CN108873284B

CN108873284B - 皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头及共聚焦显微镜成像系统

Info

Publication number: CN108873284B
Application number: CN201810664466.XA
Authority: CN
Inventors: 张健; 王方雨; 丁金阳; 李淳; 曲峰; 王健
Original assignee: Jilin Yatai Zhongke Medical Device Engineering and Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Jilin Yatai Zhongke Medical Device Engineering and Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: CN108873284A

Abstract

本发明涉及一种皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头及共聚焦显微镜成像系统；该扫描头利用微型抽气泵将胶质外罩内的空气抽出，使移动镜罩向前移动完全贴合人体皮肤，然后进行显微成像，能够避免使用过程中扫描头出现回弹现象；包含上述扫描头的共聚焦显微镜成像系统将皮肤镜相机和显微镜集成在了一起，利用皮肤镜相机所成的像获得病变部位准确位置，然后利用XY运动机构带动移动镜罩及人体皮肤作二维微位移使得显微镜能够精确对准病变部位，无需二次操作就可以对患者皮肤进行大范围可见光成像并对皮肤病变部位精确定位，从而对皮肤病变部位进行显微成像。

Description

皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头及共聚焦显微镜成像系统

技术领域

本发明属于皮肤共聚焦显微镜检测技术领域，涉及一种皮肤共聚焦显微镜专用吸附式扫描头及包含该扫描头的共聚焦显微镜检测系统。

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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在使用过程中能够始终保证物镜完全贴合人体皮肤并不会产生相对移动，从而使显微镜对准病变部位进行成像的皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头。

为了解决上述技术问题，本发明的皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头包括胶质外罩、吸附套管、移动镜罩、微型抽气泵；所述胶质外罩固定于吸附套管的前端；吸附套管套装在移动镜罩上，两者可作相对移动；密封圈套装在移动镜罩的末端；吸附套管上加工有前后贯通的导气通道，微型抽气泵的抽气口通过气管及气动接头与吸附套管上的导气通道连接；当移动镜罩向前移动其前端紧贴皮肤时吸附套管压紧密封圈。

所述的移动镜罩外壁上带有导向凸轨，导向凸轨嵌入于吸附套管内壁上的导向沟槽内。

本发明的工作原理：使用时，首先将胶质外罩罩在人体皮肤上；然后操控微型抽气泵开始工作，通过气管和吸附套管上的导气通道将胶质外罩内的空气抽出；此时由于气压的作用使移动镜罩向前移动完全贴合人体皮肤，同时使胶质外罩与人体皮肤紧密吸合。移动显微镜使物镜紧贴人体皮肤病变部分后即可进行显微成像。使用完毕后，操控微型抽气泵将空气导入胶质外罩，此时移动镜罩向后移动，胶质外罩与人体皮肤分离。

本发明在使用过程中能够始终保证物镜完全贴合人体皮肤并不会产生相对移动，能够避免使用过程中扫描头出现回弹现象，从而使显微镜始终对准病变部位进行成像，完全实现了在使用过程中物镜完全贴合人体皮肤的要求。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种包含上述皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头的共聚焦显微镜成像系统。

为了解决上述技术问题，本发明的包含上述皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头的共聚焦显微镜成像系统，还包括共聚焦显微镜成像装置，所述共聚焦显微镜成像装置包括显微镜，调焦机构，皮肤镜相机，Z向移动机构，固定架，X向驱动机构，XY运动机构，涡轮减速马达、微调涡轮；所述的显微镜和调焦机构安装在Z向移动机构的直线导轨组件上，显微镜的物镜组件与调焦机构连接，通过调焦机构可调节显微镜的焦点位置；固定架固定在直线导轨组件的前端，XY运动机构安装于固定架的前端，并且XY运动机构具有沿Z向的贯通孔；移动镜罩安装在XY运动机构上，可作X向、Y向移动；皮肤镜相机和X向驱动机构安装在固定架上，X向驱动机构可驱动皮肤镜相机沿X向移动对准移动镜罩并对皮肤进行宽场成像；皮肤镜相机移开后，显微镜可在直线导轨组件上沿Z向移动使其前端物镜插入移动镜罩；XY运动机构的固定平台中央通孔处固定有微调套管，微调涡轮与微调套管螺纹连接；涡轮减速马达固定在马达固定座上，并且其联轴器通过微调涡杆与微调涡轮连接。

对人体皮肤病变部位进行显微成像时，首先通过X向驱动机构驱动皮肤镜相机沿X向移动，使皮肤镜相机的视场中心对正患者的病变区域；利用皮肤镜相机对视场内患者皮肤进行大范围可见光成像，然后根据图像中皮肤病变部位的位置操控XY运动机构使移动镜罩及人体皮肤作相对二维移动，将显微镜物镜对准皮肤病变部位；操控Z向移动机构使得显微镜向前移动，直至显微镜物镜插入于移动镜罩内并紧贴人体皮肤；启动涡轮减速马达，带动微调涡轮转动，能够使得移动镜罩向前移动一小段距离以更好地贴合人体皮肤；此时即可对皮肤病变部位进行局部显微成像。由于皮肤病变部位一般都具有一定面积并呈现不规则形状，可通过操控XY运动机构对移动镜罩及人体皮肤的位置进行微调，从而对皮肤病变部位进行多次局部显微成像，直至完成病变部位全范围的显微成像。

本发明将皮肤镜相机和显微镜集成在了一起，利用皮肤镜相机所成的像获得病变部位准确位置，然后利用XY运动机构带动移动镜罩及人体皮肤作二维微位移使得显微镜能够精确对准病变部位，无需二次操作就可以对患者皮肤进行大范围可见光成像并对皮肤病变部位精确定位，从而对皮肤病变部位进行显微成像。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的共聚焦显微镜成像系统结构示意图。

图2、图3是本发明的共聚焦显微镜成像装置实施例1的复位状态立体图。

图4是本发明的共聚焦显微镜成像系统实施例1的进行可见光宽场成像的工作状态图。

图5是本发明实施例2的局部剖视图。

图中：1.显微镜，11.物镜，21.直线导轨组件，22.Z向直流减速电机，23.Z向电机固定块，24.Z向主动同步轮，25.Z向同步带，26.Z向同步带固定块，27.Z向被动同步轮，31.调焦电机，32.联轴器，33.蜗杆，34.调焦涡轮；35.显微镜固定座，36.光电开关，4.皮肤镜相机，51.固定架，52.X向直流减速电机，53.X向电机固定块，54.X向主动同步轮，55.X向同步带，56.X向同步带固定块，57.皮肤镜固定块，58.X向被动同步轮，6.XY运动机构；61.固定平台，62.第一移动平台，63.第二移动平台，64.微调套管，65.微调涡轮，66.蜗轮减速马达，67.马达固定座，71.胶质外罩，72.吸附套管，721.导气通道，722.导向沟槽，73.移动镜罩；731.导向凸轨；732.法兰盘，733.镜孔，74.密封圈；75.气管；76.微型抽气泵；77箱体；78.螺钉，81.外壳。

具体实施方式

如图1、5所示，本发明的皮肤共聚焦显微镜专用吸附式扫描头包括胶质外罩71、吸附套管72、移动镜罩73、微型抽气泵76；所述胶质外罩71安装固定于吸附套管72的前端；吸附套管72套装在移动镜罩73上，移动镜罩73外壁上带有4个导向凸轨731，4个导向凸轨731分别嵌入于吸附套管72内壁上的4个导向沟槽722内；密封圈74套装在移动镜罩73的末端；吸附套管72上加工有前后贯通的导气通道721，微型抽气泵77的抽气口通过气管75及气动接头79与吸附套管72上的导气通道721连接；当移动镜罩73由于气压的作用向前移动，其前端紧贴皮肤时吸附套管72末端压紧密封圈74。

如图2-4所示，包含上述皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头的共聚焦显微镜成像系统，还包括共聚焦显微镜成像装置；所述共聚焦显微镜成像装置包括显微镜1，Z向移动机构，调焦机构，皮肤镜相机4，固定架51，X向驱动机构，XY运动机构6，涡轮减速马达66、微调涡轮65；

所述的Z向移动机构包括直线导轨组件21，Z向直流减速电机22，Z向电机固定块23，Z向主动同步轮24，Z向同步带25，Z向同步带固定块26，Z向被动同步轮27；Z向电机固定块23位于直线导轨组件21的末端，Z向直流减速电机22安装在Z向电机固定块23上，Z向主动同步轮24与Z向直流减速电机22的转轴固定连接；Z向被动同步轮27位于直线导轨组件21的前端，Z向同步带25环绕Z向主动同步轮24和Z向被动同步轮27。显微镜1固定在显微镜固定座35上，显微镜固定座35通过Z向同步带固定块26与Z向同步带25固定连接，并且显微镜固定座35通过滑轨副与直线导轨组件21连接。Z向直流减速电机22运转带动Z向主动同步轮24和Z向被动同步轮27转动，进而可通过Z向同步带25带动显微镜固定座35及显微镜1沿Z向移动。

