專利名稱：快速進(jìn)行縱深掃描成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種新型的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法?？膳c光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡組合，用于生物和醫(yī)學(xué)等學(xué)科的研究。
目前在顯微成像中用于三維成像的方法主要是二維平面成像然后在深度方向移動，再次獲得二維圖像，計算機處理得到三維圖像。1990年，Denk和Webb等成功地將飛秒激光引入激光共聚焦掃描成像，發(fā)明了雙光子激發(fā)顯微鏡。相對于常規(guī)的顯微水平功能成像的最常用工具—共聚焦成像，多光子成像的成像深度提高了十多倍。多光子成像可以研究許多非常重要的但以前完全不可能研究的生命現(xiàn)象，特別是在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域。因此多光子成像是在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)診斷中進(jìn)行活體顯微功能成像的最佳手段，特別是它提供了前所未有的深度信息獲取能力。然而目前該技術(shù)采用的是常規(guī)三維掃描成像方式，不能對深度方向直接成像，因而不能滿足認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和醫(yī)學(xué)診斷對深度信息快速測量的需要。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)在多光子系統(tǒng)采用的常規(guī)掃描成像方式的不足，提出的一種快速進(jìn)行縱深掃描成像方法，實現(xiàn)快速的縱深掃描。
本發(fā)明所說的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法是，先在縱深方向上進(jìn)行掃描，然后再進(jìn)行橫向掃描。
本發(fā)明所說的實現(xiàn)快速縱深方向掃描的方法是利用二元光學(xué)微透鏡的特點，設(shè)計與制作高密度二元光學(xué)微透鏡陣列盤；即在透鏡陣列盤1上，沿等半徑設(shè)置有n個(n大于2)光學(xué)微透鏡2，每個微透鏡2的焦距均不相同；使光線3通過微透鏡2后在被掃描樣品4上聚焦；使透鏡陣列盤1快速旋轉(zhuǎn)，光線依次通過各個焦距不同的微透鏡2后，實現(xiàn)光斑在樣品內(nèi)的快速縱向移動，測量該光斑產(chǎn)生的反射光或激光的再反射光(磷光或熒光等)，從而實現(xiàn)直接縱深成像。
本發(fā)明提出的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法，可配合其他顯微成像方式，快速獲取縱深圖像和整體圖像，是具有多項復(fù)合功能的新型光學(xué)功能成像技術(shù)。該技術(shù)與多光子系統(tǒng)的結(jié)合將能滿足認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)診斷對縱深快速成像和多功能成像的需求。該掃描方式亦可以與其他顯微三維成像方式結(jié)合使用。
由于本發(fā)明所說的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法，是直接進(jìn)行縱深方向的掃描，其縱深掃描數(shù)據(jù)獲取的時間間隔可小于1毫秒；而現(xiàn)有技術(shù)中通常是在橫向(X方向)的線掃描完成之后，才能進(jìn)行縱深方向(Z方向)的移動，因此，Z方向的數(shù)據(jù)信息獲取的速度慢，常規(guī)在500毫秒數(shù)量級。
附

圖1快速實現(xiàn)縱向掃描示意圖；附圖2具有多圈微透鏡的透鏡陣列盤示意圖。
本發(fā)明所說的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法中，設(shè)置在透鏡陣列盤1上的每個微透鏡2均具有各不相同的焦距，其焦距變化的范圍依據(jù)需要掃描的情況而定。
在本發(fā)明所說的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法中，可在透鏡陣列盤上設(shè)置m圈(m大于等于1)微透鏡；所說的各個微透鏡的直徑可以是相同的，也可以是不同的。
權(quán)利要求
1.一種快速進(jìn)行縱深掃描成像方法，其實現(xiàn)縱向掃描測量與成像的方法為利用二元光學(xué)微透鏡的特點，設(shè)計與制作高密度二元光學(xué)微透鏡陣列盤；即在透鏡陣列盤(1)上，沿等半徑設(shè)置有n個(n大于2)光學(xué)微透鏡(2)，每個微透鏡(2)的焦距均不相同；使光線(3)通過微透鏡(2)后在被掃描樣品(4)上聚焦；使透鏡陣列盤(1)快速旋轉(zhuǎn)，光線依次通過各個焦距不同的微透鏡(2)后，實現(xiàn)光斑在樣品內(nèi)的快速縱向移動，從而實現(xiàn)直接縱深成像。
2.按照權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于，在所說的透鏡陣列盤上可設(shè)置m圈(m大于等于1)微透鏡。
3.按照權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于，所說的微透鏡的直徑可以是相同的，也可以是不同的。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種新型的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法。所說的縱深方向掃描的方法是:制作高密度二元光學(xué)微透鏡陣列盤,在透鏡陣列盤1上,沿等半徑設(shè)置有n個光學(xué)微透鏡2,每個微透鏡2的焦距均不相同;使光線3通過微透鏡2后在被掃描樣品4上聚焦;使透鏡陣列盤1快速旋轉(zhuǎn),光線依次通過各個焦距不同的微透鏡2后,實現(xiàn)光斑在樣品內(nèi)的快速縱向移動,從而實現(xiàn)直接縱深成像。采用本發(fā)明所說的快速進(jìn)行縱深掃描成像方法,其縱深掃描數(shù)據(jù)獲取的時間間隔可小于1毫秒?？捎糜趻呙璩上竦墓鈱W(xué)顯微鏡,可用于生物和醫(yī)學(xué)等學(xué)科的研究。
文檔編號A61B6/00GK1335527SQ0112836
公開日2002年2月13日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者魯強, 曾紹群, 駱請銘 申請人:華中科技大學(xué)