CN105595947B - 荧光内窥成像装置和方法 - Google Patents
荧光内窥成像装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105595947B CN105595947B CN201610070430.XA CN201610070430A CN105595947B CN 105595947 B CN105595947 B CN 105595947B CN 201610070430 A CN201610070430 A CN 201610070430A CN 105595947 B CN105595947 B CN 105595947B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorescence
- spectrum
- unit
- broad band
- encoded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 98
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 51
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 2
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
- A61B1/00016—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using wireless means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00131—Accessories for endoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一种荧光内窥成像装置和方法,其中,该成像装置包括:体外光谱编码单元、体内荧光成像单元和光线传输单元,光线传输单元分别与体外光谱编码单元体和内荧光成像单元相连,体外光谱编码单元,用于对宽带激光光源光谱进行二维编码;光线传输单元,用于将编码后的宽带激光光源光谱传递到体内荧光成像单元;体内荧光成像单元,用于将编码后的宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像。根据本发明公开的荧光内窥成像装置和方法能够提升荧光内窥成像的速度和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种荧光内窥成像装置和方法。
背景技术
目前,人类生活水平的不断提高,科学技术的不断进步,人类越来越多的关注身体健康问题。上世纪初,人类的平均寿命才增长到30多岁,单靠物质延长寿命,其效果是不明显的,增长速度是缓慢的,在1923年,英国科学家阿弗莱明发明了青霉素,并在世界范围内广泛应用起来。青霉素可以抑制细菌的生长,延缓细菌感染性疾病的传播和蔓延。在这些医疗科技的推动下,随着免疫接种逐渐成熟并普及到世界各地,使得人类的平均寿命又增加了20多年,达到了60岁。近几年,随着医疗科技的不断发展,政府对于公共卫生等方面立法进一步完善,人类的平均寿命已经突破70岁,有些发达国家的人均寿命更是突破80岁。从人类寿命的发展历史中,我们可以看到医学对于延长人类寿命、保障人类身体健康的重要意义。人类的平均寿命逐渐延长,当中医学的发展对于人类的健康有着极其重要的作用。人类对于自身身体和癌细胞观察诊断的研究也在不断发展,对于体内细胞的病变的观察和诊断,常常需要用到内窥成像,对患处进行成像观察。
相关技术中的荧光成像大多使用一维光谱编码,然而,通过一维的机械运动对二维平面进行成像,不仅效率得不到很好保障,而且在成像过程中,成像噪音较多,所呈的图像质量不高。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
为此,本发明的第一个目的在于提出一种荧光内窥成像装置。该装置能够降低成像噪音,提升荧光内窥成像的速度和准确度。
本发明的第二个目的在于提出一种荧光内窥成像方法。
为达上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种荧光内窥成像装置,包括体外光谱编码单元、体内荧光成像单元和光线传输单元,所述光线传输单元分别与所述体外光谱编码单元体和所述内荧光成像单元相连,其中:所述体外光谱编码单元,用于对宽带激光光源光谱进行二维编码;所述光线传输单元,用于将编码后的宽带激光光源光谱传递到所述体内荧光成像单元;所述体内荧光成像单元,用于将所述编码后的宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像。
本发明实施例的荧光内窥成像装置,通过体外光谱编码单元对宽带激光光源光谱进行二位编码后经光线传输单元传递到体内荧光成像,体内荧光成像将编码后宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像,能够降低成像噪音,提升荧光内窥成像的速度和准确度,进而方便后续通过该图像对体内组织细胞进行观察。