所述的调焦机构包括调焦电机31，蜗杆33，调焦涡轮34，光电开关36；调焦电机31的转轴通过联轴器32连接蜗杆33，蜗杆33与安装在显微镜物镜组件上的调焦涡轮34啮合；调焦电机31运转，可通过蜗杆33与调焦涡轮34调节显微镜的焦距；光电开关36固定在显微镜固定座35上并且其位置对应于调焦涡轮34的零位，用于调焦涡轮34的复位。

所述的X向驱动机构包括X向直流减速电机52，X向电机固定块53，X向主动同步轮54，X向同步带55，X向同步带固定块56，X向被动同步轮58；X向直流减速电机52固定在固定架51上，其转轴连接X向主动同步轮54，X向被动同步轮58安装在固定架51，X向同步带55环绕X向主动同步轮54和X向被动同步轮58；皮肤镜相机4安装在皮肤镜固定块57上，皮肤镜固定块57通过X向同步带固定块56与X向同步带55连接。皮肤镜相机4可X向驱动机构驱动下沿X向移动并对准移动镜罩，进行行大范围可见光成像；成像完毕后再回到初始位置。

所述的XY运动机构6采用现有技术的二维移动平台，该平台包括固定平台61，第一位移平台62，第二位移平台63；第一位移平台62可在固定平台61上沿X向移动，第二移动平台63可在第一移动平台62上沿Y向移动。整个XY运动机构6具有Z向的贯穿孔；移动镜罩73固定在第二移动平台63前端；移动镜罩的前端具有镜孔733；显微镜1对人体皮肤进行显微成像时，首先操控XY运动机构6，根据病变部位的位置坐标控制移动镜罩73和人体皮肤移动的距离是病变部位对准显微镜物镜视场；然后Z向移动机构驱动显微镜1前移，使其前端的物镜11位于镜孔733处并贴紧人体皮肤。

所述固定平台61中央通孔处固定有微调套管64，微调涡轮65与微调套管64螺纹连接；涡轮减速马达66固定在马达固定座67上，并且其联轴器通过微调涡杆与微调涡轮65。

所述直线导轨组件21、固定架51、固定平台61及马达固定座67均固定在外壳81内。

Claims

1.一种包含皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头的共聚焦显微镜成像系统，其特征在于还包括共聚焦显微镜成像装置；所述的皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头包括胶质外罩（71）、吸附套管（72）、移动镜罩（73）、微型抽气泵（76）；所述胶质外罩（71）固定于吸附套管（72）的前端；吸附套管（72）套装在移动镜罩（73）上，两者可作相对移动；密封圈（74）套装在移动镜罩（73）的末端；吸附套管（72）上加工有前后贯通的导气通道（721），微型抽气泵（76）的抽气口通过气管（75）及气动接头（77）与吸附套管（72）上的导气通道（721）连接；当移动镜罩（73）向前移动其前端紧贴皮肤时吸附套管（72）压紧密封圈（74）；所述共聚焦显微镜成像装置包括显微镜（1），调焦机构，皮肤镜相机（4），Z向移动机构，固定架（51），X向驱动机构，XY运动机构（6），涡轮减速马达（66）、微调涡轮（65）；所述的显微镜（1）和调焦机构安装在Z向移动机构的直线导轨组件（21）上，显微镜（1）的物镜组件与调焦机构连接，通过调焦机构可调节显微镜的焦点位置；固定架（51）固定在直线导轨组件（21）的前端，XY运动机构安装于固定架（51）的前端，并且XY运动机构具有沿Z向的贯通孔；移动镜罩（73）安装在XY运动机构（6）上，可作X向、Y向移动；皮肤镜相机（4）和X向驱动机构安装在固定架（51）上，X向驱动机构可驱动皮肤镜相机（4）沿X向移动对准移动镜罩（73）并对皮肤进行宽场成像；皮肤镜相机（4）移开后，显微镜（1）可在直线导轨组件（21）上沿Z向移动使其前端物镜（11）插入移动镜罩（73）；XY运动机构（6）的固定平台（61）中央通孔处固定有微调套管（64），微调涡轮（65）与微调套管（64）螺纹连接；涡轮减速马达（66）固定在马达固定座（67）上，并且其联轴器通过微调涡杆与微调涡轮（65）连接。

2.根据权利要求1所述的包含皮肤共聚焦显微镜吸附式扫描头的共聚焦显微镜成像系统，其特征在于所述的移动镜罩（73）外壁上带有导向凸轨（731），导向凸轨（731）嵌入于吸附套管（72）内壁上的导向沟槽（722）内。