熒光內(nèi)窺成像裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熒光內(nèi)窺成像裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，人類(lèi)生活水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類(lèi)越來(lái)越多的關(guān)注身體健康問(wèn)題。上世紀(jì)初，人類(lèi)的平均壽命才增長(zhǎng)到30多歲，單靠物質(zhì)延長(zhǎng)壽命，其效果是不明顯的，增長(zhǎng)速度是緩慢的，在1923年，英國(guó)科學(xué)家阿弗萊明發(fā)明了青霉素，并在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用起來(lái)。青霉素可以抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，延緩細(xì)菌感染性疾病的傳播和蔓延。在這些醫(yī)療科技的推動(dòng)下，隨著免疫接種逐漸成熟并普及到世界各地，使得人類(lèi)的平均壽命又增加了 20多年，達(dá)到了 60歲。近幾年，隨著醫(yī)療科技的不斷發(fā)展，政府對(duì)于公共衛(wèi)生等方面立法進(jìn)一步完善，人類(lèi)的平均壽命已經(jīng)突破70歲，有些發(fā)達(dá)國(guó)家的人均壽命更是突破80歲。從人類(lèi)壽命的發(fā)展歷史中，我們可以看到醫(yī)學(xué)對(duì)于延長(zhǎng)人類(lèi)壽命、保障人類(lèi)身體健康的重要意義。人類(lèi)的平均壽命逐漸延長(zhǎng)，當(dāng)中醫(yī)學(xué)的發(fā)展對(duì)于人類(lèi)的健康有著極其重要的作用。人類(lèi)對(duì)于自身身體和癌細(xì)胞觀察診斷的研究也在不斷發(fā)展，對(duì)于體內(nèi)細(xì)胞的病變的觀察和診斷，常常需要用到內(nèi)窺成像，對(duì)患處進(jìn)行成像觀察。
[0003]相關(guān)技術(shù)中的熒光成像大多使用一維光譜編碼，然而，通過(guò)一維的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)二維平面進(jìn)行成像，不僅效率得不到很好保障，而且在成像過(guò)程中，成像噪音較多，所呈的圖像質(zhì)量不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種熒光內(nèi)窺成像裝置。該裝置能夠降低成像噪音，提升熒光內(nèi)窺成像的速度和準(zhǔn)確度。
[0006]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種熒光內(nèi)窺成像方法。
[0007]為達(dá)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出了一種熒光內(nèi)窺成像裝置，包括體外光譜編碼單元、體內(nèi)焚光成像單元和光線(xiàn)傳輸單元，所述光線(xiàn)傳輸單元分別與所述體外光譜編碼單元體和所述內(nèi)焚光成像單元相連，其中:所述體外光譜編碼單元，用于對(duì)寬帶激光光源光譜進(jìn)行二維編碼;所述光線(xiàn)傳輸單元，用于將編碼后的寬帶激光光源光譜傳遞到所述體內(nèi)熒光成像單元;所述體內(nèi)熒光成像單元，用于將所述編碼后的寬帶激光光源光譜色照射到體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行成像。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例的熒光內(nèi)窺成像裝置，通過(guò)體外光譜編碼單元對(duì)寬帶激光光源光譜進(jìn)行二位編碼后經(jīng)光線(xiàn)傳輸單元傳遞到體內(nèi)熒光成像，體內(nèi)熒光成像將編碼后寬帶激光光源光譜色照射到體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行成像，能夠降低成像噪音，提升熒光內(nèi)窺成像的速度和準(zhǔn)確度，進(jìn)而方便后續(xù)通過(guò)該圖像對(duì)體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行觀察。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述體外光譜編碼單元，具體包括第一二維色散裝置和編碼設(shè)備，其中，所述第一二維色散裝置，用于將寬帶激光光譜色散到二維平面;所述編碼設(shè)備，用于將色散到二維平面上的寬帶激光光譜進(jìn)行編碼。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述體內(nèi)熒光成像單元，具體包括第二二維色散裝置和成像裝置，其中，所述第二二維色散裝置，用于將所述編碼后的寬帶激光光源光譜色散到二維平面，并照射到體內(nèi)組織細(xì)胞;所述成像裝置，用于通過(guò)單像素探測(cè)器收集體內(nèi)組織細(xì)胞上返回的熒光信息，并根據(jù)所述熒光信息和預(yù)設(shè)算法恢復(fù)出體內(nèi)組織細(xì)胞的圖像。
[0011 ]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述編碼設(shè)備為數(shù)字微鏡器件，所述第一二維色散裝置和第二二維色散裝置的配置參數(shù)相同。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述體外光譜編碼單元，還包括第一透鏡，所述第一透鏡位于所述第一二維色散裝置與所述編碼設(shè)備之間，其中，所述第一透鏡，用于聚焦色散到二維平面上的寬帶激光光譜。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述體內(nèi)熒光成像單元，還包括第二透鏡，所述第二透鏡位于所述第二二維色散裝置與所述成像裝置之間，其中，所述第二透鏡，用于聚焦色散到二維平面上的所述編碼后的寬帶激光光源光譜。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一透鏡和所述第二透鏡均為柱面透鏡。
[0015]為達(dá)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了熒光內(nèi)窺成像方法，包括以下步驟:體外光譜編碼單元對(duì)寬帶光源光譜進(jìn)行二維編碼;光線(xiàn)傳輸單元將編碼后的寬帶激光光源光譜傳遞到體內(nèi)熒光成像單元;體內(nèi)熒光成像單元將所述編碼后的寬帶激光光源光譜色照射到體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行成像。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的熒光內(nèi)窺成像方法，通過(guò)體外光譜編碼單元對(duì)寬帶激光光源光譜進(jìn)行二位編碼后經(jīng)光線(xiàn)傳輸單元傳遞到體內(nèi)熒光成像，體內(nèi)熒光成像將編碼后寬帶激光光源光譜色照射到體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行成像，能夠降低成像噪音，提升熒光內(nèi)窺成像的速度和準(zhǔn)確度，進(jìn)而方便后續(xù)通過(guò)該圖像對(duì)體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行觀察
[0017]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述體外光譜編碼單元對(duì)寬帶光源光譜進(jìn)行二維編碼，具體包括:所述體外光譜編碼單元將寬帶激光光譜色散到二維平面，并將色散到二維平面上的寬帶激光光譜進(jìn)行編碼。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述體內(nèi)熒光成像單元將所述編碼后的寬帶激光光源光譜色照射到體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行成像，具體包括:所述體內(nèi)熒光成像單元將所述編碼后的寬帶激光光源光譜色散到二維平面，并照射到體內(nèi)組織細(xì)胞；以及所述體內(nèi)熒光成像單元通過(guò)單像素探測(cè)器收集體內(nèi)組織細(xì)胞上返回的熒光信息，并根據(jù)所述熒光信息和預(yù)設(shè)算法恢復(fù)出體內(nèi)組織細(xì)胞的圖像。
[0019]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熒光內(nèi)窺成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的體外光譜編碼單元101的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的體內(nèi)熒光成像單元103的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的二維色散系統(tǒng)的原理圖；
[°°25]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的虛擬成像陣列VIPA(Virtual Imaged PhaseArrary)的原理圖；
[0026]圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的體外光譜編碼單元101的示例圖；
[0027]圖7為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的體內(nèi)熒光成像單元103的示例圖；
[0028]圖8為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的熒光內(nèi)窺成像裝置的示例圖；
[0029]圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熒光內(nèi)窺成像方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0031]下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指