在本发明的一个实施例中,所述体外光谱编码单元,具体包括第一二维色散装置和编码设备,其中,所述第一二维色散装置,用于将宽带激光光谱色散到二维平面;所述编码设备,用于将色散到二维平面上的宽带激光光谱进行编码。
在本发明的一个实施例中,所述体内荧光成像单元,具体包括第二二维色散装置和成像装置,其中,所述第二二维色散装置,用于将所述编码后的宽带激光光源光谱色散到二维平面,并照射到体内组织细胞;所述成像装置,用于通过单像素探测器收集体内组织细胞上返回的荧光信息,并根据所述荧光信息和预设算法恢复出体内组织细胞的图像。
在本发明的一个实施例中,所述编码设备为数字微镜器件,所述第一二维色散装置和第二二维色散装置的配置参数相同。
在本发明的一个实施例中,所述体外光谱编码单元,还包括第一透镜,所述第一透镜位于所述第一二维色散装置与所述编码设备之间,其中,所述第一透镜,用于聚焦色散到二维平面上的宽带激光光谱。
在本发明的一个实施例中,所述体内荧光成像单元,还包括第二透镜,所述第二透镜位于所述第二二维色散装置与所述成像装置之间,其中,所述第二透镜,用于聚焦色散到二维平面上的所述编码后的宽带激光光源光谱。
在本发明的一个实施例中,所述第一透镜和所述第二透镜均为柱面透镜。
为达上述目的,本发明第二方面实施例提出了荧光内窥成像方法,包括以下步骤:体外光谱编码单元对宽带光源光谱进行二维编码;光线传输单元将编码后的宽带激光光源光谱传递到体内荧光成像单元;体内荧光成像单元将所述编码后的宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像。
本发明实施例的荧光内窥成像方法,通过体外光谱编码单元对宽带激光光源光谱进行二位编码后经光线传输单元传递到体内荧光成像,体内荧光成像将编码后宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像,能够降低成像噪音,提升荧光内窥成像的速度和准确度,进而方便后续通过该图像对体内组织细胞进行观察
在本发明的一个实施例中,所述体外光谱编码单元对宽带光源光谱进行二维编码,具体包括:所述体外光谱编码单元将宽带激光光谱色散到二维平面,并将色散到二维平面上的宽带激光光谱进行编码。
在本发明的一个实施例中,所述体内荧光成像单元将所述编码后的宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像,具体包括:所述体内荧光成像单元将所述编码后的宽带激光光源光谱色散到二维平面,并照射到体内组织细胞;以及所述体内荧光成像单元通过单像素探测器收集体内组织细胞上返回的荧光信息,并根据所述荧光信息和预设算法恢复出体内组织细胞的图像。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明一个实施例的荧光内窥成像装置的结构示意图;
图2为根据本发明一个实施例的体外光谱编码单元101的结构示意图;
图3为根据本发明一个实施例的体内荧光成像单元103的结构示意图;
图4为根据本发明一个实施例的二维色散***的原理图;
图5为根据本发明一个实施例的虚拟成像阵列VIPA(Virtual Imaged PhaseArrary)的原理图;
图6为根据本发明一个具体实施例的体外光谱编码单元101的示例图;
图7为根据本发明一个具体实施例的体内荧光成像单元103的示例图;
图8为根据本发明一个具体实施例的荧光内窥成像装置的示例图;
图9为根据本发明一个实施例的荧光内窥成像方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的荧光内窥成像装置和方法。
图1为根据本发明一个实施例的荧光内窥成像装置的结构示意图。
如图1所示,该荧光内窥成像装置100包括:体外光谱编码单元101、光线传输单元102和体内荧光成像单元103。
光线传输单元102与体外光谱编码单元体101和体内荧光成像单元103相连,体外光谱编码单元101用于对宽带激光光源光谱进行二维编码;光线传输单元102用于将编码后的宽带激光光源光谱传递到体内荧光成像单元103;体内荧光成像单元103用于将编码后的宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像。
其中,光线传输单元102用于在体外光谱编码单元101和体内荧光成像单元103以及收集激发出得荧光强度信息的光传递,全部使用单光纤进行光线的传输。
具体而言,如图2所示,体外光谱编码单元101可以包括第一二维色散装置1011、编码设备1012和第一透镜1013。
其中,第一二维色散装置1011用于将宽带激光光谱色散到二维平面,第一透镜1013位于第一二维色散装置1011与编码设备1012之间,第一透镜1013用于聚焦色散到二维平面上的宽带激光光谱。
编码设备1012用于将色散到二维平面上的宽带激光光谱进行编码。
其中,编码设备1012可以为数字微镜器件DMD(Digital Micromirror Device)。
如图3所示,体内荧光成像单元103可以包括第二二维色散装置1031、成像装置1032和第二透镜1033。
