[发明专利]一种多光子病理成像诊断仪

说明书

本发明公开了一种多光子病理成像诊断仪，涉及生物光子学技术领域。包括光源、光路单元、检测器、成像透镜和信号增强装置，成像透镜位于检测器和样品之间，信号增强装置包括一个位于光源和光路单元之间的增强器、一个光学滤波器、一个光辐射阱，光学滤波器用于捕获增强后的光信号，提高成像深度，光辐射阱用于筛选样品中的目标波长，并将目标波长传输至检测器，以达到提高成像深度的目的，具备提高成像深度的能力，能够更好地检测深部组织和病变区域，采用非线性材料的增强器，能够根据输入光强度的变化而改变折射率，能够筛选样品中的目标波长，传输到检测器进行处理和分析，光辐射阱能够捕获增强后的光信号，进一步提高成像深度和清晰度。

技术领域

本发明涉及生物光子学技术领域，尤其涉及一种多光子病理成像诊断仪。

背景技术

多光子显微成像(即多光子成像)技术能够对活体生物进行非侵入式的深层组织成像，具有亚细胞级分辨率和三维成像能力，主要应用于神经学、胚胎学、肿瘤学等领域的研究人员能够对生物体内或体外组织的形态及生理结构进行可视化成像。

多光子成像技术需要n(n大于等于2，且n为整数)个光子同时激发样品，然后发射出一个荧光光子信号，例如双光子显微成像技术是一种最为常用的多光子成像技术，然而，采用该技术对于均匀标记的活体小鼠脑成像来说其成像深度最深为1mm，这是因为在这该深度焦点处的信号被表面处产生的背景荧光淹没(即其信号背景比等于1)，也就是说在该深度下其信号耗尽了。

目前，大成像深度下的信号耗尽问题限制了最大成像深度。因此，如何进一步增加信号强度以实现进一步提高成像深度一直以来就是业界亟需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多光子病理成像诊断仪，解决了上述提到的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多光子病理成像诊断仪，包括光源、光路单元、检测器、成像透镜和信号增强装置，所述成像透镜位于检测器和样品之间，所述信号增强装置包括一个位于光源和光路单元之间的增强器、一个光学滤波器、一个光辐射阱，所述光学滤波器用于捕获增强后的光信号，以进一步提高成像深度，所述光辐射阱用于筛选样品中的目标波长，并将所述目标波长传输至检测器，所述增强器具有增强光源发出信号的能力，以达到提高成像深度的目的。

优选的，所述增强器采用非线性材料，所述非线性材料的折射率随输入光强度的增加而发生变化，从而增强光学信号的强度，所述非线性材料包含但不限于KTP晶体。

优选的，所述增强器采用激光器对样品进行激发，从而进一步增加样品中的信号强度。

优选的，所述增强器采用周期性极化光进行样品激发，所述周期性极化光具体为飞秒激光脉冲。

优选的，所述增强器还包括一个光纤耦合装置，用于将增强后的光信号输送至检测器，所述光纤耦合装置与光路单元进行连接以传递信号；光纤耦合装置可以将增强后的光信号输送至检测器，保证信号的传输质量。

优选的，所述信号增强装置还包括一个自适应反馈控制器，用于控制所述增强器的输入光信号和输出光信号之间的比例；自适应反馈控制器能够控制增强器的输入光信号和输出光信号之间的比例关系，确保输出光信号具有所需的强度和频率，保障成像质量。

优选的，所述光源具体为光纤激光器，所述光纤激光器的激光束通过光路单元中的准直透镜和偏振片后，经过X-Y扫描镜与物镜共聚焦于样品表面。

与相关技术相比较，本发明提供的一种多光子病理成像诊断仪具有如下有益效果：

一、具备提高成像深度的能力，能够更好地检测深部组织和病变区域，采用非线性材料的增强器，能够根据输入光强度的变化而改变折射率，从而增强光学信号的强度，光学滤波器能够筛选样品中的目标波长，传输到检测器进行处理和分析，光辐射阱能够捕获增强后的光信号，进一步提高成像深度和清晰度。