22]其中，反射式顯微物鏡6的結(jié)構(gòu)如圖2所不，反射式顯微物鏡6腔內(nèi)，主反射鏡60位于反射式顯微物鏡6的出射口處，中心開孔的圓環(huán)狀次級反射鏡61位于腔內(nèi)前半部分；防水式MEMS 二維掃描振鏡8的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括外框80、內(nèi)框81和反射鏡82，所述外框80和內(nèi)框81間用上下兩個y轉(zhuǎn)軸83連接，反射鏡82和內(nèi)框81間用左右兩個x轉(zhuǎn)軸84連接，反射鏡82鏡面鍍有高反射率鋁膜，在系統(tǒng)控制主機15發(fā)出的正弦電信號的驅(qū)動下，內(nèi)部線圈或電磁鐵產(chǎn)生的磁場與反射鏡82背面的永磁鐵產(chǎn)生相互的電磁力，使反射鏡82鏡面周期性轉(zhuǎn)動，經(jīng)防水式MEMS 二維掃描振鏡8反射至樣品表面的脈沖光的焦點也隨之移動，對樣品表面進行二維掃描。所述反射式光聲顯微成像系統(tǒng)中，脈沖激光器1、聚焦透鏡2、針孔3、準直透鏡4和反射元件5依次共軸排列，反射式顯微物鏡6、校正透鏡7和防水式MEMS 二維掃描振鏡8依次共軸排列，防水式MEMS 二維掃描振鏡8及校正透鏡7的部分置于水箱9之中，校正透鏡7與水箱9之間用防水膠固定連接，超聲換能器12、放大器13、數(shù)據(jù)采集卡14、系統(tǒng)控制主機15通過導(dǎo)線依次連接，系統(tǒng)控制主機15與圖像顯示器16通過導(dǎo)線連接，防水式MEMS 二維掃描振鏡8和系統(tǒng)控制主機15通過導(dǎo)線信號聯(lián)通，樣品11置于樣品臺10上。
[0023]在本實施例中，脈沖激光器I發(fā)出波長λ為532nm的脈沖光01，經(jīng)由聚焦透鏡2聚焦后由針孔3進行空間濾波整形提高光束質(zhì)量，整形后的脈沖光再經(jīng)過一個準直透鏡4變成準直的平行光束，準直的平行光束經(jīng)反射元件5反射至反射式顯微物鏡6，所述反射式顯微物鏡6數(shù)值孔徑NA為0.5，工作距離為23.2 mm,根據(jù)衍射極限公式w=0.61* λ /NA計算其分辨距離為649.04nm，滿足亞微米空間分辨率的要求，利用該反射式顯微物鏡位于出射口處的主反射鏡60對二次反射光束形成的部分遮擋，沿軸線方向?qū)⒊晸Q能器12面向防水式MEMS 二維掃描振鏡8通過膠粘固定于校正透鏡7的表面，既能夠?qū)崿F(xiàn)在有限空間內(nèi)接收同樣反射自防水式MEMS 二維掃描振鏡8的光聲信號02，又不會過多地增加超聲換能器12對脈沖光束01的遮擋。聚焦后的光束經(jīng)校正透鏡7后由防水式MEMS 二維掃描振鏡8反射至水箱9下方的樣品11上，樣品11放置在樣品臺10上，其中校正透鏡7充當空氣和超聲信號傳播媒介水之間的光學(xué)匹配層，使得入射光束01不受空氣與水之間折射率的不匹配對光聚焦的影響。當防水式MEMS 二維掃描振鏡8進行掃描時，激發(fā)光束的焦點也將沿著樣品11的表面進行二維移動，從而逐點激發(fā)光聲信號02，然后超聲波將再次經(jīng)同一防水式MEMS 二維掃描振鏡6反射后被固定于校正透鏡7上的超聲換能器12接收，接收到的超聲電信號數(shù)據(jù)將被放大器13同步放大并由數(shù)據(jù)采集卡14獲取并進行成像，系統(tǒng)控制主機15安裝有采集控制及信號處理系統(tǒng)，并將處理結(jié)果輸出至圖像顯示器16顯示。
【主權(quán)項】
1.一種反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式光聲顯微成像系統(tǒng)包括脈沖激光器、聚焦透鏡、反射式顯微物鏡、防水式掃描振鏡、超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集卡、系統(tǒng)控制主機、圖像顯示器、水箱和樣品臺，所述防水式掃描振鏡置于所述水箱中，所述脈沖激光器發(fā)出脈沖光，脈沖光經(jīng)所述聚焦透鏡聚焦后入射至所述反射式顯微物鏡，然后經(jīng)所述防水式掃描振鏡反射至水箱下方的樣品臺上的樣品表面，并激發(fā)出超聲信號，所述超聲信號經(jīng)所述防水式掃描振鏡反射后被所述超聲換能器接收并轉(zhuǎn)化為電信號，所述電信號傳送至所述放大器并被放大器放大，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述放大器及所述系統(tǒng)控制主機均信號連通，所述數(shù)據(jù)采集卡將放大后的電信號采集到系統(tǒng)控制主機，所述系統(tǒng)控制主機安裝有采集控制及信號處理系統(tǒng)，并將處理結(jié)果輸出至圖像顯示器顯示。