[发明专利]一种双光子扫描结构光显微成像方法及装置

权利要求书

1.一种双光子扫描结构光显微成像方法，其特征在于，包括：

按照预设调制函数将激光调制成光强随时间按正弦函数周期性变化的激发光，并采用扫描振镜使用调制后的激发光对待成像样品进行扫描激发；

采集待成像样品被激发光扫描激发产生的荧光信号，得到荧光信号对应的荧光结构光图像组；其中，所述荧光结构光图像组包括：多个荧光结构光图像；各个荧光结构光图像对应的激发光图案的取向和相位不同；

提取各个所述荧光结构光图像中的频率分量，并且对其中对应的激发光图案为同一取向和不同相位的频率分量进行复位后叠加，根据叠加出的各个取向上的频率分量的叠加值组，重构出所述待成像样品的超分辨率图像；

所述荧光信号为非正弦结构光；非正弦荧光结构光图案包含了高次谐波的所有频率信息；

根据各个荧光结构光图像的频率分量的叠加重构得到待成像样品的超分辨率图像的步骤包括：

对叠加出的频率分量的叠加值组进行傅里叶逆变换，得到重构出的荧光信号的超分辨率图像；其中，通过图像重构算法重构出各向一致的超分辨图像；所述重构算法为对被探测器逐点记录并形成的强度图像进行傅里叶变换，并将各个频率分量进行分离和平移，得到同一取向下的超分辨图像；

所述采集待成像样品被激发光扫描激发产生的荧光信号，得到荧光信号对应的荧光结构光图像组的步骤包括：通过改变所述预设调制函数的周期和相位，获取到不同取向和不同相位的激发光图案对应的荧光结构光图像组；

所述预设调制函数满足以下公式：

其中，I为待成像样品成像面上的激发光的光强，ω_m为调制频率，θ是荧光结构光图像中条纹与水平方向夹角，t为X方向扫描的时间，h表示所述扫描振镜扫描时Y方向上扫描的步数，为初始位相。

2.根据权利要求1所述的双光子扫描结构光显微成像方法，其特征在于，所述使用调制后的激发光对待成像样品进行扫描激发的步骤包括：

沿所述待成像样品纵向进行逐点扫描，当一个纵向扫描完成，则沿所述待成像样品横向进行步进扫描一次，然后再进行纵向逐点扫描，重复执行上述逐点扫描和横向步进扫描的步骤，直至所述待成像样品扫描完成。

3.根据权利要求1所述的双光子扫描结构光显微成像方法，其特征在于，所述采集待成像样品被激发光扫描激发产生的荧光信号，得到荧光信号对应的荧光结构光图像组的步骤包括：

逐点采集记录所述待成像样品被激发光扫描激发产生的荧光信号，得到荧光信号对应的荧光结构光图像组。