CN106901679B - 荧光显微内窥成像系统及荧光显微内窥成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明荧光显微内窥成像系统，包括新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备，新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括由宽光谱照明光源模块构成的照明模块、由科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机构成的图像采集部、用于数据传递的细径柔性传像光纤、放大物镜、物镜切换装置、多光谱分光采集装置、调焦装置、传像光学系统、机械电子控制模块、以及图像数据处理控制模块；新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括的各组件均设置于外壳内，且彼此间相互连通且相配合使用。本发明结合荧光显微镜的成像原理和多光谱信息获取技术，通过优化硬件设备、研发图像处理软件，建立全新的荧光显微分子成像‑特殊光解剖构造成像的双模态内镜成像模式。

Description

荧光显微内窥成像系统及荧光显微内窥成像方法

技术领域

本发明涉及成像技术，具体是一种荧光显微内窥成像系统，同时，其还展示利用一种荧光显微内窥成像系统进行一种荧光显微内窥成像的一种荧光显微内窥成像方法。

背景技术

消化系统肿瘤是世界范围内最常见肿瘤之一。

早发现、早治疗，提高早癌的诊断水平对于提高患者生存率、减轻社会经济负担有着深远的意义。

目前国际研究表明，内镜检查时发现消化系统肿瘤的最有效途径。然而现有内镜技术存在检出率低，漏诊率高等诸多问题。为解决现有问题，分子影像学为我们提供了新的思路。分子影像学对活体内的生物过程在细胞和分子水平进行研究，同时利用靶向探针与特定分子结合可实现实时、定量成像。将分子影像学技术与消化内镜结合的消化内镜分子影像学，成为实现消化道肿瘤早期诊断的有效途径。目前的研究成果已经展现出这一领域良好的发展应用前景。

(1)自体荧光成像设备

自发荧光成像(AFI)系统运用氙气光透过蓝绿色旋转滤光片后形成激发蓝光(波长390-470nm)和绿光(波长540-560nm)直接照射胃肠道黏膜，除反射的蓝光被吸收滤片(吸收波长在500-630nm)阻挡外，反射绿光和自发荧光透过吸收滤片被CCD捕捉，经光电转化及图像重建后在显示器上显示。

(2)拉曼光谱成像

拉曼光谱成像(RSI)是基于非弹性光散射现象，提供详细的化学信息。利用拉曼光谱，通过检测恶性和正常组织之间的化学差异而做出临床早期诊断。然而早期诊断的一个重要的限制是固有拉曼散射的低效性，因为它的信号较差、曝光时间长、灵敏度不足和穿透深度有限，已经严重限制该技术向临床转化。

(3)共聚焦显微成像

共聚焦显微成像(CLI)其原理类似于激光共聚焦显微镜，可以是内镜下的组织结构放大1000倍，从而使得临床医师在内镜观察的同时对患者实时进行组织病理学诊断成为可能。而目前共聚焦内镜仅能提供488nm的激发光，在多光谱荧光成像方面具有明显优势。荧光素钠作为共聚焦内镜的荧光对比剂，使用时需静脉注射，国内外虽有文献表明荧光素钠可以安全使用，但静脉注射的风险相较表面喷洒要高的多，安全性难以保证。共聚焦内镜在原理上与共聚焦显微镜无异，均采用“点扫描”的成像方式，然而这种成像方式虽然可以提供高分辨率的清晰图像，但成像速度大打折扣，并且荧光由探测器检测，需在计算机系统中转换成电图像，后期人工图像选择耗时费力。

(4)光相干断层成像

光相干断层成像(OCT)在组织中使用低相干干涉测量法，用光学测距检测反射信号。因为它能检测到弹性散射光，保持入射光的相干性，但是OCT不能直接检测生物发光信号或荧光信号。同时应用OCT检查时只能组织浅层结构进行横断面成像，对于深层浸润的肿瘤无法成像。

