要的信号波长的功能；

二色棱镜转盘一、二色棱镜转盘二分别在转盘支架上设有一个反射镜一和至少一个具有透过不同波长的二色镜，实现让所需的波长光信号透射而其他光信号反射的功能。

3.一种小动物腹腔镜活体光学分子成像方法，其特征在于：它包括权利要求1或2所述的小动物腹腔镜活体光学分子成像系统；还包括以下步骤：

荧光成像方法：

（1）氙灯发出的光通过滤色转盘一的具有不同的透过波长的滤色片后，只剩下波长为λ_Ex的光，通过耦合系统三（L3）耦合进入导光光纤束到达二色棱镜转盘一；

（2）光到达二色棱镜转盘一后，经过透射透过具有不同波长的二色镜，以24°的角度入射到可编程对比度调制扫描器（DMD）的数字微镜器件，DMD由计算机编程控制24°角度，调制地将光反射到内窥成像光学系统的后孔径内；

（3）进入内窥成像光学系统的光最终入射到样本上面，激发样本上面的荧光染料，获得波长为λ_Em的荧光信号；

（4）荧光信号再由内窥成像光学系统收集，到达可编程对比度调制扫描器（DMD）的数字微镜器件，被ON状态的数字微镜反射，到达二色镜转盘一；

（5）光经过二色镜转盘一反射到达二色镜转盘二，透射后到达滤色转盘二。

（6）透射过滤色转盘二的光经过耦合系统二（L2）成像在成像系统二（CCD-2）上；

上述过程成像系统二（CCD-2）获得一幅对比度调制扫描的栅格图像；然后再次使可编程对比度调制扫描器（DMD）的数字微镜器件的所有数字微反射镜均处于ON状态，且占空比为100%，形成均匀照明的光斑，获得第二幅荧光图像；通过图像融合算法，获得经过荧光染料处理的体内组织的图像。

4.一种小动物腹腔镜活体光学分子成像方法，其特征在于：它包括权利要求1或2所述的小动物腹腔镜活体光学分子成像系统；还包括以下步骤：

白光成像方法：

（1）氙灯发出的光通过滤色转盘一并没有受到滤色的作用，即产生的白光全部耦合进入导光光纤束到达二色棱镜转盘一；

（2）光到达二色棱镜转盘一后，经过反射，进入与内窥成像光学系统外径光纤连接的光纤接口，耦合进光纤中；

（3）耦合进光纤中的白光通过光纤的传输照射到样本上面，反射出带有样本图像信息的光信号；

（4）反射的光再由内窥成像光学系统收集，到达可编程对比度调制扫描器（DMD）的数字微镜器件器件，被ON状态的数字微镜反射，到达二色镜转盘一；

（5）光信号经过二色棱镜转盘一反射到达二色棱镜转盘二；

（6）光信号经过二色棱镜转盘二反射经过耦合系统一成像在成像系统一（CCD-1）上；

上述过程成像系统一获得白光照射下的样本彩色图像。