其中,第二二维色散装置1031,用于将编码后的宽带激光光源光谱色散到二维平面,并照射到体内组织细胞。
其中,第二透镜1033位于第二二维色散装置1031与成像装置1032之间,第二透镜1033用于聚焦色散到二维平面上的编码后的宽带激光光源光谱。
成像装置1032用于通过单像素探测器收集体内组织细胞上返回的荧光信息,并根据荧光信息和预设算法恢复出体内组织细胞的图像。
其中,预设算法是预先设置的光谱编码成像算法。
需要理解的是,该实施例的成像装置1032根据荧光信息和已有的一些光谱编码成像算法即可恢复出体内组织细胞的图像。
其中,需要说明的是,第一二维色散装置1011和第二二维色散装置1031的配置参数相同,以保证在照射到组织细胞之前的二维光谱恢复到预定的编码形式。
其中,第一透镜1013和第二透镜1033均为柱面透镜。
其中,在本发明实施例中,第一二维色散装置1011和第二二维色散装置1031使用光栅和虚拟成像阵列VIPA(Virtual Imaged Phase Array),
图4为根据本发明一个实施例的二维色散***的原理图,其中包括VIPA和光栅。
由图4所示,经过柱面透镜后,在焦点处会得到一条线光斑,然后将该线光斑入射进VIPA。光线在VIPA前后表面之间反复反射,形成许多虚拟的图像阵列。光线在后表面一侧出射,将会色散成为一条线,此时完成一维色散效果。
需要说明的是,当前的线光斑每一个点上都包含相同间隔的波长的光线。
在将该线光斑入射到光栅平面上,使用光栅完成第二维度的色散效果。最终得到了在二维平面上的光谱色散效果。
图5为根据本发明一个实施例的虚拟成像阵列VIPA(Virtual Imaged PhaseArrary)的原理图。
如图5所示,VIPA是一种能够提供比较大的角色散率,而且高分辨率的分光元件。它的原理和法布里-泊罗标准量具(Fabry-Perot etalon,FP标准量具)相同,只是它将FP标准量具留下一个窗口,并倾斜一定角度放置。通过在标准量具内部一次一次聚焦,制作一个虚拟的图像阵列。这些虚拟的图像阵列发出的光线经过干涉,形成不同波长的色散角度的分离。
由图5可知,经过柱面透镜形成的线光斑需要准确落在VIPA后表面上,然后光线会在VIPA的前后表面之间反射多次,且在后表面出射一部分光线。在反射的同时,形成一个虚拟的图像阵列。同时,出射的光经过干涉,形成不同波长的色散角度的分离。
下面参照图6详细说明一下本发明实施例的体外光谱编码单元101。
如图6所示,从宽带激光光源出射的光线经过扩束装置,得到的直径1-2mm光斑的光线。然后将此光线经过柱面透镜,在焦点处获得一条线光斑。将此线光斑射入二维色散***,然后得到一个二维平面光谱光斑,每一个点的波长都不相同。然后使用数字微镜器件DMD(Digital Micromirror Device)对该二维平面光谱光斑进行编码。通过控制DMD微镜阵列的转角,选取一系列波长的组合,返回***中。根据光路可逆的原理,进而通过二维色散装置后,耦合进入单光纤中,并传输到体内荧光内窥成像单元。
应当注意的是,在光斑经过二维色散***后,为了获得更好的光谱色散效果,可以将光线通过一个透镜,聚焦色散的光斑。
下面参照图7详细说明一下本发明实施例的体内荧光成像单元103。
如图7所示,宽带激光光源光谱在体外光谱编码单元编码后,经过单光纤传输出射后,经过相同的二维色散***后,会恢复成DMD预定编码的形式。然后将该编码后的二维色散光斑,照射到体内的组织细胞上,激发生物细胞的自体荧光。然后根据光路可逆的原理,部分荧光会返回,通过二维色散***后,耦合进入单光纤,并传输到最终的单像素探测器中。
应当注意的是,与体外光谱编码单元101相同,为了获得更好的光谱色散效果,在光斑经过二维色散***后,可通过一个透镜,聚焦色散的光斑。
可以理解的是,根据不同时刻对宽带光源光谱,利用二维色散装置进行不同的光谱编码,并通过单光纤传输进入体内照射成像部分,使用单像素探测器收集激发出的荧光强度信息,通过计算恢复最终的图像信息。
本发明实施例的荧光内窥成像装置,通过体外光谱编码单元对宽带激光光源光谱进行二位编码后经光线传输单元传递到体内荧光成像,体内荧光成像将编码后宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像,能够降低成像噪音,提升荧光内窥成像的速度和准确度,进而方便后续通过该图像对体内组织细胞进行观察。
下面参照图8详细说明一下本发明实施例的荧光内窥成像装置。
如图8所示,宽带激光光源(半波带宽约为20nm)经过光纤输出到空间,通过扩束装置将光斑直径控制在1-2mm左右。经过体外光谱编码单元101获得光谱编码后的光线,然后耦合进入单光纤,向后端传输光信号。经过光谱编码的光线从单光纤中出射,进入体内荧光内窥成像单元103。体内荧光内窥成像单元103对体内组织细胞照射激发出荧光后,将聚焦后的荧光耦合进入单光纤,由单光纤传输光线到单像素探测器,进行光信号强度值的采集。通过不同时刻对于光谱进行不同的编码,得到一组不同强度的值,根据光谱编码成像算法和不同光信号强度值,利用数学计算,可恢复出最终的体内组织细胞的图像。
