[实用新型]一种无标记光声病理显微成像系统

说明书

本实用新型公开了一种无标记光声病理显微成像系统。包括：光学表面波传感器，用于承载组织样本以及水层；激发光发生装置；探测光发生装置；物镜，使激发光束和探测光束经过光学表面波传感器入射到组织样本上；处理和控制装置，用于控制激发光束移动，以对组织样本扫描；光学表面波传感器，还用于全反射探测光束，使反射的探测光束经物镜射出；处理和控制装置，用于对探测光束进行分束、光声信号合成和图像重建处理，得到目标图像。该成像系统集成化及一体化程度高，且利用光学表面波传感器作为载玻片，用于承载组织样本，能极大程度的保留高频信号，进而提高了纵向分辨率，另外激发光束和探测光束共用一个物镜，可以更好地保证两束光的共轴。

技术领域

本实用新型涉及显微成像领域，尤其涉及一种无标记光声病理显微成像系统。

背景技术

目前光声显微成像技术是近十年发展最快的新兴生物成像方式，在对病理检测方面有着极大的潜力，美国西北大学的刘文忠团队利用光声成像技术对小鼠眼部结构进行探测，相比于其他技术能更好地探测视网膜血氧饱和度和黑色素浓度，进一步推进了光声成像的临床转移。美国的Catherine Martel团队将光声显微镜与微机电系统扫描镜相结合应用于淋巴管病理检测。尽管光声显微成像技术取得了长足的发展，但是受压电材料自身属性的制约，光声系统普遍存在探测带宽窄和灵敏度低的缺陷。探测带宽窄导致光声成像的纵向分辨率低，进而引起深度方向定位不准确，不利于实际病理成像。为了解决这一问题，基于光学表面波的传感技术被应用于光声成像领域，通过对探测光位相变化的检测，从而实现光声成像系统的高灵敏度。

相比于传统光声传感器，光学表面波传感器具备高灵敏、宽带光声探测的优点；在基于光学表面波传感的光声成像这一新兴领域，具有代表性的有美国的弗吉尼亚大学以等离子体检测技术建立了一套光声显微系统，相较于传统光声显微成像实现了高空间分辨率。深圳大学的杨帆等人在位相型TIR超声波传感技术方面也已经有了长足的进步，其搭建的系统所得图像横向分辨率已经能达到5.8μm，该系统相比于传统光声成像系统灵敏度更高，探测带宽更宽。

但尽管现有的位相型TIR超声波传感系统已经能对组织病理进行较好的成像，但这一技术仍然存在缺陷，如组织样本与光学表面波传感器的距离较远，样本发出的光声高频信号需要在水中传播距离较远，现有的位相型TIR超声波传感系统如图1所示，组织样本a以及水层b放置于载玻片c上，载玻片c放置于二维位移平台d，二维位移平台d上方设置有棱镜e以及物镜f，激发光束经过物镜f的聚焦后，入射至棱镜e并入射至组织样本a，TIR探测器g发出的探测光束经过棱镜e后射向水层b表面并进行全反射，在水层b表面与棱镜e底面接近贴合的情况下(即最大程度减少棱镜e与水层b之间的距离，又不会干扰二维位移平台d的移动)，根据测量数据得知，棱镜e的下表面此时距离组织样本a会相差5mm，而这5mm的距离之差会对高频信息产生很大影响，即这将导致其声波频带宽从1GHz降低到170MHz，从而直接导致图像的纵向分辨率下降，影响系统的三维成像能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无标记光声病理显微成像系统，旨在解决现有位相型TIR超声波传感系统生成的图像的纵向分辨率较低、以及现有的探测光束和的共轴比较差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种无标记光声病理显微成像系统，其包括：

光学表面波传感器，用于承载组织样本以及水层，其中，所述组织样本浸入所述水层内；

激发光发生装置，用于产生激发光束；

探测光发生装置，用于产生探测光束；

物镜，用于对所述激发光束进行聚焦、并用于将所述探测光束转变为平行的探测光束，使所述激发光束和探测光束经过所述光学表面波传感器入射到组织样本上；

处理和控制装置，用于控制激发光束移动，以对所述组织样本扫描；