[发明专利]一种实验动物可穿戴式微型在体成像系统

说明书

本发明公开了一种实验动物可穿戴式微型在体成像系统。本可穿戴式微型在体成像系统将自聚焦透镜植入实验动物组织内，由承载装置固定自聚焦透镜并固定于实验动物体表。LED光源发出的激发光依次经聚光透镜、激发光滤光片后由二向分色镜依次反射入物镜和自聚焦透镜，自聚焦透镜将激发光入射至实验动物待观测的组织或器官内形成成像光；物镜接收自聚焦透镜返回的成像光，并将成像光向上经二向分色镜透射到二向分色镜正上方的反射镜，再经滤光片和消色差透镜成像在CMOS相机上。本发明可在任意时间、实验动物任意生理状态下通过承载装置固定于动物身上或从动物身上取下，方便与实验人员在实验动物多种生理活动下的实验操作和显微成像观察。

技术领域

本发明涉及了荧光成像的方法和系统，尤其是一种实验动物可穿戴式微型在体成像系统。

背景技术

生物成像技术可在组织及细胞水平上对生物体的生理状态和病理变化给出直观和准确的图像信息。在基础医学领域，研究者们多使用小鼠、大鼠等模式动物等结合成像技术探索组织器官生理功能和疾病的发生与发展。现阶段基础医学研究中常用的成像手段为组织切片显微荧光成像技术，即对死亡生物样本固定切片后在宽场荧光显微镜或荧光共聚焦显微镜下得到成像结果。但是此种成像方式只能观测到生物体死亡后的样本，无法展现生物体活体状态下的生理状态。在基础医学其他常用的成像手段也包括小动物CT成像，MRI成像以及双光子成像。相较于组织切片显微荧光成像，上述方法能够对活体小动物进行成像观测，但是因成像原理的限制，其分辨率和成像色彩上受限较大，且仅能在生物体麻醉状态下进行成像而非自由活动状态下进行成像。

因此随着生物成像技术在基础医学领域上逐步占有更加重要的地位，小动物在体成像技术也需更进一步的发展。现阶段急需一种使用方便的微型小动物可穿戴式在体成像系统，即能实现荧光显微技术的高分辨率多色彩的成像方法，也能够使得生物体在自由运动的过程中实时得到成像结果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种实验动物可穿戴式微型在体成像系统，其能在生物体任何生理状态下实现荧光显微成像。

本发明的技术方案如下：

微型在体成像系统穿戴于实验动物身上，对实验动物待观测的特定组织器官的进行成像；微型在体成像系统包括自聚焦透镜、承载装置和微型成像装置，自聚焦透镜沿光轴方向的下部植入实验动物待观测的组织或器官内，自聚焦透镜沿光轴方向的上部暴露于空气中并固定于承载装置的下部，自聚焦透镜为细长圆柱体，细长圆柱体自上而下的中心轴为光轴。

承载装置固定在实验动物的体表，承载装置的上部连接微型成像装置，微型成像装置的空腔内自下而上依次固定有二向分色镜和反射镜，邻近二向分色镜的一侧沿水平方向依次设有激发光滤光片、聚光透镜和LED光源，二向分色镜相对于激发光滤光片倾斜45度布置，邻近反射镜的一侧沿水平方向依次设有滤光片、消色差透镜和CMOS相机，反射镜相对于滤光片倾斜45度布置。

微型成像装置底部的中心开有贯通至空腔的通孔，通孔内装有物镜，物镜的光轴与自聚焦透镜的光轴同轴布置。

LED光源发出的激发光依次经聚光透镜、激发光滤光片后由二向分色镜依次反射入物镜和自聚焦透镜，自聚焦透镜将激发光入射至实验动物待观测的组织或器官内形成成像光；物镜接收自聚焦透镜返回的成像光，并将成像光向上经二向分色镜透射到二向分色镜正上方的反射镜，再经滤光片和消色差透镜成像在CMOS相机上。

所述的承载装置包括平板和套筒，套筒上端的内壁面加工有内螺纹，套筒的下端固定在平板的中心并贯通平板，微型成像装置为带有空腔的圆柱体，圆柱体下端的外壁面加工有用于与内螺纹配合的外螺纹，微型成像装置通过螺纹连接在套筒上。

所述的套筒为圆柱套筒，圆柱套筒沿直径方向的两端上分别开有定位孔，两个螺钉分别穿过两个定位孔共同卡持自聚焦透镜的上部，使自聚焦透镜固定在承载装置上。