与上述几种实施例提供的荧光内窥成像装置相对应,本发明的一种实施例还提供一种荧光内窥成像方法,由于本发明实施例提供的荧光内窥成像方法与上述几种实施例提供的荧光内窥成像装置相对应,因此,前述对荧光内窥成像装置实施例的解释说明也适用于本实施例提供的荧光内窥成像方法,在本实施例中不再详细描述。
图9为根据本发明一个实施例的荧光内窥成像方法的流程图。
S901,体外光谱编码单元对宽带光源光谱进行二维编码。
具体地,体外光谱编码单元将宽带激光光谱色散到二维平面,并将色散到二维平面上的宽带激光光谱进行编码。
S902,光线传输单元将编码后的宽带激光光源光谱传递到体内荧光成像单元。
S903,体内荧光成像单元将编码后的宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像。
具体地,体内荧光成像单元在获得编码后的宽带激光光源光谱之后,将编码后的宽带激光光源光谱色散到二维平面,并照射到体内组织细胞,以及通过单像素探测器收集体内组织细胞上返回的荧光信息,并根据荧光信息和预设算法恢复出体内组织细胞的图像。
其中,预设算法是预先设置的光谱编码成像算法。
需要理解的是,该实施例根据荧光信息和已有的一些光谱编码成像算法即可恢复出体内组织细胞的图像。
本发明实施例的荧光内窥成像方法,通过体外光谱编码单元对宽带激光光源光谱进行二位编码后经光线传输单元传递到体内荧光成像,体内荧光成像将编码后宽带激光光源光谱色照射到体内组织细胞进行成像。能够降低成像噪音,提升荧光内窥成像的速度和准确度,进而方便后续通过该图像对体内组织细胞进行观察。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (6)
1.一种荧光内窥成像装置,其特征在于,所述装置包括体外光谱编码单元、体内荧光成像单元和光线传输单元,所述光线传输单元分别与所述体外光谱编码单元和所述体内荧光成像单元相连,其中:
所述体外光谱编码单元,用于对宽带激光光源光谱进行二维编码;其中,所述体外光谱编码单元,具体包括第一二维色散装置和编码设备,其中,所述第一二维色散装置,用于将宽带激光光谱色散到二维平面;所述编码设备,用于将色散到二维平面上的宽带激光光谱进行编码;
所述光线传输单元,用于将编码后的宽带激光光源光谱传递到所述体内荧光成像单元;
所述体内荧光成像单元,具体包括第二二维色散装置和成像装置,其中,
所述第二二维色散装置,用于将所述编码后的宽带激光光源光谱色散到二维平面,并照射到体内组织细胞;
所述成像装置,用于通过单像素探测器收集体内组织细胞上返回的荧光信息,并根据所述荧光信息和预设算法恢复出体内组织细胞的图像。
2.如权利要求1所述的荧光内窥成像装置,其特征在于,所述编码设备为数字微镜器件,所述第一二维色散装置和第二二维色散装置的配置参数相同。
3.如权利要求1所述的荧光内窥成像装置,其特征在于,所述体外光谱编码单元,还包括第一透镜,所述第一透镜位于所述第一二维色散装置与所述编码设备之间,其中,
所述第一透镜,用于聚焦色散到二维平面上的宽带激光光谱。
4.如权利要求3所述的荧光内窥成像装置,其特征在于,所述体内荧光成像单元,还包括第二透镜,所述第二透镜位于所述第二二维色散装置与所述成像装置之间,其中,
所述第二透镜,用于聚焦色散到二维平面上的所述编码后的宽带激光光源光谱。
5.如权利要求4所述的荧光内窥成像装置,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜均为柱面透镜。
6.一种应用如权利要求1-5任一所述的荧光内窥成像装置所进行的荧光内窥成像方法,其特征在于,包括以下步骤:
体外光谱编码单元对宽带光源光谱进行二维编码;其中,所述体外光谱编码单元对宽带光源光谱进行二维编码,具体包括:所述体外光谱编码单元将宽带激光光谱色散到二维平面,并将色散到二维平面上的宽带激光光谱进行编码;
光线传输单元将编码后的宽带激光光源光谱传递到体内荧光成像单元;
所述体内荧光成像单元将所述编码后的宽带激光光源光谱色散到二维平面,并照射到体内组织细胞;以及
所述体内荧光成像单元通过单像素探测器收集体内组织细胞上返回的荧光信息,并根据所述荧光信息和预设算法恢复出体内组织细胞的图像。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610070430.XA CN105595947B (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 荧光内窥成像装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610070430.XA CN105595947B (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 荧光内窥成像装置和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105595947A CN105595947A (zh) | 2016-05-25 |
CN105595947B true CN105595947B (zh) | 2017-09-29 |
Family