(5)高分辨率荧光成像

高分辨率荧光成像(HRME)，通过激发喷洒在组织上的荧光造影剂而成像。目前，常用的荧光造影剂盐酸吖啶黄可与细胞核和细胞质内的DNA、RNA结合而染色，受到波长445nm的激发光照射后，可以发射出波长515nm的荧光。然而目前HRME只能进行单光谱成像，还无法联合多种荧光探针进行多光谱成像，同时缺乏图像分析软件对图像进行定量及定性分析。

上述成像方式具有如下缺陷：

(1)自体荧光成像：

理论上只要分子结构发生改变，自体荧光就会发生特征性改变，AFI图像的光学对比并不体现肿瘤特异性光学对比，是一个综合了多个分子改变的结果。由于AFI没有使用特异性靶向造影剂，因而假阳性率较高，对于炎症与肿瘤的区分有一定难度。同时由于自体荧光信号强度十分微弱，易受到激发光混叠的影响。

(2)拉曼光谱成像

拉曼光谱成像早期诊断的一个重要的限制是固有拉曼散射的低效性，因为它的信号较差、曝光时间长、灵敏度不足和穿透深度有限，已经严重限制该技术向临床转化。

(3)共聚焦显微成像：

共聚焦显微成像需由荧光素钠作为共聚焦内镜的荧光对比剂，使用时需静脉注射，国内外虽有文献表明荧光素钠可以安全使用，但静脉注射的风险相较表面喷洒要高的多，安全性难以保证。共聚焦内镜在原理上与共聚焦显微镜无异，均采用“点扫描”的成像方式，然而这种成像方式虽然可以提供高分辨率的清晰图像，但成像速度大打折扣，并且荧光由探测器检测，需在计算机系统中转换成电图像，后期人工图像选择耗时费力。

(4)光相干断层成像

光相干断层成像不能直接检测生物发光信号或荧光信号。同时应用OCT检查时只能组织浅层结构进行横断面成像，对于深层浸润的肿瘤无法成像。

(5)高分辨率荧光成像

目前高分辨率荧光成像只能进行单光谱成像，还无法联合多种荧光探针进行多光谱成像，同时缺乏图像分析软件对图像进行定量及定性分析。

(6)不能实现多光谱成像。

上述现有荧光成像设备的滤光片已固化，不能方便拆换。不同的荧光探针需要不同谱段的激发光，其发射的荧光也分布在不同的谱段，所以针对某种荧光探针需要特定的激发光源和滤光装置，目前常用的荧光内窥镜仅能对特定一种荧光探针进行激发成像。

(7)缺乏图像数据处理软件。

由于通过传像光纤束进行成像，传像光纤束中光纤单丝之间的固有的间隔会在成像时产生网格图案，严重影响图像质量，以及对图像信息的判读。同时，所得无法对所得图像进行图像数据处理及定量分析。

因此，有必要提供一种荧光显微内窥成像系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种荧光显微内窥成像系统。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种荧光显微内窥成像系统，包括细径光纤多光谱荧光显微成像设备，所述细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括由宽光谱照明光源模块构成的照明模块、由科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机构成的图像采集部、用于数据传递的细径柔性传像光纤、放大物镜、物镜切换装置、多光谱分光采集装置、调焦装置、机械电子控制模块、以及图像数据处理控制模块；细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括的各组件均设置于外壳内，且彼此间相互连通且相配合使用。

进一步的，所述细径柔性传像光纤外部套设有光纤外套管。

进一步的，照明模块包括单色可调光源和导光光纤，可根据用户的需要调节产生不同能量的宽光谱准直光线，通过调节光源的光斑大小，照明光线通过导光光纤进入多光谱分光采集装置；多光谱分光采集装置包括荧光立方体模块和电控平移台；电控平移台由可编程的微型步进电机控制，根据所使用的荧光探针，快速便捷的调节激发光波长，以便获取能充分激发荧光探针的窄谱段激发光。又不引入其他谱段光干扰的窄谱段出射光。同时此装置还能接受待测物体反射的反射光、激发光和受激发射的荧光信号，并通过二向色镜滤光片及发射光滤光片进行光谱过滤，产生与激发光同轴且方向相反的受激发射的荧光信号光线作为反方向出射光。

