[发明专利]一种图像扫描显微成像系统及方法

说明书

本发明提供了一种图像扫描显微成像系统及方法，所述图像扫描显微成像系统包括：激光扫描系统，用于生成照明激光，所述照明激光用于扫描样品；自适应像差校正系统，用于接收所述样品因所述照明激光激发的反射光，并对所述样品激发的所述反射光进行自适应像差校正和散射补偿；信号探测系统，用于采集经所述自适应像差校正系统进行自适应像差校正和散射补偿后的反射光，并生成光电信号和/或图像信号，以获得所述样品的成像图像；时序控制与数据处理系统，并根据所述光电信号和/或所述图像信号进行处理。本发明的有益效果：能够提高成像系统的成像质量。

技术领域

本发明涉及图像扫描显微成像技术领域，具体而言，涉及一种图像扫描显微成像系统及方法。

背景技术

在生物医学研究中，对活体生物样品进行高分辨率和大成像深度兼顾的显微成像是亟待解决的技术难题。

图像扫描显微在保留共焦显微三维成像能力基础上，可实现2倍的分辨率提升，但是在采用图像扫描显微成像技术对活体生物组织进行高深度成像时，由于样品自身光学特性的不均匀性以及折射率失配，成像过程中存在明显的像差，像差的存在会降低成像信号的强度以及成像质量，且探测深度越大，像差的影响就越大，另一方面，生物样品的光散射效应随着成像深度的提升，也会显著降低成像分辨率和信噪比。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高图像扫描显微成像系统的成像质量。

为解决上述问题，本发明提供一种图像扫描显微成像系统，包括：

激光扫描系统，用于生成照明激光，所述照明激光用于扫描样品；

自适应像差校正系统，设置于所述激光扫描系统的出射光路上，用于接收所述样品因所述照明激光激发的反射光，并对所述反射光进行自适应像差校正和散射补偿；

信号探测系统，设置于所述自适应像差校正系统的输出光路上，用于采集经所述自适应像差校正系统进行自适应像差校正和散射补偿后的反射光，并生成光电信号和/或图像信号；

时序控制与数据处理系统，用于接收所述信号探测系统生成的所述光电信号和/或所述图像信号，并根据所述光电信号和/或所述图像信号进行处理，以获得所述样品的成像图像。

本技术方案中，通过自适应像差校正系统调制光路波前,实现像差的自适应校正和散射补偿，从而提升成像分辨率和深度，以此，通过自适应像差校正和散射补偿，以能够提高图像对比度和信噪比，在通过相应的信号探测系统进行处理时，能够实现大深度高质量的成像，信号探测系统生成光电信号和/或图像信号，时序控制与数据处理系统适于通信连接所述信号探测系统，能够接收所述信号探测系统生成的所述光电信号和/或所述图像信号，并根据所述光电信号和/或所述图像信号进行处理，以此能够对信号探测系统的成像进行更好地控制，并能够对采集到的图像进行全局处理，提高成像质量。

进一步地，所述信号探测系统包括图像扫描显微探测臂、共焦探测臂和光束路径调节机构，所述光束路径调节机构位于所述自适应像差校正系统与所述图像扫描显微探测臂之间的光路上，且所述光束路径调节机构还位于所述自适应像差校正系统与所述共焦探测臂之间的光路上，所述光束路径调节机构用于将所述反射光调节传输至所述图像扫描显微探测臂和/或所述共焦探测臂，所述图像扫描显微探测臂用于根据所述反射光生成所述图像信号，所述共焦探测臂用于根据所述反射光生成所述光电信号。

本技术方案中，通过共焦探测臂和图像扫描显微探测臂的结合，单独探测或并行探测，能够实现系统的多模式测量，即可根据不同成像测量需求实现多模式测量，以及提高系统测量灵活性，在通过共焦探测臂与图像扫描显微探测臂结合探测的情况下，可将传统宽场显微成像分辨率提升2倍的同时实现大深度成像，从而进一步地提高成像质量。

进一步地，所述共焦探测臂包括光电倍增管和共焦针孔结构，所述光束路径调节机构、所述共焦针孔结构和所述光电倍增管依次位于同一光路上。