[发明专利]一种肿瘤微血管成像仪及肿瘤微血管成像方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，涉及一种肿瘤微血管成像仪及肿瘤微血管成像方法，尤其涉及一种工作波长范围在1300~1500nm波段的成像仪器及肿瘤微血管成像方法。

背景技术

肿瘤微血管的生成对肿瘤的生长和侵入转移、特别是对肿瘤早期发生有非常重要的影响，研究表明，肿瘤尤其是恶性肿瘤的快速生长依靠血管生成。有的肿瘤中微血管丰富，形态幼稚，网络结构复杂，在组成、形态和空间分布等方面存在明显的异质性，也就是肿瘤微血管构筑表型异质性。这种异质性可能是源于肿瘤血管生成的调控机制中各种血管生成促进因子和抑制因子的失衡。在癌前病变和原发瘤与转移瘤之间，微血管构筑表型也存在差异，另一方面抗癌药物的治疗过程对微血管构筑也有明显影响，

因此，如果可以长时程观测活体肿瘤区域微血管的三维空间结构的变化，将对肿瘤的发生发展过程提供更加充分的客观依据，为肿瘤抗血管生成治疗提供新的思路

由于微血管分布于肿瘤组织中，其完整结构会在数毫米量级，而较为细微的毛细管路约为数十微米左右，这使微血管的三维空间结构的研究缺乏有效工具。目前临床对于血管的成像方法主要有超声、CT血管造影和核磁血管造影，然而这些方法要想分辨数十微米的毛细管路仍然非常困难。

目前逐渐开始走向临床应用的光学成像方法有着微米甚至是亚微米级的分辨率，可以轻松分辨微血管，但是生物组织严重的散射限制了光学成像方法的成像深度，即使是有一定深度成像能力的光学相干层析成像以及多光子成像，目前报道的成像深度也只能在1毫米左右。近几年，斯坦福大学Dai等人做出的近红外二区荧光标记物达到了较好的深度成像效果，为肿瘤组织血管完整形态的活体观测的可能性提供了理论支持。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种肿瘤微血管成像仪器及肿瘤微血管成像方法，其能够对肿瘤血管进行深层次成像，绘制出肿瘤微血管的三维空间形态。

本发明的肿瘤微血管成像仪所采用的技术方案是：一种肿瘤微血管成像仪，其特征在于：包括红外共聚焦成像部分和控制部分；所述近红外共聚焦成像部分包括近红外激光器、二向色镜、二维扫描振镜、扫描透镜组、成像物镜、近红外荧光滤光片、会聚透镜、针孔和探测器；所述扫描透镜组由场镜和筒镜组成；

所述控制部分包括用于控制所述二维扫描振镜的二维扫描控制模块、信号放大与采集模块和数据处理图像显示模块；

所述近红外激光器发出的近红外光经过所述二向色镜反射进入所述二维扫描振镜后进入所述场镜，在所诉场镜焦面处形成扫描平面，之后经过所述筒镜平行入射到所述成像物镜并在样品台会聚形成样本平面的扫描平面，扫描生物样本；样本被激发的近红外荧光被所述成像物镜收集后平行经过所述筒镜会聚后经过所述场镜变为平行光，再经过所述二维扫描振镜退扫描后投射经过所述二向色镜，经过所述近红外荧光滤光片，再被所述会聚透镜聚焦为一点，该点透过所述针孔后进入所述探测器；探测器输出的信号经所述信号放大与采集模块后送入所述数据处理图像显示模块进行信号处理。

本发明的肿瘤微血管成像方法所采用的技术方案是，一种肿瘤微血管成像方法，其特征在于：数据处理图像显示模块将逐点扫描探测的信号转化为单个像素的灰度值，将其顺序排列后得到单层图像，这样即可获得肿瘤微血管的单层断面图。

本发明的肿瘤微血管成像方法所采用的技术方案是，一种肿瘤微血管成像方法，其特征在于：数据处理图像显示模块将逐点扫描探测的信号转化为单个像素的灰度值，将其顺序排列后得到单层图像，然后样品台上升一定高度，再重复扫描样本得到下一层的单层图像，如此循环一定层数，将这些序列图像进行三维重建即可得到肿瘤微血管的三维结构图像。

本发明基于生物组织在近红外二区（1300nm~1500nm）吸收少、散射少和自发荧光低的特点，结合共聚焦成像技术的层析成像的能力，并以近红外量子点标记肿瘤血管，从而实现对肿瘤微血管的三维结构成像。利用了近红外量子点激发光和发射光都接近近红外二区的特点，优选激光波长范围在1000nm~1350nm的近红外激光激发发射谱在1300nm~1500nm的近红外二区量子点，从而实现肿瘤血管的深层活体成像，获取肿瘤微血管的三维完整形态。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；