进一步的，所述细径柔性传像光纤，其为柔性探测器，能顺利伸入人体内部空腔组织内，光纤外套管采用医用级聚丙烯酰胺或聚四氟乙烯材料制作；所述细径柔性传像光纤近端接受多光谱分光采集装置的出射激发光，经过人体外开头伸入需检测的空心器官中，将此出射激发光传导入人体内部空腔组织中，并以圆形光光斑模式均匀照射在检测区域，此外，所述细径柔性传像光纤其还能收集人体内部空腔组织反射的白光、激发光和受激发射的荧光信号，并通过此光纤束将光学信号传导到体外。

进一步的，所述放大物镜及所述物镜切换装置设置于所述细径柔性传像光纤与多光谱分光采集装置之间，由待测物体发出的反射光、激发光和受激发射的荧光信号被传像光纤束收集后，可通过放大物镜并形成放大的图像，所述的物镜切换装置由可编程微型步进电机控制，可以将不同放大倍数的物镜进行相互切换，以搭配不同粗细直径的传像光纤束进行使用。

进一步的，所述图像采集部包括调焦装置，所述调焦装置能采集所述多光谱分光采集装置产生的反方向出射光，科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机通过调焦装置细微前后移动，成像反方向出射光的光学信号，得到原始荧光图像，也能不对入射光学信号进行谱段滤波，获得激发光图像。

进一步的，所述多光谱分光采集装置由暗箱包裹，并通过暗箱侧孔将导光光纤伸入暗箱，通过另一侧孔将滤光片切换器电源线、滤光片切换器控制数据传输线伸入暗箱。

进一步的，所述机械电子控制模块包括设计控制软件，通过数据传输线将控制信息传达到马达上控制电控平移台移动，避免了每次滑动电控平移台需要开启暗箱的操作，使成像系统具有多光谱信息获取功能。

进一步的，图像数据处理控制模块读取所述图像采集部获取的图像，使用原始荧光图像利用高斯滤波算法进行去噪处理，去除原始荧光图像中光纤间隔造成的网格图像，再通过直方图均衡化算法提高荧光图像的对比度，生成校正荧光图像，并在显示器上实时同步显示所述的校正荧光图像，并能计算相关荧光图像中的细胞核数量，核面积、核质比及核间距。并能将所得图像及相关数据进行分类存储。

一种荧光显微内窥成像方法，其利用上述一种荧光显微内窥成像系统进行图像采集、传输、处理和存储；照明光源发出的光通过传光光纤进入多光谱分光采集装置，由荧光立方体模块上的激发光滤光片过滤出窄带激发光，被模块上的二向色镜滤光片反射并穿过放大物镜，再由聚光耦合部件耦合到传像光纤束的近端，在经过传像光纤束传输并照明被观察物体，此时传像光纤束紧贴被观察物体，被观察物体被激发光照射后产生荧光信号，荧光信号被传像光纤束接收后通过传像光纤束后被放大物镜放大，放大后的荧光光束通过二向色镜滤光片和荧光立方体模块上的发射光滤光片，投射到摄像头的靶面上，摄像头将图像的光信号转换为电信号输入计算机，计算机对图像进行采集并显示在荧光屏上，并可以对图像进行处理、存储及进行文件管理；