ID=55976706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610070430.XA Expired - Fee Related CN105595947B (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 荧光内窥成像装置和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105595947B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106595859B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-10-29 | 清华大学 | 鬼成像方法和应用其的鬼成像装置 |
CN112493969B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-03-11 | 浙江大学 | 一种基于虚像相控阵列的精细光谱编码的并行成像探头 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2705980Y (zh) * | 2004-06-24 | 2005-06-22 | 上海雷硕医疗器械有限公司 | 医用诊断仪的图像处理装置 |
CN101797146B (zh) * | 2010-01-29 | 2011-09-14 | 浙江大学 | 无扫描光谱编码的内窥成像的方法和*** |
JP5669997B1 (ja) * | 2013-08-01 | 2015-02-18 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 撮像装置 |
-
2016
- 2016-02-01 CN CN201610070430.XA patent/CN105595947B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105595947A (zh) | 2016-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1576920B1 (en) | Imaging device | |
JP7510415B2 (ja) | 深度プロファイルを生成するための方法及びシステム | |
EP3581983B1 (en) | Optical imaging devices and variable-focus lens elements, and methods for using them | |
US11640027B2 (en) | Enhancing imaging by multicore fiber endoscopes | |
CN1341003A (zh) | 用于内窥镜的自发荧光成象*** | |
CN107069391A (zh) | 飞秒脉冲激光调制器及具有其的微型双光子显微成像装置 | |
WO2020017213A1 (ja) | 内視鏡画像認識装置、内視鏡画像学習装置、内視鏡画像学習方法及びプログラム | |
CN105595947B (zh) | 荧光内窥成像装置和方法 | |
US8184365B2 (en) | Optical instruments having dynamic focus | |
CN106913309A (zh) | 基于单位锥结构的全光纤内窥oct探针 | |
CN207516243U (zh) | 层析内窥显微光谱成像装置 | |
WO2019015437A1 (zh) | 层析内窥显微光谱成像装置 | |
CN101836852B (zh) | 包含结构光三维成像***的医用内窥镜 | |
CN205942116U (zh) | 一种转折分光单元及内窥镜光学成像*** | |
CN109068035A (zh) | 一种智能微相机阵列内窥成像*** | |
JP2020501813A (ja) | マルチコアファイバ内視鏡用照明源 | |
CN102283626B (zh) | 包含结构光三维成像***的医用内窥镜 | |
WO2019015436A1 (zh) | 层析内窥显微成像装置 | |
CN106821323B (zh) | 像面形态可调的光学相干层析方法及*** | |
CN107361723B (zh) | 快速组织分子光谱成像装置 | |
CN216792582U (zh) | 内窥镜偏振光光学适配器 | |
CN216696844U (zh) | 偏振光内窥镜光学适配器 | |
CN110115557B (zh) | 一种高光谱内窥成像装置及成像方法 | |
CN107361725A (zh) | 快速组织分子成像装置 | |
CN208837875U (zh) | 层析内窥显微成像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170929 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |