[发明专利]使用可编程阵列显微镜进行光学共焦成像的方法和设备

说明书

一种使用可编程阵列显微镜(PAM)(100)执行的光学共焦成像，PAM具有光源装置(10)、具有多个反射调制器元件的空间光调制器装置(20)、PAM物镜和相机装置(30)，其中，空间光调制器设备(20)被配置使得第一组调制器元件(21)可被选择以用于将激发光定向到待研究对象的共轭位置以及用于将来源于这些位置的检测光定向到相机装置(30)，并且第二组调制器元件(22)可被选择以用于将来自对象的非共轭位置的检测光定向到相机装置(30)，方法包括以下步骤：将激发光从光源装置(10)经由第一组调制器元件定向到待研究对象，其中，控制空间光调制器设备(20)使得照明点的预定图案序列聚焦到对象的共轭位置，其中，每个照明点由限定当前PAM照明孔径的至少一个单个调制器元件创建，基于针对PAM照明孔径的每个图案从对象的共轭位置收集检测光来收集共轭图像I_c的图像数据，利用相机装置(30)的非共轭相机通道，基于针对PAM照明孔径的每个图案经由第二组调制器元件(22)从对象的非共轭位置收集检测光来收集非共轭图像I_nc的图像数据，并且基于共轭图像I_c和非共轭图像I_nc的图像数据创建对象的光学切片图像(OSI)，其中，收集共轭图像I_c的图像数据的步骤包括：利用相机装置(30)的非共轭相机通道，针对PAM照明孔径的每个图案经由第二组调制器元件(22)的围绕当前PAM照明孔径的调制器元件从对象的共轭位置收集部分检测光。此外，描述了PAM校准方法和被配置用于上述方法的PAM。

技术领域

本发明涉及使用可编程阵列显微镜(PAM)执行的光学共焦成像方法。此外，本发明涉及一种被配置用于使用时空光调制成像系统来共焦光学成像的PAM。本发明的应用特别存在于共焦显微技术中。

背景技术

EP 911 667 A1、EP 916 981 A1和EP 2 369 401 B1公开了基于同时获得的共轭(c，“合焦”，I_c)和非共轭(nc，“离焦”，I_nc)2D图像的组合来操作以实现荧光显微镜中的快速、宽场的光学切片的PAM。多个孔径(“针孔”)由大型(目前为1080p，1920×1080)数字微镜装置(DMD)阵列的启用(“开”)微镜元件的分布来限定。DMD被放置在显微镜的主图像场中，包括光源装置和相机装置的PAM模块经由单个输出/输入端口附接到显微镜。DMD具有双重用途：将激发光的图案定向到样本；还经由相同的微镜模式接收相应的发射光，并将其定向到相机装置。虽然DMD广泛应用于激励目的，但其在激励和检测路径二者中的使用(“双通原理”)是PAM概念及其实现所独有的。“开”和“关”镜将荧光信号分别定向到对偶相机，用于c和nc图像的配准。