图像采集、处理、存储及文件管理包括下述步骤：

1)开启装置电源，包括相机电源、光源电源和电脑电源；

2)将内窥镜前端紧贴待测物体；

3)相机将图像的光学信号(或输入图像卡)转化为数字信号并输入计算机；

4)使用原始荧光图像利用高斯滤波算法进行去噪处理，去除原始荧光图像中光纤间隔造成的网格图像，再通过直方图均衡化算法提高荧光图像的对比度，生成校正荧光图像，并在显示器上实时同步显示所述的校正荧光图像，并能计算相关荧光图像中的细胞核数量、核面积、核质比及核间距等定量参数。

5)计算机将校正图像及细胞核数量、核面积、核质比，核间距等定量参数显示在显示器上；

6)重复步骤2-4，得到一定数量的荧光图像和相关定量参数；

7)建立分类文件夹，采集的图像及相关定量参数存入文件夹中；

8)切断设备电源关闭电脑。

与现有技术相比，本发明结合荧光显微镜的成像原理和多光谱信息获取技术，通过优化硬件设备、研发图像处理软件，构建细径光纤多光谱荧光显微成像设备；将此设备为子镜与现有消化内镜融合，建立全新的荧光显微分子成像-特殊光解剖构造成像的双模态内镜成像模式。在此基础上应用此设备进行消化系统肿瘤的多光谱荧光显微成像，分析早期肿瘤病变图像的特点，探讨此设备对早期消化道肿瘤的诊断价值，从而为进一步提高消化道肿瘤的检出率提供一种新方法。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的荧光立方体结构示意图；

图3为本发明的传像光纤束的剖面结构示意图；

图4为本发明的传像光纤束的截面结构示意图；

图5为图像采集处理存储流程图；

图中数字标记：

1宽光谱光源；2荧光立方体模块；3荧光立方体模块；4传光光纤；5放大物镜；6物镜转轮；7物镜安装孔；8物镜转轮控制器；9光学准直耦合器；10传像光纤；11光斑调节器；12暗箱；13机械电子控制模块；14图像数据处理控制模块；15相机；16荧光立方体模块；17电控平移台。

具体实施方式

请参阅图1至图5，一种荧光显微内窥成像方法，其利用荧光显微内窥成像系统进行图像采集、传输、处理和存储，荧光显微内窥成像系统构成如下：

宽光谱光源1、传光光纤4及光斑调节器11构成宽光谱照明光源模块。可以产生可见光到近红外范围内光强分布均匀，光斑大小可变的准直宽光谱光线，以备从中过滤出特定谱段的激发光。所述的宽光谱光源1可以根据用户的需要调节光照的强度，最大光强4000mw/cm2。所述的传光光纤4为石英光纤，长约100cm，直径2.5mm，配备SMA905输出端口。宽光谱光源1产生的宽光谱光线由传光光纤4传导，并通过光纤远端的光斑调节器11形成特定直径的准直光线。

其中宽光谱光源1可以为大功率氙灯、卤灯光源或汞灯光源，其出射光谱段覆盖可见光到近红外波长范围。

宽光谱照明光源模块产生的宽光谱光线进入多光谱分光采集装置内的荧光立方体模块，其通过对宽光谱光源进行光谱过滤，产生特定谱段的激发光，达到能配合多种荧光探针使用的目的。每个荧光立方体模块其含有激发光滤光片18、二向色镜滤光片20、发射光滤光片19、通孔21。电动电控平移台17，机械电子控制模块13及暗箱12。电动电控平移台17上可装载多个荧光立方体模块2。用户可根据所使用的荧光探针，调节电动电控平移台17，已选择匹配的荧光立方体模块2进入光路过滤宽光谱照明光源模块的宽谱段白光，使过滤后产生的特定窄带光谱能够充分激发荧光探针。二向色镜滤光片20将特定的窄带光谱完全反射后进入光路下一级。待测物体被激发光激发后产生的特定激发光谱可以通过特定的二向色镜滤光片20而不被反射，进而通过发射光滤光片19。特定激发光谱被发射光滤光片15过滤后产生原始荧光信号进入光路下一级。

