[发明专利]一种深度可分辨的目标探测及消融系统

说明书

本发明提供了一种深度可分辨的目标探测及消融系统，属于光学领域。该系统包括深度可分辨的目标探测模块和深度可分辨的目标消融模块。其中，深度可分辨的目标探测模块可一次性采集源自样本不同深度的荧光光谱，并通过计算机分析荧光光谱计算目标的深度；深度可分辨的目标消融模块可对指定深度进行激光照射，进而消融指定的目标。本发明利用特殊的光路设计，实现了对于目标更为精准的探测及消融，可有效减少对目标周围样本的损伤。本发明将目标探测模块和目标消融模块融入到一个光学系统中，结构简单、鲁棒性高、操作方便、快捷，不需要目标探测及目标消融系统间的手动切换，具有误差小、实时性好和时间效率高等优势。

技术领域

本发明属于光学的技术领域，具体涉及一种深度可分辨的目标探测及消融系统。

背景技术

荧光光谱通过测量荧光团经激发光照射后所释放的荧光信号，可反映待测样品的荧光强度在不同波长处的分布情况，具有灵敏度高、选择性强等优点，可提供关于待测样品更为丰富的生理、生化信息，近年来在生命科学、医学、材料科学等领域中得到了广泛的探索。然而，传统的荧光光谱仪多采用光纤探头的探测结构，难以一次性采集源自不同深度的荧光信号，因此无法便捷地获取关于目标的深度信息。因此，一种具有深度可分辨性的荧光光谱测量方法可实现在深度方向上更为精准的目标探测。

激光消融技术指利用高功率激光作用于目标，利用光热效应实现非侵入性的目标消融，具有到精度高、创伤小、高渗透性等优势，已被广泛应用于生物、医学等领域。然而，传统的激光消融技术缺乏对于消融深度的选择性，对周围样本的损伤通常较大。因此，一种具有深度选择性的目标消融系统可有效减少目标周围样本的损伤，实现对于目标更为精准的消融。

另外，目标探测及消融系统通常为两个独立工作的系统，但在实际使用过程中两者通常需要结合使用，即需要先探测目标再根据目标位置进行消融，因此存在操作复杂、实时性差等缺点。为此，一种结构简单、鲁棒性高的目标探测及消融相结合的系统及方法具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种深度可分辨的目标探测及消融系统，以解决现有技术中心存在的上述问题。

本发明的技术方案为：

一种深度可分辨的目标探测及消融系统，其包括深度可分辨的目标探测模块和深度可分辨的目标消融模块，所述的深度可分辨的目标探测模块采集源自样本不同深度的荧光光谱，进而反演出目标的深度信息，所述的深度可分辨的目标消融模块对指定深度进行激光照射，进而消融指定的目标；其中：所述的深度可分辨的目标探测模块包括第一激光器1、第一扩束器3、二向色镜5、分光镜7、轴锥透镜8、长波通滤光片10、透镜11、光纤探头12、光谱仪13、数据采集卡14及计算机15；所述的目标消融模块包括第二激光器2、第二扩束器4、数字微镜器件6、控制板卡16、二向色镜5、分光镜7和轴锥透镜8。

在所述的深度可分辨的目标探测模块中，第一激光器1发出的激光经第一扩束器3扩束，通过二向色镜5后由分光镜7反射，反射后的激光由轴锥透镜8将光束汇聚于样本9的不同深度；源自样本9的不同深度的荧光信号经轴锥透镜8变成平行光束，通过分光镜7并由长波通滤光片10滤除激发光，随后经透镜11成像到光纤探头12的接收端的不同光纤束上，光纤探头12的成像端将荧光信号传输到光谱仪13的探测器上位于不同行的探测单元，并分别采集样本9不同深度的荧光光谱，光谱仪13与数据采集卡14连接，数据采集卡14连接，数据采集卡14与计算机15连接，最后通过计算机15分析荧光光谱并计算目标的深度。

在所述的深度可分辨的目标消融模块中，第二激光器2发出的激光经第二扩束器4扩束后，经数字微镜器件6反射形成消融目标所需的环形光束，随后经二向色镜5和分光镜7反射，并由轴锥透镜8将光束汇聚于样本9的特定深度；数字微镜器件6与控制板卡16连接，控制板卡16与计算机15连接，计算机15及控制板卡16通过控制数字微镜器件6上的微镜单元，实现不同直径大小的环形光束，以特异性地对指定深度内的样本9进行激光照射，进而消融指定深度的目标。