專利名稱：生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物光學(xué)檢測(cè)儀器，特別涉及一種生物組織結(jié)構(gòu)三
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)診斷中，為以細(xì)胞級(jí)的空間分辨率來(lái)觀察生物體，通常先做組織 切片標(biāo)本，再利用光學(xué)顯微鏡觀察。如果利用激光共焦掃描顯微鏡，不做切 片標(biāo)本也能以同樣的高分辨率觀察生物體的活體。激光共焦掃描顯微鏡采用 激光點(diǎn)光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)光學(xué)顯微鏡的場(chǎng)光源，結(jié)構(gòu)上采用雙針孔結(jié)構(gòu)，形成物 象共軛的獨(dú)特設(shè)計(jì)。點(diǎn)光源在物鏡焦平面對(duì)樣品逐點(diǎn)掃描，在探測(cè)器側(cè)共軛 針孔處成像。由于光學(xué)系統(tǒng)的物象共軛關(guān)系，只有焦點(diǎn)處散射光才能透過(guò)共 軛針孔，可以有效抑制同焦面上非測(cè)量點(diǎn)和樣品非焦平面產(chǎn)生的散射光。通 過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行水平掃描可以獲得樣本同一斷層面的微觀圖像，也可以在縱向 掃描對(duì)樣品不同深度進(jìn)行斷層成像，通過(guò)三維重建處理，可以獲得生物樣本 的組織結(jié)構(gòu)。激光共焦掃描顯微鏡是一種通用的光學(xué)成像儀器，光源與探測(cè) 系統(tǒng)是獨(dú)立的，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)在的激光共焦掃描顯微鏡結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高的問(wèn)題， 提出了一種生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)，具有非常突出的生物組織三維成像 能力，簡(jiǎn)化共焦成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本低，實(shí)用性強(qiáng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為 一種生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)，包括半導(dǎo) 體激光器、準(zhǔn)直透鏡、載波片、顯微物鏡，還包括分光鏡、反射鏡、三維掃描平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡，半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光經(jīng)過(guò) 準(zhǔn)直透鏡變換為平行光， 一部分激光透過(guò)分光鏡，由反射鏡改變光束方向， 再經(jīng)過(guò)顯微物鏡會(huì)聚，照射到放置在載波片上的被測(cè)物上，三維掃描平臺(tái)在 計(jì)算機(jī)控制下帶動(dòng)載波片上的被測(cè)物移動(dòng)，另一部分激光由光電探測(cè)器接 收，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號(hào)到計(jì)算機(jī)內(nèi)。
本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)， 簡(jiǎn)化共焦成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，直接得到組織三維結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本低，實(shí)用性 強(qiáng)。


圖1為本實(shí)用新型生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

利用半導(dǎo)體激光反饋效應(yīng)的生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)。半導(dǎo)體激光器 出射光準(zhǔn)直為平行光，再由顯微物鏡會(huì)聚，照射到被測(cè)生物組織中。半導(dǎo)體 激光器的發(fā)光點(diǎn)與光束的焦點(diǎn)具有共軛成像關(guān)系。由焦點(diǎn)處產(chǎn)生的散射光可 由物鏡收集反饋回半導(dǎo)體激光器諧振腔，離焦面產(chǎn)生的反饋光，由于共軛關(guān) 系被破壞而不能進(jìn)入激活區(qū)，從而具有深度分辨能力。反饋光進(jìn)入激光腔內(nèi) 后，消耗諧振腔內(nèi)的載流子，使激光器發(fā)射功率降低，激光器發(fā)射功率的變 化表征了生物組織的結(jié)構(gòu)特征。
使用高速三維機(jī)電掃描系統(tǒng)帶動(dòng)被測(cè)生物組織樣品移動(dòng)，對(duì)被測(cè)生物組 織樣品進(jìn)行三維掃描，由光電器件將激光器輸出功率轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，計(jì)算 機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號(hào)，并保存為數(shù)據(jù)文件，然后用處理軟件對(duì)三 維掃描測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以重構(gòu)生物組織三維結(jié)構(gòu)。如圖1所示生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，半導(dǎo)體激光器1發(fā)
射的激光被準(zhǔn)直透鏡2變換為平行光， 一部分激光透過(guò)分光鏡3，由反射鏡 4改變光束方向，再由顯微物鏡5會(huì)聚，照射到放置在載波片7上的被測(cè)生 物組織6中。由于焦點(diǎn)處產(chǎn)生的散射光可由顯微物鏡5收集反饋回激光器 1，離焦面產(chǎn)生的反饋光不能進(jìn)入激光器。反饋光進(jìn)入激光腔內(nèi)后，消耗諧 振腔內(nèi)的載流子，使激光器發(fā)射功率降低。
調(diào)整三維掃描平臺(tái)8到初始位置，然后三維掃描平臺(tái)8在計(jì)算機(jī)9控制 下帶動(dòng)被測(cè)生物組織樣品6移動(dòng)，對(duì)被測(cè)生物組織樣品6進(jìn)行三維掃描，同 時(shí)被分光鏡3分出的激光器1發(fā)射的另一部分激光，由光電探測(cè)器10接 收，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，計(jì)算機(jī)9通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡11采集該電壓信號(hào)， 并保存為數(shù)據(jù)文件，然后用處理軟件進(jìn)行處理，重構(gòu)組織結(jié)構(gòu)三維結(jié)果。
權(quán)利要求1、一種生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡、載波片、顯微物鏡，其特征在于，還包括分光鏡、反射鏡、三維掃描平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡，半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡變換為平行光，一部分激光透過(guò)分光鏡，由反射鏡改變光束方向，再經(jīng)過(guò)顯微物鏡會(huì)聚，照射到放置在載波片上的被測(cè)物上，三維掃描平臺(tái)在計(jì)算機(jī)控制下帶動(dòng)載波片上的被測(cè)物移動(dòng)，另一部分激光由光電探測(cè)器接收，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號(hào)到計(jì)算機(jī)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種生物組織結(jié)構(gòu)三維測(cè)量系統(tǒng)，一部分激光透過(guò)分光鏡，由反射鏡改變光束方向，再經(jīng)過(guò)顯微物鏡會(huì)聚，照射到放置在載波片上的被測(cè)物上，被被測(cè)物散射，部分散射光返回激光器，使激光器發(fā)射功率降低，三維掃描平臺(tái)在計(jì)算機(jī)控制下帶動(dòng)載波片上的被測(cè)物移動(dòng)，另一部分激光由光電探測(cè)器接收，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號(hào)到計(jì)算機(jī)內(nèi)。此系統(tǒng)簡(jiǎn)化共焦成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，直接得到組織三維結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本低，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01N21/84GK201397302SQ20092007211
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者炯 許, 馬軍山 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)