[发明专利]一种用于人体皮肤上微观位置的重复显微镜成像系统

说明书

本发明公开了一种用于人体皮肤上微观位置的重复显微镜成像系统，包括计算机、控制电路、飞秒激光、共振+振镜扫描镜、共聚焦雪崩光电二极管APD、双光子荧光光电倍增管TPF PMT、二次谐波光电倍增管SHG PMT、图像采集电路、物镜、和金属临时皮肤贴膜，金属临时皮肤贴膜的中心设有用于露出皮肤的开放空间，开放空间的边缘设计成锯齿状。与现有技术相比，本发明首先用金属临时皮肤贴膜用作界标以实现皮肤上相同微观位置的重定位，利用该系统的自动重定位的预测算法进行精确重定位，可以在数天到数周的时间内对人体皮肤内同一区域细胞或微观结构反复跟踪成像。

技术领域

本发明涉及显微光学技术领域，特别是一种用于人体皮肤上微观位置的重复显微镜成像系统。

背景技术

与传统的激光扫描共聚焦显微镜类似，皮肤共聚焦显微镜是以共聚焦成像原理为基础，融合机械、电子学及计算机科学为一体的高精度光学成像系统。它不但可以在像面上获得高分辨率、高对比度的图像，同时可以实现细微结构的三维成像功能，是目前研究皮肤及皮肤疾病的最有效工具，受到了国内外基础医学和临床医学专家的广泛关注。目前皮肤共聚焦显微镜检测领域所用扫描头，在使用过程中将扫描头及显微镜物镜与人体皮肤贴合以后，人体皮肤与扫描头之间的相对位置无法固定，两者之间容易产生相对移动，成像过程中不仅不能保证显微镜准确对准病变部位，而且也不能保证物镜始终贴合人体皮肤。

目前，美国Lucid公司推出了皮肤CT的系列产品，目前我国的皮肤CT市场几乎都被其垄断。其产品主要由皮肤镜与显微成像扫描头两部分构成，皮肤镜用于对患者的皮肤进行大范围可见光成像，然后使用显微成像扫描头对患者皮肤进行显微局部成像。此外皮肤显微镜可以用于观测不同的生物响应和生物及生理过程，然而现今没有有效的办法实现对皮肤的同一位置跟踪成像，因为以目前的技术很难实现精确定位的功能。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种用于人体皮肤上微观位置的重复显微镜成像系统。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种用于人体皮肤上微观位置的重复显微镜成像系统，包括计算机、控制电路、飞秒激光、共振+振镜扫描镜、共聚焦雪崩光电二极管APD、双光子荧光光电倍增管TPF PMT、二次谐波光电倍增管SHG PMT、图像采集电路、物镜和金属临时皮肤贴膜，所述金属临时皮肤贴膜的中心设有用于露出皮肤的开放空间，开放空间的边缘设计成锯齿状；所述计算机通过控制电路调控共振+振镜扫描镜来协调飞秒激光束在皮肤上的扫描，飞秒激光的输出光通过共振+振镜扫描镜后穿过物镜照射到位于金属临时皮肤贴膜的中心的开放空间内的皮肤上，物镜固定在成像支架下端，成像支架安装在3轴移动平台上，共振+振镜扫描镜与物镜的后孔径之间设有多光子分色镜，照射到皮肤上的飞秒激光被皮肤吸收后产生TPF或者与皮肤作用产生SHG，TPF和SHG信号光再次透过物镜被多光子分色镜反射后通过发射滤波器再透过SHG/TPF分色镜被双光子荧光光电倍增管TPF PMT和二次谐波光电倍增管SHG PMT接收并通过图像采集电路产生TPF图像和SHG图像，SHG/TPF分色镜与双光子荧光光电倍增管TPF PMT和二次谐波光电倍增管SHG PMT之间均设有滤波器，飞秒激光与共振+振镜扫描镜之间设有50/50分束器，照射到皮肤的反射光经过多光子分色镜和共振+振镜扫描镜后被50/50分束器反射后被共聚焦雪崩光电二极管APD接收并通过图像采集电路产生反射共聚焦显微RCM图像，图像采集电路获取的TPF图像、SHG图像、和共聚焦显微RCM图像被输送至计算机的显示器上实时显示，打开LED白光照明并将SHG/TPF分色镜旋转90度后就可用白光成像相机来获取皮肤表面大视场图像，该图像也被输送至计算机的显示器上实时显示。

进一步，所述金属临时皮肤贴膜为金色或黑色。

与现有技术相比，本发明首先用金属临时皮肤贴膜作界标以实现皮肤上相同微观位置的重定位，利用该系统的自动重定位的预测算法进行精确重定位，可以在数天到数周的时间内对人体皮肤内同一区域细胞或微观结构反复跟踪成像；同样，本发明也适合于动物皮肤成像的应用。