[发明专利]基于线共焦成像的激光刺激系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于线共焦成像的激光刺激系统和方法，其系统包括线光束生成模块、成像模块、刺激光生成模块、慢扫描模块、中空狭缝反射镜、分光模块、快扫描模块和同步控制模块；所述同步控制模块包括主机系统和片上系统；所述刺激光生成模块包括刺激光源和光强度调制器。本发明的系统采用的是共振镜同步扫描方式，采用了中空狭缝反射镜，可以有效消除人眼角膜和前置镜的反射光，并提高光能利用率，而刺激光的快轴扫描光从狭缝中间穿过，并沿着狭缝方向扫描，中空狭缝反射镜的存在没有对刺激光造成影响；本发明的系统将照明光和刺激光分离，可以分别使用不同波长的光；可以同时进行成像和刺激，也可以将成像和刺激分离，避免相互干扰。

技术领域

本发明涉及光学成像和生物医学诊断技术领域，特别涉及一种基于线共焦成像的激光刺激系统和方法。

背景技术

在临床诊断或者生物活体研究的过程中，往往需要对观察到的某个特定的局部组织或单点位置，比如细胞，在施加光刺激后，实时监测其活动的同时，观察刺激后的反应，进而研究生物或者组织的光刺激下的活动属性。文章(AOSLO:from benchtop toclinic.Proceedings of SPIE,6306(63060),63060V–63060V–11)报道了一种将声光调制器引入到自适应共焦系统中，通过调制光束可以将图案清晰投射到视网膜上，但其没有分离照明光和刺激光。现有的文章和专利中，存在以下问题，1、激光刺激的同时不能进行实时的检测观察，很难消除抖动对刺激位置漂移带来的误差，2、观察视场不够大，比如自适应共焦光学系统的扫描视场只有1-3度，无法满足样品全貌的观察；3、成像速度受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于线共焦成像的激光刺激系统和方法。在线共焦系统对样品组织的快速成像的同时，进行实时的激光刺激。采用共光路共振镜同步扫描成像方法有效减少系统硬件，并采用中空狭缝反射镜解决透镜和角膜反射亮斑的问题，保证线共焦系统的成像质量，同时不影响刺激光通过，达到组织样品的成像和刺激同步的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于线共焦成像的激光刺激系统，其特征在于，包括：线光束生成模块、成像模块、刺激光生成模块、慢扫描模块、中空狭缝反射镜、分光模块、快扫描模块和同步控制模块；

所述同步控制模块包括主机系统和片上系统；

所述刺激光生成模块包括刺激光源和光强度调制器。

优选的是，所述慢扫描模块包括第一扫描振镜和第一聚焦透镜；所述快扫描模块包括第二扫描振镜和第二聚焦透镜；所述分光模块包括分光镜和第三聚焦透镜；所述线光束生成模块包括照明光源、准直器和柱面透镜。

优选的是，所述主机系统还包括用于显示所述线共焦系统的成像图像和选取的刺激区域；所述片上系统用于采集或输出扫描振镜的驱动信号，并根据驱动信号计算出第一扫描振镜和第二扫描振镜的位置，还用于输出控制信号到光强度调制器，调制所述刺激光源产生的刺激光。

优选的是，所述刺激光生成模块、快扫描模块、分光模块和成像模块沿光路依次设置；所述慢扫描模块、中空狭缝反射镜和分光模块沿光路依次设置；所述照明光源、准直器、柱面透镜和中空狭缝反射镜沿光路依次设置。

优选的是，所述线光束生成模块、成像模块、刺激光生成模块、慢扫描模块共同构成线共焦系统；所述慢扫描模块中的第一聚焦透镜和快扫描模块第二聚焦透镜构成4f系统，所述第一扫描振镜和第二扫描振镜均位于该4f系统的两侧焦点位置；

优选的是，所述刺激光生成模块的线共焦扫描与线共焦系统的扫描共用同一个第一扫描振镜。