其中多光谱分光采集装置包括荧光立方体模块2，电动电控平移台17。电动电控平移台17上可装载多个荧光立方体模块2。用户可通过机械电子控制模块13控制电动电控平移台17将与所用荧光探针匹配的荧光立方体模块2接入光路。

其中激发光滤光片18为小直径带通干涉滤光片，其带通谱段应与所用荧光探针的吸收谱相匹配。

其中二向色镜滤光片20为小直径长波通二向色镜滤光片，其截止波长应与所用荧光探针的吸收谱相匹配。激发光被二向色镜发射到物镜上，发射的荧光(比激发光的波长要长)通过二向色镜进相机。后向反射或者由待测物体散射的激发光被二向色镜二次反射，防止其进入到相机形成杂散信号。

其中发射光滤光片19小直径带通干涉滤光片，其带通谱段应覆盖所用荧光剂的发射谱峰，且与所用的激发光滤光片不重叠，以在拍摄荧光图像时有效滤去非荧光信号，保留荧光信号。

其中机械电子控制模块13为可编程机械控制器，总体控制电控平移台17旋转切换。

多光谱分光采集装置产生的特定激发光谱进入光学准直耦合器9。

其中光学准直耦合器9可为聚焦透镜组，起到准直和聚集光束的作用，其将出射光聚集成于传像光纤束的直径接近的光束，并垂直入射到下级光路传像光纤束。

传像光纤束10将激发光传导到人体内部空心器官的检测区，并从检测区收集感兴趣的光学信号，传导到体外。其包含细径柔性传像光纤束22和传像光纤外套管23。细径柔性传像光纤22接受并传导上级光路光学准直耦合器9的出射光以及待测物体产生激发荧光。

其中细径柔性传像光纤束22为一柔性小外径的高分辨率，光传输通透率高的相干光线束，能有效传导激发光，荧光至体外进行成像。其中传像光纤束结构如图2所示，其内为细径柔性传像光纤束22，外包传像光纤外套管23，能顺利经人口腔等开口到达食道、胃等空心器官，并能有效传导激发光和荧光，并将激发光和荧光传导到体外。

其中光纤外套管采用医用级聚丙烯酰胺或聚四氟乙烯材料制作。

物镜切换器放置在光学准直耦合器9和多光谱分光采集装置之间，其包含放大物镜5、物镜转轮6、物镜安装孔7及物镜转轮控制器8。传像光纤束将待测物体产生的激发光和荧光传导到体外通过放大物镜5放大后，再次进入多光谱分光采集装置。放大后的荧光信号的图像可以通过二向色镜滤光片20，而反射的激发光无法通过。通过二向色镜滤光片20的荧光信号再通过发射光滤光片19，其带通谱段应覆盖所用荧光剂的发射谱峰，且与所用的激发光滤光片不重叠，以在拍摄荧光图像时有效滤去非荧光信号，保留荧光信号。过滤后产生荧光信号进入光路下一级。

其中物镜切换器包括放大物镜5、物镜转轮6、物镜安装孔7及物镜转轮控制器8。物镜转轮6上可装载多个放大物镜5。用户可通过物镜转轮控制器8将与不同放大倍数放大物镜5的接入光路。

其中放大物镜5为带有RMS外螺纹的有限远平场消色差物镜，放大倍数分别为4X，10X，20X，40X，各物镜之间齐焦，可对荧光图像进行放大，并在物镜共轭点上形成放大的实像，并投射到CCD相机15的探测芯片上。放大物镜5放大倍数计算方法为：

M＝L_min/d

其中M为放大倍数，L_min为矩形CCD探测芯片的短边长度，d为传像光纤束的直径。

其中物镜安装孔7为带有RMS内螺纹的圆孔，可安装带有RMS外螺纹的物镜。

CCD相机15对通过发射光滤光片19过滤后的原始荧光图像进行采集。其中相机为电荷耦合器件(CCD)相机或互补型金属氧化物半导体管(CMOS)相机，用于接收成像强度弱的光信号，并将采样转换为数字图像，其有效成像光强微弱的荧光信号，得到原始荧光图像。