2.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式顯微物鏡腔內(nèi)包括主反射鏡和次級反射鏡，所述主反射鏡位于反射式顯微物鏡的出射口處，所述次級反射鏡位于腔內(nèi)前半部分，且呈中心開孔的圓環(huán)狀。3.如權(quán)利要求2所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式顯微物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.5，工作距離為23.2 mm。4.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述防水式掃描振鏡為防水式MEMS 二維掃描振鏡，包括內(nèi)框、外框和鏡面，所述外框和內(nèi)框間通過上下兩個轉(zhuǎn)軸連接，鏡面和內(nèi)框間通過左右兩個轉(zhuǎn)軸連接，鏡面鍍有高反射率鋁膜，所述防水式MEMS二維掃描振鏡與所述系統(tǒng)控制主機信號連通，在所述系統(tǒng)控制主機發(fā)出的正弦電信號的驅(qū)動下，所述防水式MEMS 二維掃描振鏡的反射鏡鏡面周期性轉(zhuǎn)動，經(jīng)所述防水式MEMS 二維掃描振鏡反射至樣品表面的脈沖光的焦點隨之移動，對樣品臺上的樣品進行二維掃描。5.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式光聲顯微成像系統(tǒng)還包括準直透鏡，所述準直透鏡置于所述聚焦透鏡和所述反射式顯微物鏡之間，所述準直透鏡用于將經(jīng)所述聚焦透鏡聚焦后的脈沖光準直后入射至所述反射式顯微物鏡。6.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式光聲顯微成像系統(tǒng)還包括針孔，所述針孔置于所述聚焦透鏡和所述準直透鏡之間，所述針孔用于將經(jīng)所述聚焦透鏡聚焦后的脈沖光進行空間濾波整形提高光束質(zhì)量，整形后的光束再經(jīng)過所述準直透鏡。7.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式光聲顯微成像系統(tǒng)還包括反射元件，所述反射元件用于將經(jīng)所述準直透鏡準直后的脈沖光反射至所述反射式顯微物鏡。8.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射式光聲顯微成像系統(tǒng)還包括校正透鏡，所述校正透鏡置于所述反射式顯微物鏡與所述防水式掃描振鏡之間，所述校正透鏡的一部分置于所述水箱中，其余部分在所述水箱外，校正透鏡與水箱之間用防水膠固定連接。9.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲換能器面向所述防水式掃描振鏡，通過膠粘固定于所述校正透鏡的表面。10.如權(quán)利要求1所述的反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，所述的超聲換能器為聚焦型超聲換能器。
【專利摘要】本發(fā)明一種反射式光聲顯微成像系統(tǒng)，屬于光聲成像技術(shù)領(lǐng)域，包括脈沖激光器、聚焦透鏡、針孔、準直透鏡、反射元件、反射式顯微物鏡、校正透鏡、防水式掃描振鏡、超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集卡、系統(tǒng)控制主機、圖像顯示器、水箱和樣品臺。其中，脈沖激光器、聚焦透鏡、針孔、準直透鏡和反射元件依次共軸排列，反射式顯微物鏡、校正透鏡和防水式掃描振鏡依次共軸排列，防水式掃描振鏡及校正透鏡的部分置于水箱之中，超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集卡、系統(tǒng)控制主機、圖像顯示器通過導(dǎo)線依次連接。本發(fā)明在進行快速實時光掃描的同時，又能保證亞微米級的空間分辨率和較大的成像視場，并且具有針對活體動物進行光聲成像的能力。
【IPC分類】A61B5/00
【公開號】CN105212898
【申請?zhí)枴緾N201510542748
【發(fā)明人】龐志強
【申請人】睿芯生命科技（深圳）有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月31日