[发明专利]多模态信号采集装置及方法、激光影像系统

说明书

本申请涉及一种多模态信号采集装置及方法、激光影像系统，用于采集激光脉冲照射在样品上产生的多模态信号，该装置包括独立通道采集模块和光谱信号处理装置；独立通道采集模块内设有多个独立的光谱信号采集通道，每个光谱信号采集通道分别对应多模态信号中的特定波段的光谱信号；各个光谱信号采集通道分别采集多模态信号，并从多模态信号中滤出对应的特定波段的光谱信号，并将该光谱信号发送至光谱信号处理装置；光谱信号处理装置分别接收各个光谱信号采集通道采集的光谱信号，并分别将各个光谱信号进行成像及叠加输出；该技术对各个模态下采集光谱信号进行了有效分离，提升后续成像系统的成像效果。

技术领域

本申请涉及激光技术领域，尤其是一种多模态信号采集装置及方法、激光影像系统。

背景技术

在激光非线性显微技术中，使用特殊光谱的激光光源，如在中国专利申请201710916860.3中，使用激光光源为飞秒激光脉冲，通过光学组件将飞秒激光脉冲照射到样品上，激光信号与样品作用后形成多模态信号，然后通过信号采集装置采集多模态信号，得到多种非线性分子影像模态。

然而在常用技术方案中，多模态信号包含了多种波段的光谱，包括激光脉冲的谐波和荧光信号，当采集装置对这些光谱信号进行采集时，不同波段的光谱信息存在重叠，难以分离；而如果采用每种模态顺序采集的技术方案，则常常会引入校准偏差，影响了成像效果。

发明内容

本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，特别是成像校准偏差和影响成像效果的缺陷，提供一种多模态信号采集装置及方法、激光影像系统。

一种多模态信号采集装置，用于采集激光脉冲照射在样品上产生的多模态信号，包括：相互连接的独立通道采集模块和光谱信号处理装置；

所述独立通道采集模块内设有多个独立的光谱信号采集通道，每个光谱信号采集通道分别对应多模态信号中的特定波段的光谱信号；

在将特定波段的激光脉冲照射在样品上产生多模态信号后，各个所述光谱信号采集通道分别采集所述多模态信号，并从所述多模态信号中滤出对应的特定波段的光谱信号，并将该光谱信号发送至所述光谱信号处理装置；

所述光谱信号处理装置分别接收各个光谱信号采集通道采集的光谱信号，并分别将各个光谱信号进行成像及叠加输出。

在一个实施例中，所述独立通道采集模块包括多组并列设置的光学器件，每个光学器件对应一个独立的光谱信号采集通道；其中，所述光学器件包括分光镜或滤镜。

在一个实施例中，所述多模态信号包括：激光脉冲的谐波信号、FAD分子和NADH分子产生的荧光光谱信号；所述光谱信号采集通道分别对应为谐波信号采集通道、FAD信号采集通道和NADH信号采集通道。

在一个实施例中，所述光谱信号处理装置还用于对FAD分子荧光采集通道采集的光谱信号进行去卷积分离处理，分离FAD荧光信号和NADH荧光信号的光谱信号强度，去除FAD荧光信号中的NADH荧光信号干扰，得到纯净的FAD荧光信号。

在一个实施例中，所述光谱信号处理装置去卷积分离处理包括如下公式：

T_FAD＝H_FAD-a×H_NADH

式中，T_FAD为FAD信号采集通道中纯净的FAD荧光信号，H_FAD为FAD信号采集通道的总信号，a为设定系数，H_NADH为NADH信号采集通道的总信号。

一种多模态信号采集方法，用于采集激光脉冲照射在样品上产生的多模态信号，包括：

利用多个独立的光谱信号采集通道分别采集所述多模态信号；