图像数据处理控制模块14使用原始荧光图像利用高斯滤波算法进行去噪处理，去除原始荧光图像中光纤间隔造成的网格图像，再通过直方图均衡化算法提高荧光图像的对比度，生成校正荧光图像，并在显示器上实时同步显示所述的校正荧光图像，并能计算相关荧光图像中的细胞核数量、核面积、核质比及核间距等定量参数，并能将所得图像及相关数据进行分类存储。

荧光显微内窥成像系统可对两种或多种荧光探针进行快速多谱成像方法，以裸鼠结肠癌模型用被FITC标记EGFR抗体及Alexa Fluor680标记的VEGF抗体两种荧光探针进行多谱成像为例，包括以下步骤：

根据所使用的FITC、Alexa Fluor680两种荧光探针的光谱学特征，选择适宜的两套激发光滤光片488nm和645nm，两套二向色镜滤光片490nm和690nm，两套发射光滤光片525nm和710nm的组合。

开启宽光谱光源1，相机15及计算机，将传像光纤束的远端对准并紧贴待测部位。

先对FITC标记EGFR抗体进行激发成像，分别切换荧光立方体模块2，使一组激发光滤光片18，二向色镜滤光片20及发射光滤光片21进入光路，用窄谱段激发光照射探测物，使CCD相机15拍摄第一组原始荧光图像。

在对Alexa Fluor680标记的VEGF抗体进行激发成像，分别切换荧光立方体模块2，使另一组激发光滤光片18，二向色镜滤光片20及发射光滤光片21进入光路，用窄谱段激发光照射探测物，使CCD相机15拍摄第二组原始荧光图像。

图像数据处理控制模块14读取两组原始荧光图像，分别对两组原始荧光图像使用高斯滤波算法进行去噪处理，去除原始荧光图像中光纤间隔造成的网格图像，再通过直方图均衡化算法提高荧光图像的对比度，生成校正荧光图像，并在显示器上实时同步显示所述的校正荧光图像。

本实施例中，所述的高斯滤波算法和直方图均衡化算法具体包括以下步骤；

分别读取两组原始荧光图像，用(-1)x+y乘以输入图像进行坐标变换，利用离散傅里叶变换计算图像的DFT，用滤波器函数H(μ，ν)乘以F(μ，ν)计算反DFT，得到结果再乘以(-1)x+y即得到高斯滤波后的图像。

高斯滤波的二维形式如下：

其中D(μ，ν)是模糊半径(r2＝μ2+ν2)；σ是正态分布的标准偏差。

再通过直方图均衡化算法进行处理，具体映射方法如下：

其中n是图像中像素的总和，Nk是当前灰度级的像素个数，L是图像中可能的灰度级总数。即可得图像灰度值映射并通过图像灰度值计算相关荧光图像中的细胞核数量、核面积、核质比及核间距等定量参数，并能将所得图像及相关数据进行分类存储。

荧光显微内窥成像系统可将不同的滤光片切换至光路上，以满足不同探针对滤光装置成像的要求，从而实现对多种荧光探针快速成像。另外，由于采用电控平移台，切换时无需打开暗箱，可以快速电动切换，避免了外界杂散光的干扰同时减少了光学系统内光学信号的损失。并且由于进行了图像处理，提高了荧光图像的质量，并能对图像进行定量分析计算。

本发明的有益效果为：

1、采用模块化设计，方便设备维修，安装。

2、可以对多种荧光探针进行成像。

3、采用电控平移台设计，通过机械电子控制，无需手动，切换快速，使用方便。

4、采用电动物镜转轮设计，可以提供多种放大倍数的放大图像。

5、可以对采集的荧光图像进行处理，定量分析。

6、测量结果准确、直观，能迅速地显示在显示屏上。

7、可以结合靶向荧光探针实现特异性靶向分子成像。

8、可以实现荧光成像与宽视野成像设备结合，通过荧光图像可以获得特异性靶向分子成像的信息，通过宽视野成像设备可以获得解剖结构的信息，通过图像融合可以实现荧光靶向分子成像-白光解剖成像的双模态成像模式。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种荧光显微内窥成像系统，其特征在于：包括细径光纤多光谱荧光显微成像设备，所述细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括宽光谱照明光源模块、由科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机构成的图像采集部、用于数据传递的细径柔性传像光纤、放大物镜、物镜切换装置、多光谱分光采集装置、机械电子控制模块、以及图像数据处理控制模块；

所述细径柔性传像光纤外部套设有光纤外套管；

宽光谱照明光源模块包括宽光谱光源、传光光纤及光斑调节器，产生可见光到近红外范围内的光强分布均匀的、光斑大小可变的准直宽光谱光线，准直宽光谱光线进入多光谱分光采集装置；

多光谱分光采集装置包括荧光立方体模块和电控平移台，电控平移台上装载多个荧光立方体模块，机械电子控制模块控制电控平移台将与所用荧光探针匹配的荧光立方体模块接入光路，通过荧光立方体模块的激发光滤光片过滤宽光谱照明光源模块的宽谱段白光，调节激发光波长，以便获取能充分激发荧光探针的窄谱段激发光，且不引入其他谱段的窄谱段出射光；

同时荧光立方体模块还能接受待测物体反射的激发光和受激发射的荧光信号，并通过荧光立方体模块的二向色镜滤光片及发射光滤光片进行光谱过滤，产生与激发光同轴且方向相反的受激发射的荧光信号光线作为反方向出射光。

2.根据权利要求1所述的一种荧光显微内窥成像系统，其特征在于：所述细径柔性传像光纤，其为柔性探测器，能顺利伸入人体内部空腔组织内，所述细径柔性传像光纤外部套设有光纤外套管，所述光纤外套管采用医用级聚丙烯酰胺或聚四氟乙烯材料制作；所述细径柔性传像光纤近端接受多光谱分光采集装置的出射激发光，经过人体外开头伸入需检测的空心器官中，将此出射激发光传导入人体内部空腔组织中，并以圆形光光斑模式均匀照射在检测区域；所述细径柔性传像光纤还能收集人体内部空腔组织反射的激发光和受激发射的荧光信号，并将人体内部空腔组织反射的激发光和受激发射的荧光信号传导到体外。

3.根据权利要求2所述的一种荧光显微内窥成像系统，其特征在于：所述放大物镜及所述物镜切换装置设置于所述细径柔性传像光纤与多光谱分光采集装置之间，由待测物体反射的激发光和受激发射的荧光信号被细径柔性传像光纤收集后，可通过放大物镜并形成放大的图像，所述的物镜切换装置由可编程微型步进电机控制，可以将不同放大倍数的物镜进行相互切换，以搭配不同粗细直径的细径柔性传像光纤进行使用。

4.根据权利要求3所述的一种荧光显微内窥成像系统，其特征在于：所述图像采集部包括调焦装置，所述调焦装置能采集所述多光谱分光采集装置产生的反方向出射的荧光信号，科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机通过调焦装置细微前后移动，成像反方向出射的荧光信号，得到原始荧光图像。

5.根据权利要求4所述的一种荧光显微内窥成像系统，其特征在于：所述多光谱分光采集装置由暗箱包裹。

6.根据权利要求5所述的一种荧光显微内窥成像系统，其特征在于：所述机械电子控制模块包括设计控制软件，通过数据传输线将控制信息传达到马达上控制电控平移台移动，避免了每次滑动电控平移台需要开启暗箱的操作，使成像系统具有多光谱信息获取功能。