[发明专利]一种跨尺度的荧光内窥成像系统

说明书

本发明公开了一种跨尺度的荧光内窥成像系统，包括：照明单元及显微成像单元；照明单元用于发射第一激发光和/或第二激发光，及将第一激发光和/或第二激发光产生的荧光传输至宏观光谱分析单元、介观成像单元及微观高分辨成像单元；宏观光谱分析单元用于获取第一荧光信号，并根据第一荧光信号生成荧光光谱图；介观成像单元用于获取第二荧光信号，并根据第二荧光信号生成介观分布图像；微观高分辨成像单元用于获取第三荧光信号，并根据第三荧光信号生成纳米药物荧光图、纳米壳荧光图及细胞膜分布图；该系统通过纳米药物荧光图、纳米壳荧光图及细胞膜分布图实现对细胞内的药物转运进行监测，且实现活体动物深层组织内的细胞药代动力学特性研究。

技术领域

本发明涉及医学中的光学显微成像技术领域，尤其涉及一种跨尺度的荧光内窥成像系统。

背景技术

随着医学技术的发展，光学显微成像在医学观测、检查、检测等项目中得到广泛的应用；现有的医学成像技术包括：多种内窥系统，比如光学纤维内窥镜、电子内窥镜、超声内窥镜等，及多种光学显微技术，比如激光工聚焦显微成像、双光子显微成像等。

然而，对于纳米药物临床前体内动力学特性的基础研究，不仅要考察其在靶细胞内药物转运特性，还需揭示纳米药物的动物整体分布、血管内动态分布特性、主要代谢器官(肝、肾等)的聚集及损伤、以及靶器官靶组织的动态分布特性。尽管各种活体成像系统(CT\US\MRI\PET\SPECT等)都可显示纳米药物更多地聚集于病变组织/器官处，但仍无法观察到其是否进入靶细胞内发生作用或被靶细胞泵出，也无法评价主要代谢器官的损伤情况。

目前的现有技术中，各种内窥系统虽然可以识别腔体表面的组织损伤特性，但分辨率达不到细胞内药物监测的要求；以及各种光学显微技术具有高分辨细胞内的药物转运的检测功能，但是不能实现活体动物深层组织内的细胞药代动力学特性研究。总结现有的各种成像技术的应用范围及空间分辨率，很明显缺乏一种能够在活体内实现整体、器官、组织及细胞同步成像的系统，这是医学中光学的成像技术的发展所需的。

因此，有必要提出一种跨尺度的内窥成像系统。

发明内容

本申请提供了一种跨尺度的荧光内窥成像系统，可以实现对细胞内的药物转运进行监测，且解决现有技术中光学成像技术无法实现活体动物深层组织内的细胞药代动力学特性研究的技术问题。

本发明提供一种跨尺度的荧光内窥成像系统，所述系统包括：照明单元及显微成像单元；

其中，所述显微成像单元包括：宏观光谱分析单元、介观成像单元及微观高分辨成像单元；

所述照明单元用于发射第一激发光和/或第二激发光，及将所述第一激发光和/或所述第二激发光分别传输至所述宏观光谱分析单元、所述介观成像单元及所述微观高分辨成像单元；

所述宏观光谱分析单元用于获取入射的所述第一激发光或所述第二激发光激发荧光样品产生的第一荧光信号，并根据所述第一荧光信号生成所述荧光样品的荧光光谱图；

所述介观成像单元用于基于所述荧光光谱图获取入射的所述第一激发光或所述第二激发光激发所述荧光样品产生的第二荧光信号，并根据所述第二荧光信号获取所述荧光样品的介观分布图像；

所述微观高分辨成像单元用于基于所述介观分布图像获取入射的所述第一激发光和所述第二激发光激发所述荧光样品的第三荧光信号，并根据所述第三荧光信号进行高分辨率成像，以得到用于实时观察所述荧光样品的纳米药物荧光图、纳米壳荧光图及细胞膜分布图。

可选的，所述照明单元包括：光源组件和主光路系统；

所述光源组件包括：第一半导体连续激光器和第二半导体连续激光器；

所述主光路系统包括：第一反光镜、第一双色镜、第一调节玻片、第一分光棱镜、第二调节玻片、第二分光棱镜及第二反光镜；